Файл: Рождественская Т.Б. Аппаратура для точного измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее поверки.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.07.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

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

Если Г о п ^ Я ь то ^3=1 и погрешностью ог практически так­

же можно пренебречь. В этом

случае

 

• ^ з з — Гэ — го\ =

га~\~ Г\Л

•

 

 

г п

При невыполнении условия r^^Ri^r^R^)

сопротивление

R3z можно определить по формуле (2.14). Однако при этом не­ обходимо знать действительное значение сопротивления рези­ стора R\, для чего практически приходится проводить поэле­ ментную поверку тераомметра.

Погрешность электронных тераомметров на верхних преде­ лах измерения (свыше 1010 Ом) обычно составляет 5—10%. Значение сопротивления образцовой меры, применяемой для комплектной поверки, в соответствии с [65] должно быть из­ вестно с погрешностью, в пять раз меньшей допускаемой по­

грешности поверяемого тераомметра, т. е. допускаемая

погреш­

ность б^эз должна быть не более

1—2%:

 

 

8/? 8 3 <

± ( 1 - 2 ) 7 „ .

 

 

Погрешности à r 0 , б Г\, б Гц и бз настолько

малы по сравне­

нию с погрешностью 5г, что

в формуле для ô R3z ими

можно

пренебречь.

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

8 / ? и < 8 а < ± ( 1 - 2 ) ° / 0 .

 

 

Это можно осуществить при

 

 

 

 

г0 І І ( 0 X 5 0 -

100)/?,.

 

(2.15)

В существующих тераомметрах измеряемое

(при комплект­

ной поверке — образцовое) сопротивление

Ro{Rd)

обычно

больше сопротивления резистора R\ в 102—-103

раз, т. е.

^ ( ^ X i œ - i o 3 ) ^ .

 

(2.16)

Разделив выражение (2.16) на формулу (2.15), получим

М3 -

-BSL. =

2 - 1 0 .

 

(2.17)

 

го

 

 

 

Из формулы (2.17) видно, что номинальное значение об­ разцового резистора г0, входящего в пассивную эквивалентную цепь, применяемую для поверки тераомметра, может быть в лучшем случае только в 10 раз меньше номинального значе­ ния эквивалентного сопротивления R33 пассивной цепи.

Если же

R93(RQ)<W*R

5

Зак. 1225

65

то коэффициент добротности эквивалентной цепи М з « І , т. е. в этом случае применение пассивной эквивалентной цепи прак­

тически не даст преимуществ по сравнению

с обычной

комп­

лектной поверкой тераомметра с помощью

образцовой

меры

большого сопротивления.

 

 

АКТИВНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ЦЕПИ

 

 

Одной из разновидностей эквивалентных

цепей является

активная эквивалентная цепь [84, 86] (рис. 25), представляю­ щая собой активный двухполюсник, содер­ жащий источник посто­

янного напряжения

UA

и резистор го.

При

включении ее в измери­ тельную цепь в качест­ ве меры электрического

Рис. 25. Схема

активной

Рис. 26. Схема поверки одинарного

моста постоянного тока с помощью

эквивалентной

цепи

активной эквивалентной цепи

сопротивления создается такое же соотношение тока и напря­ жения, как и при включении в ту же цепь обычной меры элек­ трического сопротивления R0 со значением, равным сопротив­ лению эквивалентной активной цепи Ra.

Применение активной эквивалентной цепи в одинарном мосте

На рис. 26 представлена схема одинарного моста постоянного тока, в высокоомное плечо которого включена активная экви­ валентная цепь.

Ток / [ , протекающий по резисторам /'о и R\, может быть

определен по формуле

г _ и— ил

г 0 + /?і

66

Эквивалентная цепь будет равнозначна резистору R0, под­ ключенному к зажимам Rx, только при условии

 

 

 

 

/; = /„

 

 

где Ii — ток, протекающий по резисторам Ro и Ri,

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

Яо + Rx

 

 

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

U-UA

 

 

U

 

(2.18)

 

Г0

+ RX

/?0 + Ri

 

 

 

 

откуда

 

 

 

Ur0 +

R,UA

 

 

 

R0

=

 

(2.19)

 

U-UA

 

 

 

 

 

 

 

Обозначив

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.20)

и подставив выражения

(2.20) в формулу

(2.19), получим

 

 

 

 

 

и,

 

(2.21)

 

 

 

 

 

 

 

С другой стороны, эквивалентное сопротивление цепи при

включении ее в одинарный мост

 

 

 

 

 

 

Rat

Un

 

 

 

 

 

Jk.

 

 

или, учитывая формулы

(2.18) и (2.20),

 

 

 

и,

 

гЛ1

+

~)=г0М»

(2.22)

 

R,34 -

и.

