Файл: Терсин, В. Я. Радиоэлектроника и радиотехнические измерения учебник для школ техников ВМФ.pdf

бочей частоте, особенно высокочастотных катушек. По­ скольку добротность катушки, конденсатора и колеба­ тельного контура характеризуется величиной потерь, то методы измерения L и € приемлемы и для измерения добротности. Приборы для измерения параметров цепей с сосредоточенными постоянными относятся к группе Е. Измерения могут производиться косвенным методом (метод вольтметра — амперметра), непосредственным и методом сравнения (замещения, мостовым и резонанс­ ным). Измерениям должна предшествовать проверка конденсаторов и катушек на целость с помощью любого омметра или пробника (обрыв, короткое замыкание вит­ ков катушки, короткое замыкание или пробой диэлек­ трика конденсатора).

§ 2. Измерение параметров L и С методом

вольтметра — амперметра

Метод вольтметра — амперметра является одним из простых и доступных косвенных методов измерения ин­ дуктивности, взаимоиндуктивности и емкости. В. основе его лежит измерение тока и падения напряжения в цепи. Этим методом можно пользоваться на частотах от 50 Гц до 1 кГц. Следовательно, диапазон частот позво­ ляет измерять сравнительно большие емкости и индук­ тивности. Для измерения необходим источник питания схемы измерения известной частоты.

"Схема для измерения сопротивления методом вольт­ метра — амперметра составляется из последовательно

2 3 0

включенных реостата, ампер-метра термоэлектрической системы и измеряемого сопротивления z, параллельно которому включается ламповый вольтметр (рис. 16.2, а). Применение других систем измерителей может внести значительные погрешности из-за больших собственных индуктивности и емкости. Установив реостатом удобные для наблюдения показания тока и напряжения, по за­ кону Ома определяют

2 = у%1 + х* = -Ц-.

Это уравнение не определяет соотношение активного

как активная составляющая R и реактивная X порознь остаются неизвестными. Отсюда следует, что этим мето­ дом лучше измерять такие сопротивления, в которых ярко выражена какая-либо одна составляющая — R или X. Если потери малы (А?<СА'), то по показаниям приборов из известных соотношений находится емкость

Измерения выполняются на рабочей частоте и тре­ буют устранения возможной емкости связи. Для этого рабочая частота должна быть в четыре-пять раз ниже собственной резонансной частоты катушек, монтаж вы­ полнен короткими проводами, катушки заземлены. Дрос­ сели фильтров выпрямителей, заградительные дроссели, межкаскадные выходные трансформаторы и др. обычно изготовляются со стальным сердечником в целях умень­ шения их габаритов. Катушка с.сердечником имеет не­ линейную зависимость магнитного потока от величины тока. Эта зависимость еще более нелинейна при работе с подмагничиванием, когда через обмотки протекает одновременно переменный и постоянный ток. Индуктив-

231

ность катушек с сердечниками зависит от величины ха­ рактера протекающего через них тока, и поэтому изме­ рения необходимо производить в условиях, близких к их рабочему режиму. Иначе, например, при большой по­ стоянной составляющей тока происходит магнитное на­ сыщение сердечника и индуктивность резко умень­ шается.

Для измерения индуктивности катушек со стальным сердечником применяется схема, изображенная на рис. 16.3, имеющая два источника питания. Реостатом Я2 устанавливается необходимый режим подмагничивания от источника постоянного тока. Конденсатор С и дрос­ сель Др разделяют цепи питания постоянного и пере­ менного тока. Амперметр и вольтметр переменного тока должны измерять в этом случае только переменные со­ ставляющие, т. е. должны иметь закрытую схему входа.

Для измерения емкости электролитических конден­ саторов применяется схема (рис. 16.2,6), где в измери­ тельную цепь последовательно включен диод для под­ ключения конденсатора в правильной полярности. Измерительные приборы для этой схемы должны также иметь закрытый вход.

