Мостовые измерения

Измерительные мосты постоянного и переменного тока. Принципы измерений: мост Уитстона

При обслуживании металлических кабельных линий наиболее часто пользуются измерительными мостами, хотя для поиска мест повреждения кабеля существуют и другие приборы. Во-первых, они обеспечивают высокую точность в широком диапазоне измеряемых величин. Во-вторых, их применение позволяет организовать измерения таким образом, чтобы компенсировать посторонние влияния, что незаменимо для локализации неисправности. В-третьих, они недороги.

Учитывая сказанное, полезно ознакомиться не только с устройством измерительных мостов, но и с принципами их применения для локализации неисправностей. Впрочем, говоря языком математики, для построения оптимальных схем измерения такие знания необходимы, но недостаточны. Диагностика — это всегда и опыт, и искусство.

Принцип работы мостовой схемы измерения продемонстрировано на Рисунке 1 (RM1a), а способ ее применения на практике — на Рисунке 2 (RM2a). Сопротивление R1 вычисляется исходя из полученного при балансировке моста соотношения R4/R3, в качестве R2 используется резистор с известным значением. Конечно, сказанное дает только самое общее представление об измерительной схеме моста. На самом деле он устроен гораздо сложнее — современные мосты создаются на основе цифровых процессоров. Микропроцессорное ядро позволяет автоматизировать процедуру измерения (в первых моделях оператор должен был пользоваться калькулятором, сегодня же все расчеты выполняются аппаратурой), обеспечить многофункциональность устройства (многие мосты интегрированы с другими измерительными приборами — мультиметрами, рефлектометрами и т. п.), устранить помехи (посторонние постоянные и переменные напряжения почти всегда присутствуют на жилах кабелей), организовать дальнейшую обработку накопленных результатов измерений (хранение, обмен с компьютером, печать протоколов) и др.

Рассмотренный выше мост, используемый для измерения сопротивления, носит имя Уитстона (Wheatstone). Для подключения измеряемых цепей в нем применяются всего две клеммы (B и C). Более сложные схемы реализованы в двух других мостах — Муррея (Murray) и Купфмюллера (Kupfmuller) (RM2в). Здесь измеряемые цепи подключаются с помощью трех клемм (A, B и C). В более сложных схемах Хиборна/Графа (Hilborn/Graf) задействуются четыре клеммы (A, B, B’ и C) (RM3). Смысл увеличения числа точек подключения станет понятен при рассмотрении схем измерения с применением мостов.

Мостовая методика измерения сопротивления

Данная методика предполагает возможность использования двух различных измерительных схем – одинарный и двойной мост. Примеры подобных измерительных схем представлены на рисунке ниже.

При необходимости измерения параметров сопротивления в сети предполагаемой величины от 1 Ома до 1 Мома необходимо использовать одинарный мост. Построение такой измерительной схемы позволяет получать характеристики сопротивления с возможной погрешностью не более 15%. Для того чтобы максимально снизить погрешность, следует учитывать параметры сопротивления соединительного кабеля, размещенного между мостом и исследуемым сопротивлением.

Измерение сопротивления величиной меньше 1Ом нельзя проводить с помощью одинарного моста, так как в этом случае получаемые характеристики могут обладать слишком высокой погрешностью. В то же время в данном правиле есть и исключения, к примеру, мост P333, который дает возможность исследовать большие сопротивления путем организации схемы с двумя зажимами и малые сопротивления за счет схемы с четырьмя зажимами

В четырехзажимных схемах влияние сопротивления проводов соединения не принимается во внимание, так как два соединительных провода входят в цепь сопротивления плеч моста, а другие в цепь гальванометра, такие схемы могут применяться для испытания электродвигателей

Что касается двойных мостовых схем, то здесь не принято учитывать параметры сопротивления соединительных проводников, благодаря чему данная методика используется для исследования параметров сопротивления в электрических цепях 10-6Ом. В настоящее время достаточно распространены измерения, в которых используются одинарно-двойные мостовые схемы, диапазон измерений которых составляет от 10 Ом до 104 МОм. В таких схемах измерениях возможная погрешность составляет не больше 2%.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Принцип работы моста Уитстона

Мостовая схема Ч. Уинстона состоит из 2-х плеч. В каждом 2 резистора. Соединяет 2 параллельные ветви еще одна. Ее название – мостик. Ток проходит от клеммы с минусом к верхнему пику мостовой схемы.

