Como as pontes de medição CC são organizadas e operadas?

O dispositivo de pontes de medição simples de corrente contínua

Uma única corrente contínua consiste em três resistores de amostra (geralmente ajustáveis) R1, R2, R3 (Fig. 1, a), que são conectados em série com a resistência medida Rx no circuito da ponte.

A energia é aplicada a uma das diagonais deste circuito a partir da fonte EMF GB, e um galvanômetro RA altamente sensível é conectado à outra diagonal através do interruptor SA1 e da resistência limitadora Ro.

Arroz. 1. Esquemas de pontes simples de medição de corrente contínua: a — geral; b — com uma mudança suave na proporção do braço e uma mudança brusca no braço de comparação.

O esquema funciona da seguinte maneira. Quando a energia é fornecida através dos resistores Rx, Rl, R2, R3, correntes I1 e I2… Essas correntes causarão uma queda de tensão nos resistores Uab, Ubc, Uad e Udc.

Se essas quedas de tensão forem diferentes, então os potenciais nos pontos φa, φb e φc não serão os mesmos.Portanto, se você ligar o galvanômetro com a chave SA1, a corrente será igual a Azr = (φb — φd) / Po.

A tarefa do medidor é equilibrar a ponte, ou seja, igualar os potenciais dos pontos φb e φd, ou seja, reduzir a corrente do galvanômetro a zero.

Para fazer isso, eles começam a alterar as resistências dos resistores R1, R2 e R3 até que a corrente do galvanômetro se torne zero.

Em Azr = 0, pode-se argumentar que φb = φd... Isso só é possível quando a tensão cai Uab — Uad e tipo BC. = Udc.

Substituindo nessas expressões os valores de queda de tensão Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 e Uab = I1Rx, obtemos duas igualdades: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Dividindo a primeira igualdade pela segunda, obtemos RHC / R1 = R3 / R2 ou RNS R2 = R1 R3

A última igualdade é a condição de balanceamento de um DC de ponte única.

Segue-se que a ponte está equilibrada quando os produtos das resistências dos braços opostos são iguais. Portanto, a resistência medida é determinada pela fórmula Rx = R1R3 / R2

Em pontes unitárias reais, a resistência do resistor R1 (chamado de braço comparador) ou a relação das resistências R3/R2.

Existem pontes de medição nas quais apenas a resistência do braço de referência muda e a relação R3 / R2 permanece constante. Por outro lado, apenas a relação R3 / R2 muda, enquanto a resistência do braço de comparação permanece constante.

As mais difundidas são as pontes de medição, nas quais a resistência R1 muda suavemente e com saltos, geralmente múltiplos de 10, a relação R3 / R2 muda (Fig. 1, b), por exemplo, nas pontes de medição comuns P333.

Arroz. 2.Ponte de medição de corrente contínua P333

Cada ponte de medição é caracterizada por uma faixa de medição de resistência de Rmin a Rmax. Um parâmetro importante da ponte é a sua sensibilidade. Sm = SGСcx, onde Sg =da /dIg é a sensibilidade do galvanômetro, Scx =dIG/dR — sensibilidade do circuito.

Substituindo Sg e Scx em Sm, obtemos Sm = da/dR.

Às vezes, o conceito de sensibilidade relativa da ponte de medição é usado:

Cm= da/ (dR / R).

onde dR / R — a mudança relativa na resistência no braço medido, da — ângulo de deflexão da agulha do galvanômetro.

Dependendo do projeto, é feita uma distinção entre pontes de medição padrão e linear (registro).

Na ponte de medição baseada em loja, as resistências de braço são feitas na forma de um plugue ou alavanca, medidas multivaloradas de resistência elétrica (resistências), em pontes de registro, o braço de comparação é feito na forma de uma resistência de loja, e os braços de deflexão são na forma de um resistor, separados por um controle deslizante em duas partes ajustáveis.

Erro admissível, pontes de medição simples de corrente contínua têm uma classe de precisão: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. O valor numérico da classe de precisão corresponde ao maior valor permitido do erro relativo.

O erro de uma única ponte CC depende do grau de comensurabilidade das resistências dos fios de conexão e contatos com a resistência medida. Quanto menor a resistência medida, maior o erro. Portanto, pontes DC duplas são usadas para medir baixa resistência.

Dispositivo de ponte dupla DC

Os braços da ponte de medição dupla (seis braços) são a resistência medida Rx (são feitos com quatro grampos para reduzir a influência das resistências de contato e são conectados à rede por um dispositivo especial com quatro grampos), um exemplo de resistor Ro e dois pares de resistores auxiliares Rl, R2, R3, R4.

Arroz. 3 Esquema de uma ponte DC de medição dupla

O equilíbrio da ponte é determinado pela fórmula:

Rx = Ro NS (R1 / R2) - (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 - R4 / R3)

Isso mostra que, se duas proporções de braço R1 / R2 e R4 / R3 forem iguais entre si, a subtração será zero.

Apesar de as resistências R1 e R4 que movem o controle deslizante D serem iguais, devido à dispersão dos parâmetros das resistências R2 e R4, isso é muito difícil de conseguir.

Para reduzir o erro de medição, a resistência do jumper que conecta o resistor de referência Ro e a resistência medida Rx deve ser considerada a menor possível. Um resistor calibrado especial geralmente é conectado ao dispositivo. r… Então a expressão subtraída torna-se praticamente zero.

O valor da resistência medida pode ser determinado pela fórmula: Rx = Ro R1/R2

As pontes de medição DC duplas são projetadas para operar apenas com relações de braço variáveis. A sensibilidade da ponte dupla depende da sensibilidade do ponteiro zero, dos parâmetros do circuito da ponte e do valor da corrente operacional. À medida que a corrente de operação aumenta, a sensibilidade aumenta.

As mais comuns são pontes de medição DC combinadas projetadas para funcionar em esquemas de ponte simples e dupla.