Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Чувствительность мостовой схемы



Чувствительность уравновешенного моста определяется как отношение приращения тока в измерительной диагонали ΔInp к вызвавшему его изменению сопротивления одного из плеч моста (например, Rx на рис. 2): . В уравновешенном мосте Inp = 0. После изменения R1 на ΔR1 ток прибора Inp = ΔInp определяется по (7) или (8):

Преобразуем числитель этого выражения, учитывая условие равновесия :

Следовательно, и чувствительность уравновешенного моста по току

(12)

В некоторых случаях (например, в мостах с автоматическим уравновешиванием) входным сигналом мостовой схемы служит напряжение в измерительной диагонали БГ. Тогда следует определять чувствительность по напряжению:

(13)

Оценим влияние сопротивлений плеч моста на чувствительность мостовой уравновешенной схемы. Для этого удобно выразить сопротивления всех плеч моста относительно измеряемого сопротивления R1

Положим ; ; . Так как в уравновешенном мосту , то . Подставим значения сопротивлений в (12).

1. Для высокоомного моста (полагая U = const)

(14)

или

(15)

где

(16)

Анализ уравнения (15) показывает, что чувствительность возрастает с увеличением напряжения питания и уменьшением сопротивлений плеч моста. Эти выводы достаточно очевидны. При этом следует иметь в виду, что с уменьшением сопротивлений мост уже не будет высокоомным и к нему неприменимо уравнение (15). Менее очевидно, но представляет большой интерес влияние коэффициентов п, т, q. Рассмотрим функцию (16). При уменьшении п чувствительность схемы увеличивается. При неизменных коэффициентах п и q чувствительность моста максимальна при

(17)

Уравнение (17) можно получить, продифференцировав f(m, n, q) no m и приравняв нулю.

На рис. 4, а показаны номограммы для случая U= const, с помощью которых можно определить т и n, т. е. сопротивления мостовой схемы. По виду кривых можно судить о том, что при известном и достаточно большом диапазоне изменения значений т и п чувствительность мостовой схемы изменяется незначительно. Чувствительность низкоомного моста (при I= const)

или

(18)

где

(19)

Рис. 4. Номограммы к расчету чувствительности мостовой схемы

Анализ уравнения (19) показывает, что при увеличении т чувствительность схемы возрастает. При неизменных значениях т и q чувствительность моста максимальна при

(20)

Уравнение (20) можно получить продифференцировав φ (т, п, q) no n и приравняв dφ(m,n,q)/dn нулю. Номограммы для случая I = const показаны на рис. 4, б.

Рассмотрим теперь чувствительность неуравновешенного моста. Датчики с изменяющимся сопротивлением R можно включить в разные плечи моста. Рассмотрим различные варианты подключения датчиков (рис. 5).

1. Чаще всего используется простая (рис. 5, а) схема равноплечего (R2 = R3 = R4 = R0) моста с одним датчиком , где R0 — сопротивление датчика, соответствующее начальному значению измеряемой неэлектрической величины.

Воспользуемся уравнением (8) для определения изменения тока через измерительный прибор:

Для малых приращений ΔR можно пренебречь в знаменателе слагаемыми и по сравнению с другими слагаемыми

Чувствительность схемы

(21)

Примем чувствительность моста с одним датчиком за исходную S0 и выразим чувствительность всех других вариантов мостовых схем через S0

На схеме рис. 5, б одинаковые датчики с изменяющимся сопротивлением включены в противоположные плечи моста. В этом случае приращение тока в измерительном приборе

т. е. чувствительность увеличивается вдвое. Такое же увеличение чувствительности получается в схеме рис. 5, в, где второй датчик включен не в противоположное, а в соседнее плечо и его сопротивление не увеличивается, а уменьшается: . В схемах по рис. 5, а—в чувствительность непостоянна, т. е. зависимость нелинейна.

3. Если датчики с изменяющимися сопротивлениями включить в соседние плечи моста по схеме рис. 5, г ( — в плечо — в плечо ), то чувствительность его по-прежнему в два раза больше ( ), а зависимость близка к линейной в довольно широких пределах. Недостаток схемы в том, что если датчиками являются сопротивления с подвижным контактом, то питание к схеме подводится именно через этот подвижный контакт, что снижает надежность схемы.

4. При включении датчиков по схемам, показанным на рис. 5, д, е, изменение сопротивления одновременно в обоих плечах не приводит к изменению тока в измерительном приборе, т. е. . Такое подключение датчиков является ошибочным.

5. Если включить четыре одинаковых датчика во все четыре плеча моста так, как показано на рис. 5, ж, то изменение тока в измерительном приборе . При этом обеспечивается максимальная чувствительность

Рис. 5. Варианты включения датчиков в мостовую схему




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.