Разделившись по 2 параллельным ветвям, ток идёт к положительной клемме. Величина сопротивления в каждой ветви непосредственно влияет на количество тока. Равное сопротивление на обеих ветвях говорит о том, что в них течет аналогичное количество тока. В таких условиях мостовой элемент уравновешен.

Если в ветвях неравное сопротивление, ток в электросхеме начинает движение от ветви с высоким уровнем сопротивления к ветви с наименьшим. Так продолжается, пока 2 верхних элемента цепей остаются равны по своей величине. Аналогичное положение резисторы имеют в схемах, которые используют в системах контроля и измерения.

Описание

Мост смонтирован на горизонтальной пластмассовой панели, помещенной в карбо-литовый пылевлагозащищенный корпус. Конструктивно мост представляет собой настольный прибор с передней панелью, на которой расположены переключатели четырех декад магазина сопротивлений и декады плеч отношений. На передней панели находятся также зажимы для подключения измеряемого сопротивления и внешнего источника питания, измерительные кнопки В и G, шкала внутреннего гальванометра, ручка подстройки нуля гальванометра и зажимы переключателя гальванометра (внутренний или внешний).

Измерительная схема моста представляет собой четырехплечий мост, в сравнительном плече которого включен четырехдекадный магазин сопротивлений с верхним пределом измерений 9999 Ом; каждая декада состоит из десяти равнономинальных резисторов, расположенных на основаниях рычажных переключателей, закрепленных на внутренней стороне передней панели. Все декады, в свою очередь, последовательно соединены между собой.

Декада плеч отношений содержит восемь катушек сопротивлений. При помощи переключателя плеч отношений производится включение различных комбинаций этих сопротивлений: 1000:1; 1000:100; 1000:1000; 100:1000; 10:1000 и 1:1000, которым соответствуют значения множителя N=1000; 100; 10; 1; 0,1; 0,01 и 0,001, нанесенные на лимбе ручки декады плеч отношений.

ся путем балансировки моста при выбранным значении множителя N подбором сопротивления магазина плеча сравнения.

По условиям применения мосты относятся к I группе ГОСТ 22261-94.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ

Измерение активного сопротивления.

Одним из распространенных методов измерения сопротивления является метод, в котором используется мостовая схема.

Мостовая схема (рис. 1) состоит из реохорда (R

), образцового сопротивления () известной вели-чины и измеряемого сопротивления ( RХ ).

Реохорд — это проволочное сопротивление, у которого имеется средний передвижной контакт 3. Реохорд обычно выполняется из высокоомной проволоки, намотанной на каркас, или просто представляет собой отрезок натянутой проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением. Предполагается, что общее сопротивление реохорда (между контактами 1 и 2) известно, а также известны сопротивления между контактом 3 и контактами 1 (R

1) и 2 (R 2) при любом положении контакта 3.

Измерение активного сопротивления обычно производится с использованием постоянного напряжения U

следующим образом. Подвижный контакт 3 устанавливают так, чтобы напряжение между точками 3 и С стало равным нулю. В этом случае справедливы следующие отношения между величинами падения напряжения на сопротивленияхR 1 ,R 2,R 0 иRX : , (1) . (2) Поделим правые и левые части уравнений (1) и (2) друг на друга:

. (3)

В силу закона Ома справедливы следующие соотношения:

, , , ,

где I

1,I 2 — электрические токи в левой и правой частях моста (см. рис. 1).

Подставив эти выражения в соотношение (3), получим

. (4)

Соотношение (4) используется для определения неизвестного сопротивления RX

. Точность измеренияRX определяется точностью, с которой известны значенияR 0,R 1,R 2.

Соотношение (4) остается справедливым и в том случае, когда к точкам А и В моста (см. рис. 1) приложено переменное напряжение. При этом предполагается, что величины емкостей и индуктивностей элементов схемы, показанной на рис. 1, пренебрежимо малы.

