Рисунок 1 1 – Одинарный мост постоянного тока
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Рисунок 1.1 – Одинарный мост постоянного тока
Один из резисторов в мосте Уитстона является измеряемым – Rx. Такой четырехполюсник обладает следующим свойством. Если к узлам Аи B (к диагонали АB моста) подвести напряжение U от какого-либо источника постоянного тока, а между узлами C и D(в диагональ моста CD) включить высокочувствительный измерительный прибор И (гальванометр или микроамперметр), то для любого неизвестного сопротивления Rx можно подобрать такие величины сопротивлений резисторов R1, R2, R3, при которых ток в приборе И будет иметь определенное значение, в том числе и нуль. В этом случае сопротивления четырех резисторов будут связаны между собой определенным однозначным соотношением, которое можно получить путем расчета цепи одинарного моста, изображенной на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Одинарный мост постоянного тока. Расчетная схема Мост, в котором измерения сопротивлений проводятся по величине тока
измерителя Iu, называется неуравновешенным (несбалансированным). В такого рода
цепях при заданных значениях R1, R2, R3, Ru и U величину измеряемого сопротивления Rx можно определить по отклонению стрелки измерительного прибора И, предварительно проградуировав его шкалу в омах (килоомах, мегомах). Градуировка производится путем включения в цепь моста вместо Rx известных образцовых сопротивлений. Измерения неуравновешенным мостом требуют строгого постоянства напряжения питания U, что является их существенным недостатком. Кроме того, на точности измерения влияет и погрешность измерительного прибора И, что ограничивает использование таких мостов для измерения сопротивлений. Неуравновешенные мосты чаще применяются для измерения электрическими методами неэлектрических величин (температуры, светового потока и т.д.).
Однако, при той ж само электрической цепи можно получить так называемый уравновешенный мост, если путем подбора сопротивлений резисторов R1, R2, R3 добиться отсутствия тока в измерителе.
Условие равновесия моста Уитстона формулируется как (1.1):
Rx*R2=R1*R3 ( 1.1)
В случае уравновешенного (сбалансированного) моста постоянного тока нет необходимости строго стабилизировать напряжение питания моста Uи не требуется градуировать шкалу измерительного прибора в единицах сопротивления. Это приводит к упрощению измерительной установки и увеличению точности измерений.
Таблица 1.1 – Исходные данные для моделирования
Вариант ИП, В R1, Ом R2, Ом R3, Ом Rx, Ом
14 12 450 440 80 546
Таблица 1.2 – Значение R1
Вариант R1
14 0,3 кОм
Таблица 1.3 – Данные для источника питания
Вариант ИП1, В ИП2, кВ
14 120 4
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Собираем схему с помощью программного обеспечения MATLAB, рисунок 1.3
Рисунок 1.3 – Одинарный мост постоянного тока. Собранная схема
Произведем настройку схемы согласно варианту, рисунок 1.4 и рисунок 1.5.
Рисунок 1.4 – Окно настройки сопротивления
Рисунок 1.5 – Окно настройки источника питания
После моделирования и снятия показаний, рисунок 1.6, приходим к выводу что мост неуравновешен, т.к. показания вольтметра не стремятся к нулю.
Рисунок 1.6 – Моделирование по исходным данным
Рассчитаем сопротивление Rx при котором система будет уравновешенна, используя формулу 1.1.
Rx*R2=R1*R3
Rx=R1∙R3R2=450∙80440=81,82 Oм
Производим настройку Rx согласно найденному значению, рисунок 1.7.
Рисунок 1.7 – Поиск сопротивления Rx
Произведем замену номинала сопротивления R1согласно варианту, выполним расчет, рисунок 1.8.
Рисунок 1.8 – Расчет схемы с заменённым R1.
При замене сопротивления мост вышел из равновесия
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