 

 

 

 

 

 

где Mt

= 1 + и,

 

 

 

 

 

 

 

Го

 

 

 

 

 

 

Для

активной эквивалентной

цепи /?э =''э, поэтому,

разде­

лив выражение (2.21)

на формулу (2.22), получим

 

 

 

 

R,Э1

р

1

 

 

 

 

 

п

—

4 —

 

 

 

 

 

Г*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6?

т. е. коэффициент эквивалентности /ч по сопротивлению ак­ тивной цепи при включении ее в одинарный мост равен еди­ нице.

Таким образом, в данном случае комплектную поверку одинарного моста постоянного тока можно осуществить с по­ мощью активной эквивалентной цепи, причем номинальное со­ противление резистора г0 можно выбрать в М 4 раз меньше эквивалентного сопротивления активной эквивалентной цепи

Нетрудно показать, что коэффициент эквивалентности

# 4

активной эквивалентной цепи по комплектной

чувствительно­

сти при включении ее в одинарный мост постоянного тока

ра­

вен коэффициенту эквивалентности # і

пассивной цепи # 4

= # і .

Погрешность сопротивления активной эквивалентной

цепи

б ^ э 4 при включении ее в одинарный

мост (см. рис. 26)

скла­

дывается из погрешностей резистора

г0(8г0)

и погрешностей,

с которыми измерены

напряжения

UA(öUA)

и Ur<s

(&£/г)(

а также погрешности

65, обусловленной отсутствием линейной

зависимости между изменением сопротивления резистора Ri и

напряжением

U :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bR3t

= br0 +

bUA~bUro+bs.

 

 

 

(2.23)

Выбор коэффициента добротности М4 в этом случае зави­

сит как от допускаемой погрешности

измерения

напряжения

bU

, так и от погрешности

65.

 

 

 

 

 

 

 

Можно показать, что при падении напряжения

UR

=

100В

на резисторе Rx, применении

сопротивления г0,

в

103—105

раз меньшего эквивалентного сопротивления цепи Ra,

и нуле­

вого указателя с постоянной

по напряжению Си— 20

мкВ/дел.

общая погрешность

эквивалентного сопротивления

 

активной

эквивалентной

цепи является

величиной

порядка

~ (0,02—

—2)

%, т. е. такая цепь может

быть применена

для

поверки

моста, погрешность которого 1—10%.

 

 

 

 

 

 

В то же время, из рис. 21 видно, что при выборе

коэффици­

ента

М4^Ю3—105

коэффициент

эквивалентности

Я 4

для

мо­

стов

с отношением

плеч m = Ю - 4 — Ю - 1

становится

равным

0,9—0,01.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если при этом коэффициент эквивалентности Hi>HROn,

где

 

 

 

•'•'доп

—

„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•^к.д

 

 

 

 

 

 

(SK.B

— нормируемое ГОСТ 7165—66

значение

комплектной

чувствительности мостовой цепи, 5К .Д — действительное значе-

68

ние комплектной чувствительности мостовой цепи), то между изменением любого из элементов моста Ri, R2 или R3 и изме­ нением эквивалентного сопротивления

существует линейная зависимость. Если же коэффициент эк­ вивалентности Я 4 <#доп, то линейная зависимость существует только между изменениями сопротивлений плеч R2 и R3 и из­ менением эквивалентного сопротивления R3, так как комплект­ ная чувствительность низкоомной ветви моста R2—R3 не зави­ сит от коэффициента эквивалентности Нл.

Зависимость между изменением сопротивления R\ и экви­

валентным сопротивлением ^ э при Н4<Н-А0ІІ

нелинейна, так

как

 

Го

 

причем коэффициент нелинейности будет

уменьшаться с уве-

личением отношения — - . Вследствие этого коэффициент эк-

вивалентности Я 4 можно выбирать не менее Наоп(Н^НЛОТ1) и он будет являться величиной порядка 0,4—0,5, поскольку ком­

плектная чувствительность серийно

выпускаемых

высокоом­

ных мостов составляет 2—4 деления на класс

моста, а

ГОСТ 7165—66 допускает чувствительность

моста

1 деление

на класс. При этом коэффициент добротности

эквивалентной

цепи, как видно из рис. 21,

 

 

 

ЛГ, = 3 - Ы 5

• 103.

 

 

Увеличение коэффициента добротности М4, с одной сторо­ ны, позволяет использовать в качестве г0 резистор с меньшим

номинальным значением и тем самым уменьшить

погрешность

бг0 , а с другой стороны, приводит к увеличению

погрешности

8 U .

Поэтому коэффициент добротности эквивалентной це­

пи Мі

целесообразно выбирать максимальным

(но не более

допускаемого значения) только в том случае, если в качестве резистора г0 удается применить микропроволочный стабиль­ ный резистор.

При сравнении характеристик (Я, F и М) активной и пас­ сивной эквивалентных цепей при включении их в цепь одинар­ ного моста видно, что коэффициенты эквивалентности по ком­ плектной чувствительности обеих цепей одинаковы НІ = Н\, ко-

69

Смотрите также файлы