Файл: Быков М.А. Электрические измерения электрических величин [учеб. пособие].pdf

стве внутреннего сопротивления гальванометра Rr входному сопротивлению схемы моста со стороны зажимов В— Д— /?вд т. е. при RT~-Rün- При выполнении этого условия считают, что сопротивление гальванометра согласовано с сопротивлением схемы. Согласованный режим работы моста практически весь­ ма целесообразен, так как позволяет выбрать менее чувстви­ тельный и потому более удобный в эксплуатации и более де­ шевый гальванометр.

На практике широко применяются мосты, в которых все плечи равны между собой и равны внутреннему сопротивлению гальванометра

# х = = # 2 = = Я 3 = Я 4 = # г . /Ѵі-5)

В случае невозможности обеспечить точное равенство всех сопротивлений рекомендуется для получения высокой чувст­ вительности схемы выбирать все сопротивления одного поряд­ ка (например, все сопротивления порядка тысяч ом или сотен ом и т. д.). Если же и это условие выполнить не представляет­

режим успокоения которого мало зависит от параметров схемы. В точных мостах, использующих зеркальные гальванометры, для быстрого успокое­ ния последних желательно сделать входное сопротивление моста (на которое замкнут гальванометр) близким к его внешнему критическому сопротивле­ нию. Поскольку внешнее критическое сопротивление зеркального гальвано­ метра обычно в несколько раз больше его внутреннего сопротивления, обес­ печить указанные условия не представляется возможным — гальванометр работал бы в сильно переуспокоенном режиме. Поэтому зеркальные гальва­ нометры выбирают обычно с учетом условий успокоения, прогадывая в от­ ношении достижимой чувствительности.

Кроме рассмотренного, на чувствительность мостовой схе­ мы оказывает влияние напряжение источника питания: чем оно больше, тем больший ток течет в цепи гальванометра при одной и той же расстройке схемы и тем больше, следователь­ но, чувствительность измерения. Ограничителем здесь являет­ ся допустимая мощность рассеяния на катушках магазинов со­ противлений, которая по ГОСТу не должна превышать 1 er (а для некоторых магазинов — 0,5 вт) на каждой катушке. В специальных таблицах, прилагаемых к мостам, приводятся рекомендуемые для каждого диапазона напряжения, которые рассчитываются из соображений допустимой мощности рас­ сеяния.

Второй важной характеристикой качества измерения явля­ ется его точность, которая для мостов постоянного тока зави­ сит от нескольких причин.

197

Основными из них являются следующие:

1. Неточность изготовления моста и несовершенство его конструкции, которые вносят в измерения определенную по­ грешность ôK. Величина этой погрешности характеризуется классам точности моста, указанным в его паспорте.

2. Недостаточная чувствительность гальванометра, внося­ щая в измерения погрешность ог . Недостаточная чувствитель­ ность проявляется в том, что гальванометр показывает отсут­ ствие тока не при одном значении сопротивлений плеч, а в не­ котором диапазоне изменения их величин.

Согласно ГОСТ 7165—54 для мостов, где гальванометр встроен в конструкцию, чувствительность гальванометра должна быть такой, чтобы изменению величины сопротивле­ ния плеча сравнения на k% (где k—класс точности моста)' при напряжении питания, установленном для этого моста, соответ­

мать во внимание возможную погрешность, вызываемую недо­ статочной чувствительностью гальванометра. Количественная оценка этой погрешности производится на основании экспери­

3. Недостаточная «тонкость» регулировки плеча сравнения Rz, вызывающая погрешность од^,. Эта погрешность ста­ новится соизмеримой с общей •погрешностью измерения, когда сопротивление плеча сравнения, установленное в процессе уравновешивания моста, имеет относительно малое значение. В этом случае величина сопротивления наименьшей ступени магазина, которую назовем Л/?3 , оказывается недостаточно малой по сравнению с набранным значением самой величины Яз и всякое изменение сопротивления плеча сравнения получа­ ется слишком грубым, что приводит к появлению погрешно­ сти. Максимально возможное значение этой погрешности мо­ жет быть найдено по формуле

Для уменьшения погрешности Вд#8 следует увеличивать сопротивление R3, что вытекает из уравнения (ѴІ-7). Увеличе-

198

торого будем считать заранее известной: /^=1 8 ом. Для изме­ рения взят мост типа МВЛ-49, класса точности 0,5. Плечо сравнения —пятидекадный магазин сопротивлений с декада­ ми от тысяч до десятых долей ома: /?з=9- (1000+ 100+10+1 +

магазина с сопротивлениями: У?2 =і?4=1000, 100, 10, 1 ом. В

199

(результат представлен четырехзначным числом). Рассчитаем погрешность измерения для этого случая

сопротивлений проводников и зажимов, присоединяющих из­ меряемое сопротивление к схеме моста.

Примем сопротивление коротких подеоединительных про­ водников и зажимов примерно равными 0,001 ом. При измере­ нии Rx=l ом погрешность, возникающая от проводников и зажимов, может быть порядка 0,1%, а при измерении сопро­ тивления Rx^ Ю ом она будет около 0,01%.

По этой причине четырехплечие мосты рекомендуются для измерения сопротивлений более 10 ом, когда погрешностью от проводников и зажимов можно пренебречь.

Нужно иметь в виду, что рассмотренные погрешности воз­ никают в четырехіплечем мосте не из-за каких-либо его недо­ статков, а из-за невозможности осуществления точных мало-

ни устранить влияние подводящих проводов и присоединитель­ ных контактов на результат измерения (см. § 2, гл. I I ) .

Четырехзажимные малые сопротивления могут быть изме­ рены с достаточной степенью точности на четырехзажимноѵі обычном мосте, если при включении в схему моста предусмо­ треть, чтобы сопротивления соединительных проводов и зажи­ мов не входили в плечо моста, в которое включено Rx. Подоб­ ная схема приведена на рис. ѴІ-3.

200