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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 143

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

земства:

/і = /2;

Із— Іь ІіГа— ІзГь; Izrx= hi'c-

Следователь­

но,

ІіГа/ІгГх—ІзГьНіГс

или иначе

Га!гь

==

гх!гс,

откуда-

ГцГ'с

 

х‘

 

 

 

 

 

(3.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

Это уравнение выражает условие равновесия одинар­ ного моста постоянного тока: мост уравновешен, если произведения сопротивлений противоположных плеч моста равны между собой. Отсюда

 

 

гь Гп-

 

 

 

 

 

 

(3.4)

 

 

 

 

 

Сопротивление гс обычно вы­

 

 

 

 

 

полняется в виде магазина со­

 

 

 

 

 

 

 

 

сравнительным

 

 

 

 

 

 

 

 

противлений с широкими пре­

 

 

 

 

 

делами

регулировки

и назы­

 

 

 

 

 

вается

 

 

 

 

rjip

плечом

 

 

 

г

 

моста.

С помощью его регули­

 

Р,нс. 3.2. Схема моста пое­

ровки производят

 

 

ш

и

 

 

 

уравновеши­

ТОЯн«ого тока

„ „„

вание.

Отношение

 

 

 

 

обыч-

 

0 „

 

но

 

тоже может регулировать-

 

 

 

 

 

га.

 

гь

 

 

 

 

балансными

 

 

 

 

ся,

по ступенями

 

1:1;

1:3; 1:5;

 

 

 

 

 

і:10; 1:100;

га, гь

 

 

гс

 

 

 

 

 

 

 

 

10:1;

100:1 и т. д. Плечи с сопротивлениями

 

и

 

называются

 

 

 

 

 

плечами моста.

 

Так

как

 

и

 

изготавливаются по требованиям,

предъявляемым к

 

образцовым

резисторам, а прибор,

включаемый в диагональ, обычногх

обладает

достаточно

высокой чувствительностью, то при тщательном уравно­

вешивании

моста

 

значения

определяются

с большой

точностью. Классы точности мостов постоянного тока: 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02.

Индикатор считается достаточно чувствительным, ес­ ли при равновесии моста изменение значения гс на мини­ мальную величину (единицу последней декады образцо­ вого магазина сопротивлений) вызывает заметное на глаз отклонение стрелки. Если этого нет, то, кроме ос­ новной погрешности, определяемой классом точности моста, возникает дополнительная погрешность за счет недостаточной чувствительности индикатора. Она опре­

деляется экспериментально путем фиксации

значений

г

 

уравновешенного моста)

сі и гс2, при которых (для

стрелка смещается влево

(тс\)

и вправо

(гс%)

от нуля на

свою толщину. Тогда

 

 

 

 

Чувств = > ^ ^ - 1 0 0 % .

 

 

 

(3.5)

ігп ~тгсг

 

 

 

 

41


Рекомендуется при уравновешивании задействовать все декады сопротивления гс, для чего подбирается нуж­ ное соотношение балансных плеч. Если этого нет, то возникает дополнительная погрешность Ддвк, которую можно считать по абсолютной величине равной полови­ не значения единицы последней из задействованных де­ кад. Относительная погрешность 6дец определится из формулы

бдек=^М 00% .

(3.6)

Гс

 

 

В итоге предельная погрешность измерений по мосто­

вой схеме б,- сложится из основной погрешности

5к,

со­

 

ответствующей классу точности моста, и дополнительных:

бГ = бд. ”Ь бчувств + бдек.

 

 

 

(3.7)

Для получения лучшей чувствительности схемы сле­

дует подбирать плечи моста

такимгь образомгс

, чтобы (при

условии задействования всехгх,декад) значение

га

было

возможно ближе к значению

а к [27].

 

 

 

Естественно, что чувствительность схемы при баланси­

ровке возрастает, если увеличить поданное на

мост на­

пряжение. Однако следует (см. § 2.3) избегать напряже­ ний, при которых могла бы перегреться изоляция кату­ шек сопротивления и существенно измениться номиналь­ ное значение сопротивления. Что касается индикатора, то и при небольших напряжениях необходимо следить за достаточным его шунтированием (при балансировке мос­ та кнопку «Точно» нажимать только тогда, когда равно­ весие почти достигнуто). Большие напряжения допусти­ мо подключать к мосту только при достаточно большом сопротивлении в генераторной диагонали.

Одинарные мосты употребляют для измерений сопро­ тивлений в пределах от единицы ом до 10° Ом. Меньшие сопротивления измеряют с помощью двойных мостов [6, 28, 34], большие — с помощью мегомметров.

Иногда используются и неуравновешенные мосты. Стрелка индикатора отклонится от нулевого положения тем больше, чем ь большей степени разбалансирован мост (см. задачу № 42).

Для расчета неуравновешенных мостов полезно иметь в виду выражение, определяющее силу тока в индика­

торе:

Г о Г п і Г а + г ь + Г с - Ѵ г ^ + г ^ г ь

ГgfС Гif\

 

J

£

_________________________

 

 

"

__________________________

(3.8)

 

 

f/'cH 'V 1 г ѵН 'Д Щ + п Ф о Н -Л і-Н S

42


где Е — эдс источника, включенного в генераторную диагональ; г0 — его внутреннее сопротивление; ги — со­ противление индикатора; 5 — сумма произведений всех

ПЛеЧ МОСТа,

ВЗЯТЫХ ПО

Три ( 8 =

ГаГь’'с +

Г ь Ѵ х + Гс!'хІга +

+ 'Г^ГаГь).

