Измерительные мосты переменного тока и их использование

СОДЕРЖАНИЕ:

Мосты переменного тока. Условия равновесия. Основные типы мостов переменного тока

Мостовые схемы нашли широкое применение в электроизмерительной технике. Они дают возможность измерять параметры электрических цепей. Широкое применение мостовых схем объясняется высокой точностью измерений, большой чувствительностью и возможностью измерения различных физических величин. Наибольшее распространение для измерения больших и малых величин сопротивлений получили схемы одинарного и двойного моста. Одинарные мосты применяются для измерения средних сопротивлений от 10 Ом до 100 МОм. Для измерения малых величин сопротивлений 10 Ом и меньше применяются двойные мосты, в которых влияние величин вызывающих погрешность измерения сведены к минимуму.

При измерении сопротивлений или при расчете мостовой схемы важно выбирать параметры моста таким образом, что бы мост обладал необходимой чувствительностью. Основная погрешность моста состоит из ряда составляющих: погрешности подгонки сопротивления; погрешности, вызываемой сопротивлением монтажных проводов и переходных контактов; погрешности от термо-ЭДС; погрешности отсчета; погрешности от недостаточной чувствительности схемы и нуль индикатора. Чем выше требуемая точность измерения, тем выше должна быть чувствительность моста, поэтому чувствительность необходимо определять при каждом измерении и следить за тем, чтобы она обеспечивала заданную точность.

Условия равновесия.Одним из широко применяемых средств измерения и контроля являются мосты переменного тока. Если для мостов постоянного тока имеется одно условие равновесия и, следовательно, уравновешивание моста может быть достигнуто изменением сопротивления одного из плеч моста, то для достижения равновесия мостов переменного тока необходимо регулировать не менее двух параметров схемы. Для мостов переменного тока имеет значение сходимость моста. Сходимость мостов переменного тока — это возможность достижения состояния равновесия определенным числом переходов от регулировки одного параметра к регулировки другого.

Все мосты переменного тока можно разделить на две группы:

Частотонезависимые — уравновешенные при одной частоте и сохраняющие равновесие при изменении частоты источника питания.

Частотозависимые — характеризуются тем, что в условии равновесия имеется частота, входящая в выражение реактивных составляющих сопротивления.

Мосты переменного тока служат для наиболее точного измерения параметров цепей переменного тока в широком диапазоне частот. При помощи таких мостов чаще всего измеряют: емкость, индуктивность, тангенс угла диэлектрических потерь диэлектриков, коэффициент добротности катушек и т.п. Мосты различаются по количеству плеч, характеру и схеме включения плеч в мостовую схему. Так как плечи моста переменного тока могут состоять из самых различных комбинаций сопротивлений, емкостей, индуктивностей, многообразие мостов переменного тока, области их применения и возможности гораздо шире, чем у мостов постоянного тока.

Применяемые схемы мостов переменного тока по существу являются разновидностями четырехплечего моста, так как они при помощи преобразований треугольник- звезда и звезда- треугольник всегда могут быть приведены к четырехплечей схеме. Большое распространение получили четырехплечие мосты, у которых два плеча состоят из комплексных, а два других плеча — из активных сопротивлений. Особенно большое распространение получили мосты, работающие на повышенных частотах: 100, 1000 и более Гц. Питание этих мостов осуществляется от звуковых генераторов; в качестве указателя равновесия используют электронные нулевые индикаторы. Согласно ГОСТ 9486-69 мосты переменного тока подразделяются на следующие классы: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5.

Мостовые схемы измерителей параметров элементов

Для измерения параметров элементов цепей методом сравнения применяют мосты. Сравнение измеряемой величины (сопротивления, индуктивности, емкости) с образцовой мерой при помощи моста в процессе измерения осуществляют вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе. Мостовые схемы обладают высо­кой чувствительностью, большой точностью, широким диапазоном измеряемых значений параметров элементов. На основе мостовых методов строят средства измерения, предназначенные как для изме­рения какой-либо одной величины, так и универсальные аналоговые и цифровые приборы.

Существует несколько разновидностей мостовых схем измерения элементов R, L, С: четырехплечие, уравновешенные, неуравновешен­ные и процентные. Управление этими мостами может осуществляться как вручную, так и автоматически.

Наибольшее распространение получили схемы четырехплечих уравновешенных мостов (рис. 14.4). Для установления равновесия электронный или цифровой нуль-индикатор НИ включают в диаго­наль уравновешенного моста ( рис. 14.4, а). Сопротивления четырехплечего моста в общем случае имеют комплексный характер:

где Z1, Z2, Z3, Z4,- модули комплексных сопротивлений; φ1, φ2, φ3, φ4 — их соответствующие фазы.

Рис. 14.4. Структурные схемы четырехплечих мостов:

а — обобщенная; б — для измерения активных сопротивлений

Условия равновесия моста определяются равенствами:

Для выполнения этих равенств необходимо наличие в плечах моста элементов с регулируемыми параметрами. Для обеспечения условия равенства амплитуд (14.8) наиболее удобно применять образцовое (эталонное) регулируемое активное сопротивление. Условий равновесия фаз (14.9) может выполнить эталонный конденсатор ем­костью Со
с малыми потерями.

14.3.1. Измерение параметров элементов на постоянном токе

Схема четырехплечего уравновешенного моста постоянного тока для измерений активных сопротивлений представлена на рис. 14.4, б. Ток в диагонали моста в момент измерения активного сопротивления устанавливают равным нулю. Согласно условию (14.8), для рав­новесия моста необходимо, чтобы выполнялось равенство RХR4
= R2R3
, откуда неизвестное сопротивление

Для достижения равновесия моста с активными сопротивлении-ми достаточно иметь один регулируемый параметр (например, сопро­тивление резистора R4), как показано на рис.14.4, б. Пределы изме­ряемых сопротивлений для этих мостов составляют от 10-2
до 107 Ом; погрешности измерения — от долей процента до нескольких процен­тов в зависимости от диапазона измерения.

Показанная на рис. 14.4, б схема моста может быть частично реа­лизована на цифровых элементах. Для этого регулируемый резистор изготавливают в виде набора сопротивлений, выполненных в соот­ветствии с двоично-десятичным кодом. Сопротивления поочередно включают в плечо измерительного моста до тех пор, пока мост не уравновесится. Положение ключей характеризует код измеряемой ве­личины, поступающий затем на цифровое отсчетное устройство.

14.3.2. Измерение индуктивностн, емкости и тангенса угла потерь мостами переменного тока

Схемы четырехплечих мостов на переменном токе для измере­ния индуктивности и добротности катушек показаны на рис. 14.5.

В них используют источники гармонического тока с напряжени­ем U и угловой частотой ω. Эти четырехплечие мосты обеспечивают наилучшее уравновешивание. Эквивалентные схемы замещения для катушек индуктивности с потерями могут быть последовательными или параллельными в зависимости от потерь, отраженных активным сопротивлением.

Рисунок 14.5. Мостовые схемы измерения индуктивности и добротности

с образцовыми элементами:

а – катушкой; б — конденсатором

Условие равновесия моста для схемы, показанной на рис. 14.5, а:

где Lx и Rx
— измеряемые индуктивность и сопротивление омических потерь в катушке; Lо
и Rо — образцовые индуктивность и сопротивление.

Приравняв действительные и мнимые члены в (14.11), находим:

Поскольку изготовление высокодобротных образцовых катушек вызывает определенные трудности, часто в качестве образцовой меры в мостах переменного тока применяют конденсатор (рис. 14.5, б). Для этой схемы справедливо

Если в данном уравнении приравнять отдельно вещественную н мнимую части, то получим следующие выражения для определения параметров катушки индуктивности:

RХ = R2R3/Ro; LХ = CоR2R3. (14.14)


= ωLх /Rх = RoωCo
(14.15)

Для измерения емкости и тангенса угла потерь конденсаторов с дос­таточно малыми потерями применяют мостовую схему, показанную на рис. 14.6, а (последовательное соединение СХ и Rx), а с большими потеря­ми — на рис. 14.6, б (параллельное соединение Сх и Rx).

