Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Понятия метрологии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [93] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

саторов и невозможностью заземлить в мостовой схеме больше чем одну точку. Емкостные связи особенно сильно проявляются на высоких частотах. Для их уменьшения элементы моста экранируют. При этом возникают значительные паразитные емкости между элементами моста и заземленным экраном. Однако они не вызывают существенных погрешностей, так как постоянны во времени и могут быть учтены при градуировке моста на постоянной частоте, составляющей для большинства выпускаемых промышленностью приборов 100 Гц или 1 кГц.

Погрешности измерения параметров L, С, R мостовыми схемами обусловлены следующими основными факторами; погрешностью установки баланса моста, непостоянством сопротивлений его плеч, неточностью отсчета значений образцовых элементов по шкалам и нестабильностью частоты питающего напряжения.

Погрешность установки баланса тем меньше, чем выше чувствительность моста и индикатора. Чувствительность моста зависит от параметров его плеч и возможности ее увеличения ограничены. Для получения малой погрешности установки баланса применяют высокочувствительные индикаторы, построенные подобно селективным микровольтметрам.

Влияние непостоянства сопротивлений плеч моста можно оценить, пользуясь уравнениями баланса. Например, для четырех-плечего моста, показанного на рис. 13.2, относительные погрешности бСх и bRx определения Сх и Rx.

Систематические составляющие нестабильностей сопротивлений плеч влияют мало, так как перед измерениями мост уравновешивают. Нестабильность частоты питающего напряжения вызывает существенную погрешность измерения только в схемах с частотно-зависимыми мостами.

Мосты с сильной индуктивной связью. В таких мостах плечи образованы обмотками трансформаторов, поэтому их иногда называют трансформаторными мостами. Трансформаторные мосты выполняют по разным схемам. Один из вариантов моста показан на рис. 13.4.

Напряжение питания U от генератора G подводят к первичной обмотке W\ трансформатора Тр1. К его вторичным обмоткам W2 и Wt присоединены измеряемый конденсатор с потерями {Сх и Rx) и образцовые элементы Со и Ro, соединенные с первичными обмотками Ws, We трансформатора Тр2. Сигнал ошибки t/вых снимают с его вторичной обмотки W4-

Если не учитывать индуктивностей обмоток, то токи

«3= и

«2/1 \ 7 7



Co Is

0 :X

Рис. 13.4

Условие баланса моста ((/вых = 0) получается при равенстве нулю магнитного потока в сердечнике трансформатора Г/72, т. е. при выполнении условия 133= IsUs-f leWe. Подставив сюда значения токов после выделения действительной и мнимой частей равенства, получим

/?,= Г2Гз/Г71Гб/?0, Сх=Г7Г5/Г2ГзСо, (13.8)

1§б=Гб/1Г5а)/?оСо. (13.9)

Такие мосты уравновешивают, изменяя параметры образцовых элементов или число витков трансформаторов. На основе трансформаторных мостов строят цифровые мосты с автоматической балансировкой. Метод трансформаторного моста реализован в выпускаемых промышленностью приборах, позволяющих измерять L, С, /? и tg 6 с основной погрешностью не менее 0,1 % на частоте 1 кГц в широком диапазоне значений измеряемых параметров. Диапазон измеряемых индуктивиостей составляет !0~ ...10 Гн, емкостей 10~...10 пФ, сопротивлений !0~..10 Ом.

13.3. РЕЗОНАНСНЫЕ МЕТОДЫ

Резонансные методы можно реализовать, вводя измеряемый элемент в контур автогенератора или в колебательный контур, слабо связанный с генератором. Эти методы иногда называют генераторным и контурным.

Генераторный метод. Прибор (рис. 13.5) включает в себя два генератора G1 и G2 высокой частоты. Генератор G1 настроен на фиксированную частоту. Контур генератора G2 можно перестраивать образцовым конденсатором С. Перед началом измерений частоту генератора G2 устанавливают равной частоте генератора G1. Равенство частот генераторов контролируют индикатором равенства частот. При этом емкость Ск контура генератора G2 складывается из емкости С\ образцового конденсатора и



С Lo

некоторой паразитной емкости С„, включающей собственную емкость катушки. Следовательно, Ск=С1--Сп. Измеряемый конденсатор Сх включают в контур генератора 02 параллельно образцовому. Равенство частот нарушается, а затем его восстанавливают, уменьшая емкость образцового конденсатора до значения Сг. При этом Ск = Сл + С2-ЬСп. Сравнивая полученные соотношения, получаем Сг-С\ - С2.

Погрешность измерения емкости ЛСх = ЛС-АСг.

Погрешность измерения образцовой емкости ACi зависит от неточности градуировки шкалы образцового конденсатора ACim, погрешности при считывании АСи- и погрешности индикации равенства частот ACip. На погрешность АСг помимо перечисленных причин влияет относительная нестабильность частот генераторов за время между отсчетами Ci и Сг, вызывающая погрешность АС„. Следовательно,

AC. = (AC,ш-AC2ш)-f (ACic-AC2c) + (AC,p-AC2p)-f АС„.

Первых два слагаемых в правой части имеют систематический характер, остальные слагаемые имеют случайный характер, и практически их можно считать некоррелированными.

Случайная составляющая погрешности, обусловленная погрешностью при считывании, зависит от конструкции шкалы. Составляющая ACip определяется погрешностью Afi фиксации равенства частот

где fl - частота генератора.

Максимальное значение Afi при использовании индикатора равенства частот с ЭЛТ может составлять доли герца, а частота f выбирается достаточно высокой - до единиц мегагерц. В этих условиях относительная погрешность ACip/Ci весьма мала и составляет 10"®...10". Такого же порядка и погрешность АСгр/Сг. Погрешность АС„ обусловлена взаимной нестабильностью генераторов за время измерений.

Обычно генераторы реализуют по идентичным схемам и их взаимная нестабильность за время измерений, длящихся несколько секунд, не превышает \0~..Л0~ . Следовательно, погрешность АС„ весьма мала. Погрешность измерения в основном определяется неточностью градуировки шкалы конденсатора и погрешностью при считывании значений емкости.

Приборы рассмотренного типа характеризуются высокой разрешающей способностью, зависящей главным образом от кон-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [93] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105



0.0109
Яндекс.Метрика