IMG�61 (2)

takiego połączenia, to fizycznie mógłby on stanowić jakby część prądu rezystora i wynik pojmani rezystancji byłby zaniżony

Już podkreślaliśmy, te naturalnym sposobem pomiaru rezystancji jest porównywanie jej z rezystancją wzorcową poprzez porównywanie spadków napięć na tych rezystancjach, gdy obie znajdują się w obwodzie prądu stałego, a ściślej mówiąc porównanie oznacza tu wyznaczenie stosunku takich napięć Takie napięcia można mierzyć i wyznaczać (numerycznie) ich stosunek, a można też nie mierzyć i wyznaczać układowo stosunek między nimi, np za pomocą przetwornika a/c o podwójnym całkowaniu (gdzie dopiero w końcowym kroku działań otrzymuje się liczbę wyrażającą stosunek) Wyznaczanie układowo (analogowo) tego stosunku zaproponował 150 lat temu Wheatstone za pomocą sieci rezystorów zwanej mostkiem jego imienia (rys 4.6).

■ b

Ryj. 4.6. Schematy mostków; a - Whcatstone’a i b - Thomsona

Wheatstone rozumował następująco. Gdy do szeregowo połączonych rezystancji R_a i R_m, przez które płynie prąd // ze źródła zasilania U,, dołączymy równolegle gałąź z rezystancjami Ri i R}, to da się wskazać taki punkt D w tej gałęzi, którego potencjał będzie taki sam jak punktu C (rys 4 6a) w gałęzi R. i R_m Osiągnie się to wówczas, gdy spadki napięcia U, i Ui oraz odpowiednio U_m i Uj będą sobie równe. Czyli ma być

R I R 1

r,i, «/?,/j oraz rt„/| "Hj/j. z czego wynika, źe ---*■■■- = ¹ ---,

"w'l "2 ‘l

a z tego ostatniego wyrażenia wynika, że

(4.8)

Otrzymujemy więc zależność między rezystancjami sieci i tylko między rezystancjami, z której można wyznaczyć nieznaną rezystancję R„ gdy znane są rezystancje R_m, Ri, i Ri. Potrzebny stan elektryczny sieci można uzyskać, gdy np rezystor R_m albo Ri (albo też Ri) jest rezystorem nastawnym Wówczas obserwując wskazania detektora zera D możemy doprowadzić do zrównania potencjałów w węzłach C i D (wykorzystujemy w tym celu możliwość nastawiania rezystancji) Inaczej mówiąc oznacza to, że napięcie Uco na detektorze D doprowadzamy do zera Zauważmy, że końcowa zależność jest zależnością tylko między rezystancjami sieci (inne wielkości fizyczne nie występują!), czyli taka sieć jest komparatorem rezystancji

Sieć o schemacie jak na rys 4 6, która jest komparatorem rezystancji, tradycyjnie nazywa się mostkiem Wheatstone’a, gałęzie z rezystorami nazywane są ramionami mostka, gałąź źródła zasilania AB - przekątną zasilania, gałąź detektora CD - przekątną detektora (albo też - przekątną wskaźnika równowagi) Stan elektryczny mostka, w którym AA/,-') nazywany jest stanem równowagi, a o mostku mówimy wówczas, Ze jest zrównoważony

Otrzymana zależność (4 8) jest modelowym (wyidealizowanym) warunluem równowagi mostka, ponieważ nie uwzględnia zjawisk występujących w realnej sieci zbudowane; z rezystorów Rezystory łączymy przewodami, a przewody mają jakieś własne rezystancje, które dodają się do rezystancji, łączonych przewodami, rezystorów i zmieniają (konkretnie - zwiększają) rezystancje w ramionach mostka Po drugie w gałęziach, na stykach połączeó mogą występować SEM termoelektryczne (lub ogólnie kontaktowe), które dodają się do spadków napięć t wpływają na warunek równowagi (4 8) Ostatecznie osiągamy równowagę mostka ale nie tę wynikającą z rezystancji O istnieniu SEM można się przekonać zamieniając bieguny źródła zasilania w zrównoważonym mostku (SEM termoelektryczne pozostaną nie zmienione, gdy zewnętrzne napięcie zmieni znak’). Z zasady w takich okolicznościach stwierdzimy naruszenie równowagi i konieczność nowego równoważenia, a ewentualny nowy stan równowagi uzyskamy przy innej nastawie

Po trzecie za stan zrównoważenia przyjmujemy zerowe wskazanie detektora zera. ale detektor nie reaguje na odpowiednio małe napięcie Uco, więc teoretyczny stan równowagi i faktyczny nie muszą się pokrywać.

