POLITECHNIKA ÅšWI
TOKRZYSKA
W KIELCACH
WYDZIAA
ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI
I INFORMATYKI
LABORATORIUM METROLOGII (I)
INSTRUKCJA LABORATORYJNA
TEMAT ĆWICZENIA:
NIEZRÓWNOWAŻONE MOSTKI PR
DU STAA
EGO
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
2
Mostek czteroramienny niezrównoważony.
Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości metrologicznych mostka
niezrównoważonego prądu stałego. Ćwiczenie polega na eksperymentalnym
wyznaczeniu charakterystyk mostka niezrównoważonego i porównaniu ich
z charakterystykami teoretycznymi.
1. Charakterystyka przetwarzania mostka niezrównoważonego.
Charakterystyka przetwarzania niezrównoważonego mostka prądu stałego nazywa
się zależność prądu I w gałęzi wyjściowej od względnej zmiany rezystancji jednego z
ramion np. R1
ëÅ‚
"R1 öÅ‚
ìÅ‚
÷Å‚
I = f
ìÅ‚
R1 ÷Å‚
Å‚Å‚
íÅ‚
A I
R1+"R1 R2
C D
Rg
R4
R3
B
E
Przy niewielkich zmianach rezystancji np. R1 o " R1 i stałej napięcia zasilającego
mostek, prąd I jest z pewnym przybliżeniem liniową funkcja tych zmian. Ta właściwość
mostka niezrównoważonego jest wykorzystywana w układach do pomiaru wielkości
nieelektrycznych metodami elektrycznymi.
Jeżeli ograniczyć się do rozpatrywania małych odchyleń od stanu równowagi
mostka, można w oparciu o metodę schematów zastępczych Nilszteina wyprowadzić
zależność określającą prąd w gałęzi pomiarowej, w której postać jest następująca:
ëÅ‚ I1 Å" Ä öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
I = (1)
1
ìÅ‚
(R + R )÷Å‚"R
íÅ‚ AB G Å‚Å‚
gdzie:
U
Z
I1 =
R1 + R2
UZ - napięcie zasilania mostka
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
3
Mostek czteroramienny niezrównoważony.
R2 + R4
Ä =
R1 + R2 + R3 + R4
R1 Å" R R Å" R
2 3 4
R = +
AB
R1 + R R + R
2 3 4
Charakterystykę przetwarzania mostka sterowanego równoczesną zmianą
rezystancji wszystkich ramion można określić dla małych wartości "R1, "R2, "R3, "R4
w sposób podobny. Wówczas charakterystykę przetwarzania określa zależność:
U îÅ‚ Å‚Å‚
"R1 "R2 "R3 "R4
Z
I = + + + (2)
ïÅ‚
4(RAB + R5 ) R1 R2 R3 R4 śł
ðÅ‚ ûÅ‚
2. Pomiary.
2.1. Wyznaczanie charakterystyk przetwarzania.
Na rys.2 przedstawiono schemat układu pomiarowego:
R5
A
R1 R2
C D
µA
R4
R3
B
V
Zasilacz
U=5-8V
Na schemacie tym oznaczono:
R1, R2, R3, R4, R5  oporniki dekadowe
µA  mikroamperomierz magnetoelektryczny
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
4
Mostek czteroramienny niezrównoważony.
ëÅ‚ öÅ‚
"R1
ìÅ‚ ÷Å‚
Należy wyznaczyć I = f dla kilku ustalonych wartości R2, R3, R4 i E
ìÅ‚ ÷Å‚
R1
íÅ‚ Å‚Å‚
Pomiary przeprowadzić dla:
"R1 "R1 "R1
I'= I''= I'''=
R1 R1 R1
R1 = 1500 &! R1 = 1500 &! R1 = 1500 &!
R2 = 500 &! R2 = 1500 &! R2 = 3000 &!
R3 = 150 &! R3 = 500 &! R3 = 1500 &!
R4  obliczyć z równania dla stanu równowagi mostka
"R1
I = = (-0,15 ÷ +0,15 co 0,01)
R1
U = 5 ÷ 8 V
Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:
"R1
-0,15 & & 0,00 & & +0,15
R1
I [µA]
W oparciu o otrzymane wyniki wykonać wykresy:
ëÅ‚ öÅ‚ "R1
"R1
ìÅ‚ ÷Å‚
I = f przy = (-0,15 ÷ +0,15)
ìÅ‚ ÷Å‚
R1 R1
íÅ‚ Å‚Å‚
ëÅ‚ öÅ‚
"R1
ìÅ‚ ÷Å‚
Na wykresie nanieść krzywe I = f obliczone według zależności (1).
ìÅ‚ ÷Å‚
R1
íÅ‚ Å‚Å‚
3. Literatura.
" Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Metrologia elektryczna, WNT, Warszawa 2003;
" Kaczmarek, Z., Pomiary wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi,
Politechnika Świętokrzyska skrypt nr 165, Kielce 1988.