Лекции.ИНФО


Измерение емкости и тангенса угла потерь



 

Если сопротивления смежных плеч моста и – активные, – образцовое, а – измеряемое, то из условия равновесия или , что возможно только при . Т. о., сопротивления и могут быть или оба емкостными, или оба индуктивными. Т. к. в качестве образцовой меры в мостах переменного тока применяется конденсатор, следовательно, также должно быть емкостным. При этом . В выражении присутствует отношение сопротивлений балансных плеч , поэтому такие мосты называют мостами с отношением балансных плеч.

Схемы мостов переменного тока с отношением балансных плеч для измерения емкости конденсатора с малыми и большими потерями представлены на рис. 3. Плечи отношений составлены из резисторов и . В плечо сравнения включают образцовые резистор и конденсатор .
Равновесие схемы определяют по гальванометру Н.

1) Рассмотрим схему для измерения емкости конденсатора с малыми потерями (рис. 3, а), для которой справедливо

.

Приведя к общему знаменателю и приравняв действительные и мнимые части справа и слева, получим выражения для и .

,

.

Тангенс угла потерь для конденсатора с малыми потерями

.

2) Условие равновесия для схемы измерения емкости конденсатора с большими потерями (рис. 3, б) выглядит так

.

При равновесии моста измеряемую емкость определяют по показаниям магазина образцовых конденсаторов

,

а сопротивление – по показанию магазина образцовых резисторов

.

Тангенс угла потерь для конденсатора с большими потерями

.

Если , то и .

 

Измерение индуктивности и добротности

 

 
 

Рассмотрим схему моста переменного тока, когда и являются активными сопротивлениями, – образцовым, а – измеряемым. Из условия равновесия или , что возможно только при . Следовательно, одно из сопротивлений или должно быть емкостным, а другое – индуктивными. При этом . В выражении присутствует произведение сопротивлений балансных плеч , поэтому такие мосты называют мостами с произведением балансных плеч.

Индуктивность, взаимную индуктивность и добротность измеряют мостом переменного тока с произведением балансных плеч (рис. 4). Если добротность катушки индуктивности , используют схему, представленную на рис. 4, а, а если – рис. 4, б. В образцовое плечо включают образцовые резистор и конденсатор (магазины образцовых резисторов и образцовых конденсаторов), с помощью которых уравновешивается мост.

1) Рассмотрим схему (рис. 4, а) для измерения индуктивностей катушек, с низкой добротностью. Запишем для неё условие равновесия

.

Путем несложных преобразований, приравняв действительные и мнимые части слева и справа, получим

,

.

Добротность катушки индуктивности определяется выражением

.

Взаимную индуктивность измеряют мостом переменного тока при согласном и встречном включениях двух катушек. Сначала, например, соединяют катушки согласно (конец первой катушки с началом второй), включают их в плечо измеряемой индуктивности и, уравновесив мост, вычисляют общую для двух катушек индуктивность . Затем соединяют катушки встречно, включают их в плечо измеряемой индуктивности, уравновешивают мост и по той же формуле вычисляют общую индуктивность . Взаимную индуктивность вычисляют по формуле .

 

Погрешность моста переменного тока

 

Погрешность моста переменного тока определяется:

- погрешностью отдельных элементов его схемы;

- влиянием сопротивления соединительных проводов;

- изменением параметров источника питания, индикатора равновесия;

- погрешностью градуировки шкал у конденсаторов переменной емкостью, сопротивлений резисторов и др.;

- неполным учетом реактивных составляющих в активных сопротивлениях и активных составляющих в реактивных сопротивлениях.

Для уменьшения погрешности мост переменного тока питают через разделительный трансформатор, при этом мост заземляется так, чтобы влияние паразитных емкостей и утечек было минимально возможным.

 

Универсальный мост Е7-11

 

Универсальный мост Е7-11 предназначен для измерения сопротивления, емкости, индуктивности, добротности и тангенса угла диэлектрических потерь, а так же имеет дополнительно возможность измерения емкости нелинейных элементов (варикапов, диодов, стабилитронов и др.).

Диапазон измерения сопротивлений от 0,1 Ом до 10 МОм; емкости от 0,5 пФ до 1000 мкФ; индуктивности от 0,3 мкГн до 1000 Гн.

Погрешность измерения всех величин, кроме добротности, не превышают 2 %. Рабочие частоты 100 и 1000 кГц; имеется возможность подключения внешнего генератора с диапазоном частот от 100 Гц до 3 кГц.

 
 

Схема прибора представляет собой четырехплечий мост и состоит из четырех блоков (рис. 5). Питание прибора осуществляется постоянным напряжением 22 В от отдельного блока питания БП, состоящего из выпрямителя и умножителя на два частоты 50 Гц. Генератор состоит из собственного генератора частотой 1000 Гц и усилителя частоты 100 Гц.

Индикатор равновесия ИР состоит из электронного усилителя, полупроводникового преобразователя переменного тока в постоянный и микроамперметра магнитоэлектрической системы. Индикатор равновесия должен обладать высокой чувствительностью с возможностью её регулирования в весьма широком диапазоне. Напряжение разбаланса может меняться от нескольких вольт в начале уравновешивания до микровольт в конце уравновешивания. Для этой цели служит четырехкаскадный усилитель.

Основным блоком прибора является измерительный четырехплечий мост ИМ, имеющий переключатель рода измерений №1 (рис. 6) для коммутации плеч моста и создания схем измерения параметров R, L, C. При всех видах измерений измеряемый элемент включают в плечо .

При измерении сопротивления все элементы плеч моста – активные резисторы, для измерения емкости формируется схема с отношением плеч, а при измерении индуктивности – с произведением. При измерении индуктивности с добротностью менее 0,5 в образцовое плечо включены и - параллельно, при добротности более 0,5 – последовательно. Сопротивление служит для отсчета .

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 157;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная