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.