Рисунок. 14.6. Мостовые схемы измерения емкости и
тангенса угла со значениями потерь конденсаторов:
а — малыми; б – большими

Условие равновесия для схемы, показанной на рис. 14.6, а:

Разделив вещественную и мнимую части этого выражения, полу­чим формулы для определения параметров конденсатора:

Тангенс угла потерь конденсатора

tg δх = ωCхRх
= ωСоRо
(14.17)

Для моста с параллельным соединением элементов Сх и Rx
(см. рис. 14.6, б) условие равновесия имеет следующий вид:

При параллельной схеме замещения конденсатора eгo тангенс угла потерь определяется выражением

Уравновешивание схем обеспечивают поочередным регулирова­нием переменных образцовых сопротивлений или емкостей. Эту про­цедуру называют шагами, а количество шагов определяет сходимость моста. Мост с хорошей сходимостью имеет не более пяти шагов.

Мосты переменного тока используются на низких частотах (500. 5000 Гц), поскольку при работе на повышенных частотах по­грешности измерения резко возрастают. Погрешность измерений моста переменного тока определяют погрешности элементов обра­зующих мост, переходных сопротивлений контактов и чувствитель­ность схемы. Мосты переменного тока больше, чем мосты постоянного тока, подвержены влиянию помех и паразитных связей между плечами, плечами и землей и т д. Поэтому даже при тщательном экранировании моста и принятии других мер защиты погрешности у мостов перемен­ного тока больше, чем у мостов постоянного тока.

Линейно-инверсный мост и мост модулированного тока

Для измерения параметров RLC-элементов традиционно используют мостовые измерительные схемы — мост Уитстона (рис. 30.1). В зависимости от используемой разновидности мостовой схемы шкалы приборов имеют линейный либо нелинейный характер (с растянутой частью шкалы). Общий недостаток линейных мостовых схем — узкий диапазон измерений.

Мостовая схема, сочетающая возможность измерения параметров RLC как в схеме линейного, так и в схеме инверсного моста (рис. 30.1 — 30.3), позволяет заметно расширить диапазоны измеряемых значений [Рл 3/01-30].

Рис. 30.1. Схема линейного моста

На рис. 30.1 и 30.2 показаны, соответственно, схемы линейного и инверсного мостов, в таблице 30.1 — основные соотношения элементов мостов и расчетные формулы для определения искомого значения (на примере определения Rx). Множитель диапазона К кратен десяти. В качестве элемента балансировки моста должен быть использован специальный потенциометр. Это может быть многооборотный (десятиоборотный) потенциометр со счетчиком оборотов и линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота, либо однооборотный проволочный потенциометр с редуктором, либо магазин сопротивлений (двух, трехдекадный набор последовательно включаемых эталонных сопротивлений). Шкала градуируется от 0 до 1,00 с дискретностью отсчета не хуже 0,01 ед. Для решения учебно-исследовательских задач в качестве такого потенциометра допустимо использовать однооборотный потенциометр с линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота.

Рис. 30.2. Схема инверсного моста

Для повышения точности отсчета при создании прибора для измерений с повышенной точностью желательно использовать но-ниусную шкалу (как на микрометрах или штангенциркулях).

На рис. 30.3 приведен фрагмент практической блок-схемы линейно-инверсного моста. Переключатель SA1 выполняет одновременно несколько функций: позволяет отключать источник питания, а также переключать измерительный мост на питание от внешнего источника постоянного или переменного тока, внутреннего генератора переменного тока или источника постоянного тока. Резистор Rorp (рис. 30.2, 30.3) служит для ограничения тока короткого замыкания при измерении малых сопротивлений. Переключатель SA2 предназначен для изменения режима работы моста с линейного на инверсный. Для измерения параметров L и С (рис. 30.3) эталонный и неизвестный элементы включают вместо элементов R3 и R4 моста. В качестве нуль-индикатора РА1 может быть использован внешний измерительный прибор — милливольтметр переменного тока.

На рис. 30.4 показаны возможные пределы измерения мостовой схемы в зависимости от угла поворота оси (в долях или процентах) балансировочного потенциометра в линейном и инверсном включении моста. Использование инверсного включения моста позволяет расширить диапазон измерений параметров RLC на один, два порядка в сторону больших значений при сохранении возможности измерения меньших значений относительно эталонного значения в режиме линейного моста. Это позволяет заметно упростить конструкцию моста и сократить вдвое количество дорогостоящих дефицитных прецизионных (имеющих малое отклонение от номинала) элементов.

На рис. 30.5 приведена практическая схема линейно-инверсного моста, способного работать как на переменном, так и на постоянном токе от внутреннего или внешнего источника (генератора). В качестве внутреннего генератора звукового диапазона используется блокинг-генератор на транзисторе VT1. В генераторе может быть использован кремниевый транзистор типа КТ361. В случае отсутствия генерации выводы одной из обмоток трансформатора следует поменять местами. Частота генерации блокинг-генератора определяется свойствами трансформатора и постоянной времени R1C1, поэтому желателен подбор этих элементов.

Переключатель (выключатель) SA1 позволяет подавать питание на мост от внешнего генератора (источника постоянного или переменного тока), от внутренних звукового генератора или источника постоянного тока напряжением 4,5 В.

Переключатель SA2 переводит устройство в режим линейного или инверсного моста. В устройстве использовано минимальное количество прецизионных RLC-элементов. Эти элементы могут быть отобраны или составлены из обычных резисторов или конденсаторов с контролем полученной величины по цифровому измерительному прибору.

Диапазоны измерений линейного-инверсного моста составляют: от 1 Ом до 100 МОм, от 1 пФ до 100 мкФ, от 1 мкГн до 100 Гч.

В качестве индицирующего прибора при измерении на переменном токе желательно использовать высокоомные головные телефоны ТОН-1/ТОН-2; на постоянном токе — высокоомные измерительные приборы магнитоэлектрической системы. Кроме того, в качестве нуль-индикаторов можно подключить внешние измерительные приборы, например, милливольтметр переменного тока.

В качестве трансформатора Т1 можно использовать выходной или согласующий трансформатор от портативного радиоприемника.

На рис. 30.6 показана мостовая измерительная схема — мост модулированного тока. Питание моста осуществляется модулированным постоянным током, что позволяет использовать в качестве нуль-индикаторов измерительные и индикаторные приборы, чувствительные как к переменному, так и к постоянному току.

Рис. 30.7. Схема моста переменного тока Максвелла транзисторе VT1. Переключатель SA1 одновременно является выключателем устройства.

Рис. 30.7. Схема моста переменного тока Максвелла

Мост Уитстона, рис. 30.1, является далеко не единственной мостовой схемой, предназначенной для измерения сопротивлений, индуктивностей или емкостей. Для сопоставления на рис. 30.7 — 30.10 приведены мостовые схемы Максвелла (рис. 30.7), Хэя (рис. 30.8), Соти (рис. 30.9), Вина (рис. 30.10), названные так в честь предложивших их исследователей. При помощи этих приборов можно получить также сведения о тангенсе угла диэлектрических потерь конденсаторов, измерить величину добротности катушек индуктивности. Обозначения элементов моста условны. Для выполнения условия балансировки моста (нулевые показания индикатора) должно выполняться равенство соотношения элементов плеч моста.

Рис. 30.8. Схема моста переменного тока Хея

Рис. 30.9. Схема моста переменного тока Соти

Рис. 30.10. Схема моста переменного тока Вина

Общий принцип действия мостов переменного тока — подача питающего переменного напряжения и последующая балансировка моста при помощи регулируемых элементов. Стрелка измерительного прибора, милливольтметра переменного тока, при балансировке должна быть на нуле. Если в качестве индикатора баланса используются головные телефоны, в телефонах не должен прослушиваться звуковой сигнал.

Для нахождения неизвестного (определяемого) значения емкости, индуктивности, сопротивления регулируемые элементы мостов — потенциометры R2 и R3, либо заменяющие их наборы переключаемых эталонных резисторов, должны быть откалибро-ваны. Калибровочные значения могут быть нанесены на лимбы ручек регулирующих элементов.

Мостовые схемы, процесс их балансировки, а также принципы, заложенные в этом методе измерения, широко используют в радиоэлектронике: например, в балансных модуляторах, в измерительных приборах и преобразователях. В этой связи рекомендуется подробно изучить различные варианты мостовых схем, оценить перспективы их использования в своих последующих самостоятельных конструкциях.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Измерительные мосты переменного тока и их использование

6 Измерительные мосты

6.1 Расчет и проектирование измерительных мостов. Принцип работы

Измерительные мосты используются для измерения пассивных параметров электрических цепей и величин функционально с ними связанных, таких как частота, фазовый угол и температура. С помощью мостов проводят измерения методом сравнения неизвестного параметра с мерой, поэтому мосты обычно более точны, чем приборы для абсолютных измерений.

