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

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

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

=

0 + 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 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