DC ölçüm köprüleri nasıl düzenlenir ve çalıştırılır?

Doğru akımın tek ölçüm köprülerinin cihazı

Tek bir doğru akım, köprü devresinde ölçülen direnç Rx ile seri olarak bağlanan üç örnek dirençten (genellikle ayarlanabilir) R1, R2, R3 (Şekil 1, a) oluşur.

Bu devrenin köşegenlerinden birine EMF kaynağı GB'den güç uygulanır ve oldukça hassas bir galvanometre RA diğer köşegene SA1 anahtarı ve sınırlayıcı direnç Ro aracılığıyla bağlanır.

Pirinç. 1. Tek doğru akım ölçüm köprülerinin şemaları: a — genel; b — kol oranında yumuşak bir değişiklik ve karşılaştırma kolunda keskin bir değişiklik ile.

Şema aşağıdaki gibi çalışır. Rx, Rl, R2, R3 dirençleri, I1 ve I2 akımları aracılığıyla güç sağlandığında… Bu akımlar, Uab, Ubc, Uad ve Udc dirençleri arasında bir voltaj düşüşüne neden olur.

Bu voltaj düşüşleri farklıysa, φa, φb ve φc noktalarındaki potansiyeller aynı olmayacaktır.Bu nedenle, galvanometreyi SA1 anahtarıyla açarsanız, Azr = (φb — φd) / Po'ya eşit bir akım olur.

Göstergenin görevi köprüyü dengelemek yani φb ve φd noktalarının potansiyellerini eşit hale getirmek yani galvanometre akımını sıfıra indirmektir.

Bunu yapmak için, galvanometre akımı sıfır olana kadar R1, R2 ve R3 dirençlerinin dirençlerini değiştirmeye başlarlar.

Azr = 0'da φb = φd... Bu sadece gerilim Uab — Uad ve BC tipi düştüğünde mümkündür. = Üdc.

Bu ifadelerin yerine voltaj düşüşü değerleri Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 ve Uab = I1Rx, iki eşitlik elde ederiz: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Birinci eşitliği ikinciye bölerek RHC / R1 = R3 / R2 veya RNS R2 = R1 R3 elde ederiz.

Son eşitlik, tek köprülü bir DC'nin dengeleme koşuludur.

Zıt kolların dirençlerinin ürünleri eşit olduğunda köprünün dengede olduğu sonucu çıkar. Bu nedenle, ölçülen direnç Rx = R1R3 / R2 formülü ile belirlenir.

Gerçek üniter köprülerde, ya R1 direncinin direnci (karşılaştırma kolu olarak adlandırılır) ya da R3/R2 dirençlerinin oranı.

Sadece referans kolun direncinin değiştiği ve R3 / R2 oranının sabit kaldığı ölçüm köprüleri vardır. Tersine, karşılaştırma kolunun direnci sabit kalırken sadece R3 / R2 oranı değişir.

En yaygın olanı, R1 direncinin yumuşak bir şekilde değiştiği ve genellikle 10'un katları olan sıçramalarla R3 / R2 oranının değiştiği (Şekil 1, b), örneğin ortak ölçüm köprüleri P333'te ölçüm köprüleridir.

Pirinç. 2.Doğru akım ölçüm köprüsü P333

Her bir ölçüm köprüsü, Rmin ila Rmax arasında bir direnç ölçüm aralığı ile karakterize edilir. Köprünün önemli bir parametresi hassasiyetidir. Sm = SGСcx, burada Sg =da /dIg galvanometrenin hassasiyetidir, Scx =dIG/dR — devrenin hassasiyetidir.

Sg ve Scx'i Sm'de değiştirerek, Sm = da/dR elde ederiz.

Bazen ölçüm köprüsünün bağıl hassasiyeti kavramı kullanılır:

Cm= da/ (dR / R).

nerede dR / R - ölçülen koldaki dirençteki nispi değişiklik, da - galvanometre iğnesinin sapma açısı.

Tasarıma bağlı olarak, stok ve doğrusal (kayıt) ölçüm köprüleri arasında bir ayrım yapılır.

Shop bazlı ölçüm köprüsünde kol dirençleri tapa veya kaldıraç şeklinde yapılır, elektriksel direncin (dirençlerin) çok değerli ölçüleri, rekor köprülerde karşılaştırma kolu shop rezistans şeklinde yapılır, ve yönlendirme kolları, bir sürgü ile ayarlanabilir iki parçaya ayrılmış bir direnç şeklindedir.

İzin verilen hata, doğru akımın tek ölçüm köprülerinin bir doğruluk sınıfı vardır: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1.0; 5.0. Doğruluk sınıfının sayısal değeri, bağıl hatanın izin verilen en büyük değerine karşılık gelir.

Tek bir DC köprüsünün hatası, bağlantı tellerinin dirençlerinin ve ölçülen dirençle temasların ölçülebilirlik derecesine bağlıdır. Ölçülen direnç ne kadar küçük olursa, hata o kadar büyük olur. Bu nedenle, düşük direnci ölçmek için çift DC köprüler kullanılır.

DC çift köprü cihazı

Çift (altı kollu) ölçüm köprüsünün kolları, ölçülen direnç Rx'tir (temas dirençlerinin etkisini azaltmak için dört kelepçe ile yapılırlar ve dört kelepçeli özel bir cihazla ağa bağlanırlar), bir örnek direnç Ro ve iki çift yardımcı direnç R1, R2, R3, R4.

Pirinç. 3 İkili ölçüm DC köprüsünün şeması

Köprünün dengesi aşağıdaki formülle belirlenir:

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

Bu, iki kol oranı R1 / R2 ve R4 / R3 birbirine eşitse, çıkarılanın sıfır olduğunu gösterir.

Kaydırıcı D'yi hareket ettiren R1 ve R4 dirençleri aynı ayarlanmış olmasına rağmen, R2 ve R4 dirençlerinin parametrelerinin yayılması nedeniyle bunu başarmak çok zordur.

Ölçüm hatasını azaltmak için, referans rezistörü Ro ile ölçülen Rx direncini bağlayan köprünün direnci mümkün olduğu kadar küçük alınmalıdır. Cihaza genellikle kalibre edilmiş özel bir direnç takılır. r… O zaman çıkarılan ifade pratik olarak sıfır olur.

Ölçülen direncin değeri aşağıdaki formülle belirlenebilir: Rx = Ro R1/R2

Çift DC ölçüm köprüleri, yalnızca değişken kol oranlarıyla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Çift köprünün hassasiyeti sıfır işaretçisinin hassasiyetine, köprü devresinin parametrelerine ve çalışma akımının değerine bağlıdır. Çalışma akımı arttıkça hassasiyet artar.

En yaygın olanı, tek ve çift köprü şemalarında çalışmak üzere tasarlanmış birleşik DC ölçüm köprüleridir.