Файл: Рождественская Т.Б. Аппаратура для точного измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее поверки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.07.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 0
Можно показать, что коэффициент |
эквивалентности |
пас |
||
сивной цепи при включении ее в одинарный мост |
|
|||
|
|
_ |
» |
(2.9) |
1 |
+ |
Ri |
I |
|
Го |
|
|
||
|
|
|
|
где р . = R,вх. НУ
Ri
RBX. НУ —входное сопротивление нулевого
указателя. |
|
Из формулы (2.9) видно, что Я 2 |
= 1 при |
г о 3> Я НУ ~ |
( # о ) > - |
Но в этом случае коэффициент добротности эквивалентной цепи Л12 < 1, и, следовательно, применение эквивалентной цепи
|
|
|
нецелесообразно. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
При |
использовании |
эквива |
|||||||
|
|
|
лентной цепи |
для поверки мо |
||||||||
|
|
|
ста допустимо некоторое |
пони |
||||||||
|
|
|
жение |
комплектной |
|
чувстви |
||||||
|
|
|
тельности |
мостовой |
цепи. Од |
|||||||
|
|
|
нако |
при этом |
комплектная |
|||||||
|
|
|
чувствительность моста |
долж |
||||||||
|
|
|
на быть |
не меньше |
значения, |
|||||||
|
|
|
регламентируемого |
|
|
ГОСТ |
||||||
|
|
|
7165—66 |
(S„.„) |
[25]. |
|
Поэтому |
|||||
|
|
|
допускаемое |
значение |
коэффи |
|||||||
|
|
|
циента |
эквивалентности |
Я Д ( Ш |
|||||||
|
|
|
по комплектной |
чувствительно |
||||||||
|
|
|
сти может быть определено по |
|||||||||
|
|
|
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Я,доп |
SK.H. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 23. Зависимость |
коэффици |
где S K . h — |
нормируемое |
Г О С Т |
||||||||
7165—66 |
значение |
комплект |
||||||||||
ента добротности |
эквивалентной |
ной |
чувствительности; |
SK,K |
— |
|||||||
цепи от коэффициента |
эквивален |
|||||||||||
тности по комплектной чувстви |
действительное значение |
комп |
||||||||||
тельности |
|
лектной |
чувствительности мо |
|||||||||
|
|
|
стовой |
цепи. |
|
|
|
|
|
|
||
Зависимость |
коэффициента добротности |
эквивалентной |
||||||||||
цепи М2 от коэффициента эквивалентности |
Я 2 |
Для мостов, |
в |
|||||||||
которых (д,= 10 и отношение плеч составляет |
Ю - 4 — Ю - 1 |
, |
графи |
|||||||||
чески изображена на рис. 23. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В этом случае Я д |
о п |
может быть равен 0,7—0,8. |
|
|
|
|
|
60
Из рисунка видно, что значение коэффициента добротности М2 возрастает с уменьшением отношения плеч, коэффициента эквивалентности Н2 и коэффициента м-. Обычно в мостах при нимается |і>іО , так как с уменьшением коэффициента р, резко снижается чувствительность мостовой цепи.
