Расчет погрешности измерительного моста

Расчет погрешности измерительного моста

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

УКРАИНСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКДЕМИЯ

Кафедра Теоретической и общей электротехники

Основы метрологии и электрических измерений

Модуль 3

Погрешности косвенного измерительного моста

Харьков 2004

Задача

Выполнить расчет измерительного моста, исходные для которого приведены в таблице.

1.      Составить схему одинарного моста; из условия равновесия моста вывести формулы для расчета параметров элемента Z₁, включенного в первое плечо моста; определить эти параметры.

2.      Найти входное сопротивление моста относительно зажимов источника и определить ток, который потребляется схемой от источника при равновесии моста.

.        Найти сопротивления указателя равновесия, исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности по мощности.

.        Построить зависимость I_Г = f(R₁) для моста постоянного тока. Данные для расчета взять из предыдущих пунктов, считая что R_i = Z_i, R_Г=Z_Г, ∆R₁=10% от R₁.Определиь по 6 точек в одну и другую сторону от состояния равновесия. Результаты расчетов ввести в таблицу.

1.     
Схема измерительного моста

погрешность мост косвенное измерение

(R₁ + ј*ω*L₁)*(R+) = R₂*R₃;₁*R₄ +  + R* ј *ω*L₁+= R₂*R₃;₁*R₄ = R₂*R_3;1 =  =  = 3740 Ом

j**L+₁ = -= Гн

Вывод. Для измерения параметров емкости (последовательное соединение сопротивления емкостью являются его схемой замещения) при помощи одинарного моста, её помещают в первое плечо моста. Уравновешение производится при помощи переменных резистора и индуктивности, которые можно поместить либо во второе либо в третье плечо моста.

2. 
Схема моста в уравновешенном состоянии

 = R₁+j*ω*L₁ = 3740 + j*628*6,125 = 2450 + j*3846,5 = 4560*e ^j*58˚ Ом

 = R₂ = 980 Ом

 = R₃ + j*ω*L=200 + j*628*0,5=200 + j*314=372* e ^j*58˚ Ом

 = R = 80 Ом

Входное сопротивление моста со стороны зажимов диагонали питания.

_вх.п =  =  =

= =  = 389*e ^j*49˚ Ом

=  =  = 0,02*e^-j*49˚ А

Активна мощность, потребляемая мостом.

= U*I*cosφ = 8*0,02*cos(-49) = 0,1 Вт

Вывод. Потребляемая активная мощность незначительна, что скорее всего не приведет к дополнительным температурным погрешностям мота в данном режиме моста.

3.     Эквивалентная схема входного сопротивления моста со стороны зажимов измерительной диагонали

_вх.п =  =  =

=  = 868* + 71 * = 939* Ом=4560*cos (58˚)=2416=4560*sin (58˚) =3867

+j*3867+980=3396+j*3867=5147*=372*cos (58˚) =197=372* sin (58˚) =315

+j*315+80=419*

_и = _вх.п = 939* Ом

Вывод. Для обеспечения максимальной чувствительности по мощности сопротивление указателя равновесия должно бытии равным входному сопротивлению моста со стороны зажимов измерительной диагонали, т. к. в этом случае этот мост работает в режиме согласованной нагрузки и мощность, выделяемая в нагрузке, является максимальной.

4.     
Определение шага измерения сопротивления

∆R₁ = 10% от R₁=*2450;

∆R₁ = 245 Ом_и =  =

 =

=  =

;

Вывод. Не смотря на то, что все элементы входящие в состав моста линейны, выходная характеристика не линейная. Это надо учитывать при проектировании измерительных мостовых схем.