Мосты переменного тока. Условия равновесия. Основные типы мостов переменного тока

Мостовые схемы нашли широкое применение в электроизмерительной технике. Они дают возможность измерять параметры электрических цепей. Широкое применение мостовых схем объясняется высокой точностью измерений, большой чувствительностью и возможностью измерения различных физических величин. Наибольшее распространение для измерения больших и малых величин сопротивлений получили схемы одинарного и двойного моста. Одинарные мосты применяются для измерения средних сопротивлений от 10 Ом до 100 МОм. Для измерения малых величин сопротивлений 10 Ом и меньше применяются двойные мосты, в которых влияние величин вызывающих погрешность измерения сведены к минимуму.

При измерении сопротивлений или при расчете мостовой схемы важно выбирать параметры моста таким образом, что бы мост обладал необходимой чувствительностью. Основная погрешность моста состоит из ряда составляющих: погрешности подгонки сопротивления; погрешности, вызываемой сопротивлением монтажных проводов и переходных контактов; погрешности от термо-ЭДС; погрешности отсчета; погрешности от недостаточной чувствительности схемы и нуль индикатора. Чем выше требуемая точность измерения, тем выше должна быть чувствительность моста, поэтому чувствительность необходимо определять при каждом измерении и следить за тем, чтобы она обеспечивала заданную точность.

Условия равновесия. Одним из широко применяемых средств измерения и контроля являются мосты переменного тока. Если для мостов постоянного тока имеется одно условие равновесия и, следовательно, уравновешивание моста может быть достигнуто изменением сопротивления одного из плеч моста, то для достижения равновесия мостов переменного тока необходимо регулировать не менее двух параметров схемы. Для мостов переменного тока имеет значение сходимость моста. Сходимость мостов переменного тока - это возможность достижения состояния равновесия определенным числом переходов от регулировки одного параметра к регулировки другого.

Все мосты переменного тока можно разделить на две группы:

Частотонезависимые - уравновешенные при одной частоте и сохраняющие равновесие при изменении частоты источника питания.

Частотозависимые - характеризуются тем, что в условии равновесия имеется частота, входящая в выражение реактивных составляющих сопротивления.

Мосты переменного тока служат для наиболее точного измерения параметров цепей переменного тока в широком диапазоне частот. При помощи таких мостов чаще всего измеряют: емкость, индуктивность, тангенс угла диэлектрических потерь диэлектриков, коэффициент добротности катушек и т.п. Мосты различаются по количеству плеч, характеру и схеме включения плеч в мостовую схему. Так как плечи моста переменного тока могут состоять из самых различных комбинаций сопротивлений, емкостей, индуктивностей, многообразие мостов переменного тока, области их применения и возможности гораздо шире, чем у мостов постоянного тока.

Применяемые схемы мостов переменного тока по существу являются разновидностями четырехплечего моста, так как они при помощи преобразований треугольник- звезда и звезда- треугольник всегда могут быть приведены к четырехплечей схеме. Большое распространение получили четырехплечие мосты, у которых два плеча состоят из комплексных, а два других плеча - из активных сопротивлений. Особенно большое распространение получили мосты, работающие на повышенных частотах: 100, 1000 и более Гц. Питание этих мостов осуществляется от звуковых генераторов; в качестве указателя равновесия используют электронные нулевые индикаторы. Согласно ГОСТ 9486-69 мосты переменного тока подразделяются на следующие классы: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5.