6.4.6.2. Трехпроводная схема подключения

Принцип уменьшения влияния сопротивления соединительных проводников при трехпроводном подключении показан на примере мостовой схемы измерения активного сопротивления.

Четырехплечий измерительный мост показан на рис. 6.19.

Рис. 6.19. Схема одинарного моста

Условие равновесия четырехплечего моста постоянного тока

.

Измеряемое сопротивление считается включенным в первое плечо моста, тогда из условия равновесия R₁ определяется

.

Мост приводится в равновесие сопротивлением R₃, отношение R₂/R₄ является масштабным множителем, который выбирается равным 10ⁿ, где n целое положительное или отрицательное число, или ноль.

Третье плечо моста называется плечом уравновешивания, а второе и четвертое – плечами отношения, с помощью которых задается предел измерения.

Трехпроводная схема подключения термометра показана на рис. 6.17, б. Соединительные провода от головки термометра идут к измерительной ветви, сравнительной ветви и источнику питания. В симметричных уравновешенных схемах, когда сопротивления измерительной и сравнительной ветвей одинаковы, изменение температуры соединительных проводов не вызывает погрешности, так как сопротивление проводов изменяется на одну и ту же величину. Подгонка сопротивления соединительных проводов осуществляется последовательным измерением попарно соединенных проводов.

Трехпроводная схема включения показана на рис. 6.20, где r₁, r₂, r₃, – сопротивления соединительных проводов.

Найдем условие, при котором сопротивления соединительных проводов не влияют на результат измерения сопротивления R₁.

Рис. 6.20. Трехпроводная схема включения измеряемого сопротивления

Для уравновешенного моста справедливо уравнение

,

из которого

.

Соединительные провода выполняются одинаковым сечением, следовательно, r₂ = r₃ = r, тогда

.

При выполнении условия влияние изменения сопротивления соединительных проводов на результат измерения будет исключено.

Условие равновесия моста выполняется при R₁ = R₃, откуда следует, что уравновешивание моста достигается регулировкой R₃ или введением регулировочного сопротивления в первое плечо моста и выбором его значения так, чтобы оно компенсировало изменение R₁. Предпочтение отдают второму способу.

6.4.6.3. Четырехпроводная схема подключения

Радикальным методом борьбы с влиянием проводов соединительной линии является использование четырехпроводного включения терморезистора (рис. 6.17, в). Схема измерения при четырехпроводном включении показана на рис. 6.21.

Рис. 6.21. Четырехпроводная схема включения термометра сопротивления

Через терморезистор протекает ток I₀, задаваемый генератором стабильного тока с большим внутренним сопротивлением. Таким образом, сопротивления проводов r₁ и r₄, а также изменение сопротивления R_ не влияют на ток I₀. Если для измерения напряжения U_вых использовать вольтметр с высоким входным сопротивлением, то в измерительной цепи ток отсутствует и сопротивления проводов r₂ и r₃ также не влияют на результат измерения. Так обеспечивается практически полное исключение погрешностей, вызванных нестабильностью сопротивлений проводов соединительной линии, а напряжение U_вых определяется простым соотношением U_вых = I₀R_.