Измерительные мосты - устройства, предназначенные для измерения параметров электрической цепи (сопротивления, емкости, индуктивности и т.д.) методом сравнения. В них измеряемая величина сравнивается с эталоном. Это может осуществляться вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе. В простейшем случае мостовая схема содержит четыре резистора, соединенные в замкнутый контур. Такую схему имеет одинарный мост постоянного тока, рис. 7

Резисторы R Х, R Э1 , R Э2 и R Э3 этого контура называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч - вершинами моста. Цепи, соединяющие противоположные вершины называют диагоналями. Одна из диагоналей (А-C) содержит источник питания ε, а другая (В - D) - нуль-гальванометр G. В плече моста переменного тока, рис. 8, могут быть включены не только резисторы, но также конденсаторы и катушки индуктивности. В этом случае сопротивление плеч моста Z является функцией R, L и С.

РЕГИСТРИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА.

В научных исследованиях и производственной деятельности часто возникает необходимость автоматической регистрации измеряемых величин. Для записи разработаны регистрирующие приборы, которые служат для записи изменений измеряемой величины как функции времен. Находят также применение двух координатные самопишущие приборы, позволяющие регистрировать функциональную зависимость между двумя величинами, например, температура-время, ток-напряжение.

Регулирующие устройства

При электрических измерениях часто возникает необходимость изменить силу тока или перераспределить напряжение между участками цепи. Для этого используют регулирующие устройства: реостаты, автотрансформаторы, магазины и мосты сопротивлений.

1. Реостаты . Для плавного изменения сопротивления в цепи применяются реостаты. Наиболее распространенной конструкцией реостата является движковый (ползунковый) реостат.

В случае ”а” (рис. 9) реостатом плавно изменяют сопротивление цепи от R H (R=0, реостат выведен – скользящий контакт поставлен в положение С) до R+R H (реостат полностью введен – положение В). В результате, по закону Ома, ток меняется от
до
.

В этом случае (рис. 7а) реостат является регулятором тока. В случае "б" передвижением ползунка из положения С в положение В меняется напряжение на участке CD от 0 до величины питающего цепь напряжения источника, то есть, реостат служит потенциометром. Как видно из схем, назначение потенциометра состоит в том, чтобы выделить для заданного участка цепи (например, сопротивления нагрузки R H) некоторую часть общего напряжения источника ЭДС, меняя ее в известных пределах.

2. Магазин сопротивлений. Магазином сопротивлений (рис. 8)называется набор сопротивлений, смонтированных в одном корпусе так, чтобы можно было по желанию изменять в определенных пределах ступенями значение сопротивления, включенного в измерительную цепь.

В декадных (курбельных) магазинах сопротивления сгруппированы десятками. В каждой такой декаде установлены катушки одинакового сопротивления по 0,1; 1, 10 Ом и т.д. Катушки в каждой декаде и декады между собой соединены последовательно. Катушки расположены полукругом и прикреплены к верхней панели корпуса. В центре полукруга смонтирована ручка с пружиной, скользящей по контактам, к которым припаяны концы катушек, рис.10. Например, так устроен магазин сопротивлений РЗЗ, состоящий из отдельных, точно подогнанных проволочных сопротивлений, позволивших устанавливать любое значение сопротивлений от 0,1 до 99999,9 Ом с интервалами в 0,1 Ом. Отсчет по прибору равен сумме произведений цифр, стоящих против указателя декады, на соответствующий множитель. Например,

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Электроизмерительные приборы классифицируются по следующим основным признакам:

1.По принципу действия.

2. По роду измеряемого тока

Наименование

Постоянный ток

Переменный однофазный ток

Постоянный и переменный ток

Трехфазный ток

    По классу точности.

4. По роду измеряемой величины.

Род измеряемой величины

Название прибора

Обозначение

Сила тока

Амперметр

Напряжение

Вольтметр

Мощность

Ваттметр

Счетчик килловат-часов

Частотомер

Сопротивление

Индуктивность

Генриметр

Фарадметр

5. По степени защищенности от внешних магнитных полей и электрических полей.

