Конспект по дисциплине метрология БГУИР. Метрология и измерения Содержание
 Скачать 5.83 Mb.
|
|
Мосты типа МЕП (C и tg δ) Рассмотрим схемы мостов, которые обеспечивают измерение CX и tg δX для последовательной и параллельной схем замещения реального конденсатора (рисунок 2.40). Последовательная схема замещения (рисунок 2.40, а) соответствует малым потерям в конденсаторе (малым значениям tg δX), а параллельная (рисунок 2.40,б) – большим. Обе они получаются из обобщенной схемы МИЦ (рисунок 2.35) с учетом условий построения мостов (рисунок 2.36), если индуктивным сопротивлением ωLП реального конденсатора (рисунок 2.32, б) можно пренебречь.  Рисунок 2.40 Согласно общему условию равновесия для схемы (рисунок 2.40,а) можно записать:  , откуда и  Из этих равенств получим:  (2.24)  Мост уравновешивается с помощью переменных резисторов R3 и R4, при постоянном значении емкости образцового конденсатора C4. При этом шкала R3 градуируется в значениях CX, а R4 – в значениях tg δX. Ступенчатым изменением R2, кратным 10, расширяются пределы измерения. Аналогичным образом можно получить и для схемы (рисунок 8.10б) (2.25)  Свойства обеих схем полностью аналогичны. Кроме того, схемы оказываются частотно-независимыми при измерении СХ. Это важное достоинство мостов типа МЕП, что позволяет применять их для измерения СХ на рабочих частотах. Мосты типа МИП (L и Q) При построении схем мостов для измерения LX и QX удобно воспользоваться правилом, иллюстрируемым рисунком 2.36, в, так как в этом случае образцовой мерой по-прежнему является конденсатор. Схема реальной катушки индуктивности при 1/ωCП>>ωLX значительно упрощается (см. рисунок 2.32, в) и учитывает только активные потери. При малых QX (QX<30) схема моста соответствует рисунку 2.41а, а при QX>30 – рисунку 2.41, б. Для схемы (см. рисунок 2.41, а) из условия равновесия:  следует, что  Аналогичным образом для схемы (рисунок 2.41, б):  (2.26)то есть свойства обеих схем аналогичны. Шкала R4 может быть проградуирована в значениях LX, шкала R3 – в значениях QX, а с помощью R2 удобно расширять пределы измерения LX. При измерениях LX мост типа МИП также частотно-независим.  Рисунок 2.41 Мосты типа МИЕП Анализ схем (рисунки 2.40 и 2.41) и полученные соотношения показывают, что универсальный мост может быть синтезирован из мостов типов МЕП и МИП, а различные режимы измерения получены коммутацией плеч такого моста. Именно этот путь используется при проектировании мостов типа МИЕП, которые в практических вариантах приборов обеспечивают дополнительное измерение RX на постоянном и переменном токах. Они имеют общие ОУ, общее плечо резисторов, с помощью которых выбирается нужный предел измерения, и один образцовый конденсатор постоянной емкости. При измерениях на переменном токе в диагональ питания включается ИГ, а для работы на постоянном токе предусматривается специальный выпрямитель. Соответственно индикаторами равновесия являются вольтметры переменного и постоянного токов. Д) Трансформаторные мосты Трансформаторные измерительные мосты образуются на основе МИЦ с сильной индуктивной связью между отдельными элементами. Если мы имеем две катушки с индуктивностями L1 и L2, то индуктивная связь между ними характеризуется, как известно, значением взаимной индукции М и коэффициентом связи:  Эта связь будет сильной, когда КС близок к 1, то есть |