Расчет погрешности измерительного моста

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

УКРАИНСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКДЕМИЯ

Кафедра Теоретической и общей электротехники

Основы метрологии и электрических измерений

Модуль 3

Погрешности косвенного измерительного моста

Харьков 2004

Задача

Выполнить расчет измерительного моста, исходные для которого приведены в таблице.

1. Составить схему одинарного моста; из условия равновесия моста вывести формулы для расчета параметров элемента Z₁, включенного в первое плечо моста; определить эти параметры.

2. Найти входное сопротивление моста относительно зажимов источника и определить ток, который потребляется схемой от источника при равновесии моста.

3. Найти сопротивления указателя равновесия, исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности по мощности.

4. Построить зависимость I_Г = f(R₁) для моста постоянного тока. Данные для расчета взять из предыдущих пунктов, считая что R_i = Z_i, R_Г=Z_Г, ?R₁=10% от R₁.Определиь по 6 точек в одну и другую сторону от состояния равновесия. Результаты расчетов ввести в таблицу.

1. Схема измерительного моста

погрешность мост косвенное измерение

(R₁ + ј*щ*L₁)*(R+) = R₂*R₃;

R₁*R₄ + + R* ј *щ*L₁+= R₂*R₃;

R₁*R₄ = R₂*R_3;

R₁ = = = 3740 Ом

j**L+

L₁ = -= Гн

Вывод. Для измерения параметров емкости (последовательное соединение сопротивления емкостью являются его схемой замещения) при помощи одинарного моста, её помещают в первое плечо моста. Уравновешение производится при помощи переменных резистора и индуктивности, которые можно поместить либо во второе либо в третье плечо моста.

2. Схема моста в уравновешенном состоянии

= R₁+j*щ*L₁ = 3740 + j*628*6,125 = 2450 + j*3846,5 = 4560*e ^j*58? Ом

= R₂ = 980 Ом

= R₃ + j*щ*L=200 + j*628*0,5=200 + j*314=372* e ^j*58? Ом

= R = 80 Ом

Входное сопротивление моста со стороны зажимов диагонали питания.

_вх.п = = =

= = = 389*e ^j*49? Ом

Ток, потребляемый от источника при равновесии моста.

= = = 0,02*e-^j*49? А

Активна мощность, потребляемая мостом.

P = U*I*cosц = 8*0,02*cos(-49) = 0,1 Вт

Вывод. Потребляемая активная мощность незначительна, что скорее всего не приведет к дополнительным температурным погрешностям мота в данном режиме моста.

3. Эквивалентная схема входного сопротивления моста со стороны зажимов измерительной диагонали

_вх.п = = =

= = 868* + 71 * = 939* Ом

a=4560*cos (58?)=2416

b=4560*sin (58?) =3867

2416+j*3867+980=3396+j*3867=5147*

a1=372*cos (58?) =197

b2=372* sin (58?) =315

197+j*315+80=419*

_и = _вх.п = 939* Ом

Вывод. Для обеспечения максимальной чувствительности по мощности сопротивление указателя равновесия должно бытии равным входному сопротивлению моста со стороны зажимов измерительной диагонали, т. к. в этом случае этот мост работает в режиме согласованной нагрузки и мощность, выделяемая в нагрузке, является максимальной.

4. Определение шага измерения сопротивления

?R₁ = 10% от R₁=*2450;

?R₁ = 245 Ом

I_и = =

=

= =

;

Вывод. Не смотря на то, что все элементы входящие в состав моста линейны, выходная характеристика не линейная. Это надо учитывать при проектировании измерительных мостовых схем.