Погрешность эквивалентного сопротивления пассивной эк вивалентной цепи èR32 при рассматриваемом способе включе
ния ее в цепь одинарного моста |
(см. рис. 22) складывается |
из |
||||||||||||
погрешностей резисторов г0 , гт, Г ц , погрешности |
Ô4, обусловлен |
|||||||||||||
ной шунтированием |
стороной |
эквивалентного |
треугольника |
|||||||||||
Г т плеча Rs моста, а также погрешности |
бі из-за |
Н2ф\: |
|
|||||||||||
|
8/?,3 |
= |
8г0 + 8 г І - 8 г „ |
+ |
8 4 |
± 8 1 . |
|
|
|
|
||||
Из формулы |
(2.9) |
видно, |
что при |
г0> |
(4-4-9) #і |
|
коэффи |
|||||||
циент эквивалентности Н2=0,9 |
|
и, следовательно, погреш-' |
||||||||||||
ностью бі практически можно пренебречь. |
|
|
|
|
|
|||||||||
Погрешность |
Ô4 можно рассчитать по формуле |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
3' |
[ |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я з |
+ |
Г і |
" |
100°/«, |
|
|
|
|
|
|
Если riu^$>R3, то / 7 2 = 1 и погрешностью |
6ч можно |
также |
||||||||||||
пренебречь. В этом случае |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
/ ? и |
= |
г, = г0 І |
= |
г0 + гІ + |
- ^ 1 . |
|
|
(2.10) |
||||
При невыполнении |
условия |
|
Г ш > ^ 3 |
сопротивление |
R32 |
|||||||||
можно определить по формуле |
(2.8). Однако при этом необ |
|||||||||||||
ходимо знать действительное значение сопротивления |
плеча |
|||||||||||||
Rz, для чего практически приходится проводить |
поэлементную |
|||||||||||||
поверку |
моста. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
получения R3^>i'0 + ri+rn |
|
необходимо, |
чтобы |
ri~>R3. |
|||||||||
Таким образом, |
вычислить |
сопротивление |
R32 |
по |
формуле |
(2.10) |
для высокоомного моста, погрешность которого ~ 0 , 1 — |
— 1 % , |
можно при условии, что |
|
г, > 10* - 105Яз- • |
В одинарных высокоомных мостах постоянного тока с отноше
нием плеч т=\—Ю-2 |
в диапазоне 101 0 —Ю1 4 Ом Rs2= ( 1 — |
—102 )Я, и Я з ^ Ю 4 — 1 0 5 |
Ом. |
61
В одинарных высокоомных мостах постоянного тока с от
ношением п л е ч / п ' = Ю - 2 — Ю - 4 в диапазоне |
10 |
1 0 — 10 й |
Ом |
||||
/?;2 = (103 |
- 10*) # а |
и /?з > 10° - |
103 Ом. |
|
|
|
|
Для исключения погрешности ол необходимо, чтобы в высо- |
|||||||
коомном |
мосте |
с |
отношением |
плеч т—\—Ю-2 |
/'і^ІО8 — |
||
—101 0 Ом, а в |
мосте с отношением плеч |
т ' = 1 0 - 2 — Ю - 4 |
rj> |
||||
>101 0 —101 * Ом. |
|
|
|
|
|
|
Использование в качестве гт непроволочного резистора но минальным значением 10і о —101 4 Ом значительно увеличит по грешность эквивалентного сопротивления /?Э2, поэтому приме нение такого включения пассивной эквивалентной цепи в оди нарный мост с отношением плеч т / = 1 0 - 2 — Ю - 4 нецелесооб разно.
При выполнении условия rj^>i?3 выбор сопротивления ре зистора г0 зависит от коэффициента эквивалентности по чувствительности. Приняв #2=0,7 при а=10 , для одинарного моста с отношением плеч т= Ю - 1 — Ю - 2 получим iW2 =4—40, т. е. применение такого вида включения пассивной эквивалент ной цепи позволяет выбрать сопротивление резистора г0 в 4—40 раз меньше эквивалентного сопротивления пассивной цепи.
При сравнении видно, что коэффициент добротности экви валентной цепи Мі при способе включения пассивной эквива
лентной цепи, показанном |
на рис. 20, больше коэффициента |
добротности эквивалентной |
цепи Л12 при способе включения, |
показанном на рис. 22. Однако при втором способе включения
пассивной эквивалентной цепи допустимо меньшее |
значение |
|
коэффициента |
эквивалентности Я 2 Д 0 л по комплектной чувстви |
|
тельности, Т. е. #2ДОП<#1ДОП- |
|
|
Вследствие этого при выборе способа включения |
пассивной |
|
эквивалентной |
цепи в одинарный мост с отношением плеч |
|
т= ICH — Ю - 2 |
предпочтение следует отдавать второму способу |
включения (см. рис. 22), а при выборе способа включения цепи в одинарный мост с отношением плеч т ' = 1 0 - 2 — Ю - 4 — перво му способу включения (см. рис. 20).
