Мосты постоянного тока

В мостах применяется мостовая ИСС, под которой понимается четырехполюсник, к двум входным зажимам которого (аб) присоединяется источник питания, к двум выходным вг – индикатор равновесия – гальванометр “ Г“. аб входная диагональ, вг - нагрузочная. - плечи моста.

На основании теоремы о эквивалентном генераторе

(1)

Мост в равновесии, если , т.е, если

отсюда равновесие моста

(2) – произведение сопротивлений противоположных плеч моста равны между собой.

Выражение (2) показывает, как с помощью моста измерять сопротивления: если в плечо поставить неизвестное сопротивление , а в остальные плечи магазины сопротивлений, и уравновесить мост, то на основе (2) получим:

(3)

- плечи отношений. Обычно

n – целое число от –5 до +5.

- плечо уравновешивания.

(3) показывает, что неизвестное сопротивление определяется путем его сравнения с известными. Точность работы моста обеспечивается, если:

1) известны с большой степенью точности. Поетому в качестве выбраны магазины сопротивлений.

2) Точно установлен факт равновесия моста. Поэтому к индикатору равновесия предъявляется требование высокой чувствительности. В качестве индикатора равновесия используется магнитоэлектрический гальванометр.

Для моста характерна высокая чувствительность

При наличии гальванометра, чувствительность

чувствительность гальванометра.

Еще пользуются выражением

Рассмотрим режим вблизи точки равновесия, который характеризуется выполнением двух условий:

1) предварительно мост был уравновешан

и

2) плечо получило приращение

Тогда в соотвестии с (1)

т.е. вблизи точки равновесия пропорционально и выражения для чувствительности примут вид:

Представляют интерес оптимальные параметры, при которых чувствительность наибольшая.

Для ЭМ гальванометра

мощность, потребляемая гальванометром.

Это выражение можно исследовать на экстремум для каждого коекретного случая. В частности, если мост равноплечий, т.е. , то максимум чувствительности будет иметь место при

Приборы, построенные по схеме рисунка 1, называются одинарными мостами, они выпускаются двух типов в соответствии с тем, как осуществляется процесс уравновешивания; либо изменением отношения при неизменном – линейные мосты, либо изменением при постоянном отношении магазинные мосты.

линейный мост

магазинный мост

Для измерения малых сопротивлений(<10 Ом) сопротивления соединительных проводов будут вносить значительную погрешность. Для этих целей используются двойные мосты (мост Томсона).

Здесь – сопротивление соединительного провода.

Если мост в равновесии, то

Отсюда можно получить

Если механически связать рукоятки сопротивлений и , а также и с тем, чтобы изменение , необходимое для уравновешивания моста (первое слагаемое), сопровождалось равным изменением сопротивления (соответственно ) и чтобы всегда соблюдалось равенство , то дополнительное слагаемое обратитя в ноль. И это исключит погрешность от сопротивления “ “. Предел измерения до 10^-6Ом.

Часто мосты выполняются так, что не требуется производить операции уравновешивания. Измеряемая величина отчитывается по показанию гальванометра. Например, при многократных измерениях степени отклонения измеряемого сопротивления от заданной величины. Тогда заранее мост уравновешивается на заданную величину, а затем по показаниям гальванометра судят о степени отклонения. Шкале “ Г“ градуируется в % от номинального значения. И мосты называются процентными.

Класс точности 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0.