Одинарный мост (рисунок 6.1) имеет четыре плеча Z1, Z2, Z3, Z4 источник питания U (I) и нуль-индикатор (НИ).

Рисунок 6.1 — Одинарный измерительный мост

В диагональ AB, называемую выходной (измерительной), включается нагрузка (в частном случае нуль-индикатор) с сопротивлением Zн. Зависимость тока в нагрузке от параметров моста и напряжения питания U равна:

При выполнении равенства:

ток в нагрузке равен нулю Iн=0. В этом случае говорят, что достигается равновесие моста. Если Z4 – неизвестное сопротивление, то его значение можно определить из условия равновесия:

Отсюда следует, что равновесие не зависит от сопротивления нуль-индикатора, напряжения и сопротивления источника питания. Таким образом, высокостабильный источник питания не требуется.

Z3 называется плечом сравнения, а Z1 и Z2 плечами отношения.

Отношение сопротивлений Z1 и Z2 определяет диапазон изменения измеряемых величин. Для расширения диапазона мосты снабжаются переключателями, которые изменяют сопротивления плеч:

Подставив значения Z1, Z2, Z3 и Z4 в Z1*Z4=Z2*Z3, получим два равенства для мнимых и действительных членов:

Наличие двух уравнений равновесия означает необходимость регулирования не менее двух параметров моста переменного тока для достижения равновесия.

Условие φ14 = φ2 + φ3 указывает, при каком расположении плеч, в зависимости от их характера можно уравновесить мост.

Так как в мостах переменного для достижения равновесия моста необходимо регулировать два параметра, то возникает вопрос о его сходимости.

Сходимость моста переменного тока это способность моста достигать состояния равновесия большим или меньшим числом поочередных переходов от регулировки одного параметра к регулировке другого.

В мостах переменного тока часто применяют электронные нуль — индикаторы, входное сопротивление которых приближенно можно считать равным бесконечности.

Мосты, в которых измеряемая величина определяется из условия равновесия (6.1), называются уравновешенными. Если измеряемая величина определяется по значению тока или напряжения выходной диагонали моста, то такие мосты называются неуравновешенными.

Для получения наибольшей чувствительности моста необходимо включить нуль-индикатор между контактами двух плеч с максимальными импедансами и двух плеч с минимальными импедансами.

6.2 Чувствительность измерительных мостов

В общем случае, чувствительность измерительных мостов — это производная выходной величины по входной:

Величиной Х может быть любой электрический или физический параметр, изменяющийся во времени, который преобразуется в величину Y при помощи преобразователя, в ток, напряжение или мощность. В соответствии с этим различают чувствительность мостовой схемы по току, напряжению или мощности.

Чувствительность измерительного моста зависит от чувствительности мостовой схемы и сравнительного устройства (ИМ).

В мостах переменного тока в общем случае чувствительность выражается комплексным числом:

где S – модуль чувствительности;

φ — угол, определяющий фазу приращения тока в диагонали нагрузки.

6.3 Погрешность измерительных мостов

Погрешность – это отклонение результатов измерения от истинного значения выходной величины.

Погрешность в уравновешенных мостах зависит от следующих причин:

– несоответствие значений параметров элементов плеч моста их номинальным значениям (погрешность R, C, L);

– недостаточная чувствительность моста к измеряемому параметру, не позволяющая точно установить состояние равновесия моста, что затрудняет правильное считывание результата;

– не учитывание сопротивления соединительных проводов, изоляции, наличие емкостных связей элементов моста между собой и с внешними предметами, помехи от воздействий внешних электрических и магнитных полей.

Погрешность измерения в неуравновешенных мостах обуславливаются выше перечисленными причинами для уравновешенных мостов и добавляются следующие:

– погрешности измерительного прибора, включенного в диагональ нагрузки моста;

– несоответствие напряжения питания моста номинальному значению;

– методической погрешностью, обусловленной нелинейностью функции преобразования моста.

Каждый электрик должен знать:  Светильники для кухни, как выбрать особенности

В связи с этим неуравновешенные мосты применяются для грубых измерений от 1% и более диапазона измеряемой величины.

6.4 Мосты постоянного тока

Мосты постоянного тока предназначены для измерений сопротивлений электрической цепи постоянному току. Диапазон измерения сопротивления мостами от 10 -8 до 10 15 Ом. При использовании датчиков преобразования неэлектрических величин в электрические, производят измерение других физических величин, таких как сопротивление, емкость, индуктивность и др.

Мосты постоянного тока применяются для контроля параметров резисторов при их массовом изготовлении. Отсчетное устройство в таких мостах градуируют в % от номинала. Такие мосты называют процентными.

В зависимости от степени автоматизации процесса уравновешивания различают мосты:

– с ручным уравновешиванием;

В мостах с ручным уравновешиванием, управление мостом производит оператор с помощью магазинов сопротивления.

В автоматических мостах равновесие достигается при помощи электродвигателя, управляющего сопротивлением реохорда.

В цифровых мостах уравновешивание достигается при помощи магазина сопротивлений, резисторы которого включаются и выключаются при помощи ключей на транзисторах или микросхемах.

Промышленность выпускает мосты классом точности: 0.005; 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 2.5.

Многопредельные мосты на разные пределы измерений могут иметь разные классы точности.

Для измерения сопротивлений в пределах 10…10 8 Ом применяют одинарный мост с двухпроводной схемой включения измеряемого сопротивления.

Для увеличения чувствительности, а значит сдвига нижней границы измерения в область низкоомных значений, применяют 4-х проводную схему одинарного моста, Пределы измерения нижней границы – 10 -4 Ом

Для измерения низкоомных сопротивлений в диапазоне – 10 -8 до – 10 2 Ом применяется схема двойного моста.

Мосты постоянного тока применяют для измерения сопротивления кабелей, линий связи и установления места их повреждения, для измерения сопротивлений изоляции, исследования асимметрии проводов.

6.5 Одинарные мосты постоянного тока для измерения сопротивлений

Наибольшее распространение получил резистивный мост, называемый мостом Уитстона (рисунок 6.2). Резисторы R1 – R3 регулируются до тех пор пока, ток через НИ не станет равным нулю. При этом RX можно определить по формуле:

Рисунок 6.2 — Мост Уитстона

При измерениях постоянные резисторы R1 и R2 выбираются таким, чтобы чувствительность моста была максимальной. Уравновешивание моста осуществляется с помощью переменного резистора R3. Сопротивление Rо сначала включается в цепь для защиты нуль-индикатора, но для повышения чувствительности может быть закорочено с помощью переключателя S, когда равновесие достигнуто. Мост Уитстона используется для измерения сопротивлений резисторов с двумя зажимами в диапазоне 1 Ом – 100 МOм. Нижний предел измеряемых сопротивлений зависит от импеданса соединительных проводов и контактов. При измерении с мостом Уитстона обычно берут два отсчета при разных полярностях источника питания, а затем усредняют результат, исключая эффект термоЭДС. Класс точности одинарных резистивных мостов при измерении сопротивления до 100 кОм может достигать значения 0,05. При увеличении верхнего предела измерений до 1 МОм класс точности понижается до 0,5.

При измерении малых сопротивлений с помощью одинарных резистивных четырехплечих мостов на результат измерения существенное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Погрешность, вносимая этими сопротивлениями, может быть очень большой. Для уменьшения этого влияния используется четырехзажимное включение (рисунок 6.3). В этом случае сопротивление провода от RX к зажиму 2 входит в плечо с сопротивлением R3, а сопротивление провода от RX к зажиму 4 – в плечо с сопротивлением R2. Сопротивления R3 и R2 значительно больше сопротивлений проводов. Сопротивления проводов от зажимов RX к зажимам 1 и 3 входят в сопротивления диагоналей моста и на равновесие моста не влияют.

Рисунок 6.3 — Четырехзажимное включение

6.6 Двойной мост Томсона

Для измерения сопротивлений ниже 1 Ом используется двойной мост Томсона, схема которого показана на рисунок 6.4.