Измерение емкости конденсатора.

Покажем теперь, что мостовая схема, к которой подводится переменное напряжение (U

), может быть использована для измерения электрической емкости. Для измерения неизвестной емкости СX

сопротивление в схеме нужно заменить на (образцовую емкость), a RX – наСX .

Синусоидальное напряжение на конденсаторе С

: , где

,f — частота переменного напряжения. Заряд, емкость и напряжение на конденсаторе связаны следующим соотношениемq=CU . .

Рассмотрим мостовую схему, показанную на рис. 2.

Если напря-жение между точ-ками 3 и С равно нулю, то для напряжений на со-противлениях R

1,R 2 и емкостяхС 0 иСX справедливы соотношения: . Следовательно,

. (5)

H-мост на механических переключателях

Направление вращения вала у двигателя постоянного тока зависит от полярности питания. Чтобы изменить эту полярность, без переподключения источника питания, мы можем использовать 4 переключателя, как показано на следующем рисунке.

Этот тип соединения известен как «H Bridge» (H мост) — по форме схемы, которая похожа на букву «H». Эта схема подключения двигателя имеет очень интересные свойства, которые мы опишем в этой статье.

Если мы замкнем верхний левый и нижний правый переключатели, то двигатель будет подключен справа на минус, а слева на плюс. В результате этого он будет вращаться в одном направлении (путь прохождения тока указан красными линиями и стрелками).

Если же мы замкнем верхний правый и нижний левый переключатели, то двигатель будет подключен справа на плюс, а слева на минус. В таком случае двигатель будет вращаться в противоположном направлении.

Эта схема управления имеет один существенный недостаток: если оба переключателя слева или оба переключателя справа замкнуть одновременно, то произойдет короткое замыкание источника питания, поэтому необходимо избегать такой ситуации.

Интересным состоянием следующей схемы является то, что используя только два верхних или нижних переключателя, мы отключаем двигатель от питания, в результате чего двигатель останавливается.

Конечно, H-мост, выполненный исключительно только на переключателях, не очень универсален. Мы привели этот пример только для того, чтобы простым и наглядным образом объяснить принцип работы H-моста.

Но если мы заменим механические переключатели электронными ключами, то конструкция будет более интересна, поскольку в этом случае электронные ключи могут быть активированы логическими схемами, например, микроконтроллером.

Управление двигателем при помощи биполярного транзистора

Использование биполярного транзистора в качестве надежного переключателя — один из способов управления двигателем. Выбор пассивного элемента электрической цепи, или R, предполагает протекание тока, не превышающего показатели максимальных токовых величин в микроконтроллере.

Полупроводниковый триод должен иметь соответствующий коллекторный ток и оптимальные максимальные значения, а также выделяемую мощность:

P = Uкэ × Iк .

Одной из проблем, возникающих в процессе использования биполярных полупроводниковых триодов, является избыточный базовый ток.

Как правило, токовое соотношение на выходном сигнале и входном транзисторе составляет 100 hfe. Функционирование элемента в условиях насыщения вызывает сильное снижение коэффициента.

Автоматический мост постоянного тока

В автоматических мостиках (рис. 2) операцию уравновешивания осуществляет специальный реверсивный (изменяющий направление вращения при изменении знака напряжения, которое на него подается) электродвигатель 2.

Автоматический мостик можно сделать одновременно регистрирующим прибором, то есть способным непрерывно записывать значения сопротивлений, которые меняются со временем. Для этого достаточно механически (как правило тросиком) связать двигатель не только с ползунком реохорда, но и с кареткой, которая перемещается вдоль стержня. На каретке крепится перо, под которым равномерно перемещается бумажная лента 5. В ходе измерения на ленте строится график зависимости величины rx от времени.

Рис. 2. Схема автоматического самописного мостика постоянного тока.

Мостовая схема — измерение

Мостовая схема измерения используется в автоматических мостах. Типовая ее схема приведена на рис. 6.5. Плечи моста составлены из сопротивлений R, R %, Rz и сопротивления термометра Rt. Сопротивления Rn и гд определяют пределы измерения схемы, причем гп является подгоночным. Яд и гд предназначены для установления начала шкалы.
 

