Мерења моста

Мостно коло — шема за повезивање елемената електричног кола (отпори, исправљачке диоде, итд.), коју карактерише присуство огранка моста између две тачке кола које нису директно повезане са извором електричне енергије. Коло моста је засновано на колу Витстоновог моста (слика 1).

Принцип рада кола моста заснива се на чињеници да када је однос импеданси у краковима моста једнак За / Зб = ЗНС/Зд нема струје у дијагонали моста (у индикаторском уређају ). Повећањем осетљивости нултог индикатора могуће је постићи врло тачну једнакост односа импедансе у мосном колу. Мерења моста се заснивају на овом принципу.

Пиринач. 1. Дијаграм моста (Вхеатстоне Бридге Диаграм)

Напајања за мостна кола могу бити ДЦ или АЦ извори. Балансирање моста је потпуно независно од флуктуација напона напајања.

Мостна мерења — Методе за мерење параметара електричних кола једносмерне струје (једносмерни отпор, струја) и наизменичне струје (активни отпор, капацитивност, индуктивност, међусобна индуктивност, фреквенција, угао губитка, фактор квалитета итд.) помоћу ланци мостова. Мостна мерења се такође широко користе за електрична мерења неелектричних величина помоћу сензора — средњих претварача мерене величине у функционално везан параметар електричног кола.

Мерења мостова се врше помоћу мерних мостова (мостних инсталација) који припадају категорији упоредних уређаја. Уопштено говорећи, они се заснивају на употреби одређеног електричног кола које се састоји од неколико познатих и једног непознатог (измереног) отпора, напајаних из једног извора и опремљених индикаторским уређајем.

Променом познатих отпора ово коло се подешава све док се не постигне одређена, показаном показивачем, расподела напона у појединим деловима кола. Очигледно је да дати однос напона одговара и одређеном односу отпора кола, по коме је могуће израчунати непознати отпор ако су познати остали отпори.

Историјски гледано, прва, најједноставнија и најчешћа верзија мерења моста реализована је помоћу балансираног моста са четири крака, који је прстенасто коло од 4 отпорника („рука“ мостови), у које су повезани напајање и показивач. дијагонално према супротним врховима, у облику «мостова» (сл. 2).

Пиринач. 2.

Ако је испуњен услов Р1Р3 = Р2Р4 (односно З1З3 = З2З4 на наизменичну струју), напон на излазу кола моста (без обзира на напон напајања) је нула (Уцд = 0), односно мост је " уравнотежена «, што је означено нултим показивачем.

Стабилно стање ДЦ моста које одговара услову Р1Р3 = Р2Р4 може се постићи подешавањем само једног променљивог параметра и такође омогућава одређивање само једног непознатог отпора.

Да би се постигло сложено стање равнотеже наизменичне струје З1З3 = З2З4, које се распада када се комплексне вредности отпора З = Р + јк замене у два независна услова, морају се подесити најмање два променљива параметра. У овом случају, могуће је истовремено одредити две компоненте комплексног отпора (на пример, Л и Р или Л и К, Ц и тгφ, итд.).

Разноврсни четворокраки наизменични мостови су резонантни мостови... Поред четворокраких, користе се и сложеније шеме мостова - двоструки мостови на једносмерној струји (слика 3) и вишекраки (шест или седам кракова) - на наизменичним. струја (на пример, слика 4) . Услови равнотеже за ова кола се, наравно, разликују од горе наведених.

Пиринач. 3.

Пиринач. 4.

Мостови се могу користити у балансираном и неуравнотеженом режиму. У последњем случају, резултат мерења се утврђује без подешавања отпора, директно из струје или напона на излазу мосног кола, који су функције измереног отпора и напона напајања (ови други морају бити стабилни). Излазни уређај се калибрише директно у измереној вредности.

Мерења моста наизменичне струје могу се користити у још два режима: квази-балансирани и полубалансирани. Ово последње карактерише чињеница да се конвенционално четворокрако коло (слика 2) подешава коришћењем само једног променљивог параметра све док се не добије минимални излазни напон (пуна равнотежа, тј. Уцд= 0, што захтева подешавање два параметра, тј. у овом случају је недостижан).

Тренутак достизања минималног напона Уцд се може одредити директно из једноставног показивача на излазу кола, тачније — индиректно — на основу, на пример, фазних односа вектора напона мостног кола који се јављају у овом тренутку. полуравнотеже.

У другом случају, експериментална и показна опрема су сличне онима које се користе у квази-балансираном режиму. Компоненте измереног отпора се одређују: једна — из вредности променљивог параметра у тренутку полуравнотеже, друга — из излазног напона моста. Напон напајања мора бити стабилизован.

Балансирање мерних мостова може вршити и директно лице (мостови са ручним вођењем) и уз помоћ аутоматског уређаја (аутоматски мерни мостови).

Мерења моста се користе и за мерење вредности отпора и за одређивање одступања ових вредности од дате номиналне вредности. Оне су међу најчешћим и најнапреднијим методама мерења. Серијски произведени мостови имају класе тачности од 0,02 до 5 за једносмерну струју и од 0,1 до 5 за наизменичну струју.