§ 3. Мостовые методы измерения

Наиболее точным методом измерения электрических сопротивлений является метод сравнения, основанный на использовании уравновешенных мостовых схем, у ко­

232

торых в момент баланса ток в индикаторной диагонали отсутствует. Уравновешиванием достигается равенство в сравнении измеряемого параметра с эталонным. Точ­ ность измерений достигает 1 % и выше.

Для измерения активных сопротивлений использу­ ются мосты постоянного тока, а реактивных — перемен­ ного тока. Мосты постоянного тока состоят из ре­ зисторов, образующих замкнутый четырехугольник

Рис. 16.4. Схемы мостов постоянного тока

(рис. 16.4). В одну диагональ моста включен выпрями­

ство произведений плеч R4R2 — RsRi или равенство отно-

симости от способа уравновешивания мосты бывают ма­ газинные и линейные. Магазинный мост (рис. 16.4, а)

Ri

уравновешивается при постоянном отношении плеч -к- А2

изменением сопротивления плеча R3 , выполненного в виде магазина сопротивлений. Для расширения преде­ лов измерений включением сопротивления Ri различной номинальной величины изменяют в целое число раз от-

Rt

ношение -^г >которое является множителем к отсчету

по шкале /?з (обычно кратно 10). Отсчет величины

233

измеряемого сопротивления снимается при нулевом показании гальванометра по шкале сопротивлений пе­ ременного резистора R3 , умноженного на множитель. Последовательно с гальванометром включается ограни­ чительное сопротивление R0, которое при подходе к со­ стоянию равновесия закорачивается кнопкой.

Линейный (реохордный) мост (рис. 16.4,6) баланси­

Сопротивление плеч моста в общем случае комплекс­ ное. К одной диагонали моста непосредственно или че­ рез трансформатор подается напряжение питания ча­ стоты F, а в другую диагональ включен индикатор нуля переменного тока.

Условия баланса:

— равенство произведений полных сопротивлений плеч

Z 4 Z 2 — Z sZi;

— равенство сумм фазовых. углов этих же плеч моста

+ ?2 = 9з + 91-

Первое достигается изменением соотношений вели­ чин сопротивлений плеч, второе — правильным выбором схем моста. Два плеча составляют из активных сопро­

234

тивлений, для которых <р= 0. Если эти плечи являются смежными, то два других содержат сопротивление оди­ накового характера — оба емкостные или оба индук­ тивные. Если же они противоположны, то в другие пле­ чи могут быть включены сопротивления различного характера — одно емкостное, а другое индуктивное, имеющее фазовые углы разных знаков, сумма которых может быть равна нулю.

Мосты питаются от сети 50 Гц или от генераторов синусоидального напряжения, работающих на одной или нескольких частотах в пределах до 1 кГц.

В качестве регулируемых элементов используются эталонные переменные резисторы или магазины сопро­ тивлений или емкостей. Индикаторами нуля могут быть головные телефоны, приборы детекторной системы, виб­ рационные магнитоэлектрические гальванометры, осциллографические индикаторы и др.

Условия равновесия справедливы лишь при отсутст­ вии между элементами мостовой схемы паразитных связей и утечек тока. Для этого элементы моста экрани­ руют. Экраны подключаются к узловым точкам, а по­ следние заземляются. Для устранения влияния гар­ моник питающего напряжения и посторонних помех в индикаторе моста часто применяют селективный уси­ литель.

Для измерения параметров катушек индуктивности широко применяется схема, приведенная на рис. 16.6, а.

При балансе моста Lx — C2R XR ?', R x = R 3 - j r •

Уравновешивание осуществляется эталонными пере­

венного отсчета индуктивности- Ьх и активного сопро­ тивления Rx катушки.

В некоторых мостах конденсатор С2 постоянный, а ре­ зистор R3 переменный. В этом случае регулировка ам­ плитуды и фазы взаимозависимы и баланс достигается способом последовательных приближений путем пооче­ редного изменения R2 и R3. Отсчет Ьх производится по шкале /?8, а шкала R2 градуируется в значении доброт­ ности катушки QL = 2 TtFC2R2.

Мостовой метод измерения параметров катушек при­ менен в приборах Е7-1А и Е7-2.

235