Применение пассивной эквивалентной цепи для поверки тераомметра
В настоящее время промышленность выпускает ряд тераомметров, принцип построения которых отличается от принци па построения одинарного моста.
На рис. 24 представлена входная часть тераомметра с включенной пассивной эквивалентной цепью.
62
При эксплуатации тераомметра (см. рис. 1) падение на пряжения на резисторе R\
(2.11)
«Подключая» эквивалентную цепь г0, /і , Гц [86], получим па дение напряжения на резисторе Ri
Wo. = W i |
(2.1.2) |
(г i + r n ) ( r 0 + Ä , ) |
Рис. 24. Схема входной части тераомметра
свключенной пассивной эквивалентной
|
цепью |
|
|
|
«Подключение» цепи г0, гь Гц |
эквивалентно |
подключению |
||
меры Ro, т. е. R3z=Ro только при |
|
|
|
|
|
URi =U'Rx. |
(2.13) |
||
Оценим погрешность |
эквивалентного сопротивления |
R^- |
||
Для этого преобразуем |
цепь г0, |
гт, г п в эквивалентный |
тре |
|
угольник. |
|
|
|
|
Из рис. 24 видно, что сторона эквивалентного треугольника г0 і оказывается «подключенной» к зажимам Л 2 (^) поверя емого тераомметра, сторона эквивалентного треугольника Гці «включается» параллельно источнику питания U и практи
чески не влияет на погрешность измерения (при соответству ющей мощности источника питания), а сторона эквивалентно го треугольника г 0 ц «включается» параллельно резистору Ri
(что может привести к изменению показаний выходного при бора, т. е. к появлению дополнительной погрешности).
63
Сопротивление R^, измеренное по схеме, приведенной на рис. 24, может быть определено по формуле
|
|
Р — г |
А і |
|
|
|
•^эз — 'Ol |
|
|
где R[ = |
|
|
|
|
'OU + |
* |
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
ffi + |
г о п |
(2.14) |
|
эз |
г,01 |
|
|
|
|
|
|
|
Разделив R33 |
на сопротивление |
г э =г 0 і, получим значение |
||
коэффициента эквивалентности по сопротивлению /V. |
|
|||
|
|
^ з = 1 + |
Г 0 І І |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
где Ri — сопротивление резистора |
тераомметра. |
|
Нетрудно показать, что коэффициент эквивалентности по комплектной чувствительности Яз пассивной цепи при включе нии ее в тераомметр по схеме, показанной на рис. 24, равен коэффициенту эквивалентности Н\ пассивной цепи при вклю
чении ее в одинарный |
мост по схеме, приведенной на рис. 20 |
|
Вследствие этого все |
сказанное выше о коэффициенте |
Н\, |
можно отнести и к коэффициенту Яз. |
|
|
Погрешность эквивалентного сопротивления цепи бі?эз при |
||
включении ее в тераомметр (см. рис. 24) складывается из |
по |
грешностей резисторов г0, гі и Гц, погрешности ог, обусловлен ной шунтированием резистора тераомметра стороной эквива
лентного треугольника |
г 0 ц, а также |
погрешности |
оз из-за |
|
8^»a = |
8r0 + 8 r I |
- S r I I |
+ 8a ±8a- |
|
При /"0S2 (0,8—9)/?і коэффициент эквивалентности |
Я 3 > 0 , 9 |
|||
и погрешностью б3 практически можно пренебречь. |
|
|||
Погрешность ог можно определить по формуле |
|
|||
|
Riri |
|
|
|
8, |
ffi + |
rou |
100°/o- |
|
|
|
|
||
'3 — |
|
|
|
64