Файл: Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник.pdf

лений более 50 Ом и ±5° при сопротивлениях 10—50 Ом. Для компенсации влияния соединительных шнуров пре­ дусматриваются компенсационные шнуры.

Из ф-л (12.5) и (12.6) для моста М П П получаются одинаковые для обеих схем расчетные формулы в более компактном виде:

где G0= l/ R o — в сименсах; C0 — в фарадах; / — в гер­ цах; ср — угол комплексного сопротивления (Д* + і А*) (Rx — активная составляющая сопротивления в омах и АД — реактивная составляющая его полагаются соеди­ ненными последовательно).

12.3. Универсальный мост типа Е-12-2

Приведенные выше мостовые схемы часто на­ ходят свое воплощение в универсальных приборах, даю­ щих возможность производить измерения как активных сопротивлений, так и сопротивлений емкостного и ин­ дуктивного характера. Примером может служит широко распространенный мост типа Е-12-2 (ранее имевший маркировку УМ-3).

Мост имеет собственный генератор, от которого мо­ жно получить регулируемое по величине напряжение с частотой 1000 Гц. Кроме того, предусмотрено получение напряжения с частотой 100 Гц (путем удвоения частоты питающего напряжения сети), применяемого при изме­ рении больших величин индуктивности, активного сопро­ тивления и емкости.

Схемы моста (рис. 12.6), получаемые путем неслож­ ной коммутации, дают возможность измерять активные сопротивления от 0,1 Ом до 5 МОм, емкости от 10 пФ до 100 мкФ и индуктивности от 10 мкГ до 100 Г. Изме­ рения проводят в семи поддиапазонах, перекрывающих друг друга. Диапазон измерения тангенса угла потерь

—от 0,001 до 0,1, добротности — от 1 до 500. Основные погрешности измерений (6);

— для активных сопротивлений до 1 МОм 6 ^ ± ( 1 +

2 4 5

Рис. 12.6. Схема моста Е12-2 для измерения сдаіротявлекий: а) индуктивного характера; б) емкостного характера

tgö — измеренная величина тангенса; для добротности катушек ±(10 + 0,1 Q )% , где Q — измеренная величина добротности.

При питании моста от внешнего генератора погреш­ ность возрастает (для частот до 3000 Гц) не более чем вдвое. Напряжение, поступающее от внешнего генера­ тора, не должно превышать 60 В. Для контроля напря­ жения, поступающего на измеряемую катушку, предус­ мотрены клеммы, в которые в случае надобности вклю­ чают внешний вольтметр.

В качестве индикатора баланса используется микро­ амперметр (М-494)1) магнитоэлектрической системы на 100 мкА, включенный в диагональ моста через трехка­

в нервом каскаде (Усі), величина же этого тока определяется сиг­ налом, поступающим с выхода детектора «а сетку лампы первого каскада (Ус'і).

2 4 6

мост разбалансирован и сигнал на входе усилителя ве­ лик, то за счет отрицательной обратной связи, создавае­ мой АРУ, усиление падает; при уменьшении сигнала на входе усилителя (по мере уравновешивания моста) па­ дает напряжение отрицательной обратной связи, усиле­ ние возрастает, и нулевое уравновешивание происходит при максимальной чувствительности индикаторной схемы.

Схема усилителя обеспечивает избирательность на частотах 1000 и 100 Гц с помощью двух двойных Т-об­ разных мостов, настроенных на эти частоты. Переклю­ чение мостов происходит одновременно с переключением частоты генератора. Перед балансировкой моста уста­ навливают некоторое начальное значение тока через индикатор.

В процессе настройки добиваются, чтобы даже нез­ начительное изменение параметров в каждом из регули­ руемых плеч в ту и другую сторону приводило к замет­ ному увеличению отклонения стрелки.

