DC測定ブリッジはどのように配置され、運用されますか?

直流電流の単一測定ブリッジの装置

単一の直流は、ブリッジ回路内の測定された抵抗 Rx と直列に接続された 3 つのサンプル抵抗 (通常は調整可能) R1、R2、R3 (図 1、a) で構成されます。

この回路の対角線の一方には EMF 源 GB から電力が印加され、高感度検流計 RA がスイッチ SA1 と制限抵抗 Ro を介してもう一方の対角線に接続されます。

米。 1. 単一直流測定ブリッジのスキーム: a — 一般; b — アーム比は滑らかに変化し、比較アームは急激に変化します。

このスキームは次のように機能します。電力が抵抗器 Rx、R1、R2、R3 を介して供給されると、電流 I1 および I2… これらの電流により、抵抗器 Uab、Ubc、Uad、および Udc の両端に電圧降下が発生します。

これらの電圧降下が異なると、φa点、φb点、φc点の電位は等しくなくなります。したがって、スイッチ SA1 で検流計をオンにすると、電流は Azr = (φb − φd) / Po に等しくなります。

ゲージの役割は、ブリッジのバランスを取ること、つまり、点 φb と φd の電位を等しくすること、言い換えれば、検流計の電流をゼロに減らすことです。

これを行うために、検流計の電流がゼロになるまで、抵抗器 R1、R2、および R3 の抵抗値を変更し始めます。

Azr = 0 では、φb = φd であると主張できます...これは、電圧降下 Uab — Uad およびタイプ BC の場合にのみ可能です。 = UDC。

これらの式に電圧降下値を代入すると、Uad =I2R3, Ubc = I1R1、Udc = I2R2、Uab = I1Rx の場合、次の 2 つの等式が得られます: I1Rx = I2R3、I1R1 = I2R2

最初の等式を 2 番目の等式で割ると、RHC / R1 = R3 / R2 または RNS R2 = R1 R3 が得られます。

最後の等式は、単一ブリッジ DC の平衡条件です。

反対側のアームの抵抗の積が等しい場合、ブリッジはバランスが取れていることになります。したがって、測定された抵抗は式 Rx = R1R3 / R2 によって決定されます。

実際のユニタリブリッジでは、抵抗器 R1 (コンパレータアームと呼ばれます) の抵抗値、または抵抗値 R3/R2 の比のいずれかです。

基準アームの抵抗のみが変化し、比 R3 / R2 が一定のままである測定ブリッジがあります。逆に、比 R3 / R2 のみが変化し、比較アームの抵抗は一定のままです。

最も普及しているのは測定ブリッジで、抵抗 R1 が滑らかに変化し、通常は 10 の倍数でジャンプして R3 / R2 比が変化します (図 1、b)。たとえば、一般的な測定ブリッジ P333 です。

米。 2.直流測定ブリッジ P333

各測定ブリッジは、Rmin から Rmax までの抵抗測定範囲によって特徴付けられます。ブリッジの重要なパラメータは感度です。 Sm = SGСcx、ここで Sg =da /dIg は検流計の感度、Scx =dIG/dR — 回路の感度。

Sm に Sg と Scx を代入すると、Sm = da/dR が得られます。

場合によっては、測定ブリッジの相対感度の概念が使用されます。

Cm= da/(dR/R)。

ここで、dR / R — 測定されたアームの抵抗の相対変化、da — 検流計の針の偏向角。

設計に応じて、標準測定ブリッジとリニア (記録) 測定ブリッジが区別されます。

ショップベースの測定ブリッジでは、アーム抵抗はプラグまたはレバーの形で作成され、電気抵抗 (抵抗) の多値測定値になります。レコードブリッジでは、比較アームはショップ抵抗の形式で作成されます。偏向アームは抵抗器の形をしており、スライダーによって 2 つの調整可能な部分に分離されています。

許容誤差。直流の単一測定ブリッジの精度クラスは 0.02、 0.05; 0.1; 0.2; 1.0; 5.0。精度クラスの数値は、相対誤差の最大許容値に対応します。

単一の DC ブリッジの誤差は、接続ワイヤと接点の抵抗と測定された抵抗の整合性の程度によって異なります。測定された抵抗が小さいほど、誤差は大きくなります。したがって、低抵抗を測定するにはダブル DC ブリッジが使用されます。

DCデュアルブリッジデバイス

ダブル（6 アーム）測定ブリッジのアームは測定抵抗 Rx です（接触抵抗の影響を軽減するために 4 つのクランプで作られ、4 つのクランプを備えた特別なデバイスによってネットワークに接続されます）、抵抗器の例は Ro です。２対の補助抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４。

米。 3 デュアル測定 DC ブリッジの回路図

橋のバランスは次の式で決まります。

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

これは、2 つのアーム比 R1 / R2 および R4 / R3 が互いに等しい場合、減算された値はゼロであることを示しています。

スライダＤを動かす抵抗Ｒ１とＲ４が同じに設定されているにもかかわらず、抵抗Ｒ２とＲ４のパラメータの広がりにより、これを達成することは非常に困難である。

測定誤差を減らすには、基準抵抗 Ro と測定抵抗 Rx を接続するジャンパの抵抗をできるだけ小さくする必要があります。通常、特別に校正された抵抗器がデバイスに取り付けられます。 r…すると、減算式は実質的にゼロになります。

測定された抵抗値は次の式で求められます: Rx = Ro R1/R2

デュアル DC メータリングブリッジは、可変アーム比でのみ動作するように設計されています。ダブルブリッジの感度は、ゼロポインタの感度、ブリッジ回路のパラメータ、および動作電流の値によって異なります。動作電流が増加すると、感度が増加します。

最も一般的なのは、シングルブリッジスキームとダブルブリッジスキームで動作するように設計された結合 DC 測定ブリッジです。