Методы и способы измерений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?весить схему. Если смежные плечи, например третье и четвертое имеют чисто активные сопротивления R3 и R4, т.е. два других смежных плеча могут иметь или индуктивный или емкостный характер.
Если противоположные плечи чисто активные, то одно из двух других должно быть индуктивным, а другое - емкостным.
В мостах переменного тока часто применяются злектронные нуль-индикаторы, входное сопротивление которых приближенно можно считать равным бесконечности. Для этого случая напряжение между точками б и г можно определить по формуле
Если в уравновешенном мосте какое-нибудь плечо, например Z1, получит малое прираідение ?Z1, то, лренебрегая величиной ?Z1 в знаменатели запишем:
Мосты, в которых измеряемая величина определяется из условия равновесия (67.1.3), называются уравновешенными. В ряде случаев измеряемая величина может определяться по значенню тока или напряжения выходной диагонали моста. Такие моста называются неуравновешенными.
Плечи моста постоянного тока а - б, б - в, а - г и г - в имеют соответственно активные сопротивления R1,R2,R3 и R4, а в диагональ б - г включается нуль-индикатор постоянного тока, например магнитозлектрический гальванометр с сопротивле-нием Rг.
Ток в цепи гальванометра для моста постоянного тока
Если мост уравновешен, ток в диагонали б - г равен нулю; для зтого необходимо, чтобы:
Равенство (67.1.10) показьівает возможность подключения измеряемого сопротивления в любое плечо моста и определение его значення через сопротивления трех других плеч.
Процесс измерения с помощью моста заключаетея в том, что в одно из плеч моста (например, а - б) включают резистор с неизвестным сопротивлением Rх и, изменяя одно или несколько сопротивлений плеч, добиваютcя отсутствия тока в цепи гальванометра. Тогда на основании (67.1.10)
Принято R3 и R4 називать плечами отношения, R2 - плечом сравнения.
Мости для измерения индуктивности и добротности катушек
Одно из плеч моста образовано испытуемой катушкой с индуктивностью Lх и активним сопротивлением RХ а другое - образцовой катушкой с индуктивностью Ln и сопротивлением Rn. Резистор R при помощи переключателя может бьіть включен последовательно с образцовой катушкой или с катушкой с измеряемой индуктивностью в зависимости от соотношения R и Rn. Если для получения равновесия включить резистор R последовательно с катушкой Lх то сопротивления плеч моста
По условию равновесия моста:
Что приводит к следующим равенствам:
Если же для получения равновесия включить резистор R последователько с катушкой Ln,Rn, то условия равновесия моста принимают вид:
При проведении измерения следует обращать внимание на то, чтобы катушки индуктивности Ln и Lх были расположеньї на достаточно большом расстоянии для уменьшения взаимной индуктивности.
Для измерения индуктивности Lх можно использовать также и образцовьій конденсатор С.
В плечо, противололожное плечу с измеряемой индуктивностью LХ включен образцовьій конденсатор С с параллельно присоединенньш к нему резистором R. В остальньїе два плеча включеньї магазиньї сопротивлений R1 и R2.
Полные сопротивления плеч моста:
При равновесии моста:
Это равновесие приводит к условиям равновесия:
По полученным значемниям Rx и Lx или С и R можно определить добротность катушки
Четырехплечие мостовые схемы с использованием в их плечах конденсаторов постоянной емкости и переменньїх резисторов дает удобньїе прямьіе отсчеты значений измеряемьіх индуктивностей и коэффициентов добротности Q катушек, но обладают плохой сходимостью при мальїх значеннях коффициентов добротности. Процесc уравновновешивания становится затруднительным при Q = 1, а при Q < 0,5 приведение моста в состояние равновесия практически невыполнимо.Хорошую сходимость при измерениях малых значений коэффициента добротности катушек имеют шестиплечие МОСТЬІ. Схема шестиплечего моста для измерения индуктивности и добротности катушек приведена на рис. 67.2.1. Для нахождения услрвия равновесия моста заменим имеющуюся схему соединения в треугольник вгд эквивалентной схемой соединения в звезду с сопротивлением сторон
Эта замена преобразует шестиплечий мост в четырехплечий с плечами:
Из общего условия равновесия моста находим:
Хорошая сходимость моста обьясняется независимостью второго условия равновесия от солротивления резистора R5. Позтому RХR4 = R2Rз не нарушается дальнейшей регулировкой моста резистором R5, необходимой для вьшолнения первого условия.
Задачи
1. Определить напряжение на сопротивлении и расширенную неопределенность абсолютной погрешности результата (рис. 17.1), если напряжение сети равно , а напряжение на сопротивлении равно . Для измерения используются вольтметры класса точности 1,0 на 250 В.
рис. 17.1
Схема включения соответствует схеме последовательного соединения резисторов r1 и r2. Уравнение измерения напряжения на резисторе r2 имеет вид:
где - напряжение сети, - напряжение на резисторе r1, U2 - напряжение на резисторе r2.
Вычисление погрешности результата измерений.
Зная класс точности вольтметра, определим абсолютную погрешность измер?/p>