Упрощенные схемы резонансных измерителей.

Мостовые схемы измерения L, С и R иногда совмещаются в одном комбинированном приборе. Примером может служить прибор Е12 — 2 ( УМ-3), позволяющий измерить индуктивности от 10 мкгн до 100 гн, добротности катушек от 0 5 до 500, емкости от 10 пф до 100 мкф, tg6 от 0 001 до 0 1 и сопротивления от 1 ом до 5 Мом.
 

Мостовая схема измерения аэродинамического сопротивления капилляра: / — баллон; 2 — насос постоянного расхода; 3 — капилляр; 4 — измеритель перепада давления; 5 — рабочий капилляр; 6 — манометр; 7 — устройство капилляра регулируемой длины.
 

Конструкция калориметрических головок.| Схема обратной связи.| Калориметрический измеритель мощности с охлаждающим термоэлементом.

Выход мостовой схемы измерения разности температур усиливается, детектируется и постоянней ток поступает в головку. Прибор измеряет мощности от 1 мет до 10 вт в диапазоне от постоянного тока до 12 4 Ггц с точностью, лучшей 5 % от полного отсчета шкалы, и с временем установления менее 5 сеч.
 

Четырехплечевая мостовая схема измерения.| Мостовая схема измерения в режиме холостого хода ( а, короткого замыкания ( б.

При анализе мостовой схемы измерения нас будут интересовать следующие величины: напряжение ин и ток 7Н в измерительной диагонали, входное ZBX и выходное ZBUX сопротивления, условия равновесия схемы, чувствительность схемы, потребляемая мощность и некоторые другие. Эти величины получим, используя выводы теории четырехполюсников.
 

Схемы включения термометров сопротивления.

При использовании мостовой схемы измерения сопротивления и при двухпроводной схеме включения термометра сопротивления термометр сопротивления и соединительные провода последовательно включены в одну из ветвей измерительной схемы. При такой схеме включения сопротивление соединительных проводов должно иметь строго определенное значение, установка которого на практике осуществляется за счет подгонки специального подгоночного сопротивления, включенного в цепь последовательно с соединительными проводами.
 

В инклинометре используется мостовая схема измерения. Одно плечо моста расположено в скважинном приборе ( реохорд зенитного угла R3 или азимута R2), а три других — в пульте управления.
 

В отчете приводят мостовую схему измерения сопротивления и рисунок кондуктометрической ячейки.
 

В основе электрической схемы установки лежит мостовая схема измерения.
 

На рис. 2.5, б представлена мостовая схема измерения холлов-ской разности потенциалов. Части образца слева и справа от зонда / вместе с резисторами R и R2 составляют плечи оста. К недостаткам схемы относится уменьшение чувствительности за счет измерения половины ЭДС Холла.
 

Схемы измерения температур в скважине электрическими термометрами на трехжильном ( а и одножильном ( б кабелях и электрическими термометрами типа ТЭГ ( в.

Модификации

Используя мост Уитстона, можно с большой точностью измерять сопротивление.

Различные модификации моста Уитстона позволяют измерять другие физические величины:

• ёмкость;
• индуктивность;
• импеданс;
• концентрацию газов;
• и другое.

Прибор explosimeter (англ.) позволяет определить, превышена ли допустимая концентрация горючих газов в воздухе.

Мост Кельвина (англ. Kelvin bridge), также известный как мост Томсона (англ. Thomson bridge), позволяет измерять малые сопротивления, изобретён Томсоном.

Вид спереди прибора, построенного на основе моста Кельвина

Прибор Максвелла позволяет измерять силу переменного тока, изобретён Максвеллом в 1865 году, усовершенствован Блюмлейном около 1926 года.

Советуем изучить — Основные типы сварочных аппаратов

Мост Максвелла (англ. Maxwell bridge) позволяет измерять индуктивность.

Мост Фостера (англ. Carey Foster bridge) позволяет измерять малые сопротивления, описан Фостером (англ. Carey Foster) в документе, опубликованном в 1872 году.