 

 

Ятяпары,

проводов в мо­

При определении сопротивления

стовую схему

в качестве

неизвестного

сопротивления

включают сопротивление

шлейфа

 

образованного

па соседней станции соединением проводов данной пары

накоротко.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения сопротивлений отдельных проводов

(в особенности, еслиА

ониБ

различны) удобен метод трех

суммRi, Rz,(илиR3 трех шлейфов). Нетрудно показать, что, имеяRi +

между станциями2

и3

2три провода3 2 3

с сопротивлениями

+ R z= R i , и измерив сопротивления трех

шлейфов

 

 

 

Ri~\~R3~ R t ,

R

+ R —R ,

можно

найти сопро­

тивления каждого из проводов по формулам:

^

__

^12

~Ь Яіа — ^23 .

^

'__

^12

Ч~ ^23 —

 

 

(3.9)

R*

 

^1з'“Ь ^23 —^12

 

 

 

 

 

 

При использовании мостовых схем для измерений на линиях связи иногда приходится считаться с неустрани­ мыми в данный момент мешающими токами, попадающи­ ми в схему моста из линии (за счрт, например, токов зем­ ли). В этих случаях, если помеха более или менее по­ стоянна и не слишком велика, стрелка прибора при урав­ новешивании приводится не к нулевой отметке шкалы, а к нулю условному, «ложному», соответствующему поло­ жению стрелки при выключенном питании, но сдвинутому относительно нулевой отметки шкалы за счет помехи (задача № 49).

3.4. Переходные испытательные устройства (ПИУС)

При измерениях на линиях связи стремятся в минимальной степени мешать работе каналов связи, на которых измерения не проводятся. Переходные испыта­ тельные устройства и предназначены для исключения мешающего действия измерений постоянным током на работу других каналов той же физической цепи.

Существуют ПИУСдля различных систем связи по кабельным и воздушным линиям. На рис. 3.3 в качестве

43


примера приведена схема для проверки сопротивления проводов (R i+R z) постоянным током. На Ст.А к П И У С

подключается

измерительный прибор (например, мост),

а на

Ст. Б

конденсатор

П И У С замыкается накоротко.

Токи высоких

частот свободно пройдут через конденса-

 

 

 

Ст. й

Ст. В

Рлс. 3.3. Схема использования П И У С при проверке линии постоянным током

торы С2 обеих станций и не будут ответвляться через дроссели. Токи же постоянные, наоборот, свободно прой­ дут через дроссели и не ответвятся через конденсаторы.

Из найденного значения сопротивления для получе­

(R1 + R2 )

ния величины

 

 

надо вычесть сопротивление по­

стоянному токуЛ і

четырехЛ 2

Др\

(оно известно для

дросселейСт. Б

каждого П И У С ).

При измерении сопротивления изоля­

ции клеммы

и

П И У С на

надо разомкнуть

(сопротивлением дросселей в этом случае можно пренеб­ речь). Для измерения омической асимметрии Да клеммы

Л 1

и

Л 2

на

Ст. Б

следует заземлить. Так как дроссели

RiП И У С

строго отсимметрированы, то найденное значение

Да будет обусловлено только разностью сопротивлений

—Дг-

3.5. Нормы для воздушных линий связи

Контроль состояния цепи постоянным током имеет целью выяснить, насколько первичные параметры цепи соответствуют нормам.

44


Сопротивление изоляции одного километра провода по отношению к земле должно быть в любую погоду не менее 2 МОм, при этом оно не должно отличаться от та­ кового же для другого провода тон же цепи более чем

на 30 %•

Асимметрия (разность сопротивлений проводов) для постоянного тока на длине усилительного участка не должна быть более 2 Ом для цепей из цветных метал­ лов, 5 Ом для стальных проводов диаметром 4 и 5 мм и 10 Ом для меньших диаметров.

Проверка соответствия нормам сопротивления про­ водов или сопротивления изоляции осуществляется изме­ рением их величины с помощью рассмотренной ранее мостовой схемы (рис. 3.2), если вместо гх включить из­ меряемое сопротивление. Необходимая коммутация па соседней станции (короткое — при измерении сопротив­ ления пары проводов или изоляции соответствующих проводов) осуществляется по команде измеряющей стан­ ции. Нормированные значения кнлометрических сопро­ тивлений различных проводов приводятся в (10, 14, 29, 34]. Для некоторых-из них в табл. 3.1 приведены допус­ тимые сопротивления провода при температуре 20°С.

ТАБЛИЦА 3.1

 

d, мм

Сопротивление

 

dt мм

Сопротивление

Материал

провода

Материал

провода

 

 

Ом 'км

 

 

Ом/км

 

 

 

 

 

Медь

3

2,52—2,65

Сталь

4

1 1 , 0 0 1 2 , 1

То же

3,5

1,85— 1,94

То же

5

7 ,0 4 -7 ,7 4

»

4

1 ,4 2 -1 ,4 9

»

6

4 ,8 8 -5 ,3 7

Биметалл с

4

3,84— 4,11

Биметалл с

3,22—3,45

4

покрытием

 

 

покрытием

 

 

0,3 мм

 

 

0,4 мм

 

 

Погрешность измерения для сопротивления проводов и омической асимметрии не должна превышать 0,5%; для сопротивления изоляции до 1000 МОм — 5%, более

1000 МОм — 10%.

3.6. Метод заземленного шлейфа

В схеме рис. 3.4 к мосту подключена цепь, со­ стоящая из двух проводов сопротивлениями Ri и Я 2, об­ разующих так называемый «заземленный шлейф» (пет-

45