Są to wszystko realne zjawiska, które sprawiają że zależność (4 8) zastosowana do realnego układu tylko w przybliżeniu wyraża związek między wyróżnionymi w niej rezystancjami. Ale nie można też zapominać, że wartości występujących w mej znanych rezystancji są określone tylko nominalnie, a więc mogą być inne w granicach ich błędów dopuszczalnych Nieokreśloność ich wartości przeniesie się na nieokreśloność wyznaczanej na ich podstawie wartość R,, tak że otrzymana wartość R, będzie niepewna również ze względu na niepewne wartości znanych rezystancji. Na podstawie równania (4 8) i zasad składania niepewności (względnych - 1 121) można wyznaczyć niepewność wypadkową Przykładowo można powiedzieć, że względna niepewność wypadkowa - wynikająca z błędów dopuszczalnych rezystorów - będzie S razy większa niż niepewność każdej z rezystancji, gdyby błędy dopuszczalne względne każdej były jednakowe.

Rozpatrzone zostały fakty, które pomiarowiec, a dokładniej konstruktor i wytwórca mostka muszą uwzględnić, żeby mieć podstawę deklarowania uzasadnionej dokładności Okazuje się, że wykonanie dokładnego mostka jest trudne i kosztowne Tylko przy bardzo starannym wykonaniu mostka (i bardzo starannym jego użyciu) można osiągnąć dokładność, która jest osiągalna dla funkcji pomiaru rezystancji w multimetrach cyfrowych me najwyższej dokładności Na przykład mostek o błędzie dopuszczalnym ±0.01% lub o błędzie trochę mniejszym jest mostkiem dużej dokładności, a takim błędem dopuszczalnym charakteryzują się multimetry cyfrowe nie największej dokładności Dodatkowo należy zauważyć, że wykonanie takiego mostka byłoby droższe niż dokładnego omomierza cyfrowego jako jednej z funkcji dokładnego multimetru Tak więc stosowanie innych przyrządów nu elektroniczne cyfrowe omomierze do typowych pomiarów średniej wartości rezystancji ze średnią i lepszą dokładnością nie jest racjonalne. Potrzebne bowiem tu układy elektroniczne me są drogie, a przydatność techniczna cyfrowego omomierza elektronicznego jest znacznie lepsza

Tylko jeden sposób wykorzystania mostka Wheats!one'a jest dziś szerzej użyteczny -jako układu niezrównoważonego W tym zastosowaniu układ pełni funkcję przetwornika zmiany rezystancji (przyrostu rezystancji ±AR,) na napięcie stałe Gdy w mostku pierwotnie zrównoważonym dla rezystancji R" zmieni się jej wielkość o ±AR,, to na przekątnej detektora wystąpi napięcie Uco, które jest jednoznaczną funkcją ±AR„ tj nawet znak napięcia może byc zgodny ze znakiem przyrostu AR, Układ staje się przetwornikiem pomiarowym o równaniu przetwarzania Uco^m KAR.), które dla małych wartości AR, jest nawet dość dokładme liniowe Układ jest szczególnie cenny w zastosowaniu do pomiarów właśnie względnie małych AR,

199

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
IMG?61 (2) takiego połączenia, to fizycznie mógłby on stanowić jakby część prądu rezystora i wynik p
71603 Strona00075 - 75 - 60# Most dc zmienny Połączenie to jest często używane jako podstawowa część
page0364 3Ó2 PLATOM. stanowczej l), tłumaczy się to tern, że on szuka dowodów na nie-zniszczalność d
Informacja do zadań 35.-36. Glikozydy to grupa związków organicznych stanowiących połączenie cukrów
wójta, który jest chłopem. Nie martwi go także to, że mógłby stracić swoje stanowisko: wie, że człow
wójta, który jest chłopem. Nie martwi go także to, że mógłby stracić swoje stanowisko: wie, że człow
Heffernan, William Scarred F A savage serial killer— and the one cop tough enough to take h
img103 (14) Państwo wyrzuca, przy tym zawsze błoga nadzieja stoi i karmi jego starość. Jak to i Pind
kscan02 stanów. Oznacza to, że wartości energii stanów oscylacyjnych dla oscylatora harmonicznego m
skanuj0016 Kotek Pobaw się z kotkiem i zrób to samo, co on. Potem opowiedz, co robił kotek. Zrób koc
img564 Połącz to. co do siebie pasuje.

więcej podobnych podstron