По степени защищенности от внешних магнитных полей постоянного и переменного тока (с частотой до 1 кГц тона при напряженности 400 В/м электроизмерительные приборы разделяют на категории 1 и 2. Для приборов первая категории допустимые измерения показаний составляют примерно ± 0,5%, а для приборов второй категории ± 1% и более. На приборах первой категории наносятся обозначения: при защите от внешних магнитных полей.

6. По устойчивости к климатическим условиям.

По устойчивости к климатическим воздействиям электроизмерительные приборы разделяются на группы:

А - приборы, предназначенные для работы в сухих отапливаемых помещениях при температуре +10 - +35°С и относительной влажности воздуха до 80%.

Б - приборы, предназначенные для работы в закрытых не отапливаемых помещениях при температуре -30 - +50°С и относительной влажности воздуха до 95%.

В - приборы, предназначенные для работы в полевых и морских условиях при температуре -50 - +80°С.

Кроме указанных выше, на шкалы приборов наносят следующие обозначения:

1. Обозначения, состоящие из буквенного символа и числа, стоящего за буквой, например, М24. Буквенные индексы характеризует систему прибора (принцип действия), а число – завод - изготовитель или организацию, разработавшую прибор. Например:

М - прибор магнитоэлектрической системы,

Э -прибор электромагнитной системы

Д - прибор электродинамической или ферромагнитной системы,

С - прибор электростатической системы.

2. Положение шкалы: горизонтальное

вертикальное

3. Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например 2 кВ

4. Прибор испытанию прочности изоляции не подлежит.

5. Осторожно! Прочность изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу не соответствует нормам (знак красного цвета)

6. Внимание! Смотри дополнительные указания в паспорте и инструкции по эксплуатации

7. Отрицательный зажим

8. Положительный зажим

9. Общий зажим (для многопредельных и комбинированных приборов)

10. Зажим переменного тока

11. Зажим, соединенный с корпусом

12. Корректор

13. Арретир Арр.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ.

Чувствительностью S прибора (имеющего равномерную шкалу) называется число делений шкалы N, приходящихся на единицу измеряемой величины Х, то есть
. Например, если шкала миллиамперметра, рассчитанного на 300 mА, имеет 60 делений, что чувствительность прибора

Размерность чувствительности зависит от характера измеряемой величины (например, чувствительность прибора к току, напряжений и т.д.). Величина
, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора, Она определяет значение электрической величины, вызывающей отклонение на одно деление. В общем случае цена деления представляет собой разность значений измеряемой величины для двух соседних отметок. Цена деления зависит от прибора; и от числа делений шкалы.

КЛАССЫ ТОЧНОСТИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

И ПРИБОРНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ

Важнейшей характеристикой электроизмерительного прибора является его класс точности, который определяет минимальную относительную (систематическая) погрешность прибора, выраженную и процентах. Все приборы классифицируется по 9 основным классам точности: 0,02; 0,05; 0.1; 0.2; 0.5; 1,0; 1.5; 2, 5, 4, 0. Приборы первых пяти классов вследствие высокой точности называются особо точными. Приборы остальных классов точности называются техническими. Для приборов, систематическая погрешность которых больше 4%, класс точности не устанавливается.

По характеру градуировки шкалы прибора, они делятся на 2 типа. К первому типу относятся приборы, у которых абсолютная систематическая погрешность по всей шкале прибора постоянна, класс точности таких приборов указывается на шкале прибора в виде цифры: например, 1,0. Ко второму типу относятся приборы, у которых постоянной является относительная систематическая погрешность по всей шкале прибора. Класс точности таких приборов указывается в виде цифры, стоящей в кружочке

Класс точности равен отношению абсолютной погрешности к предельному значению измеряемой величины Х ПР) измерения в процентах, т.е. класс точности равен

Отсюда вычисляется абсолютная погрешность прибора

Так, например, если измерение осуществляется миллиамперметром со шкалой 0-500 mА (Х ПР = 500 mA) класса точности 1,5, то на любой отметке шкалы миллиамперметра абсолютная погрешность прибора равна

Зная абсолютную погрешность прибора, можно рассчитать относительную погрешность ε проведенного в данном опыте измерения. Пусть, например, в опыте рабочее значение измеряемого тока было равно I=200 mA, тогда относительная погрешность данного измерения будет равна отношению абсолютной погрешности прибора к рабочему значения измеряемого тока, т.е.

