Bagaimana jembatan pengukuran DC diatur dan dioperasikan?

Perangkat jembatan pengukur arus searah tunggal

Arus searah tunggal terdiri dari tiga resistor sampel (biasanya dapat disesuaikan) R1, R2, R3 (Gbr. 1, a), yang dihubungkan secara seri dengan resistansi terukur Rx di sirkuit jembatan.

Daya diterapkan ke salah satu diagonal rangkaian ini dari sumber EMF GB, dan RA galvanometer yang sangat sensitif dihubungkan ke diagonal lainnya melalui sakelar SA1 dan resistansi pembatas Ro.

Beras. 1. Skema jembatan pengukur arus searah tunggal: a — umum; b — dengan perubahan halus pada rasio lengan dan perubahan tajam pada lengan pembanding.

Skema bekerja sebagai berikut. Ketika daya dialirkan melalui resistor Rx, Rl, R2, R3, arus I1 dan I2… Arus ini akan menyebabkan penurunan tegangan pada resistor Uab, Ubc, Uad dan Udc.

Jika jatuh tegangan ini berbeda, maka potensial pada titik φa, φb dan φc tidak akan sama.Oleh karena itu, jika galvanometer dihidupkan dengan sakelar SA1, maka arusnya sama dengan Azr = (φb — φd) / Po.

Tugas pengukur adalah menyeimbangkan jembatan, yaitu membuat potensi titik φb dan φd sama, dengan kata lain mengurangi arus galvanometer menjadi nol.

Untuk melakukan ini, mereka mulai mengubah resistansi resistor R1, R2 dan R3 hingga arus galvanometer menjadi nol.

Di Azr = 0, dapat dikatakan bahwa φb = φd... Ini hanya mungkin ketika tegangan turun Uab — Uad dan ketik BC. = Udc.

Mengganti ke dalam ungkapan ini nilai penurunan tegangan Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 dan Uab = I1Rx, diperoleh dua persamaan: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2

Membagi persamaan pertama dengan yang kedua, kita mendapatkan RHC / R1 = R3 / R2 atau RNS R2 = R1 R3

Kesetaraan terakhir adalah kondisi penyeimbangan DC jembatan tunggal.

Oleh karena itu jembatan seimbang ketika produk dari hambatan lengan yang berlawanan adalah sama. Oleh karena itu, resistansi yang diukur ditentukan dengan rumus Rx = R1R3 / R2

Di jembatan kesatuan nyata, baik resistansi resistor R1 (disebut lengan pembanding) atau rasio resistansi R3/R2.

Ada jembatan pengukur yang hanya resistansi lengan referensi yang berubah, dan rasio R3 / R2 tetap konstan. Sebaliknya, hanya rasio R3 / R2 yang berubah, sedangkan resistansi lengan pembanding tetap konstan.

Yang paling umum adalah jembatan pengukur, di mana resistansi R1 berubah dengan mulus dan dengan lompatan, biasanya kelipatan 10, rasio R3 / R2 berubah (Gbr. 1, b), misalnya, di jembatan pengukur umum P333.

Beras. 2.Jembatan pengukur arus searah P333

Setiap jembatan pengukur ditandai dengan rentang pengukuran resistansi dari Rmin hingga Rmax. Parameter penting jembatan adalah sensitivitasnya. Sm = SGСcx, dimana Sg =da /dIg adalah kepekaan galvanometer, Scx =dIG/dR — kepekaan sirkuit.

Mengganti Sg dan Scx di Sm, kita mendapatkan Sm = da/dR.

Terkadang konsep sensitivitas relatif jembatan pengukur digunakan:

Cm= da/ (dR / R).

dimana dR / R — perubahan relatif dalam resistansi pada lengan yang diukur, da — sudut defleksi jarum galvanometer.

Bergantung pada desainnya, perbedaan dibuat antara jembatan pengukur stok dan linear (rekaman).

Di jembatan pengukur berbasis bengkel, tahanan lengan dibuat dalam bentuk sumbat atau tuas, ukuran hambatan listrik (resistansi) bernilai banyak, di jembatan rekam, lengan pembanding dibuat dalam bentuk tahanan toko, dan lengan defleksi berbentuk resistor , dipisahkan oleh penggeser menjadi dua bagian yang dapat disesuaikan.

Kesalahan yang diizinkan, jembatan pengukur arus searah tunggal memiliki kelas akurasi: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1.0; 5.0. Nilai numerik dari kelas akurasi sesuai dengan nilai kesalahan relatif terbesar yang diizinkan.

Kesalahan jembatan DC tunggal bergantung pada tingkat kesebandingan resistansi kabel penghubung dan kontak dengan resistansi terukur. Semakin kecil resistansi yang diukur, semakin besar kesalahannya. Oleh karena itu, jembatan DC ganda digunakan untuk mengukur resistansi rendah.

Perangkat jembatan ganda DC

Lengan jembatan pengukur ganda (enam lengan) adalah resistansi terukur Rx (dibuat dengan empat klem untuk mengurangi pengaruh resistansi kontak dan dihubungkan ke jaringan oleh perangkat khusus dengan empat klem), contoh resistor Ro dan dua pasang resistor bantu Rl, R2, R3, R4.

Beras. 3 Skema jembatan DC pengukur ganda

Keseimbangan jembatan ditentukan dengan rumus:

Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)

Hal ini menunjukkan bahwa jika dua rasio lengan R1/R2 dan R4/R3 sama satu sama lain, maka pengurangannya adalah nol.

Terlepas dari kenyataan bahwa resistansi R1 dan R4 yang menggerakkan slider D diatur sama, karena penyebaran parameter resistansi R2 dan R4, ini sangat sulit dicapai.

Untuk mengurangi kesalahan pengukuran, resistansi jumper yang menghubungkan resistor referensi Ro dan resistansi terukur Rx harus diambil sekecil mungkin. Resistor kalibrasi khusus biasanya dipasang ke perangkat. r… Kemudian ekspresi yang dikurangi menjadi hampir nol.

Nilai resistansi terukur dapat ditentukan dengan rumus: Rx = Ro R1/R2

Jembatan metering DC ganda dirancang untuk beroperasi hanya dengan rasio lengan variabel. Sensitivitas jembatan ganda bergantung pada sensitivitas penunjuk nol, parameter sirkuit jembatan, dan nilai arus operasi. Saat arus operasi meningkat, sensitivitas meningkat.

Yang paling umum adalah jembatan pengukuran DC gabungan yang dirancang untuk bekerja pada skema jembatan tunggal dan ganda.