Измерение комплексных сопротивлений с помощью неуравновешенных мостов

Принципиальная схема неуравновешенного моста (НМ) при измерении модуля сопротивления Z_x приведена на рис. П.3.1, а.

а б

Рис. П.3.1. Схемы измерения модуля сопротивления  Z_x  и угла 

Для измерения Z_x необходимо подобрать такое сопротивление R_э, чтобы значения падения напряжения на сопротивлениях R_э и Z_x стали одинаковыми.

При этом условии

(П.3.1)

и, следовательно,  Z_x  = R_э.

Принципиальная схема моста при измерении угла  приведена на рис. П.3.1, б, а способ определения угла поясняется векторной диаграммой, которая изображена на рис. П.3.2 для случая индуктивного сопротивления Z.

Рис. П.3.2. Векторная диаграмма, поясняющая способ определения угла

Если Z = R_э, что достигнуто при измерении модуля сопротивления, то треугольник напряжения с вершинами 1, 2, 3 является равнобедренным. Следовательно,

; . (П.3.2)

Измерения комплексных сопротивлений методом НМ проводятся в следующем порядке:

1) собрать схему измерений, приведенную на рис. П.3.3; значение R принять равным 600 Ом; установить на генераторе частоту, равную первой из выбранных для измерения частот;

Рис. П.3.3. Схема измерения модуля угла комплексного сопротивления

2) выставить на магазине сопротивлений значение R_э, примерно равное сопротивлению  Z_x , рассчитанному для данной частоты;

3) переключатель милливольтметра установить в положение «100 мВ» или «300 мВ». Выходное напряжение генератора отрегулировать так, чтобы стрелка вольтметра находилась в средней части шкалы;

4) установить ключ S₁ на панели генератора в верхнее положение, подключив тем самым милливольтметр к точке 1 неуравновешенного моста; ключ S₂ – в нижнее положение (подключение милливольтметра к точке 2 НМ);

5) подключая милливольтметр с помощью ключа S₂ к точкам 2 и 3, добиться одинаковых показаний вольтметра, изменяя значение R_э.

Если при переключении ключа S₂ с точки 2 на точку 3 стрелка милливольтметра отклоняется вправо, значит R_э > Z_x и значение R_э необходимо увеличить, а если влево, – то уменьшить.

Если показания милливольтметра одинаковы в обоих положениях ключа S₂, то R_э =  Z_x . Записать полученные значения  Z_x  и U_1-3;

6) не изменяя положения ключей S₁ и S₂, провод, соединяющий милливольтметр и точку 2 НМ, перенести из точки 2 в точку 4 неуравновешенного моста. Записать показания прибора (U_1-4);

7) вычислить значение угла  по формуле (П.3.2);

8) результаты расчета  Z_x , U_1-3, U_1-4,  свести в таблицу П.3.1.

Таблица П.3.1

Результаты измерений и расчета

параметров комплексных сопротивлений

f, Гц	Z, Ом	U1-3, В	U1-4, В	, град

Измерения с помощью неуравновешенного моста не дают возможности определить знак измеряемого угла , поэтому его следует установить по характеру изменения Z_x; если Z_x с ростом частоты увеличивается (индуктивный характер сопротивления), то угол  будет положительным; если уменьшается (емкостной характер сопротивления), – то отрицательным.

Для определения знака определяемого угла можно также использовать способ, описанный в методе двух вольтметров.

Учебное издание

КАРПОВА Лилия Андреевна,

КОВАЛЕНКО Ольга Николаевна

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОДНОРОДНЫХ ЛИНИЙ И

КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

_________________________________

Редактор Т. С. Паршикова

***

Подписано к печати .07.2005.

Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная.

Плоская печать. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. .

Тираж 230 экз. Заказ

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*