Вимірювання опорів міст Уитстона

Вимірювання опорів міст Уитстона

При харчуванні моста джерелом струму вплив температурних змін компенсують температурно-залежним резистором з опором RP, включених в паралель діагоналі з джерелом живлення (рис. 3.15, б).

Менш точну компенсацію забезпечує включення Резісто-рів Rs і Rp, опору яких не залежать від температури.

Опору вибирають такими, щоб чутливість схеми не змінювалася в заданому температурному діапазоні.

Статичні (за відсутності зовнішніх впливів) сопротив-лення датчиків в чотирьох плечах моста, так само, як їх темпі-ратурние коефіцієнти, ніколи не виявляються строго іден-тичних. Тому навіть за відсутності вимірюваної величини спостерігається відмінне від нуля напруга розбалансу, изме-няющих в функції температури, яке називають як зсув (або дрейф) нуля. Коли вимірювана величина змінюється, це зрушення алгебраїчно підсумовується з напругою розбився-Ланса, обумовленим впливом вимірюваної величини.

Корекція дрейфу нуля, в тому числі обумовленого темпе-ратура, здійснюється за допомогою двох резисторів, включае-мих в два плеча моста (рис. 3.15, в і г):

а) резистор з опором Rd, залежних від Т, включа-ють послідовно, і його температурні відхилення протидії положную по знаку робочим відхилень температур;

б) резистор з опором Re, не залежних від темпера-тури, що включається послідовно, або резистор Rе ', що включається паралельно, призначені для початкового врівноважені-вання моста при температурі T0.

Простіший, але менш точний спосіб корекції полягає у використанні двох постійних резисторів Re і Rd. їх опору-тивления вибираються такими, щоб компенсувати зсув нуля при температурах Т1 і Т2, що представляють собою межі-ці робочого температурного діапазону.

Лінеаризація характеристики перетворення бруківці схе-ми вибором потенціометрічскго співвідношення плечей. Міст будують, вибираючи для кожного з утворюють його гілки потен-ціометров співвідношення опорів М> l. У стані рав-новесія схем

Якщо опір датчика, скажімо R2, змінюється на. то вимірювальне напруга розбалансу

У порівнянні з рівноплечого мостом, де M = 1, член соотноше-ня, що характеризує нелінійність, зменшився в (M + 1) / 2 раз; що ж стосується чутливості, то вона змен-шилася в (M + l) 2 / 4M раз. Компенсацію впливу впливає величини можна здійснити включенням компенсаційного датчика з опором R4. ідентичного вимірювального дат-Чику з опором R2 в цій галузі.

Усунення впливу сполучних проводів. Коли датчик розташований на значній відстані від мостової схеми, то його підключають до неї двома проводами, опорами Rf яких не можна знехтувати в порівнянні з опором Rc датчика. При первинному (до початку вимірювань) уравнове-Шивані моста проблем не виникає. Однак, так як обидва про- вода складають частину тієї ж гілки моста, що і датчик, ва-РИАЦ їх опору ДД, обумовлені, наприклад, изме-ням температури, накладаються на збільшення ARC дат-чика, що призводить до похибки вимірювань.

Щоб напруга розбалансу моста залишалося з точно-стю до малих другого порядку незалежним від варіацій опору сполучних проводів, датчик до мосту під-полягають через три однакових дроти, з рівними опору-лениями Rf, н розташовують їх один щодо іншого так, щоб варіації AR / були однакові. При цьому кожен провід включають в суміжні галузі моста, з тим щоб варіації опору-тивления проводів були протилежні змінам напруги розбалансу.

При трехпроводной схемою включення датчика в міст третій провід підключають або до джерела (рис. 3.16, а), або до з-Вимірювач напруги розбалансу (рис. 3.16, б).

В обох випадках в рівноважному стані

У першій з схем (рис. 3.16, а) паразитная е.р.с. ер самоін-продукції, що наводиться в проводі, додається до е.р.с. ЕS источни-ка. Вона не змінює рівноваги моста і не створює істотний-них перешкод вимірів за умови ep

Однак опір Rf 'дроти додається до опору-лення Rs, джерела Rf' = Rs + Rf 'що може привести до зниження-нию чутливості моста, якщо Rs "не буде дуже малий в порівнянні з R0 (див. Вище). Тому Rf 'має бути якомога меншим, що досягається застосуванням мідних про-водів.

У другій схемі (рис. 3.16,6) опір Rf 'зазвичай ма-ло в порівнянні з вхідним опором вимірювального приладу Rd, і при цьому умови третій провід не впливає на чутливість моста.

Вимірювання опорів міст Уитстона

Однак паразитная ед.с ер самоіндукції в проводі створює на ньому напругу, яка додається до вимірюваного на-напрузі vm разбаланса і створює похибку вимірювань, якщо ЕР не надто мало в порівнянні з vm. З цієї причини третій провід воліють приєднувати до джерела живлення або використовують компенсаційну схему з двома парами соеди-Передачі проводів (рис. З.17). В останній датчик і два про-вода утворюють плече моста .R2 = Rc + 2Rf.

Друге плече -R4 - складається з постійного опору Ro "і двох однакових проводів, розташованих поруч один з одним, при цьому R4 = Ro" + 2Rf У рівноважному стані опору плечей моста вибирають рівними один одному, і через трансформаційних змін Д /? (опорів всіх сполучних проводів з точністю до малих другого порядку не впливають на vm.

У схемі з трьома сполучними проводами опір датчика точно відомо тільки в разі, коли опору проводів Rf і їх варіації абсолютно ідентичні. У цьому слу-чаї значення вхідний вимірюваної величини можна визначити так званим нульовим методом шляхом врівноваження моста або по напрузі разбаланса vm при порушенні ус-ловия рівноваги.

Вимірювання опорів міст Уитстона

Вимірювання опорів міст Уитстона

Компенсувати вплив сполучних проводів незави-Сімо від їх параметрів можна при чотирьох провідних включе-ванні датчика з використанням нульового методу. Ця схема по-казана на рис. 3.18. Значення опору Rc визначається по двох послідовних врівноваження моста при двох

різних включеннях проводів. При першому зрівноважуванні кінці проводів з'єднують відповідно до наступної маркування:

Міст врівноважують за допомогою резистора R1, змінне з-опір якого в положенні рівноваги одно R1 ', так що

При другому зрівноважуванні моста кінці проводів пере-полягають в такий спосіб:

Нове положення рівноваги моста досягається при значенні опору R1 = R1 '' причому

Опір Rc датчика обчислюють за результатами двох врівноваження схеми як

Схожі статті