كيف يتم ترتيب وتشغيل جسور قياس التيار المستمر؟
جهاز جسور قياس واحد للتيار المباشر
يتكون التيار المباشر الفردي من ثلاث مقاومات عينة (قابلة للتعديل عادة) R1 ، R2 ، R3 (الشكل 1 ، أ) ، وهي متصلة في سلسلة مع المقاومة المقاسة Rx في دائرة الجسر.
يتم تطبيق الطاقة على أحد أقطار هذه الدائرة من مصدر EMF GB ، ويتم توصيل الجلفانومتر شديد الحساسية RA بالقطر الآخر من خلال المفتاح SA1 والمقاومة المحددة Ro.
أرز. 1. مخططات جسور قياس التيار المباشر الفردي: أ - عام. ب - مع تغيير سلس في نسبة الذراع وتغيير حاد في ذراع المقارنة.
المخطط يعمل على النحو التالي. عندما يتم توفير الطاقة من خلال المقاومات Rx و Rl و R2 و R3 والتيارات I1 و I2 ... سوف تتسبب هذه التيارات في انخفاض الجهد عبر المقاومات Uab و Ubc و Uad و Udc.
إذا كانت هذه الانخفاضات في الجهد مختلفة ، فإن الإمكانات عند النقاط a و b و c لن تكون هي نفسها.لذلك ، إذا قمت بتشغيل الجلفانومتر بالمفتاح SA1 ، فإن التيار يساوي Azr = (φb - φd) / Po.
تتمثل مهمة المقياس في موازنة الجسر ، أي جعل إمكانات النقطتين φb و d متساوية ، بمعنى آخر ، تقليل تيار الجلفانومتر إلى الصفر.
للقيام بذلك ، يبدأون في تغيير مقاومات المقاومات R1 و R2 و R3 حتى يصبح تيار الجلفانومتر صفرًا.
عند Azr = 0 ، يمكن القول أن φb = φd ... هذا ممكن فقط عندما ينخفض الجهد Uab - Uad والنوع BC. = Udc.
الاستعاضة عن هذه التعبيرات بقيم انخفاض الجهد Uad = I2R3 ، Ubc = I1R1 ، Udc = I2R2 و Uab = I1Rx ، نحصل على مساوتين: I1Rx = I2R3 ، I1R1 = I2R2
بقسمة المساواة الأولى على الثانية ، نحصل على RHC / R1 = R3 / R2 أو RNS R2 = R1 R3
المساواة الأخيرة هي حالة التوازن للتيار المستمر أحادي الجسر.
ويترتب على ذلك أن الجسر متوازن عندما تكون نواتج مقاومة الذراعين المعاكسين متساوية. لذلك ، يتم تحديد المقاومة المقاسة بواسطة الصيغة Rx = R1R3 / R2
في الجسور الوحدوية الحقيقية ، إما مقاومة المقاوم R1 (يسمى ذراع المقارنة) أو نسبة المقاومة R3 / R2.
توجد جسور قياس تتغير فيها مقاومة الذراع المرجعية فقط ، وتبقى النسبة R3 / R2 ثابتة. على العكس من ذلك ، تتغير النسبة R3 / R2 فقط ، بينما تظل مقاومة ذراع المقارنة ثابتة.
الأكثر انتشارًا هي جسور القياس ، حيث تتغير المقاومة R1 بسلاسة ومع القفزات ، عادةً مضاعفات 10 ، تتغير النسبة R3 / R2 (الشكل 1 ، ب) ، على سبيل المثال ، في جسور القياس الشائعة P333.
أرز. 2.جسر قياس التيار المباشر P333
يتميز كل جسر قياس بمدى قياس المقاومة من Rmin إلى Rmax. معلمة مهمة للجسر هي حساسيته. Sm = SGСcx ، حيث Sg = da / dIg هي حساسية الجلفانومتر ، Scx = dIG / dR - حساسية الدائرة.
باستبدال Sg و Scx في Sm ، نحصل على Sm = da / dR.
في بعض الأحيان يتم استخدام مفهوم الحساسية النسبية لجسر القياس:
Cm = da / (dR / R).
حيث dR / R - التغير النسبي في المقاومة في الذراع المقاسة ، زاوية انحراف إبرة الجلفانومتر.
اعتمادًا على التصميم ، يتم التمييز بين جسور القياس الخطية (القياسية).
في جسر القياس القائم على المتجر ، تصنع مقاومات الذراع على شكل سدادة أو رافعة ، مقاييس متعددة القيم للمقاومة الكهربائية (المقاومة) ، في جسور التسجيل ، يتم تصنيع ذراع المقارنة على شكل مقاومة متجر ، وتكون أذرع الانحراف على شكل مقاوم ، مفصولة بمنزلق إلى جزأين قابلين للتعديل.
الخطأ المسموح به ، جسور القياس المفردة للتيار المباشر لها فئة دقة: 0.02 ؛ 0.05 ؛ 0.1 ؛ 0.2 ؛ 1.0 ؛ 5.0 تتوافق القيمة العددية لفئة الدقة مع أكبر قيمة مسموح بها للخطأ النسبي.
يعتمد خطأ جسر DC الفردي على درجة قابلية مقاومات الأسلاك الموصلة والملامسات للمقاومة المقاسة. كلما كانت المقاومة المقاسة أصغر ، زاد الخطأ. لذلك ، يتم استخدام جسور DC المزدوجة لقياس المقاومة المنخفضة.
جهاز الجسر المزدوج DC
إن أذرع جسر القياس المزدوج (ستة أذرع) هي المقاومة المقاسة Rx (وهي مصنوعة من أربعة مشابك لتقليل تأثير مقاومة التلامس ويتم توصيلها بالشبكة بواسطة جهاز خاص بأربعة مشابك) ، مثال المقاوم Ro واثنين من أزواج المقاومات المساعدة Rl و R2 و R3 و R4.
أرز. 3 رسم تخطيطي لجسر DC مزدوج القياس
يتم تحديد توازن الجسر بالصيغة:
Rx = Ro NS (R1 / R2) - (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 - R4 / R3)
يوضح هذا أنه إذا كانت نسبتا الذراع R1 / R2 و R4 / R3 متساويتين ، فإن المطروح هو صفر.
على الرغم من حقيقة أن المقاومة R1 و R4 التي تحرك المنزلق D قد تم ضبطها كما هي ، نظرًا لانتشار معلمات المقاومة R2 و R4 ، فمن الصعب جدًا تحقيق ذلك.
لتقليل خطأ القياس ، يجب أن تؤخذ مقاومة العبور الذي يربط المقاوم المرجعي Ro والمقاومة المقاسة Rx بأقل قدر ممكن. عادة ما يتم توصيل المقاوم المعاير الخاص بالجهاز. r… ثم يصبح التعبير المطروح عمليا صفرا.
يمكن تحديد قيمة المقاومة المقاسة بالصيغة: Rx = Ro R1 / R2
تم تصميم جسور قياس التيار المستمر المزدوجة للعمل بنسب ذراع متغيرة فقط. تعتمد حساسية الجسر المزدوج على حساسية المؤشر الصفري ومعلمات دائرة الجسر وقيمة تيار التشغيل. مع زيادة تيار التشغيل ، تزداد الحساسية.
الأكثر شيوعًا هي جسور قياس التيار المستمر المدمجة المصممة للعمل على مخططات الجسر الفردي والمزدوج.