Делитель напряжения Кельвина-Варли (англ. Kelvin–Varley divider) построен на основе моста Уитстона.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах. Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как UАобр в отечественных моделях или V­rpm для зарубежных.
• Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение Uобр в отечественных образцах или V­r(rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как Iпр или Io для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
• Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как Ifsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
• Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Где используют измерительный мост Уитстона?

Измерительные элементы применяют в работе с кабельными линиями из металла. Они позволяют нейтрализовать постороннее влияние для более эффективной локализации дефектов. Гарантированы высокоточные результаты в рамках диапазона измеряемых величин.

С помощью мостовой схемы Уитстона можно вычислить сопротивление изменяющегося элемента. Схемы используют в конструкциях электронных весов, электронных термометров и терморезисторов.

Среди промышленных образцов широко известны приборы с ручной калибровкой равновесия:

• ММВ – измеряет сопротивление проводника постоянного напряжения;
• Р333 – схема одинарного моста, с помощью которой выявляется поврежденный участок кабеля.

Как работает диодный мост

Ответ изображён на следующем рисунке.

При измерении, R1 и R2 выбираются такими, чтобы чувствительность моста была максимальной. Во многих промышленных мостах к зажимам внутреннего источника присоединены клеммы с надписью БАТ для подключения внешнего источника питания.

Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе. Обычно, такое изображение либо служить для того, чтобы упростить вид принципиальной схемы, либо для того, чтобы показать, что в данном случае применена диодная выпрямительная сборка.

Пару слов о том, как работает диодный мост. При уменьшении сопротивления Rx равновесие моста нарушается, потенциал точки В понизится и в измерительной диагонали от точки А к точке В потечет уравнительный ток Iур. Принцип действия четырехплечего одинарного моста. К узловым точкам С и D подключен источник питания с напряжением U.

Мост для измерения индуктивности методом сравнения с мерой. Неуравновешенная схема мостика Уитстона Интегратор и дифференциатор две важные вычислительные схемы, которые используются на операционном усилителе Компаратор схема операционного усилителя, которая производит сравнение сигналов напряжения P-N переход точка в полупроводниковом приборе, где катод анод соприкасаются Инвертирующий операционный усилитель повторитель напряжения, который может получить почти любой коэффициент усиления Неинвертирующий операционный усилитель может быть модифицирован таким образом, чтобы получить почти любой коэффициент усиления. Схема моста Уитстона часто используется в системах измерения температуры.

Обычно на одну из диагоналей, в данном случае ас питающая диагональ , подается напряжение U от источника электрической энергии; в другую диагональ bd измерительная диагональ включают электроизмерительный прибор или какой-либо аппарат. Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Например, вот так. При этом разность потенциалов на мостовой схеме может достигать 8 В, что требует от LT тока 24 мА, хотя эта ИС способна обеспечивать ток нагрузки до мА. Принцип действия четырехплечего одинарного моста.

Для измерения сопротивлений с помощью моста Уитстона на место резисторов Ra или Rb устанавливается неизвестное сопротивление, в то время как остальные три резистора являются прецизионными и их номинал известен. Наконец, ток возвращается к положительной клемме батарейки. В зависимости от вида мостовых схем количество входящих в ее состав ветвей плеч мосты можно разделить на: четырехплечие, многоплечие, Т-образные и т. Схема управления электроприводом крана прямым способом. Топ 5 самых популярных схем выпрямителей , умножителей, преобразователей напряжения

Уравновешивание моста

Очевидно, что уравновесить мост, то есть выполнить условие пропорции сопротивлений, можно двумя способами: изменяя отношение r2r_2r2​ / r1r_1r1​, или при неизменных r1r_1r1​ и r2r_2r2​ регулировать значение сопротивления резистора rr_0r​, который в данной схеме играет роль меры.
В первом случае резисторы r1r_1r1​ и r2r_2r2​ являются частями переменного резистора – реохорда, включенного между точками А и В. Подвижный контакт реохорда определяет точку С.

