¿Cómo se organizan y operan los puentes de medición de CC?
El dispositivo de puentes de medición individuales de corriente continua.
Una sola corriente continua consta de tres resistencias de muestra (generalmente ajustables) R1, R2, R3 (Fig. 1, a), que están conectadas en serie con la resistencia medida Rx en el circuito del puente.
Se aplica potencia a una de las diagonales de este circuito desde la fuente EMF GB, y un galvanómetro RA de alta sensibilidad se conecta a la otra diagonal a través del interruptor SA1 y la resistencia limitadora Ro.
Arroz. 1. Esquemas de puentes de medición de corriente continua simples: a — general; b — con un cambio suave en la relación del brazo y un cambio brusco en el brazo de comparación.
El esquema funciona de la siguiente manera. Cuando se suministra alimentación a través de las resistencias Rx, Rl, R2, R3, las corrientes I1 e I2… Estas corrientes provocarán una caída de tensión en las resistencias Uab, Ubc, Uad y Udc.
Si estas caídas de voltaje son diferentes, entonces los potenciales en los puntos φa, φb y φc no serán los mismos.Por lo tanto, si enciende el galvanómetro con el interruptor SA1, entonces una corriente igual a Azr = (φb — φd) / Po.
La función del medidor es equilibrar el puente, es decir, igualar los potenciales de los puntos φb y φd, es decir, reducir a cero la corriente del galvanómetro.
Para hacer esto, comienzan a cambiar las resistencias de las resistencias R1, R2 y R3 hasta que la corriente del galvanómetro se vuelve cero.
En Azr = 0, se puede argumentar que φb = φd... Esto es posible solo cuando el voltaje cae Uab — Uad y tipo BC. = Ucc.
Sustituyendo en estas expresiones los valores de caída de tensión Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 y Uab = I1Rx, obtenemos dos igualdades: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2
Dividiendo la primera igualdad por la segunda, obtenemos RHC/R1 = R3/R2 o RNS R2 = R1 R3
La última igualdad es la condición de equilibrio de un DC de un solo puente.
De ello se deduce que el puente está equilibrado cuando los productos de las resistencias de los brazos opuestos son iguales. Por lo tanto, la resistencia medida está determinada por la fórmula Rx = R1R3 / R2
En puentes unitarios reales, ya sea la resistencia de la resistencia R1 (llamada brazo comparador) o la relación de las resistencias R3/R2.
Hay puentes de medida en los que solo cambia la resistencia del brazo de referencia, y la relación R3/R2 se mantiene constante. Por el contrario, solo cambia la relación R3 / R2, mientras que la resistencia del brazo de comparación permanece constante.
Los más extendidos son los puentes de medición, en los que la resistencia R1 cambia suavemente y con saltos, generalmente múltiplos de 10, cambia la relación R3 / R2 (Fig. 1, b), por ejemplo, en los puentes de medición comunes P333.
Arroz. 2.Puente de medida de corriente continua P333
Cada puente de medición se caracteriza por un rango de medición de resistencia de Rmin a Rmax. Un parámetro importante del puente es su sensibilidad. Sm = SGСcx, donde Sg =da /dIg es la sensibilidad del galvanómetro, Scx =dIG/dR — sensibilidad del circuito.
Sustituyendo Sg y Scx en Sm, obtenemos Sm = da/dR.
A veces se utiliza el concepto de sensibilidad relativa del puente de medición:
Cm= da/ (dR / R).
donde dR / R — el cambio relativo en la resistencia en el brazo medido, da — ángulo de desviación de la aguja del galvanómetro.
Dependiendo del diseño, se hace una distinción entre puentes de medición estándar y lineales (registro).
En el puente de medición de taller, las resistencias de los brazos se realizan en forma de enchufe o palanca, medidas multivaluadas de resistencia eléctrica (resistencias), en los puentes de registro, el brazo de comparación se realiza en forma de resistencia de taller, y los brazos deflectores tienen forma de resistencia, separados por una corredera en dos partes ajustables.
Error permisible, los puentes de medición individuales de corriente continua tienen una clase de precisión: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1,0; 5.0. El valor numérico de la clase de precisión corresponde al mayor valor permitido del error relativo.
El error de un solo puente de CC depende del grado de conmensurabilidad de las resistencias de los cables de conexión y los contactos con la resistencia medida. Cuanto menor sea la resistencia medida, mayor será el error. Por lo tanto, los puentes dobles de CC se utilizan para medir baja resistencia.
Dispositivo de doble puente de CC
Los brazos del puente de medición doble (seis brazos) son la resistencia medida Rx (están hechos con cuatro abrazaderas para reducir la influencia de las resistencias de contacto y están conectados a la red mediante un dispositivo especial con cuatro abrazaderas), una resistencia de ejemplo Ro y dos pares de resistencias auxiliares Rl, R2, R3, R4.
Arroz. 3 Esquema de un puente de CC de medición dual
El equilibrio del puente está determinado por la fórmula:
Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)
Esto muestra que si dos relaciones de brazo R1/R2 y R4/R3 son iguales entre sí, entonces la resta es cero.
A pesar de que las resistencias R1 y R4 que mueven el control deslizante D están configuradas de la misma manera, debido a la dispersión de los parámetros de las resistencias R2 y R4, esto es muy difícil de lograr.
Para reducir el error de medición, la resistencia del puente que conecta la resistencia de referencia Ro y la resistencia medida Rx debe tomarse lo más pequeña posible. Por lo general, se adjunta una resistencia calibrada especial al dispositivo. r… Entonces la expresión restada se vuelve prácticamente cero.
El valor de la resistencia medida se puede determinar mediante la fórmula: Rx = Ro R1/R2
Los puentes de medición de CC dobles están diseñados para funcionar solo con relaciones de brazo variables. La sensibilidad del puente doble depende de la sensibilidad del puntero cero, los parámetros del circuito del puente y el valor de la corriente de funcionamiento. A medida que aumenta la corriente de funcionamiento, aumenta la sensibilidad.
Los más comunes son los puentes de medición de CC combinados diseñados para funcionar en esquemas de puente simple y doble.