Метрология
Страница 6
Напряжение на выходе усилителя определяется по формуле:
Если измеряемое сопротивление включить в цепь обратной связи (R2 = Rx ), выходное напряжение, согласно (6. 8), будет пропорционально значению Rх. Вольтметр можно отградуировать в единицах сопротивления. Шкала такого омметра получается равномерной.
24 Метод вольтметра-амперметра.
Метод вольтметра-ампарметра является одним из наиболее простых, но и менее точных методов измерения. Он заключается в измерении тока и напряжения, функционально связанных с измеряемым сопротивлением. Для схемы, собранной по рис. б. 1а,
Если считать, что Rv >>Rн. то Rx =Ux/I. (6. 2) Абсолютная методическая погрешность при этом определяется по разности между общим сопротивлением соединенных параллельно резистора и вольтметра и сопротивленьем
относительная погрешность
схема рис. 6.1а пригодна для измерения малых сопротивлений. Для измерения больших сопротивлений применяют схему 6. 16. В этом случае погрешность измерения методом вольтметра-амперметра всегда больше суммы приведенных погрешностей используемых амперметра и вольтметра.
25 Мостовой метод
мосты постоянного тока делятся на одинарные и двойные.
Одинарный мост - это четырех плечная мостовая схема, питаемая напряжением постоянного тока (рис. 6. 4),плеча моста образуют резисторы высокой точности ( R1, R2 R3), четвертым плечом служит резистор, сопротивление которого надлежит измерить ( Rх ). К одной Диагонали моста подводится напряжение питания, во вторую включен индикатор баланса моста. Из условия баланса фиксируемого по нулевому показанию индикатора, следует, что ->>>>>>>> 6,10
Изменяя отношение R1/R2, можно переходить от одного поддиапозона к другому; для плавной регулировки применяют резистор переменного сопротивления (R3 ). Так как неизвестное сопротивление определяется через известные значения плеч при условии баланса (6. 10), то основная погрешность моста постоянного тока определяется погрешностью сопротивлений плеч и чувствительностью индикатора, а также сопротивлениями монтажных проводов и контактов.
Для измерения малых сопротивлений (от 1 до 10 в -8 Ом) применяют схему двойного моста (рис. 6. 5). Условие баланса двойного моста определяется из решения системы уравнений Кирхгофа, когда ток индикатора равен нулю:
Из решетя системы уравнений получается
Если выполняется соотношение
То второй член в выражении 6.11 обращается в ноль и тогда условие баланса принимает вид:
то есть значение измеряемого сопротивления определяется по известному отношению R1/R2 и величине Rобр при выполнении условия баланса и соотношения 6. 12.
26.Мосты переменного тока
Эти мостовые схемы используются для измерения емкости и угла потерь конденсатора, а также - индуктивности катушки и ее добротности. В общем случае плечами такой схемы служат четыре комплексных сопротивления Z1Z2Z3Z4. К одной диагонали подводится питающее мост напряжение переменного тока, во вторую включается индикатор баланса моста.
Условие баланса моста, когда противоположные плечи образуют Z1 и Z3, а также Z2 и Z4, имеет вид. Так как ZК =|Zk|exp(jYk) - модули полных сопротивлений плеч, а ук - фазовые сдвиги между током и напряжением в соответствующих плечах, то формулу можно представить в виде двух формул:
Для достижения баланса моста необходимо выполнить оба условия
мост называют однородным 6,6а (реактивности одного рода). Балансировка моста осуществляется с помощью двух образцовых компонентов конденсатора переменной емкости Собр. и резистора переменного сопротивления Rобр. Когда мост полностью сбалансирован, то выполняются следующие соотношения:
тангенс угла потерь определяется по формуле
27 Индуктивность
Индуктивность катушки измеряют в разнородной мостовой схеме (рис. 6. 6б). Если мост полностью сбалансирован, то справедливы формулы:
29. Резонансный методпри резонансном методе измерительной схемой является колебательный контур, настраиваемый в резонанс.Значение измеряемого параметра вычисляется из формулы:
Применяют резонансные метода только в области высоких частот, так как на низких частотах резонансные явления выражены менее резко, вследствие чего точность получается недостаточной для практических целей.
источники погрешности;
1) Неточность отсчета частоты генератора (индуктивность катушки).
2) Неточность определения момента резонанса
3) Неточность определения значения образцовой индуктивности или емкости
измерение добротности. Основное назначение куметра - измерение добротности катушек, однако схема этого прибора позволяет измерить индуктивность катушек, емкость и тангенс потерь конденсаторе, полное сопротивление и полную проводимость цепей на радиочастотах
Первое измерение производят без неизвестной емкостиМомент резонанса определяют по максимальному показанию вольтметра. При втором измерении параллельно рабочему конденсатору подключают неизвестную емкость и снова настраивают схему в резонанс; уменьшая емкость рабочего конденсатора (частота генератора при этом деляна оставаться неизменной). Измеряемая емкость определяется как разность емкости рабочего конденсатора при первом и втором измерениях
Выходное напряжение генератора регулируется и измеряется электронным вольтметром РV1. Через емкостный делитель С1С2 часть напряжения генератора вводится в измерительный контур. Измерительный контур состоит из рабочего конденсатора и индуктивности L. Индикатором резонанса служит электронный вольтметр РV2. измеряющий напряжение на конденсаторе. В момент резонанса U2 =QЕ и, если поддерживать значение Е строго определенный и условно принять за единицу, то вольтметр РV2 можно проградуировать непосредственно в единицах добротности. Конденсатор делителя С2 имеет емкость, много большую, чем С, и не оказывает влияния на резонансные свойства контура.