Сопротивления RX и RH имеют по четыре выходные клеммы, а R Р подбирается таким, чтобы ток через RН давал падение напряжения на нем минимум 0,5 В. При равновесии сопротивление RX определяется выражением:

1. Средства измерения, их характеристика, разновидности, области применения. 2

Название 1. Средства измерения, их характеристика, разновидности, области применения. 2
страница 15/25
Дата публикации 30.01.2015
Размер 1.13 Mb.
Тип Документы

e.120-bal.ru > Документы > Документы

25. Мосты постоянного тока с двух- и четырехзажимным включением.

Измерительные мосты постоянного тока

Измерительный мост — устройство для измерения электрического сопротивления. Принцип измерения основан на взаимной компенсации сопротивлений двух звеньев, одно из которых включает измеряемое сопротивление. В качестве индикатора обычно используется чувствительный гальванометр, показания которого должны быть равны нулю в момент равновесия моста.

Уравновешенные мосты постоянного тока
Условие равновесия

ab – диагональ питания;

сd – измерительная диагональ;
На рис. 2.7.1 изображен двухзажимный мост.
Ток в измерительной диагонали моста:

IГ = 0 при – условие равновесия.
Измерительный прибор – высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр (служит индикатором нуля).
Одинарный мост постоянного тока

Rизм включается в одно из плеч моста (например R1).

R2 (плечо сравнения) – плавно регулируемое;

R3 и R4 (плечи отношения) – регулируются ступенчато (кратно 10).
Данные мосты используют для измерения сопротивлений средних пределов (10-10 6 Ом).

Верхний предел ограничивается изоляцией элементов схемы. /про верхний предел можно и не упоминать преподу/

Нижний предел ограничивается влиянием на результат сопротивлений контактов и проводников.
Для уменьшения влияния сопротивления контактов и проводников используют четырехзажимное подключение (рис. 2.7.2).

Чем они помогают:

При таком подключении проводники входят в плечи моста.

Rизм мало. Т.к. R3 имеет большое сопротивление, то сопротивление проводника плеча R3 можно не учитывать. А 2-е плечо, ранее принадлежащее Rизм, теперь перешло в измерительная диагональ (диагональ с гальванометром) и никак не влияет на измерения.
Двойной мост постоянного тока

R – образцовое измеряемое сопротивление

26. Мосты переменного тока.

Измерительные мосты переменного тока

Применяются для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности.

Свойства:

  • малый класс точности, плохая сходимость.

Измерительные мосты переменного тока. Наиболее распространенные измерительные мосты переменного тока рассчитаны на измерения либо на сетевой частоте 50–60 Гц, либо на звуковых частотах (обычно вблизи 1000 Гц); специализированные же измерительные мосты работают на частотах до 100 МГц. Как правило, в измерительных мостах переменного тока вместо двух плеч, точно задающих отношение напряжений, используется трансформатор. К исключениям из этого правила относится измерительный мост Максвелла – Вина.

Мосты переменного тока

МЕП-4СА — высоковольтный мост переменного тока, Мосты МЕП-4СА выпускаются с 2002г. МЕП — 4СА предназначены для проведения измерений только по «нормальной» схеме. Программирование и метрологические поверки МЕП-4СА выполняются с помощью подключаемой мембранной клавиатуры.

Вектор-С — высоковольтный измерительный конденсатор на 10 кВ, Конденсатор Вектор-С предназначен для использования в комплекте с прибором «Вектор-2.0М» или любым другим высоковольтным мостом переменного тока при измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь высоковольтной изоляции (конденсаторов, вводов, трансформаторов, изоляторов) и жидких диэлектриков в лабораторных и полевых условиях.

КИВ-35 — конденсатор измерительный высоковольтный, Предназначен для работы в составе поверочных и испытательных (измерительных) установок при поверке измерительных трансформаторов напряжения класса точности 0,2 и менее точных, измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, измерении высокого напряжения. Номинальное напряжение 35 кВ. Испытательное напряжение в течение 5 минут — 60 кВ. Масса 11 кг.

МЕП-6ИС — мост переменного тока высоковольтный, Мосты серии МЕП-6ИС предназначены для измерения электрической емкости Сх и тангенса угла диэлектрических потерь tg? жидких и твердых электроизоляционных материалов, а также изоляции электрооборудования по «прямой» схеме измерений. Они также позволяют контролировать значение напряжения U, подаваемого на объект, и его частоту f.

КГИ-10-50 — высоковольтный измерительный конденсатор на 10 кВ,

КИВ-330 — конденсатор измерительный высоковольтный, Предназначен для работы в составе поверочных и испытательных (измерительных) установок при поверке измерительных трансформаторов напряжения класса точности 0,2 и менее точных, измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, измерении высокого напряжения. Номинальное напряжение (330/корень 3) кВ. Испытательное напряжение в течение 5 минут — 267 кВ. Масса 75 кг.

Тангенс-2000 — измеритель параметров изоляции, Измеритель Тангенс-2000 предназначен для измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg?) и емкости высоковольтной изоляции (С) при техническом обслуживании, ремонте, наладке, испытаниях различных энергетических объектов как на месте их установки, так и в условиях лабораторий, а также для измерения в лабораторных условиях тангенса угла диэлектрических потерь и емкости различных электроизоляционных материалов.

СА7100-2 — высоковольтный мост переменного тока, Мост переменного тока СА7100-2 предназначен для измерений электрической емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, напряжения и частоты переменного тока, сопротивления постоянному току.

КИВ-110 — конденсатор измерительный высоковольтный, Предназначен для работы в составе поверочных и испытательных (измерительных) установок при поверке измерительных трансформаторов напряжения класса точности 0,2 и менее точных, измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, измерении высокого напряжения. Номинальное напряжение (110/корень 3) кВ. Испытательное напряжение в течение 5 минут — 100 кВ. Масса 12 кг.

Вектор-2.0М — измеритель параметров изоляции (мост переменного тока), Измеритель параметров изоляции Вектор-2.0М (мост переменного тока) предназначен для определения параметров электротехнического оборудования, электроизоляционных материалов жидких диэлектриков, кабельной продукции, векторных измерений на промышленной частоте, диагностики высоковольтной изоляции под рабочим напряжением.

КГИ-100-50 — высоковольтный измерительный конденсатор на 100 кВ,

КИВ-10 — конденсатор измерительный высоковольтный, Предназначен для работы в составе поверочных и испытательных (измерительных) установок при поверке измерительных трансформаторов напряжения класса точности 0,2 и менее точных, измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, измерении высокого напряжения. Номинальное напряжение 10 кВ. Испытательное напряжение в течение 5 минут — 22 кВ. Масса 4 кг.

DELTA-2000 — измеритель параметров изоляции, Устройство DELTA-2000 предназначено для измерения высоковольтных систем изоляции на напряжение до 12 кВ как снаружи, так и внутри помещений. Результаты испытаний можно использовать для определения свойств и качества электрических изоляционных материалов, а также на производстве для обнаружения загрязнения, повреждения и прочих дефектов изоляции, которые сопутствуют старению изоляции.

СА7100-2 — комплекс диагностический, Комплекс диагностический на базе Моста СА7100-2 предназначен для полностью автоматического измерения параметров изоляции, включая установку рабочих напряжений (переменное от 1 кВ до 10 кВ, постоянное — от 100 В до 2,5 кВ), смену фаз при реализации ме­тода “двух отсче­тов”, выбор поддиапа­зона, коммутацию режимов и схем измерений.

СА7150 — расширитель диапазона, Расширитель диапазона СА7150 предназначен для расширения диапазона измерения электрической емкости Моста СА7100 за счет прецизионного преобразования тока в цепи объекта измерений.

КИВ-220 — конденсатор измерительный высоковольтный, Предназначен для работы в составе поверочных и испытательных (измерительных) установок при поверке измерительных трансформаторов напряжения класса точности 0,2 и менее точных, измерении емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, измерении высокого напряжения. Номинальное напряжение (220/корень 3) кВ. Испытательное напряжение в течение 5 минут — 183 кВ. Масса 45 кг.

СА7100-3 — комплекс диагностический, Комплекс диагностический на базе Моста СА7100-3 предназначен для полностью автоматического измерения параметров изоляции, включая установку рабочих напряжений (переменное от 1 кВ до 10 кВ, постоянное — от 100 В до 2,5 кВ), смену фаз при реализации ме­тода “двух отсче­тов”, выбор поддиапа­зона, коммутацию режимов и схем измерений.

