1.6 Средства измерения, работающие в комплекте с тпс

Средства измерения, работающие в комплекте с ТПС:

а) мосты (уравновешенные и неуравновешенные);

б) логометры;

в) нормирующие преобразователи.

 

1.6.1 Уравновешенные мосты

В уравновешенных мостах (рисунок 1.12) используетсянулевой метод измерения. С помощью неавтоматических уравновешенных мостов, используемых в лабораторных условиях, измеряют сопротивление от 0,5 до 10⁷Ом, производят градуировку ТПС и измеряют температуру.

 

 НИ–нуль-индикатор (гальванометр);

R₁, R₂– постоянные резисторы;

R₃– регулируемый резистор;

R_t– измеряемое сопротивление;

R_Л– сопротивление линий (соединительных проводов);

ab – диагональ питания;

cd – измерительная диагональ.

  

Рисунок 1.12 – Схема уравновешенного моста

 

Когда мост уравновешен, то I_НИ=0 и R₂∙(R_t+ 2∙R_Л) =R₁∙R_{3 ,} 

отсюда                         ,                                                 (1.28)

гдеR₁/R₂=const; 

R₃–var; 

R_Л– должно быть const, однако R_Лизменяется с изменением температуры окружающей среды, поэтому R_tискажается, появляется погрешность от температуры окружающей среды.

Этот недостаток устраняется при трехпроводной схеме включения ТПС к мосту (см. рисунок 1.12). Тогда условие равновесия моста  R₁∙(R₃+ R_Л) = R₂∙(R_t+ R_Л).  Отсюда 

                                    .                                          (1.29)

Если сделать мост симметричным (R₁ = R₂),   то   R_t = R₃,   т.е. R_t не содержит R_Л, а значит, R_t не зависит от температуры окружающей среды.

Недостаток уравновешенных мостов: наличие переходного сопротивления контакта в регулируемом плече R₃. Чтобы устранить недостаток – нужно поместить R₃сразу в двух плечах, а подвижный контакт в измерительную диагональ, тогда при уравновешивании моста изменяется сопротивление сразу двух плеч, а переходное сопротивление контакта не оказывает влияния на результат измерения, т.к. I_НИ=0.

Достоинство– независимость от напряжения питания, минимальное значение которого определяется чувствительностью НИ.

 

1.6.2 Неуравновешенные мосты (нум)

НУМ (рисунок 1.13)  не требуют уравновешивания тока, проходящего в его измерительной диагонали.Значение этого тока является мерой подсоединенного к мосту измеряемого сопротивления.

 

 

R₁, R₂, R₃–постоянные резисторы;

R_Б– реостат в диагонали питания;

R_t– измеряемое сопротивление;

R_К– контрольное сопротивление;

I_Д– ток, через измеряемую диагональ;

П – переключатель.

 

 

Рисунок 1.13 – Схема неуравновешенного моста

 

Если Uab =const, то I_Д~ R_{t .}

1) Для контроля Uab =const  П → К (режим контроля), тогда стрелка миллиамперметра должна установиться на вполне определенной отметке (можно отметить цветной линией). Если нет, то изменяется R_Б и тогда Iд установится на контрольной отметке.

2) П → И (режим измерения), затем снимается значение Iд, потом определяется R_t, а по нему определяется значение температуры.

НУМ редко используются для измерения температуры. Они широко используются в газоанализаторах, где в качестве чувствительного элемента используются нагреваемые электрическим током металлические или чаще полупроводниковые резисторы.