Исследование мостовой измерительной схемы постоянного тока

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств

Отчет

по дисциплине «Технические измерения и приборы»

Лабораторная работа №2

«Исследование мостовой измерительной схемы постоянного тока»

Санкт-Петербург

Цель работы: на основе компьютерной симуляции мостовой измерительной схемы (МИС) изучить закономерности изменения ее параметров: чувствительности, нелинейности.

Основные теоретические сведения

Для упрощения расчетов измерительных мостовых схем используют следующие приближения. считают, что внутреннее сопротивление источника питания постоянного напряжения пренебрежительно мало (Ri=0).

Рис. 1. Мостовая схема U0 — напряжение питания; Ri — внутреннее сопротивление источника питания; R1 — R4 — сопротивления плеч моста; R5 — сопротивление диагонали

Сопротивление резистора в диагонали моста R5 намного больше сопротивлений остальных резисторов моста R1 — R4, т.е. можно принять, что R5=∞. При этих приближениях обе стороны моста R1 — R4 и R2 — R3 представляют собой ненагруженные делители напряжения общего источника питания.

Расчет напряжения диагонали мостовой схемы. Рассчитаем Диагональ, обозначенная на рисунке AB - называется диагональю питания. В неё включен источник питания. Диагональ CD называется измерительной диагональю. В нее включен указатель равновесия.

Выведем условия равновесия моста.

В равновесном режиме Iур=0. Это условие выполняется когда:

I1R1 = I2 R2

I3 R3 = I4 R4

Из первого закона Кирхгофа, с учетом того, что Uóð = 0 и Ióð = 0 следует:

I4 = I1 и I3 = I2

Принимая во внимание все вышесказанное можно записать:

I1R1 = I2 R2

I3 R3 = I4 R4

или

R_1/R_4 =R_2/R_3

Выражение R1R3 = R2 R4 - является условием равновесия моста.

Выходное напряжение и его нелинейность для различных конфигураций мостов представлены на рис. 2.

Рис.2. Выходное напряжение и его нелинейность для различных конфигураций мостов

Относительная чувствительность моста по току и по напряжению определяются как:

S_I=(∆I_ур)/∆R - чувствительность моста по току.

S_U=(∆U_ур)/∆R - чувствительность моста по напряжению.

∆I_ур,∆U_ур – изменение силы тока и напряжения в измерительной диагонали.

Выполнение работы

Ниже представлена измерительная схема, выполненная в программном продукте Multisim.

Рис. 3. Измерительная схема