СА7100-3 — высоковольтный мост переменного тока, Мост переменного тока СА7100-3 предназначен для измерений электрической емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, напряжения и частоты переменного тока, сопротивления постоянному току.

МЕП-5СА — высоковольтный мост переменного тока, МЕП-5СА работают по «нормальной» и «перевернутой» схемам Шеринга специально для эксплуатации в составе передвижных испытательных лабораторий. В конструкции МЕП-5СА учтены современные требования к высоковольтным мостам, предназначенным для работы в условиях действующих подстанций.

Р5026М — мост переменного тока, Мост переменного тока Р5026М предназначен для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь высоковольтной промышленной изоляции (конденсаторов, вводов, трансформаторов, изоляторов, машин-двигателей, генераторов, компенсаторов и т.п. объектов) по «прямой» (оба вывода измеряемого объекта изолированы от «земли») и «перевернутой» (один из выводов измеряемого объекта соединен с «землей») схемам в эксплуатационных условиях, непосредственно на месте установки оборудования, а также для измерения по «прямой» схеме в лабораторных условиях емкости и тангенса угла диэлектрических потерь различных электроизоляционных материалов и конденсаторов при частоте питающей сети 50 Гц.

Р5026 — мост переменного тока, Мост переменного тока Р5026М предназначен для измерений емкости и тангенса угла диэлектрических потерь по «прямой» (оба вывода измеряемого объекта изолированы от «земли») и «перевернутой» (один из выводов измеряемого объекта соединен с «землей») схемам измерений при частоте питающей сети 50Гц.

Р5083 — мост переменного тока, Мост переменного тока Р-5083 является автономным средством измерений общепромышленного назначения и предназначен для автоматического измерения: емкости C, индуктивности L, активного сопротивления R, тангенса угла потерь tg ? (добротности QR), тангенса угла фазового сдвига tg ? (добротности QС и QL) объектов измерений, а также процентных отклонений параметров объектов измерений от заданного значения с представлением результатов измерений в цифровом виде.

КГИ 35-50-1 — высоковольтный измерительный конденсатор на 35 кВ, Номинальное напряжение 35 кВ; Испытательное напряжение в течение 1 мин 54 кВ; Номинальная частота 50 Гц; Класс точности 0,1%; Емкость 50 пФ; tg d 5 х10 -5 ; Избыточное номинальное давление заполнения 0,3МПа; Газовая среда — элегаз; Масса 8,2 кг.

СА7140 — устройство согласования, Устройство согласования автоматизированные СА7140 совместно с Мостом СА7100 осуществляет дифференциальный контроль изоляции объектов (например, трансформаторов тока), находящихся под рабочим напряжением, а также выполняет контроль параметров защитных резисторов устройств присоединения. Процесс измерения полностью автоматизирован.

Одинарные измерительные мосты постоянного тока

Измерительные мосты постоянного тока, как правило, применяются для измерения RX. Упрощенная схема одинарного четырехплечего измерительного моста имеет вид, представленный на рисунке 2.37:

Из общего условия равновесия следует, что в момент равновесия

В практических схемах мостов уравновешивание может производится либо изменением R2, приR4/R3=const– магазинные мосты, либо изменениемR4/R3, приR2=const– линейные мосты. Наибольшее распространение получили магазинные мосты, так какR2можно выполнить в виде высокоточного магазина сопротивлений. Для расширения пределов измерений изменяютR4/R3ступенями, кратными 10. Если в качестве индикатора используется при этом высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр, то погрешность магазинного моста не более тысячных долей процента. У линейных мостов изменениеR4/R3осуществляется с помощью реохорда,R2изменяется ступенями для расширения пределов измерений. Погрешность таких мостов порядка единиц процента, что и ограничивает их применение.

Магазинные мосты измеряют значение RXв диапазоне от 10 до 10 6 Ом. Для расширения пределов измеренияRXв сторону больших (до 10 16 Ом) и меньших (до 10 -8 Ом) значений применяют дополнительные схемные и конструктивные решения. В частности, при измерениях большихRXнеобходимо исключить влияние внешних магнитных полей путем полного экранирования моста с соединением одной из его узловых точек с экраном (уменьшаются токи утечки). Кроме того, при большихRXзначительно уменьшаетсяSМИЦ(МИЦ становится существенно неравноплечей) и для компенсации этого согласно(8.10) требуется увеличиватьSIИ. Поэтому широкодиапазонные мосты могут иметь два индикатора: магнитоэлектрический прибор, включаемый непосредственно в индикаторную диагональ, и высокочувствительный вольтметр постоянного тока, например, с усилителем типа МДМ, измеряющий напряжение между точками б и г (рисунок 2.35) и имеющий в качестве измерительного устройства этот же магнитоэлектрический прибор. При измеренияхRX

ГОСТ Р 8.686-2009
Государственная система обеспечения единства измерений. Мосты переменного тока уравновешенные. Методика поверки

Купить ГОСТ Р 8.686-2009 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на уравновешенные измерительные мосты переменного тока по ГОСТ 9486 и автоматические цифровые мосты переменного тока по ГОСТ 25242, предназначенные для измерения электрической емкости C от 1*10 (в степени минус пятнадцать) до 1*10 (в степени минус один) Ф, индуктивности L от 1*10 (в степени минус девять) до 2*10 (в степени три) Гн, активного электрического сопротивления R от 1*10 (в степени минус два) до 1*10 (в степени восемь) Ом, активной электрической проводимости G от 1*10 (в степени минус восемь) до 1*10 (в степени два) См, тангенса угла потерь tg дельта» от 1*10 (в степени минус пять) до 2, добротности Q от 1*10 (в степени минус два) до 250, тангенса угла фазового сдвига tg «фи» от 1*10 (в степени минус четыре) до 10, постоянной времени «мау» от 1*10 (в степени минус девять) до 1*10 (в степени минус четыре) с при синусоидальном напряжении на объекте измерения U до 200 В в диапазоне частот f от 40 до 1*10 (в степени шесть) Гц. Стандарт устанавливает методику первичной и периодической поверок мостов классов точности от 0,001 до 5 и периодической поверки мостов 2-го и 3-го разрядов. По методике стандарта допускается поверять мосты в диапазоне частот 10 — 40 и 1*10 (в степени шесть) — 1*10 (в степени семь) Гц, измерительные установки (в том числе поверочные) на основе уравновешенных мостов переменного тока, а также измерительные емкости, индуктивности, активного сопротивления, активной проводимости, тангенса угла потерь, добротности, собранные по схемам, отличным от мостовых, с метрологическими характеристиками, удовлетворяющими требованиям стандарта. Стандарт не распространяется на мосты для специальных измерений (например, электрохимических и магнитных измерений, измерений неэлектрических величин и сопротивления изоляции) и на мосты-компараторы.

Рекомендуется использовать вместо ГОСТ 8.294-85 (ИУС 6-2011)

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Операции поверки

5 Средства поверки

6 Требования к квалификации поверителей

7 Требования безопасности

8 Условия проведения поверки и подготовка к ней

9 Проведение поверки

10 Оформление результатов поверки

Приложение А (справочное) Типы и технические характеристики вспомогательных средств поверки

Приложение Б (справочное) Типы и основные характеристики основных средств поверки (за исключением составных мер)

Приложение В (справочное) Составные меры

Приложение Г (справочное) Примеры определения основных погрешностей при поэлементной поверке наиболее распространенных четырех- и шестиплечих мостов

Приложение Д (справочное) Порядок определения метрологических характеристик мостов при аттестации их в качестве эталонных

Приложение Е (обязательное) Форма протокола поверки

Приложение Ж (обязательное) Форма записи результатов поверки эталонных мостов на оборотной стороне свидетельства о поверке

Дата введения 01.07.2011
Добавлен в базу 01.09.2013
Актуализация 01.01.2020

Этот ГОСТ находится в:

  • Раздел Экология
    • Раздел 17 МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
      • Раздел 17.220 Электричество. Магнетизм. Электрические и магнитные измерения
        • Раздел 17.220.20 Измерения электрических и магнитных величин
  • Раздел Электроэнергия
    • Раздел 17 МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
      • Раздел 17.220 Электричество. Магнетизм. Электрические и магнитные измерения
        • Раздел 17.220.20 Измерения электрических и магнитных величин

Организации:

15.12.2009 Утвержден Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии 1131-ст
Издан Стандартинформ 2011 г.
Разработан ФГУП ВНИИМС