или

Для декадных магазинов сопротивлений с классом точности 0,2 погрешность не превышает

где m – число декад магазина. R – значение включенного сопротивления.

Абсолютная погрешность будет равна

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Два пересекающихся повода, электрически между собой не соединенные

Два пересекающихся провода электрически между собой соединенные

Заземление

Переменный ток

Постоянный ток

Плавкий предохранитель

Электрическая лампа

Гальванический элемент, аккумулятор

Батарея гальванических элементов или аккумуляторов

Конденсатор постоянной емкости

Конденсатор переменной емкости

Омическое сопротивление (резистор)

Переменное сопротивление или реостат

Потенциометр

Вольтметр

Амперметр

Гальванометр

Катушка без сердечника, соленоид

Катушка с сердечником

Трансформатор

Электронная лампа диод

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый триод – транзистор

Неоновая лампа

Микрофон

Электролитический конденсатор

ПРАВИЛА СБОРКИ ЦЕПЕЙ

Перед выполнением работы студент должен ознакомиться с применяемой аппаратурой и ее техническими данными. После этого приступает к сборке электрической цепи по заданным схемам. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Перед сборкой цепи все рубильники должны быть разомкнуты, реостаты поставлены на максимальное сопротивление.

2. Сборку схемы рекомендуется производить по контурам: собирается основной контур, затем вспомогательные контуры. Источник тока не присоединяется к цепи до проверки ее преподавателем или лаборантом. Сборку схемы следует начинать от одного полюса источника питания и заканчивать около другого его полюса.

3. Схема обязательно должна быть проверена преподавателем или лаборантом. Производить “пробные” включения, то есть, замыкать цепь на источник тока без разрешения - строго воспрещается.

4. Любые изменения в собранной схеме производятся обязательно при выключенном источники тока. Последующее включение напряжения разрешается только после повторной проверки преподавателем или лаборантом.

5. При выполнении работы необходимо следить за соблюдением правил техники безопасности. Категорически запрещается касаться руками проводов и зажимов, когда цепь находится под напряжением. Запрещается производить присоединение к схеме, не отключенной от источника тока.

Перенос приборов с других рабочих столов не допускается.

По каждой выполненной работе составляется отчет по форме.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

    Электрическая цепь. Из чего она состоит?

    Какими устройствами регулируется ток, напряжение?

    Как необходимо включать амперметр и вольтметр в цепь?

    Как подключить шунт к амперметру и дополнительное сопротивление к вольтметру?

    На какие группы разделяются электроизмерительные аналоговые приборы прямого преобразования?

    Источники тока.

    Устройство и принцип работы магнитоэлектрических приборов.

    Устройство и принцип работы электромагнитных приборов.

    Устройство и принцип работы цифровых измерительных приборов.

    Устройство измерительных мостов.

    Регистрирующие приборы и устройства.

    Как определить систематическую погрешность, зная класс точности.

    Как определить относительную погрешность, зная класс точности.

    Как определяется цена деления прибора

    Как определяется чувствительность прибора.

Измерительный мост , позволяющий определять величину неизвестного электрического сопротивления, был изобретён британским учёным Самуэлом Кристи в 1833 году, и позже модернизирован и популяризирован другим британским учёным, Чарьзом Витстоном в 1843 году.


P1 - P3 - диагональ питания; P2 - P4 - измерительная диагональ моста;
R1, R2 - левое плечо, R3, R x - правое плечо моста.

Принцип работы

Принцип измерения неизвестного сопротивления основан на уравнивании отношений сопротивлений в обоих плечах моста, при этом гальванометр, включённый между этими плечами, будет показывать нулевое напряжение. На рисунке R x - это неизвестное сопротивление, которое требуется измерить. R1, R2 и R3 - резисторы с известными значениями сопротивлений, причём резистор R2 переменный. Если отношение двух известных сопротивлений в плече R2/R1 равно отношению сопротивлений в плече R x /R3, то в этом случае напряжение между точками схемы P2 и P4 будет равно нулю, и через гальванометр V ток не будет течь. Если же мост разбалансирован, то отклонение гальванометра будут указывать на то, что сопротивление резистора R2 слишком большое или слишком маленькое. Переменный резистор R2 регулируют до тех пор, пока гальванометр не укажет на ноль.

По гальванометру можно определять отсутствие тока в цепи с очень большой точностью. Следовательно, если резисторы R1, R2 и R3 - высокоточные, то неизвестное сопротивление R x может быть измерено с большой точностью. Небольшие изменения сопротивления R x разбалансируют измерительный мост, что обнаруживается по показанию гальванометра.

При сбалансированном мосте выполняется равенство R2/R1 = R x /R3.

Отсюда R x = R3*R2 / R1

В случае если сопротивления R1, R2 и R3 известны, а резистор R2 - постоянный, то неизвестное сопротивление R x может быть рассчитано с помощью законов Кирхгофа. Этот метод измерения часто используется при применении измерительного моста в тензометрии, совместно с тензодатчиком, так как считать показания с гальванометра получится гораздо быстрее, чем балансировать мост переменным резистором.

Расчёт

Используя первый закон Кирхгофа, найдём токи, протекающие в узлах P2 и P4:

I 3 - I x + I G = 0
I 1 - I 2 - I G = 0

(I 3 * R3) - (I G * R G) - (I 1 * R1) = 0
(I x * R x) - (I 2 * R 2) + (I G * R G) = 0

Мост сбалансирован, следовательно I G = 0, так что вторая система уравнений сократится:

I 3 * R3 = I 1 * R1
I x * R x = I 2 * R 2

Решая эту систему уравнений, получим:

R x = R2 * I 2 * I 3 * R3 / (R1 * I 1 * I x)

Из первого закона Кирхгофа следует, что I 3 = I x и I 1 = I 2 . Следовательно величина неизвестного сопротивления R x будет определятся по формуле:

Если известны сопротивления всех четырёх резисторов и величина питающего напряжения U пит, а сопротивление гальванометра достаточно высокое, так что током I G , протекающим через него можно пренебречь, то напряжение U между точками моста P2 и P4 может быть найдено путём расчёта каждого из делителей напряжения , вычтя затем напряжение на одном делителе из напряжения на другом делителе. В этом случае получится следующее уравнение:

U = R x * U пит / (R3 + R x) - R2 * U пит / (R1 + R2)

Напряжение питания U пит можно вынести за скобки, в этом случае получится выражение:

U = (R x / (R3 + R x) - R2 / (R1 + R2)) * U пит

Где U - напряжение в точке P2 относительно точки P4.

Измерительный мост Уинстона иллюстрирует концепцию дифференциальных измерений, результаты которых могут быть очень точными. Различные разновидности моста Уинстона используются для измерения ёмкости , индуктивности , импеданса и других величин. Одной из разновидностей моста является мост Кельвина, специально предназначенный для измерения малых сопротивлений. Во многих случаях измерение величины неизвестного сопротивления связано с измерением некоторых физических параметров, таких как сила, температура, давление и т.д., здесь в качестве измеряемого сопротивления используется соответствующий резистивный датчик.

Мостовые схемы используются в различных областях элек­троники для проведения измерений, для целей управления m обеспечения возможности считывания переменных. Вместе с: мостовыми схемами применяются такие чувствительные эле­менты, как гальванометры, откалиброванные измерительные-приборы и датчики, обеспечивающие в случае разбаланса зву­ковую или световую сигнализацию.

В измерительной технике мостовые схемы используются для-определения величин сопротивлений, емкостей или индуктивно--стей, а также частоты сигнала. В системах управления мосто­вые схемы устанавливают наличие разбаланса между двумя: напряжениями, на основе чего вырабатываются сигналы кор­рекции ошибок. Мостовые схемы могут применяться в источни­ках питания, а также в некоторых схемах детектирования, как будет.показано в данной главе.

На рис. 9.1 изображена схема мостика Уитстона. В этой схе­ме резисторы образуют плечи мостовой цепи, в диагональ, включен индикаторный прибор, а к двум другим узлам подво­дится постоянное напряжение. Такая схема может применяться с источником переменного напряжения и измерителем, работаю­щим на.переменном токе. Однако на постоянном токе можно-использовать только резистивный мостик, поскольку при нали­чии индуктивности или емкости необходим источник переменно­го напряжения.

В схеме, показанной на рис. 9.1, a, R s является стандартным резистором, величина которого известна, a R x - резистор неиз­вестной величины. Если мост сбалансирован, величину R x мож­но определить непосредственным образом или путем сопостав­ления со стандартным резистором R s .

Существует множество состояний равновесия мостика Уит­стона, и одно из них показано л а рис. 9.1,6. На этой схеме все резисторы имеют равную величину, поэтому между верхним и нижним зажимами измерителя нет разности потенциалов.. В этом случае стрелка гальванометра или другого индикатор­ного прибора будет находиться в положении, соответствующем! равновесию (указывает на нуль).

На рис. 9.1, в показано другое состояние равновесия. В этой схеме сопротивления резисторов R 1 и R 2 составляют величины по 100 Ом, а сопротивления резисторов R s и R x - по 50 Ом. Вследствие равенства сопротивлений резисторов Ri и R 2 прило­женное напряжение делится между ними поровну. Аналогично этому напряжение делится поровну между резисторами R s и R x , хотя величины их сопротивлений и меньше величин сопро­тивлений двух других резисторов. Поэтому падение напряжения на R 2 равно падению напряжения на R s , и опять между верх­ним и нижним зажимами нет разности потенциалов, т. е. Мост уравновешен. В этом случае величина сопротивления R x равна 50 Ом, что соответствует величине.стандартного резистора.

Еще одно состояние равновесия моста иллюстрируется на рис. 9.1,г. На этой схеме сопротивление резистора Ri в два раза больше сопротивления резистора R 2 , а сопротивление рези­стора R s в два раза больше сопротивления резистора R x . Вследствие равенства отношений R 2 /R x =R 1 /R s падения напря­жений на R 2 и R x одинаковы, и мост уравновешен.

Рис. 9.1. Мостик Уитстона на постоянном токе.

Для различных условий равновесия, показанных на рис. 9.1, величину неизвестного сопротивления резистора R x можно опре­делить из соотношения, выражающего условие равновесия-моста:

9.2. L и С-мостики Уитстона

Мостик Уитстона может быть также использован для изме­рения величины индуктивности или емкости (рис. 9.2). Индук­тивный мост изображен на рис. 9.2, а, причем в этом случае не­обходимо использовать источник переменного напряжения и из­мерительный прибор, работающий на переменном токе. При на­личии переменного тока индуктивное реактивное сопротивление вызовет падение напряжения на катушке индуктивности анало­гично тому, как напряжение падает на резисторах в плечах мо­ста. Поэтому, если падение напряжения на R 2 равно падению напряжения на L x , мост уравновешен и можно определить неиз­вестную величину L x из формулы

Для емкостного моста, показанного на рис. 9.2,6, функция реактивного сопротивления является обратной, поскольку реактивное сопротивление конденсатора уменьшается при увеличе­нии его емкости, в то время как реактивное сопротивление катушки при увеличении индуктивности возрастает. Поэтому в со­стоянии равновесия моста отношение сопротивлений R 1 и R 2 определяет искомую емкость:

Рис. 9.2. L- и С-мостики Уитстона.

