Расчет погрешности измерительного моста
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
УКРАИНСКАЯ
ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКДЕМИЯ
Кафедра
Теоретической и общей электротехники
Основы
метрологии и электрических измерений
Модуль
3
Погрешности
косвенного измерительного моста
Харьков
2004
Задача
Выполнить расчет измерительного
моста, исходные для которого приведены в таблице.
1. Составить схему одинарного
моста; из условия равновесия моста вывести формулы для расчета параметров
элемента Z1, включенного в первое плечо моста; определить эти
параметры.
2. Найти входное сопротивление
моста относительно зажимов источника и определить ток, который потребляется
схемой от источника при равновесии моста.
. Найти сопротивления
указателя равновесия, исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности
по мощности.
. Построить зависимость IГ
= f(R1) для моста постоянного тока. Данные для расчета взять из
предыдущих пунктов, считая что Ri = Zi, RГ=ZГ,
∆R1=10% от R1.Определиь по 6 точек в одну и другую
сторону от состояния равновесия. Результаты расчетов ввести в таблицу.
Вариант
|
Z1
|
Z2
|
Z3
|
Z4
|
UП, В
|
ƒП,
Гц
|
R, L
|
R=340
|
R=110
|
R=10 C=0,15
|
7
|
1000
|
1.
Схема измерительного моста
погрешность мост косвенное измерение
(R1 + ј*ω*L1)*(R+)
= R2*R3;1*R4 + +
R*
ј *ω*L1+=
R2*R3;1*R4 = R2*R3;1
= =
=
3740 Ом
j**L+1
= -=
Гн
Вывод. Для измерения
параметров емкости (последовательное соединение сопротивления емкостью являются
его схемой замещения) при помощи одинарного моста, её помещают в первое плечо
моста. Уравновешение производится при помощи переменных резистора и
индуктивности, которые можно поместить либо во второе либо в третье плечо
моста.
2.
Схема моста в уравновешенном состоянии
= R1+j*ω*L1
= 3740 + j*628*6,125 = 2450 + j*3846,5 = 4560*e j*58˚ Ом
= R2 = 980
Ом
= R3 +
j*ω*L=200
+ j*628*0,5=200 + j*314=372* e j*58˚ Ом
= R
= 80 Ом
Входное сопротивление
моста со стороны зажимов диагонали питания.
вх.п
= =
=
=
= =
389*e j*49˚ Ом
= =
=
0,02*e-j*49˚ А
Активна мощность,
потребляемая мостом.
= U*I*cosφ
= 8*0,02*cos(-49) = 0,1 Вт
Вывод. Потребляемая
активная мощность незначительна, что скорее всего не приведет к дополнительным
температурным погрешностям мота в данном режиме моста.
3. Эквивалентная схема входного
сопротивления моста со стороны зажимов измерительной диагонали
вх.п
= =
=
= =
868*
+ 71 *
= 939*
Ом=4560*cos (58˚)=2416=4560*sin (58˚) =3867
+j*3867+980=3396+j*3867=5147*=372*cos
(58˚) =197=372* sin (58˚) =315
+j*315+80=419*
и
= вх.п
= 939*
Ом
Вывод. Для обеспечения
максимальной чувствительности по мощности сопротивление указателя равновесия
должно бытии равным входному сопротивлению моста со стороны зажимов измерительной
диагонали, т. к. в этом случае этот мост работает в режиме согласованной
нагрузки и мощность, выделяемая в нагрузке, является максимальной.
4.
Определение шага измерения сопротивления
∆R1 =
10% от R1=*2450;
∆R1 =
245 Оми = =
=
= =
;
R,Ом
|
1225
|
1470
|
2205
|
3062,5
|
2450
|
2695
|
2940
|
3185
|
3430
|
3675
|
3920
|
Iи, мА
|
-1,9
|
-1,2
|
-0,8
|
-0,4
|
-0,2
|
0
|
0,2
|
0,3
|
0,5
|
0,6
|
0,74
|
Вывод. Не смотря на то, что все
элементы входящие в состав моста линейны, выходная характеристика не линейная.
Это надо учитывать при проектировании измерительных мостовых схем.