State system for ensuring the uniformity of measurements. A.C. balanced bridges. Verification methods

  • ГОСТ 12.1.030-81Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление
  • РМГ 29-99Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. Заменен на РМГ 29-2013.
  • ГОСТ 12.2.007.0-75Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
  • Федеральный закон 184-ФЗО техническом регулировании
  • ГОСТ 22261-94Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
  • ПТЭПравила технической эксплуатации электроустановок потребителей
  • ГОСТ 12.2.007.3-75Система стандартов безопасности труда. Электротехнические устройства на напряжение свыше 1000 В. Требования безопасности
  • ГОСТ 12.3.019-80Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности
  • ГОСТ 16863-71Генераторы измерительные диапазона частот 0,1-35 МГц. Методы и средства поверки
  • ГОСТ 21175-75Меры индуктивности. Общие технические условия
  • ГОСТ 23737-79Меры электрического сопротивления. Общие технические условия
  • ГОСТ 25242-93Измерители параметров иммитанса цифровые. Общие технические требования. Методы испытаний
  • ГОСТ 6746-94Меры электрической емкости. Общие технические требования
  • ГОСТ 8.028-86Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления
  • ГОСТ 8.294-85Государственная система обеспечения единства измерений. Мосты переменного тока уравновешенные. Методика поверки
  • ГОСТ 8.314-78Государственная система обеспечения единства измерений. Генераторы низкочастотные измерительные. Методы и средства поверки
  • ГОСТ 8.371-80Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений электрической емкости
  • ГОСТ 8711-93Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам
  • ГОСТ 9486-79Мосты переменного тока измерительные. Общие технические условия
  • ГОСТ 8.237-2003Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрического сопротивления однозначные. Методика поверки
  • ГОСТ 8.255-2003Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрической емкости. Методика поверки
  • ГОСТ Р 1.0-2004Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения. Заменен на ГОСТ Р 1.0-2012.
  • ПР 50.2.012-94Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок аттестации поверителей средств измерений
Каждый электрик должен знать:  Как сделать ночник своими руками видео, фото, мастер-класс

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения
единства измерений

МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
УРАВНОВЕШЕННЫЕ

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1131-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправокв ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользованияна официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 3

3 Термины и определения. 4

4 Операции поверки. 4

5 Средства поверки. 5

6 Требования к квалификации поверителей. 6

7 Требования безопасности. 6

8 Условия проведения поверки и подготовка к ней. 7

9 Проведение поверки. 7

10 Оформление результатов поверки. 15

Приложение А (справочное) Типы и технические характеристики вспомогательных средств поверки. 16

Приложение Б (справочное) Типы и основные характеристики основных средств поверки (за исключением составных мер) 16

Приложение В (справочное) Составные меры L, Q, tg δ, R, G, τ, tg φ. 19

Приложение Г (справочное) Примеры определения основных погрешностей при поэлементной поверке наиболее распространенных четырех- и шестиплечих мостов. 24

Приложение Д (справочное) Порядок определения метрологических характеристик мостов при аттестации их в качестве эталонных. 25

Приложение Е (обязательное) Форма протокола поверки. 26

Приложение Ж (обязательное) Форма записи результатов поверки эталонных мостов на оборотной стороне свидетельства о поверке. 26

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА УРАВНОВЕШЕННЫЕ

State system for ensuring the uniformity of measurements. A.C. balanced bridges. Verification procedure

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на уравновешенные измерительные мосты переменного тока по ГОСТ 9486 и автоматические цифровые мосты переменного тока по ГОСТ 25242 (далее — мосты), предназначенные для измерения электрической емкости С от 1 ∙ 10 — 15 до 1 ∙ 10 — 1 Ф, индуктивности L от 1 ∙ 10 — 9 до 2 ∙ 10 3 Гн, активного электрического сопротивления R от 1 ∙ 10 — 2 до 1 ∙ 10 8 Ом, активной электрической проводимости G от 1 ∙ 10 — 8 до 1 ∙ 10 2 См, тангенса угла потерь tg δ от 1 ∙ 10 — 5 до 2, добротности Q от 1 ∙ 10 — 2 до 250, тангенса угла фазового сдвига tg φ от 1 ∙ 10 — 4 до 10, постоянной времени т от 1 ∙ 10 — 9 до 1 ∙ 10 — 4 с при синусоидальном напряжении на объекте измерения U до 200 В в диапазоне частот f от 40 до 1 ∙ 10 6 Гц.

Стандарт устанавливает методику первичной и периодической поверок мостов классов точности от 0,001 до 5 и периодической поверки мостов 2-го и 3-го разрядов.

По методике настоящего стандарта допускается поверять мосты в диапазоне частот 10 — 40 и 1 ∙ 10 6 — 1 ∙ 10 7 Гц, измерительные установки (в том числе поверочные) на основе уравновешенных мостов переменного тока, а также измерители емкости, индуктивности, активного сопротивления, активной проводимости, тангенса угла потерь, добротности, собранные по схемам, отличным от мостовых, с метрологическими характеристиками, удовлетворяющими требованиям настоящего стандарта.

Настоящий стандарт не распространяется на мосты для специальных измерений (например, электрохимических и магнитных измерений, измерений неэлектрических величин и сопротивления изоляции) и на мосты-компараторы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.028-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления

ГОСТ 8.237-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрического сопротивления однозначные. Методика поверки

ГОСТ 8.255-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрической емкости. Методика поверки

ГОСТ 8.314-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Генераторы низкочастотные измерительные. Методы и средства поверки

ГОСТ 8.371-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений электрической емкости

ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.3-75 Система стандартов безопасности труда. Электротехнические устройства на напряжение свыше 1000 В. Требования безопасности

ГОСТ 12.3.019-80 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности

ГОСТ 6746-94 Меры электрической емкости. Общие технические требования

ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам

ГОСТ 9486-79 Мосты переменного тока измерительные. Общие технические условия

ГОСТ 16863-71 Генераторы измерительные диапазона частот 0,1 — 35 МГц. Методы и средства поверки

ГОСТ 21175-75 Меры индуктивности. Общие технические условия

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 23737-79 Меры электрического сопротивления. Общие технические условия

ГОСТ 25242-93 Измерители параметров иммитанса цифровые. Общие технические требования и методы испытаний

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по рекомендациям [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 средства поверки: Эталоны, калибраторы, эталонные приборы, поверочные установки и другие средства измерений, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами.

3.2 эталонный прибор: Прибор, используемый в качестве эталонного при проведении поверки.

3.3 номинальное значение: Значение, принятое в качестве номинального значения параметра.

3.4 нормирующее значение: Значение, к которому приведена погрешность.

Примечание — В качестве нормирующего значения могут быть приняты номинальное значение параметра, предел диапазона измерений, модуль разности пределов измерений.

3.5 составная мера: Мера, составленная из двух или более эталонных мер сопротивления, емкости, индуктивности или прецизионных элементов электрических цепей (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности).

3.6 основной диапазон: Диапазон измерений, имеющий наименьшую нормированную погрешность.

Примечание — Если наименьшая погрешность нормирована для нескольких диапазонов измерений, за основной диапазон принимают любой из них.

3.7 нормальные условия проведения поверки: Условия проведения поверки, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата поверки допускается пренебречь.

4 Операции поверки

4.1 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Номер подраздела, пункта настоящего стандарта

Обязательность проведения операции

при выпуске из производства

при эксплуатации и хранении

Проверка электрической прочности изоляции

Определение сопротивления изоляции

Определение чувствительности моста (для мостов по ГОСТ 9486)

Определение погрешности установки частоты питающего генератора

В соответствии с нормативной и технической документацией

Определение основной погрешности моста:

— при комплектной поверке

— при поэлементной поверке

Определение вариации показаний (для мостов по ГОСТ 25242)

Проверка выходных сигналов, поступающих на цифропечатающее устройство (для мостов по ГОСТ 25242)

5 Средства поверки

5.1 Основные средства измерений

Основные средства измерений, рекомендуемые для проведения поверки, указаны в таблице 2.