Сопротивления r1r_1r1​ и r2_22​ при этом пропорциональны соответствующим длинам l1l_1l1​ и l2l_2l2​ частей реохорда, поэтому условие равновесия можно переписать в виде:

rx=rl2l1{{r}_{x}}={{r}_{0}}\frac{{{l}_{2}}}{{{l}_{1}}}rx​=r​l1​l2​​

В более точных приборах резистор rr_0r​ изготовлен в виде высокоточного магазина сопротивлений с несколькими (5-6) декадами и размещен в одном корпусе с резисторами r1r_1r1​ и r2r_2r2​, соотношение сопротивлений которых можно менять специальным переключателем. В этот корпус могут быть встроены гальванометр и источник тока или, кроме клемм для подключения rxr_xrx​ еще клеммы для подключения внешнего гальванометра и внешнего источника питания. После установки нужного соотношения плеч уравновешивания такого мостика осуществляется уже не плавно изменением r1r_1r1​ и r2r_2r2​, а подбором rr_0r​ с помощью декад магазина сопротивлений.

Электрический уравновешенный мост.

Электрическим мостом принято называть 4 сопротивления, активных или реактивных, соединенных друг за другом по кольцу. Каждое из сопротивлений называется плечом моста. Плечи, имеющие общую точку, — смежные плечи моста, а плечи, не имеющие общих точек, — противоположные. dc –

питающая диагональ моста, к ней подключается источник питания.bd – измерительная диагональ моста, в нее включается измерительный прибор. В уравновешенных мостах этим прибором служит 0-индикатор, например, магнитоэлектрическая система.

Мосты широко применяются для измерения сопротивлений R различных чувствительных элементов, например, фоторезисторов, тензорезисторов, терморезисторов.

Измерение с помощью уравновешенного моста осуществляется следующим образом: наблюдают за положением стрелки 0-индикатора и перемещают движок переменного резистора R до тех пор, пока стрелка не установится на нулевой отметке. Такое состояние моста – равновесие. В этом случае потенциалы точек b

иd одинаковы, а через измерительную диагональ ток равен 0.

Значение R определяют по положению движка переменного резистора на шкале Шк.

Наибольшее применение имеют уравновешенные мосты постоянного тока с активными резисторами.

Состояние равновесия моста может быть описано системой уравнений (1), (2) и (3) , которую в соответствии с законом Ома можно преобразовать к виду:

Уравнение (7) является условием равновесия моста.

В положении равновесия произведение сопротивлений противоположных плеч моста равны.

Следовательно, из уравнения (7) получаем уравнение (8), из которого можно видеть, что о значении искомого R можно судить по значению переменного сопротивления R . Оно справедливо в том случае, если сопротивление проводов постоянно.

Из уравнения (7) также следует, что изменение напряжения питания моста не влияет на результат измерения.

Трехпроводная схема подключения измеряемого резистора (сопротивления) к уравновешенному мосту.

Очень часто измеряемый резистор подключается к мосту с помощью длинных проводов, поэтому могут возникать погрешности, связанные с изменением сопротивления проводов от температуры. Поэтому в уравнении (8) такое явление будет отождествляться с изменением сопротивления R .

Для исключения влияния проводов на результат измерения и применяют трехпроводную схему подключения к мосту. Если в предыдущей схеме к резистору подходят 2 провода, то в данной схеме – 3. А именно: 1 полюс источника питания также подключается к резистору R в точке С`. Используя условие равновесия моста для данной схемы, можно записать уравнение (*).

Решая последнее уравнение относительно R , и предварительно изготавливая R и R равными друг другу, можно видеть, что при всех изменениях сопротивления проводов, они не влияют на результат измерений.

Автоматические уравновешенные мосты.

Автоматический уравновешенный мост функционирует так же, как и мост с ручным уравновешением. Отличие: в качестве 0-индикатора здесь используется электронный усилитель. Причем питание уравновешенных мостов с активными сопротивлениями осуществляется от источников с переменным током. Когда из-за изменения сопротивления R возникает разбалансирование электрического моста, этот разбаланс воспринимается ЭУ, усиливается, и управляет работой реверсивный двигатель РД. Ротор двигателя механически соединен с движком резистора R (конструкция этого резистора аналогична конструкции реохорда потенциометра). Перемещение ротора двигателя будет происходить до тех пор. Пока разность потенциалов между точками b

иc не станет равной 0. по положению стрелки, которая соединена с ротором, на шкале судят о значении сопротивления R .

