IMG�69 (2)

Ni rysunku 4 I2c pokazano połączenia kondensatora o impedancji Z, z zaciskami mostka, gdy mierzona jest pojemność główna Cu Zaciski kondensatora 1-2 łączone są z zaciskami mostka odpowiednio C i B, a zacisk ekranu 0 z masą-ziemią (oznacza to połączenie z ekranem mostka, bo punkt A w mostku jest uziemiony i połączony z ekranem. Po zrównoważeniu mostka wskazania przedstawiać będą wartość pojemności Cu, a pojemności sprzężeń Cu oraz Cm Jest tak dlatego, bo przy tak wykonanym połączeniu pojemność C/o jest równolegle połączona do zwojów N,, obciąża prądem to uzwojenie, ale od tego nie zależy praktycznie stan równowagi mostka Podkreślaliśmy już. Ze impedancja zwarciowa IDN jest bardzo mała, tak więc po obciążeniu prądem napięcie na zaciskach wyjściowych IDN w obwodzie Cu nie zmieni się (istotnie), co oznacza, że do komparatora prądów popłynie ten sam prąd wynikający z Cu, który płynąłby bez takiego dodatkowego obciążenia IDN

Równocześnie przy tym samym połączeniu pojemność sprzężenia Cm jest równolegle połączona z uzwojeniem n, komparatora KP, bocznikuje go. Wiemy jednak, że w stanie zrównoważenia mostka na takim uzwojeniu napięcie powinno być praktycznie równe zero, bo w komparatorze „strumień magnetyczny jest wygaszony". Zerowe napięcie wywoła zerowy prąd w obwodzie kondensatora i tym samym obecność pojemności Cm w obwodzie me naruszy stanu równowagi komparatora, a tym samym mostka

Na rysunku 4.12d pokazano połączenia kondensatora z zaciskami mostka, gdy mierzona jest pojemność sprzężenia C<«: zacisk 2 kondensatora połączony jest z masą, a pojemność Cu połączona jest z zaciskami pomiarowymi mostka Tym razem uzwojenie N, dzielnika bocznikowane jest przez pojemność Cu, a uzwojenie komparatora n, - przez pojemność Cm Skutki takich połączeń są identyczne jak poprzednio przy pomiarze pojemności Cu, równowaga mostka wynikać będzie tylko z pojemności C/o

Podobnie można przeanalizować pomiar pojemności Cjo realizowany przy połączeniach pokazanych na rys. 4,12e.

Zauważymy na koniec, że skutki takich zjawisk - bocznikowania ramion mostka przez pojemności sprzężeń - nie byłyby obojętne dla równowagi mostka impedancyjnego W ramionach takiego mostka są impedancje (raczej duże!), które zbocznikowane przedstawiałyby inną wielkość w danym ramieniu mostka, a ten stan wymagałby innego zrównoważenia mostka i tym samym prowadziłby do innego wyniku pomiaru. Można by poszukiwać innych połączeń, ale zawsze któraś z pojemności sprzężeń wyznaczy inny niż oczekiwany stan równowagi i odpowiednie, nie to właściwe, wskazanie przyrządu.

5. Ćwiczenia laboratoryjne

5.1.    Badanie właściwości dynamicznych przyrządu pomiarowego

5.1.1.    Wprowadzenie

Właściwości dynamiczne przyrządu są obserwowalne jako zachowanie się wskazań przyrządu w funkcji czasu, gdy zaszła lub zachodzi zmiana wielkości mierzonej Właściwości dynamiczne można obserwować w stanie przejściowym (nieustalonym) lub w stanie ustalonym W stanie przejściowym wskazania przyrządu mogą osiągać stan ustalony w różnym trybie (oscylacyjnie, nieoscylacyjnie), a w każdym trybie wskazanie może z różną szybkością dochodzić do stanu ustalonego. W stanie ustalonym skutki właściwości dynamicznych można obserwować po dłuższym okresie czasu jako „nienadążanie wskazań" za zmianami wielkości mierzonej, gdy wielkość mierzona zmienia się okresowo Dla każdego przypadku jest charakterystyczne to, że wskazania przyrządu w funkcji czasu nie odwzorowują dokładnie przebiegu wielkości mierznonej - jak to się mówi - ze względów dynamicznych

Znajomość właściwości dynamicznych przyrządu jest potrzebna zarówno przy wykonywaniu pomiarów statycznych (czyli pomiaru wielkości niezmieroającej się w funkcji czasu, pomiar wielkości stałej), jak i przy wykonywaniu pomiarów dynamicznych danym przyrządem (pomiar wielkości chwilowej zmieniającej się w czasie). W pierwszym przypadku z właściwości dynamicznych wynika niezbędny czas oczekiwania na ustalony wynik pomiaru, tzw czas odpowiedzi przyrządu, tj. czas, po którym wystąpi ustalone wskazanie przyrządu, ustalone z zadaną dokładnością. Czas oczekiwania (na wynik) wyznacza największą możliwą częstotliwość powtarzania pomiaru danym przyrządem, ważna cecha użytkowa przyrządu W drugim przypadku, tj. przy wykonywaniu pomiarów dynamicznych, z właściwości dynamicznych wynika ograniczona przydatność przyrządu do pomiaru stanu chwilowego wielkości zmieniającej się w funkcji czasu. W takich okolicznościach powstawać bowiem będzie błąd dodatkowy przyrządu, tzw błąd dynamiczny (zmienny w czasie), wystąpi dodatkowa przyczyna rozbieżności pomiędzy wskazaniem w danej chwili a odpowiadającym mu stanem wielkości mierzonej w tejże chwili. Błąd dynamiczny można rozpatrywać w stanie ustalonym wskazań przyrządu, gdy wielkość mierzona jest okresowo zmienna lub w stanie przejściowym, gdy np występuje jednorazowa zmiana wielkości mierzonej (np. zmiana skokowa wielkości mierzonej).

W ćwiczeniu obiektem badań jest przetwornik (przyrząd) elektromechaniczny działający na zasadzie magnetoelektrycznej (patrz: p. 3.6.7). Ze względów dydaktycznych do badań w stanach dynamicznych wybrany został przyrząd takiej konstrukcji, ponieważ można bezpośrednio i fizycznie (zmysłowo) obserwować jego zachowanie się w stanach dynamicznych Po drugie, ponieważ właściwości dynamiczne tego przyrządu da się łatwo „przestrajać”, łatwo określić aktualny stan fizyczny wielkości (parametrów), które warunkują obserwowaną dynamikę. Pod względem właściwości dynamicznych przyrząd ten może być ogólnie reprezenta-