Номер подраздела, пункта требований настоящего стандарта по поверке

Средства поверки. Основные метрологические характеристики

Пробойная универсальная установка с погрешностью по испытательному напряжению не более 10 % (приложение А); вольтметр по ГОСТ 8711 с погрешностью не более 5 %; секундомер

Мегомметр с верхним пределом измерения не ниже минимального допускаемого значения сопротивления изоляции электрических цепей поверяемого моста относительно корпуса (приложение А)

Многозначные меры С, L, R, магазины или конденсаторы переменной емкости по ГОСТ 6746, магазины индуктивности по ГОСТ 21175, магазины активного сопротивления по ГОСТ 23737 (приложение Б); составные меры Q, tg δ, τ, tg φ (приложение В) с пределами, соответствующими одному из диапазонов измерения моста

Меры С, L, R по ГОСТ 6746, ГОСТ 21175 и ГОСТ 23737 соответственно (приложение Б); составные меры Q, tg δ, τ, tg φ с верхним пределом измерения, соответствующим верхнему пределу измерения поверяемого моста (приложение В)

Частотомер с погрешностью, не превышающей 1/3 предела допускаемой основной погрешности установки частоты питающего генератора (приложение А)

Рабочие эталоны и образцовые меры 1, 2 и 3-го разрядов емкости, индуктивности, активного сопротивления, тангенса угла потерь, добротности; составные меры L, Q, tg δ, R, G, τ, tg φ

Средства поверки по 9.7.1; компараторы, мосты и измерители; технические характеристики для R и G — по ГОСТ 8.237, для С и tg δ — по ГОСТ 8.255, для L — по настоящему стандарту

Средства поверки по 9.4

Средства поверки по 9.4; цифропечатающее устройство, предназначенное для работы с поверяемым мостом; вольтметр или амперметр, позволяющий измерять выходные сигналы с погрешностью не более 1/3 допуска на амплитуду напряжения или тока (приложение А)

5.2 Вспомогательные средства измерений

Условия поверки контролируют, используя следующие средства измерений:

— измеритель нелинейных искажений в цепи питания, диапазон измерений напряжения 154 — 286 В, пределы допускаемой приведенной погрешности ±0,5 %; диапазон измерений частоты от 45 до 55 Гц, пределы абсолютной погрешности ±0,1 Гц, диапазон измерений коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения от 0,1 % до 25 %, пределы относительной погрешности ±10,0 %;

— термометр, диапазон измерений температуры от 15 °С до 40 °С, пределы допускаемой погрешности ±0,5 °С;

— психрометрический гигрометр, диапазон измерений относительной влажности воздуха от 20 % до 90 %, пределы допускаемой погрешности ±5 %;

— барометр, диапазон измерений давления от 80 до 106 кПа, пределы допускаемой погрешности ±1 кПа.

5.3 При проведении поверки предел допускаемой основной погрешности эталонных средств измерений должен быть в 3 и более раза меньше предела допускаемой основной погрешности поверяемого моста.

5.4 Разрешается использовать вновь разработанные или другие находящиеся в применении средства поверки, удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта.

5.5 Применение средств поверки — по соответствующим нормативным и техническим документам (далее — НД и ТД).

5.6 Все средства поверки должны иметь действующие документы об их поверке или аттестации.

5.7 При выпуске из ремонта, не связанного с заменой изоляторов, операции по 9.2 и 9.3 не проводят.

5.8 При комплектной поверке соотношение погрешностей между эталонными средствами поверки и поверяемыми мостами, применяемыми для измерений С, L, R, G, не должно быть более указанного в таблице 3.

5.9 При комплектной поверке соотношение погрешностей между эталонными средствами поверки и поверяемыми мостами, применяемыми для измерений tg δ, Q, tg φ, τ, не должно быть более указанного в таблице 4.

Класс точности, разряд

Предел допускаемой погрешности поверяемого моста

Измеряемая величина А

5.10 При поэлементной поверке соотношение погрешностей между эталонными средствами поверки и поверяемыми элементами мостов не должно быть более:

— указанного в ГОСТ 8.237, настоящем стандарте и ГОСТ 8.255 — при поверке элементов (R, L, С), образующих плечи моста;

— указанного в НД и ТД на мост конкретного типа — при поверке элементов, образующих отношения плеч моста.

6 Требования к квалификации поверителей

К проведению поверки допускают лиц, аттестованных в соответствии с правилами [2] в качестве поверителей средств измерений электрических величин, имеющих квалификационную группу по технике безопасности не ниже III.

7 Требования безопасности

7.1 Помещение для проведения поверки должно быть оборудовано в соответствии с требованиями техники безопасности.

7.2 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности ГОСТ 12.3.019, ГОСТ 12.1.030, ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.2.007.3, ГОСТ 22261, правил [3] и [4], а также меры безопасности, изложенные в руководстве по эксплуатации средств измерений показателей качества электрической энергии и в эксплуатационной документации на средства поверки.

7.3 Перед проведением операций поверки средства измерений, подлежащие заземлению, должны быть надежно заземлены. Подсоединение зажимов защитного заземления к контуру заземления должно быть проведено ранее других соединений, а отсоединение — после всех отсоединений.

8 Условия проведения поверки и подготовка к ней

8.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

— температура окружающей среды:

(20 ± 0,5) °С (по ГОСТ 25242) для мостов классов точности 0,002 . 0,01 (при этом температуру следует измерять с погрешностью не более 0,1 °С);

(20 ± 1) °С (по ГОСТ 9486) для мостов класса точности 0,01 и мостов классов точности 0,015. 0,05, а также мостов 2-го и 3-го разрядов;

(20 ± 2) °С для мостов классов точности 0,1 . 0,5;

(20 ± 5) °С для мостов классов точности 1 . 5;

температура воздуха в помещении при поверке мостов классов точности 0,001 и 0,0015 по ГОСТ 25242 должна соответствовать требованиям ТД на мосты;

— относительная влажность воздуха (65 ± 15) %;

— атмосферное давление (100 ± 4) кПа;

— напряжение питающей сети (220 ± 4,4) В;

— частота питающей сети (50 ± 0,5) Гц.

8.2 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

— заземлить средства измерений перед включением в сеть питания;

— установить средства измерений в рабочее положение, включить в сеть питания и выдержать в течение времени установления рабочего режима, указанного в ТД.

8.3 Перед поверкой мосты классов точности 0,01; 0,02 и 0,05 по ГОСТ 9486 необходимо выдержать в условиях, указанных в 8.1, не менее 24 ч, мосты менее точные — не менее 8 ч.

8.4 Перед опробованием мост необходимо выдержать во включенном состоянии в течение времени, указанного в НД и ТД на него, а если это время не указано, то не менее 0,5 ч.

8.5 Если условия, при которых нормирована основная погрешность поверяемого моста, отличаются от указанных в 8.1, то для него должны быть созданы условия по ТД на мост конкретного типа, а образцовые средства поверки должны работать в условиях, указанных в 8.1.

Допускается использовать эталонные средства поверки при температурных условиях для поверяемых мостов, отличных от указанных в 8.1, при введении температурных поправок к показаниям (значениям) эталонных средств.

9 Проведение поверки

9.1 Внешний осмотр

9.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие моста следующим требованиям.

Мост должен быть представлен на поверку с паспортом и техническим описанием для мостов, выпущенных из производства и после ремонта, или со свидетельством о предыдущей поверке (аттестации) и техническим описанием для остальных мостов.

Комплектность моста (за исключением запасных частей, инструментов и принадлежностей — ЗИП) должна соответствовать требованиям технического описания на мост конкретного типа.

Эталонный мост должен иметь неповрежденное клеймо поверяющей организации. В случае повреждения клейма эталонный мост должен быть принят как рабочий.

Мост не должен иметь внешних дефектов, которые могут привести к ошибкам при измерениях (неисправности рукояток, повреждения корпуса моста, выводов, присоединительных проводов, встроенных в мост приборов, повреждения и загрязненности шкал и т. п.).

9.2 Проверка электрической прочности изоляции

При проверке электрической прочности изоляции штырьки вилки шнура питания соединяют между собой и подключают к незаземленному выводу источника высокого напряжения. Заземленный вывод источника высокого напряжения соединяют с выводом защитного заземления поверяемого моста (при его отсутствии — с корпусом моста).

Переключатель питания поверяемого моста должен быть во включенном положении.

Значение напряжения на выходе источника высокого напряжения плавно повышают от нуля до значения испытательного напряжения, указанного в НД и ТД на мост конкретного типа, в течение 5 — 10 с.

Изоляция должна выдерживать полное испытательное напряжение в течение 1 мин. Внезапное возрастание тока в низковольтной цепи источника напряжения указывает на неудовлетворительное состояние изоляции.