Задачу, с которой обычно приходится иметь дело при расчете цепей, можно сформулировать так: даны сопротивления всех ветвей, величины и направления всех требуется найти токи во всех ветвях. Иногда оказывается возможным разбить цепь на группы последовательно и параллельно соединенных проводников и найти решепие по формулам предыдущего параграфа. Общее решение поставленной задачи можно получить, вводя специальное обозначение для тока в каждой ветви и написав 1-й закон Кирхгофа для узлов (что дает уравнений) и 2-й закон Кирхгофа для независимых контуров (что дает еще уравнений). Всего получается уравнений, определяющих токов. Объем работы можно сильно сократить, введя так называемые контурные токи, автоматически удовлетворяющие закону Кирхгофа, после чего остается решить систему только из уравнений. Ток в каждой ветви можно записать как сумму зтих контурных токов. В качестве примера рассмотрим схему, называемую мостом Уитстона (фиг. 60). Она часто применяется для сравнения неизвестного сопротивления с известным. Во «внешвий» контур включена

сопротивление этой ветви равно Контурные токи можно выбрать по-разному. Выбор контурных токов должен допускать различные токи в каждой из ветвей. Выбрав контурные токи так, как это показано на фиг. 60, и написав 2-й закон Кирхгофа для контуров и получим

Если задача заключается в том, чтобы выразить один ток через другой, например ток через I, то можно обойтись только двумя из этих уравнений. Из уравнений (6.15) и (6.16) находим

Если же заданы только э. д. с. и сопротивления, то приходится решать систему из трех уравнений Это нетрудно сделать, пользуясь теорией определителей. Для будем иметь

Измерительный мост широко применяется во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России нескольких видов (в частности, в электротехнических и радиоэлектронных производствах). Еще в 1970-х гг. была принята классификация измерительных мостов такого вида:
1) измерительный мост уравновешиваемый;
2) измерительный мост постоянного тока;
3) измерительный мост полного сопротивления;
4) измерительный мост частоты;
5) измерительный мост индуктивности;
6) измерительный мост переменного тока (мост измерительный Вина);
7) измерительный мост емкостный;
8) измерительный мост декадный;
9) измерительный мост нелинейных искажений;
10) измерительный мост Нернста-Хагена;
11) измерительный мост неуравновешенный;
12) измерительный мост реохордный и т. д.

Измерительный мост уравновешиваемый представляет собой соединение четырех полных сопротивлений, при этом путем изменения как минимум одного из четырех сопротивлений (так называемых плеч) мостовая уравновешивается, т. е. выходная величина на выводах делителей напряжения обращается в нуль. В зависимости от типа схемы различаются условия равновесия моста, обеспечивающие это состояние, причем положение равновесия контролируется посредством нуль-органа.

Измерительный мост постоянного тока - мост измерительный, работает на постоянном токе. Такие мосты используются в измерительной, управляющей и регулирующей технике для измерения неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в постоянное или переменное значение сопротивления.
Измерительный мост полного сопротивления - мост измерительный переменного тока для измерения полных сопротивлений. В зависимости от преобладающей реактивной части сопротивления различают емкостные и индуктивные измерительные мосты. Комбинированные измерительные мосты для измерения различных электрорадиоэлементов часто также называют измерительными мостами полных сопротивлений.

Измерительный мост частоты является примером, работающим на переменном токе, предназначен для измерения частоты. В мостах измерительных переменного тока для измерения частоты в качестве рабочего используется напряжение измеряемой частоты. Процесс измерения в данном случае заключается в подборе отдельных элементов мостовой схемы, а уравновешивание достигается при условии равенства значений измеряемой и собственной частоты моста. При таких измерениях используются обычно две схемы: измерительный мост Вина-Робинсона и мост измерительный резонансного типа.

Измерительный мост емкостный представляет собой измерительный мост полных сопротивлений для измерения емкости. Мосты измерительные емкостные конструируют таким образом, что они используются исключительно для измерения емкости и коэффициента потерь конденсаторов и других устройств емкостного характера.

