Cầu đo DC được bố trí và vận hành như thế nào?

Thiết bị cầu đo đơn dòng điện một chiều

Một dòng điện một chiều bao gồm ba điện trở mẫu (thường có thể điều chỉnh được) R1, R2, R3 (Hình 1, a), được mắc nối tiếp với điện trở Rx đo được trong mạch cầu.

Nguồn được cấp cho một trong các đường chéo của mạch này từ nguồn EMF GB và điện kế RA có độ nhạy cao được kết nối với đường chéo kia thông qua công tắc SA1 và điện trở giới hạn Ro.

Cơm. 1. Sơ đồ cầu đo dòng một chiều: a — chung; b — với sự thay đổi mượt mà trong tỷ lệ nhánh và thay đổi mạnh trong nhánh so sánh.

Đề án hoạt động như sau. Khi cấp nguồn qua các điện trở Rx, Rl, R2, R3, dòng điện I1, I2… Các dòng điện này sẽ gây ra sụt áp trên các điện trở Uab, Ubc, Uad và Udc.

Nếu các độ giảm điện áp này khác nhau, thì điện thế tại các điểm φa, φb và φc sẽ không giống nhau.Do đó, nếu bạn bật điện kế bằng công tắc SA1, thì dòng điện bằng Azr = (φb — φd) / Po.

Nhiệm vụ của máy đo là cân bằng cầu, nghĩa là làm cho điện thế của các điểm φb và φd bằng nhau, hay nói cách khác là giảm dòng điện kế về 0.

Để làm điều này, họ bắt đầu thay đổi điện trở của các điện trở R1, R2 và R3 cho đến khi dòng điện kế bằng không.

Tại Azr = 0, có thể lập luận rằng φb = φd... Điều này chỉ có thể xảy ra khi điện áp giảm Uab — Uad và loại BC. = Uđc.

Thay thế vào các biểu thức này các giá trị điện áp rơi Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 và Uab = I1Rx, ta được hai đẳng thức: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Chia đẳng thức thứ nhất cho đẳng thức thứ hai, ta được RHC / R1 = R3 / R2 hoặc RNS R2 = R1 R3

Đẳng thức cuối cùng là điều kiện cân bằng của DC một cầu.

Theo đó, cây cầu được cân bằng khi tích của các điện trở của các nhánh đối diện bằng nhau. Do đó, điện trở đo được xác định theo công thức Rx = R1R3 / R2

Trong các cầu đơn nguyên thực, điện trở của điện trở R1 (được gọi là nhánh so sánh) hoặc tỷ lệ của điện trở R3/R2.

Có các cầu đo trong đó chỉ có điện trở của nhánh tham chiếu thay đổi và tỷ lệ R3 / R2 không đổi. Ngược lại, chỉ có tỷ số R3/R2 thay đổi, còn điện trở của nhánh so sánh không đổi.

Phổ biến nhất là các cầu đo, trong đó điện trở R1 thay đổi trơn tru và có các bước nhảy, thường là bội số của 10, tỷ lệ R3 / R2 thay đổi (Hình 1, b), ví dụ, trong các cầu đo thông thường P333.

Cơm. 2.Cầu đo dòng một chiều P333

Mỗi cầu đo được đặc trưng bởi dải đo điện trở từ Rmin đến Rmax. Một tham số quan trọng của cây cầu là độ nhạy của nó. Sm = SGСcx, trong đó Sg =da /dIg là độ nhạy của điện kế, Scx =dIG/dR — độ nhạy của mạch.

Thay Sg và Scx vào Sm, ta được Sm = da/dR.

Đôi khi khái niệm về độ nhạy tương đối của cầu đo được sử dụng:

Cm= da/ (dR / R).

trong đó dR / R — sự thay đổi tương đối của điện trở trong nhánh đo, da — góc lệch của kim điện kế.

Tùy thuộc vào thiết kế, có sự phân biệt giữa cầu đo gốc và cầu đo tuyến tính (bản ghi).

Trong cầu đo tại cửa hàng, các điện trở của cánh tay được tạo ở dạng phích cắm hoặc đòn bẩy, các phép đo điện trở (điện trở) đa giá trị, trong các cầu ghi, nhánh so sánh được tạo ở dạng điện trở của cửa hàng, và các cánh tay lệch có dạng điện trở, được ngăn cách bởi một thanh trượt thành hai phần có thể điều chỉnh.

Sai số cho phép, cầu đo đơn dòng điện một chiều có cấp chính xác: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. Giá trị bằng số của cấp chính xác tương ứng với giá trị lớn nhất cho phép của sai số tương đối.

Sai số của cầu DC đơn phụ thuộc vào mức độ tương xứng của điện trở của dây nối và tiếp điểm với điện trở đo được. Điện trở đo được càng nhỏ thì sai số càng lớn. Do đó, cầu DC đôi được sử dụng để đo điện trở thấp.

Thiết bị cầu kép DC

Các nhánh của cầu đo đôi (sáu nhánh) là điện trở đo được Rx (chúng được chế tạo bằng bốn kẹp để giảm ảnh hưởng của điện trở tiếp xúc và được kết nối với mạng bằng một thiết bị đặc biệt có bốn kẹp), ví dụ như điện trở Ro và hai cặp điện trở phụ Rl, R2, R3, R4.

Cơm. 3 Sơ đồ cầu DC đo kép

Độ cân bằng của cầu được xác định theo công thức:

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

Điều này cho thấy rằng nếu hai tỷ lệ cánh tay R1 / R2 và R4 / R3 bằng nhau, thì số bị trừ bằng không.

Mặc dù thực tế là các điện trở R1 và R4 di chuyển thanh trượt D được đặt giống nhau, nhưng do các tham số của điện trở R2 và R4 trải rộng, điều này rất khó đạt được.

Để giảm sai số đo lường, điện trở của jumper kết nối điện trở tham chiếu Ro và điện trở đo được Rx nên được lấy càng nhỏ càng tốt. Một điện trở hiệu chỉnh đặc biệt thường được gắn vào thiết bị. r… Khi đó biểu thức bị trừ gần như bằng không.

Giá trị điện trở đo được có thể xác định theo công thức: Rx = Ro R1/R2

Cầu đo sáng DC kép được thiết kế để chỉ hoạt động với tỷ lệ cánh tay thay đổi. Độ nhạy của cầu kép phụ thuộc vào độ nhạy của con trỏ zero, các tham số của mạch cầu và giá trị của dòng điện hoạt động. Khi dòng hoạt động tăng, độ nhạy tăng.

Phổ biến nhất là các cầu đo lường DC kết hợp được thiết kế để hoạt động trên sơ đồ cầu đơn và cầu đôi.