บริดจ์การวัด DC จัดเรียงและใช้งานอย่างไร

อุปกรณ์ของสะพานวัดเดียวของกระแสตรง

กระแสตรงเดียวประกอบด้วยตัวต้านทานตัวอย่างสามตัว (ปกติปรับได้) R1, R2, R3 (รูปที่ 1, a) ซึ่งเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับความต้านทานที่วัดได้ Rx ในวงจรบริดจ์

กำลังไฟฟ้าจ่ายให้กับหนึ่งในเส้นทแยงมุมของวงจรนี้จากแหล่ง EMF GB และกัลวาโนมิเตอร์ RA ที่มีความไวสูงเชื่อมต่อกับอีกเส้นทแยงมุมผ่านสวิตช์ SA1 และความต้านทานจำกัด Ro

ข้าว. 1. แบบแผนของสะพานวัดกระแสตรงเดี่ยว: ก — ทั่วไป; b — ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นในอัตราส่วนแขนและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในแขนเปรียบเทียบ

รูปแบบการทำงานดังต่อไปนี้ เมื่อจ่ายไฟผ่านตัวต้านทาน Rx, Rl, R2, R3, กระแส I1 และ I2… กระแสเหล่านี้จะทำให้แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน Uab, Ubc, Uad และ Udc

หากแรงดันตกคร่อมแตกต่างกัน ศักย์ที่จุด φa, φb และ φc จะไม่เท่ากันดังนั้นหากคุณเปิดกัลวาโนมิเตอร์ด้วยสวิตช์ SA1 กระแสจะเท่ากับ Azr = (φb — φd) / Po

งานของมาตรวัดคือการทำให้สะพานสมดุล นั่นคือทำให้ศักย์ไฟฟ้าของจุด φb และ φd เท่ากัน หรืออีกนัยหนึ่งคือลดกระแสกัลวาโนมิเตอร์ให้เป็นศูนย์

ในการทำเช่นนี้ พวกเขาเริ่มเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทาน R1, R2 และ R3 จนกว่ากระแสกัลวาโนมิเตอร์จะกลายเป็นศูนย์

ที่ Azr = 0 อาจโต้แย้งได้ว่า φb = φd... สิ่งนี้เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลง Uab — Uad และพิมพ์ BC = Udc

แทนที่ค่าแรงดันตกลงในนิพจน์เหล่านี้ Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 และ Uab = I1Rx เราได้สองค่าเท่ากัน: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

หารความเท่าเทียมกันครั้งแรกด้วยครั้งที่สอง เราจะได้ RHC / R1 = R3 / R2 หรือ RNS R2 = R1 R3

ความเท่าเทียมกันสุดท้ายคือสภาวะสมดุลของ DC แบบบริดจ์เดียว

ตามมาว่าสะพานมีความสมดุลเมื่อผลคูณของความต้านทานของแขนตรงข้ามเท่ากัน ดังนั้นค่าความต้านทานที่วัดได้จะถูกกำหนดโดยสูตร Rx = R1R3 / R2

ในสะพานรวมที่แท้จริง ความต้านทานของตัวต้านทาน R1 (เรียกว่าแขนเปรียบเทียบ) หรืออัตราส่วนของความต้านทาน R3/ R2

มีสะพานวัดที่ความต้านทานของแขนอ้างอิงเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง และอัตราส่วน R3 / R2 คงที่ ในทางกลับกัน อัตราส่วน R3 / R2 เท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่ความต้านทานของแขนเปรียบเทียบยังคงที่

สะพานวัดที่แพร่หลายที่สุดคือสะพานวัดซึ่งความต้านทาน R1 เปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นและมีการกระโดดโดยปกติจะคูณด้วย 10 อัตราส่วน R3 / R2 เปลี่ยนแปลง (รูปที่ 1, b) ตัวอย่างเช่นในสะพานวัดทั่วไป P333

ข้าว. 2.สะพานวัดกระแสตรง P333

สะพานวัดแต่ละอันมีช่วงการวัดความต้านทานตั้งแต่ Rmin ถึง Rmax พารามิเตอร์ที่สำคัญของสะพานคือความไว Sm = SGСcx โดยที่ Sg =da /dIg คือความไวของกัลวาโนมิเตอร์ Scx =dIG/dR คือความไวของวงจร

แทน Sg และ Scx ใน Sm เราจะได้ Sm = da/dR

บางครั้งใช้แนวคิดของความไวสัมพัทธ์ของสะพานวัด:

ซม= ดา/ (dR / R).