Измерительный мост декадный - такой мост измерительный, у которого отношения плеч имеют неизменные значения, а для уравновешивания моста применяется образцовое сопротивление, регулируемое малыми ступенями. У моста измерительного декадного (в отличие от реостатного моста) отношение плеч b = R}R4 во время измерений постоянно. Изменение диапазона измерений осуществляется варьированием старших декад. Уравновешивание данного моста осуществляется регули-
ровкой сопротивления RN до тех пор, пока индикатор не покажет нуль. Во многих случаях образцовое сопротивление выполняется в виде декад сопротивлений, на которых с учетом отношения плеч моста значение неизвестного сопротивления Ry считывается в цифровой форме.

Измерительный мост нелинейных искажений

Измерительный мост нелинейных искажений представляет собой мостовую измерительную схему для измерения коэффициента гармоник.

Принцип действия данного прибора основан на сравнении эффективного значения совокупного сигнала (основная и высшие гармоники) U с эффективным значением высших гармоник UQ. Для этого мостовая уравновешивается по основной гармонике, вследствие чего основная гармоника не создает разности потенциалов между точками А и В, тогда как напряжение высших гармоник U0 вызывает большое рассогласование мостовой схемы. При этом коэффициент нелинейности искажений определяется соотношением:
На практике прибор снабжают переключателем, выставляют при помощи делителей напряжения одинаковые значения напряжений. Полученное при этом отношение плеч делителей напряжения принимают за значение коэффициента гармоник.

Измерительный мост Нернста-Хагена

Измерительный мост Нернста-Хагена представляет собой измерительный мост переменного тока, предназначен для измерения сопротивления гальванических элементов. Суть мостовой схемы заключается в соединении трех конденсаторов Су С4 и Св таким образом, чтобы на выходе гальванического элемента ток отсутствовал. Перемещением движка уравновешивающего потенциометра (переменного резистора) R2 добиваются минимальных показаний нуль-индикатора переменного тока.

Измерительный мост неуравновешенный (или измерительный мост рассогласования) - мост измерительный, использующий комбинацию компенсационного метода измерений и метода оценки. Измерительный мост неуравновешенный может работать как на постоянном, так и на переменном токе, он предназначен для точной индикации отклонений (малых) сопротивлений в плечах моста от установленного номинального значения. Основной сферой применения такого моста является измерение неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в изменение сопротивления. Мост уравновешивается номинальным значением измеряемой величины, изменение которой вызывает рассогласование схемы. Нуль-индикатор данного моста непосредственно градуируется в единицах измеряемой величины.

Измерительный мост реохордный

Измерительный мост реохордный - мост измерительный, содержащий постоянное образцовое сопротивление и реохорд в качестве плеч мостовой схемы. Мост измерительный реохордный отличается от измерительного моста со ступенчатым уравновешиванием тем, что образцовое сопротивление в течение измерений имеет постоянное значение. Для изменения поддиапазона измерения это сопротивление варьируется подекадно. Сопротивления двух других плеч моста R3 и R4 выполнены из однородной резистивной проволоки, по которой перемещается вывод индикатора для уравновешивания моста. Положение скользящего контакта определяет отношение плеч моста. Значение известного сопротивления Rx получается путем умножения отношения плеч моста на значение образцового сопротивления Rx = dRN. Измерительный преобразователь широко применяется во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, и в частности в электротехнических и радиоэлектронных производствах. Измерительный преобразователь подразделяется по сфере применения и устройству на несколько видов:

1) измерительный преобразователь аналоговый;

2) измерительный преобразователь функциональный;

3) измерительный преобразователь цифровой и др.