Измерение активных сопротивлений (резисторов) происходит на постоянном токе, получаемом от выпря­ мителя, питающегося от сети. Однако, чтобы использо­ вать чувствительную схему индикации с А Р У , сигнал, поступающий из индикаторной диагонали, снова преоб­ разуется в переменный ток частотой 100 Гц с помощью вибропреобразователя.

Отсчет измеренных значений сопротивления, емкости или индуктивности производят путем умножения вели­ чины, указанной на шкале «Множитель», на значение величины «Отсчет», полученной сложением цифры сту­ пенчатой регулировки отсчета (1, 2, 3, 4) с величиной, прочтенной по шкале его плавной регулировки.

Погрешность, гарантированная заводом, не будет превзойдена, если значение величины «Отсчет» не менее 0,5. По этому признаку выбирается множитель при уточ­ нении результата.

Значения, отсчитываемые по шкалам «Q» или «tg б», перед началом измерений не следует устанавливать крайними (например, 0), так как при этом мост сильно разбалансирован по фазе и может оказаться, что регу­ лировка «Отсчет» благодаря этому не окажет заметно­ го влияния на показания индикатора.

Уточнение результата после получения ориентировоч­ ного минимума на одной из регулировок производится путем неоднократного перехода от регулировки «От­

247

счет к регулировке «Q»- или «tg5» и обратно, добиваясь при этом все более острого минимума на каждой из ре­ гулировок (при соответствующем множителе, конечно).

Следует иметь в виду, что градуировка шкал «От­ счет» и «Множитель» для индуктивностей и емкостей произведена (на основе формул,, приведенных в § 12.2) для частоты 1000 Гц. С изменением частоты на 100 Гц или при подаче напряжения какой-то частоты от внеш­ него генератора следует учитывать необходимые поп­ равки (задачи №№ 181, 183). Измерение в положении «Q» ключа «Q —tg б» возможно только при добротнос­ тях меньше тридцати (задача № 180).

12.4. Неуравновешенные мостовые схемы (измерение затухания несогласованности)

С помощью неуравновешенных мостовых схем можно измерять однотипные элементы для отбора их по заданному пределу погрешности (см. задачу № 42).

В технике проводной связи схема неуравновешенно­ го моста переменного тока часто используется для из­ мерения затухания несогласованности (рис. 12.7).

Затухание несогласованности аи определяется как 201g(l//(), где К — коэффициент отражения, равный | ( Z ,- Z 2)/(Z1+ Z 2)|.

Если в схеме, представленной на рис. 12.7, в качестве индикатора применен указатель уровня с достаточно большим входным сопротивлением, то

где pi — уровень по напряжению в децибелах для верх­ него положения ключа, а р2 — для нижнего (см. задачу №184).

248

Полуйеннуіо величину, характеризующую степегіь об­ личил одного сопротивления от другого и называемую

затуханием несогласованности, не следует смешивать с нередко встречающейся величиной, также характеризую­ щей степень отличия одного сопротивления от другого

£ід=20 lg| C2i-b-Z2^/2 У ZiZal, которую также иногда на­ зывают (неудачно) затуханием от несогласованности. Величина ад выражает добавку к собственному затуха­ нию четырехполюсника, возникшую благодаря несогла­ сованности'сопротивления генератора (нагрузки) со входным (выходным) характеристическим сопротивлени­

воспользоваться схемой измерений по методу сравнения (рис. 12.8). В этой схеме использован дифференциальный мост. При измерениях на высоких частотах обязательно производят (как было указано выше) нулевую баланси­ ровку моста. В качестве индикатора чаще всего приме­ няют указатель уровня с высокоомным входом. Величи­

Для сопротивлений, включаемых в линии связи в ка­ честве согласованных нагрузок, установлены нормы по затуханию несогласованности: для воздушных линий в пределах 20—26 дБ (2,3-^3,0 Нп), для кабельных линий в пределах 25—32 дБ (2,9-=-3,7 Нп).

2 4 9