Метод измерения сопротивления

Автоматические электрические потенциометры

Схема автоматического потенциометра показана на рисунке 1.36, где обозначено: ИПС – источник питания стабилизированный (постоянного тока), R_p – сопротивление реохорда, R_ш – шунта (сопротивление для задания пределов измерения прибора), R₁, R₂, R₃ и R₄ – сопротивления мостовой схемы, R_б – балластное сопротивление для ограничения тока от ИПС.

ИПС

УЭД

R 3

R б

R 2

R 4

R 1

R р

R ш

А

В

С

D

U изм

Рис. 1.36

шкала

Потенциометр состоит из моста сопротивлений АВСD, в одну из диагоналей которого включен источник питания ИПС (диагональ ВС), а в другую (измерительную диагональ АD) измеряемое напряжение U_изм и электродвигатель ЭД с усилителем УЭД. В вершине А моста находится реохорд R_р, к движку которого прикреплена стрелка, движущаяся вдоль шкалы. Перемещением движка в свою очередь управляет электродвигатель.

Мост может находиться в двух состояниях: уравновешенном и неуравновешенном.

Когда мост находится в равновесии, то напряжение между его вершинами AD равно по модулю измеряемому (U_AD = U_изм) и напряжение небаланса ΔU, подаваемое на усилитель УЭД, равно нулю:

ΔU = U_AD – U_изм = 0.

В данном состоянии ЭД не работает.

Если по каким-либо причинам U_изм изменится, то мост выходит из равновесия и на входе усилителя УЭД появится напряжение небаланса ΔU ≠ 0. Усилитель, усилив напряжение, подает его на ЭД, который, вращаясь, перемещает движок реохорда. Перемещение движка продолжается до тех пор, пока мост снова не придет в равновесие и напряжение на ЭД снова не станет равно нулю.

В этих потенциометрах процесс компенсации осуществляется автоматически, непрерывно и с большой скоростью. Эти приборы имеют устройства для автоматического внесения поправки на температуру окружающей среды.

Для измерения сопротивлений часто используют автоматические электронные мосты, включенные по двухпроводной, трехпроводной или четырехпроводной схемам.

Двухпроводная схема подключения моста к ТС показана на рис. 1.37, где обозначены:

R₁, R₂, R₃, R₄ – сопротивления моста;

R_б – балластное сопротивление для ограничения рабочего тока;

R_и – измеряемое сопротивление;

R_л – сопротивление линии (соединительных проводов).

Условием равновесия моста является равенство произведений противолежащих плечей, т.е. в данном случае: R₁R₃» R₂(R₄ + R_и + 2R_л).

ИП

УЭД

R 3

R б

R 2

R 4

R 1

R р

R ш

шкала

А

В

С

D

R л

R л

Rи

Рис. 1.37. Мост

Когда мост уравновешен, напряжение на диагонали U_AD = 0 и, следовательно, ЭД не работает. При изменении R_т изменяется U_AD, оно перестает быть нулевым. Это напряжение усиливается УЭД и подается на ЭД, который, вращаясь, перемещает движок реохорда.

Недостатком такой схемы является то, что сопротивления линии входят в одно плечо с R_и, следовательно, если линия достаточно длинная, то изменение R_л (например, при изменении температуры окружающей среды) может вызывать изменение показаний моста. Для компенсации R_л применяются трехпроводная или четырехпроводная схемы.