Такие приборы выпускаются показывающими, самопишущими, одно- и многоточечными. Класс точности Λ =0,25-1,5.

Неуравновешенные электрические мосты.

Неуравновешенный мост работает специальным образом: при некотором начальном значении R с помощью переменного резистора R устанавливают равновесие моста, при всех других значениях R , например, при увеличении R , между точками b

иd возникает разность потенциалов, а через прибор, включенный в диагональbd, протекает ток. Причем, чем больше изменение R , тем больше этот ток. Т.е. для получения измерительной информации используется разбалансированность.

Ток и разбаланс, как видно из формулы, зависят от R и U , причем величина М в знаменателе выражения также зависит от R . Однако, эта величина R входит в виде суммы с другими сопротивлениями, поэтому изменение R мало влияет на величину М. Установлено, что при изменении R на 10-15% практически не изменяется линейка зависимости между током и значением R .

Источник

Мостовые схемы постоянного тока

На фото — диодный мост KBPC, рассчитанный на прямой ток 25 ампер.

Принципиальная схема мостика Уитстона Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники. Участки цепи, соединяющие точки а и с, а также b и d, называются диагоналями моста

Мостовые схемы включения резисторов Пример использования мостовой схемы соединения резисторов Мостовую схему применяют также для включения реле боксования на некоторых электровозах.

Мостовые схемы обладают высокой точностью, широким диапазоном измеряемых значений параметров элементов. Схема реверсирования. Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами.

Rx — неизвестное сопротивление R1, R2, R3 — регулируются до тех пор пока ток через ноль-индикатор не станет равным нулю. ИС A1 управляет транзистором Q1, который удерживает напряжение в средней точке моста равным нулю во всем диапазоне рабочих режимов. Схема управления электроприводом дистанционным способом. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока.

У такой сборки 4 вывода. На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку. По роду тока мостовые электрические схемы делятся на мосты постоянного и мосты переменного тока. Отсюда следует, что равновесие не зависит от сопротивления ноль-индикатора, так как ток не течет через него, а также от напряжения и сопротивления источника питания.

Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические конденсаторы с большой емкостью. Таким образом, если на вход диодного моста подать переменный ток электросети частота 50 герц , то на выходе получим постоянный ток с пульсациями частотой герц. Следовательно, емкостные и индуктивные компоненты следует размещать в противоположных плечах моста.

Набор декад с различными сопротивлениями, отличающимися друг от друга в 10, , и т. Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. К узловым точкам С и D подключен источник питания с напряжением U.

При измерении, R1 и R2 выбираются такими, чтобы чувствительность моста была максимальной. Она обладает несколько большим дрейфом напряжения сдвига и более низким уровнем шумов. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Его усложнение по сравнению с базовой схемой моста Уитстона является необходимым для избежания ошибок, вносимых паразитными сопротивлениями на пути тока между низкоомным образцовым сопротивлением и сопротивлением, величина которого измеряется. Где применяется схема диодного моста? Мостовой кран.Мост и тележка.часть 2.

Самые простые схемы управления вращением двигателя постоянного тока

Мостовая схема на биполярных транзисторах

Применены однотипные транзисторы с обратной проводимостью NPN— проводят от коллектора к эмиттеру, открываются плюсом. Сопротивление перехода обратных NPN транзисторов немного меньше, чем упрямых PNP, потому используют их, чтобы несколько увеличить КПД устройства.

Мостовая схема на полевых транзисторах

Применены полевые транзисторы с разной проводимостью канала. Регулировку можно сделать, заменив постоянные резисторы R3, R4 на переменные, подстроечные.

Мостовая схема на транзисторах,управляемая от микроконтроллера

Применены транзисторы разной проводимости. Диоды нужны для защиты PIC контроллера управления от зависания или сброса. Гасят всплески напряжения при коммутации обмоток электродвигателя. Микроконтроллер L293D.

Заводской сборки мостовая схема на транзисторах, управляемая от микроконтроллера

Источник