Измерительный преобразователь аналоговый - преобразователь, осуществляющий преобразование входного аналогового сигнала в пропорциональный ему выходной сш нал (например, измерительный усилитель , трансформатор тока, трансформатор напряжения). Во многих случаях выходной сигнал из измерительного преобразователя приводится к стандартному виду. Измерительный преобразователь функциональный - средство измерения, предназначенное для преобразования измеряемой величины или другой величины, связанной с измеряемой функциональной зависимостью, к виду, пригодному для передачи, обработки и (или) запоминания. Выходная величина измерительного преобразователя функционального может сниматься как автоматически, так и непосредственно оператором (наблюдателем). Примером измерительного функционального преобразователя являются преобразователи измерительные аналоговый и цифровой, трансформаторы измерительные электрические.
Измерительный преобразователь цифровой - прибор, осуществляющий цифровую обработку сигнала, отличается от других преобразователей наличием цифрового сигнала на входе и (или) на выходе.

Большую группу составляют так называемые первичные измерительные преобразователи, к которым относятся:

1) измерительный преобразователь первичный электродинамический - первый элемент в измерительной цепи при измерении ускорения или косвенном измерении перемещения. Принцип действия такого прибора заключается в перемещении электрической катушки относительно магнита. При внешнем ускорении устройства возникает относительное движение катушки и магнита, вследствие чего в катушке индуцируется напряжение, которое по закону электромагнитной индукции пропорционально скорости изменения магнитного поля в катушке. Таким образом, мгновенное значение индуцированного напряжения есть мера ускорения. Путем компьютерной обработки выходного сигнала (в виде интегрирования) определяется значение измеряемой величины (перемещения или скорости). Подобные измерительные преобразователи первичные (электродинамические) применяются главным образом в системах автоматических производственных линий во многих отраслях машиностроения России;

2) измерительный преобразователь первичный пьезоэлектрический - первый элемент в измерительной цепи при измерении усилия. Данное устройство использует пьезоэлектрический эффект, заключающийся в возникновении электрического напряжения между двумя пластинками из определенных материалов (например, турмалина, кварца) при прикладывании к ним внешнего усилия. Это напряжение пропорционально усилию. Вследствие нестабильности явления во времени применение пьезоэлектрических первичных измерительных преобразователей целесообразно при динамических нагрузках;

3) измерительный преобразователь омический первичный (резистивный) - первый элемент в измерительной цепи при измерении перемещения. В этом устройстве преобразование длины (перемещения) в электрическую величину (ток, напряжение, сопротивление) осуществляется на основе пропорциональной зависимости омического сопротивления линейного проводника от его длины. Измерительный преобразователь омический первичный применяется главным образом при невысоких требованиях (производственного характера) в условиях статических измерений, а при более высоких требованиях используются омические преобразователи, выполненные в виде тензометрических преобразователей;

4) измерительный преобразователь емкостный первичный - первый элемент в измерительной цепи при измерении перемещения. Данный вид измерительного преобразователя представляет собой конденсатор с пластинчатыми или цилиндрическими электродами, расстояние между которыми может изменяться. Пропорциональность между емкостью конденсатора и межэлектродным зазором облегчает переход от длины (т. е. перемещения) к электрической величине. Изменение емкости измеряется с помощью мостовой емкостной схемы. Преобладающее распространение во многих современных отраслях промышленного производства с автоматизированными системами управления получила дифференциальная конструкция емкостного первичного измерительного преобразователя;

5) измерительный преобразователь индуктивный первичный - первый элемент измерительной цепи при измерении перемещения. Принцип работы такого устройства основан на том, что индуктивность электрической катушки пропорциональна ее магнитному сопротивлению. Ее изменение (например, путем изменения воздушного зазора в магнитопроводе) определяется измерительным индуктивным мостом. В зависимости от конструкции различают измерительные преобразователи с поперечным и втяжным (продольным) якорем;

6) измерительный преобразователь термоэлектрический первичный - измерительный преобразователь для электрического измерения температуры. К термоэлектрическим первичным измерительным преобразователям относятся термоэлементы (термопары) и термосопротивления (термисторы). Данные измерительные преобразователи широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, и прежде всего в производствах с автоматизированными системами управления, причем с подключением к локальной компьютерной сети.