โดยที่ dR / R - การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความต้านทานในแขนที่วัดได้, ดา - มุมโก่งของเข็มกัลวาโนมิเตอร์

ขึ้นอยู่กับการออกแบบ มีการสร้างความแตกต่างระหว่างสะพานการวัดสต็อกและเชิงเส้น (บันทึก)

ในสะพานวัดตามร้านค้า แขนต้านทานจะทำในรูปของปลั๊กหรือคันโยก การวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า (ความต้านทาน) หลายค่า ในสะพานบันทึก แขนเปรียบเทียบจะทำในรูปของความต้านทานร้านค้า และแขนโก่งจะอยู่ในรูปของตัวต้านทาน คั่นด้วยแถบเลื่อนเป็นสองส่วนที่ปรับได้

ข้อผิดพลาดที่อนุญาต สะพานวัดเดียวของกระแสตรงมีระดับความแม่นยำ: 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 1.0; 5.0 ค่าตัวเลขของคลาสความแม่นยำสอดคล้องกับค่าที่ใหญ่ที่สุดที่อนุญาตของข้อผิดพลาดสัมพัทธ์

ข้อผิดพลาดของสะพาน DC เดียวขึ้นอยู่กับระดับความสอดคล้องของความต้านทานของสายเชื่อมต่อและการสัมผัสกับความต้านทานที่วัดได้ ค่าความต้านทานที่วัดได้ยิ่งน้อย ข้อผิดพลาดก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงใช้สะพาน DC คู่เพื่อวัดความต้านทานต่ำ

อุปกรณ์สะพานคู่ DC

แขนของสะพานวัดคู่ (หกแขน) คือความต้านทานที่วัดได้ Rx (ทำด้วยแคลมป์สี่ตัวเพื่อลดอิทธิพลของความต้านทานการสัมผัสและเชื่อมต่อกับเครือข่ายด้วยอุปกรณ์พิเศษที่มีแคลมป์สี่ตัว) ตัวอย่างตัวต้านทาน Ro และตัวต้านทานเสริมสองคู่ Rl, R2, R3, R4

ข้าว. 3 แผนผังของสะพาน DC การวัดคู่

ความสมดุลของสะพานถูกกำหนดโดยสูตร:

Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

นี่แสดงให้เห็นว่าหากอัตราส่วนแขนสอง R1 / R2 และ R4 / R3 เท่ากัน ค่าที่ลบออกจะเป็นศูนย์

แม้จะมีความจริงที่ว่าตัวต้านทาน R1 และ R4 ที่เลื่อนตัวเลื่อน D ถูกตั้งค่าเหมือนกัน แต่เนื่องจากการแพร่กระจายของพารามิเตอร์ของตัวต้านทาน R2 และ R4 จึงทำได้ยากมาก

เพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัด ความต้านทานของจัมเปอร์ที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทานอ้างอิง Ro และความต้านทานที่วัดได้ Rx ควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยปกติแล้วตัวต้านทานที่สอบเทียบพิเศษจะติดอยู่กับอุปกรณ์ r… จากนั้นนิพจน์ที่ถูกลบจะกลายเป็นศูนย์

ค่าของความต้านทานที่วัดได้จากสูตร: Rx = Ro R1/R2

บริดจ์วัดแสง DC แบบคู่ได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยอัตราแขนแปรผันเท่านั้น ความไวของสะพานคู่ขึ้นอยู่กับความไวของตัวชี้ศูนย์ พารามิเตอร์ของวงจรสะพาน และค่าของกระแสการทำงาน เมื่อกระแสการทำงานเพิ่มขึ้น ความไวจะเพิ่มขึ้น

ที่พบมากที่สุดคือบริดจ์การวัด DC แบบรวมที่ออกแบบมาเพื่อทำงานบนโครงร่างบริดจ์เดี่ยวและคู่