9.3 Определение сопротивления изоляции

При определении сопротивления изоляции изолированные от корпуса выводы моста, служащие для подключения измеряемого объекта, соединяют между собой и подключают к одному из выводов мегомметра. Вывод защитного заземления поверяемого моста (при его отсутствии — корпус моста) соединяют со вторым выводом мегомметра и записывают показания мегомметра. При этом напряжение на выводах мегомметра не должно быть ниже максимального рабочего и выше испытательного.

Сопротивление изоляции должно быть не менее указанного в НД и ТД на мост конкретного типа.

9.4.1 Перед включением моста несколько раз прокручивают переключатели и органы плавной регулировки, нажимают кнопки, подключают присоединительные устройства (кабели). Не допускаются следующие дефекты:

— нечеткая фиксация положений переключателей, невозможность установки переключателей хотя бы в одно из предусмотренных положений;

— неисправность, отсутствие или несоответствие деталей электрических соединителей;

— неплавный ход и заедание органов плавной регулировки, невозможность поворота органов плавной регулировки на предусмотренный угол;

— ненадежность креплений переключателей, элементов плавной регулировки или их рукояток;

— повреждение гнезд, нечеткость фиксации кнопок.

9.4.2 Мост включают и подготавливают к работе в соответствии с указаниями НД и ТД на мост конкретного типа. Ко входу моста подключают одну из многозначных мер (магазин или меру переменного значения) С, L, R, tg δ, Q, τ, tg φ в зависимости от измеряемой величины с пределами измерений, соответствующими одному из диапазонов измерений моста.

Допускается использовать многозначные меры с более узким частотным диапазоном измерений по сравнению с частотным диапазоном поверяемого моста.

Изменяя значения многозначной меры, проводят уравновешивание при всех положениях отсчетного устройства каждой декады моста (для мостов по ГОСТ 9486) или убеждаются в том, что в каждом из разрядов отсчетного устройства моста (для цифровых автоматических мостов) может быть включен любой из предусмотренных знаков. Проверку последних проводят в любом из установленных в НД и ТД на мост конкретного типа режиме работы.

В цифровых автоматических мостах дополнительно проверяют устройство автоматического запуска:

— при ступенчатой регулировке времени индикации (частоты запуска) — при всех положениях переключателя времени индикации;

— при плавной регулировке времени индикации (частоты запуска) — при двух крайних положениях ручки регулировки времени индикации.

Не допускаются следующие дефекты:

— невозможность включения хотя бы одного из знаков на отсчетном устройстве;

— одновременное включение более чем одного знака в одном разряде (в цифровых автоматических мостах).

Каждый электрик должен знать:  Детекторный приемник, схема работы. Принцип работы.

Кроме того, в цифровых автоматических мостах не допускается скачок показаний через одно или несколько значений хотя бы в одной из проверяемых точек при значениях измеряемой величины, большей четверти верхнего предела проверяемого диапазона, за исключением случаев, указанных в НД и ТД на мост конкретного типа.

9.4.3 Опробование проводят на каждом из отсчетных устройств моста (например, С и tg δ, С и G, R и L, R и τ). Если отсчетное устройство моста предназначено для представления результатов измерения нескольких величин, опробование проводят по одной из них.

При периодической поверке допускается объединять опробование с определением основной погрешности моста (9.7).

9.5.1 Чувствительность моста определяют при одном значении каждой из измеряемых величин, близком к верхнему пределу измерения.

9.5.2 После уравновешивания моста изменяют показание регулирующего устройства по соответствующей величине на несколько делений последнего знака (в случае отсчетного устройства моста в виде шкалы) или на несколько числовых отметок последней декады (в случае многодекадного отсчетного устройства) и фиксируют чувствительность моста.

9.5.3 Чувствительность метода должна быть такой, чтобы изменение показания моста относительно уравновешенного состояния на значение, равное 1/2 предела допускаемой основной погрешности, вызвало отклонение луча указателя равновесия не менее чем на 1 мм или конца стрелки указателя равновесия не менее чем на 0,5 мм.

9.6 Определение погрешности установки частоты питающего генератора

Погрешность установки частоты питающего генератора моста определяют в случае, если это указано в НД и ТД на мост конкретного типа. Погрешность определяют по методике ГОСТ 8.314 (до 0,1 МГц) и ГОСТ 16863 (до 10 МГц).

Погрешность установки частоты не должна превышать указанной в НД и ТД на мост конкретного типа.

9.7 Определение основной погрешности моста

Основную погрешность моста, имеющего одну частоту, определяют для каждой из величин, измеряемых с помощью поверяемого моста. Для мостов, имеющих нормальную область частот или дискретные нормальные частоты, основную погрешность определяют:

— на частоте 1000 Гц — для мостов, измеряющих индуктивность от 1 ∙ 10 -8 до 100 Гн, емкость от 1 ∙ 10 -15 до 1 ∙ 10 -4 Ф, активное сопротивление от 1 ∙ 10 -2 до 1 ∙ 10 8 Ом, активную проводимость от 1 ∙ 10 -8 до 1 ∙ 10 2 См, tg δ, Q, tg φ, τ — в диапазонах, указанных в разделе 1;

— на одной из частот диапазона от 40 до 100 Гц (в соответствии с ТД на мост конкретного типа) — для мостов, измеряющих индуктивность от 10 до 2 ∙ 10 3 Гн, емкость более 1 ∙ 10 -4 Ф, тангенс угла потерь от 1 ∙ 10 -4 до 2, добротность от 1 ∙ 10 -1 до 50.

Основную погрешность мостов на указанных частотах определяют по 9.7.1 и 9.7.2.

Дополнительно основную погрешность определяют на числовых отметках отсчетных устройств, указанных в НД и ТД на мост конкретного типа:

— для мостов, имеющих нормальную область частот, — на наименьшей и наибольшей частотах области;

— для мостов, имеющих дискретные нормальные частоты, — на остальных дискретных частотах.

Основную погрешность мостов на наименьшей и наибольшей частотах или на остальных дискретных частотах диапазона также определяют по методике 9.7.1 и 9.7.2 (если другая методика не указана в НД и ТД на мост конкретного типа).

1 В зависимости от особенностей применения мостов по просьбе потребителя основную погрешность мостов, имеющих нормальную область частот, определяют на частотах, выбранных из нормальной области и отличающихся от вышеуказанных (при наличии соответствующих средств поверки).

2 По просьбе потребителя основную погрешность моста при периодической поверке определяют не для всех измеряемых величин, диапазонов измерений и не на всех частотах (частичная поверка моста).

3 Основную погрешность моста определяют при комплектной или поэлементной поверке.

9.7.1 Комплектная поверка

При комплектной поверке с помощью поверяемого моста измеряют значения образцовых или составных мер соответствующих величин и вычисляют основную погрешность моста.

В мостах по ГОСТ 9486 на шкале отсчетного устройства моста устанавливают значение измеряемой величины, и уравновешивают мост с помощью подключенной многозначной меры. При использовании однозначных мер для определения основной погрешности моста уравновешивание проводят с помощью регулирующих устройств моста. Значения дополнительных величин (например, tg δ при измерении С или С при измерении tg δ) уравновешивают с помощью соответствующих регулирующих устройств моста.

В цифровых автоматических мостах основную погрешность определяют в режиме работы, указанном в НД и ТД на мост конкретного типа. При отсутствии указаний основную погрешность определяют в автоматическом режиме работы моста.

Показания отсчетных устройств моста записывают в протокол поверки.

9.7.1.1 Определение основной погрешности моста при измерении емкости, индуктивности, активного сопротивления и активной проводимости

Основную погрешность однодиапазонного моста с отсчетным устройством в виде шкалы определяют на всех числовых отметках отсчетного устройства моста.

Основную погрешность однодиапазонного моста с многодекадным (для цифровых автоматических мостов — многоразрядным) отсчетным устройством определяют для всех числовых отметок первой (старшей) декады (разряда * ) и набора отметок, составленного из наименьшего значения первой декады и числовых отметок остальных декад.

* Далее вместо термина «разряд» употребляется термин «декада».

Числовые отметки остальных декад выбирают в соответствии с НД и ТД на мост конкретного типа. При отсутствии указаний основную погрешность определяют для набора отметок, составленного из наименьшего значения первой декады и всех числовых отметок остальных декад (1111. 1222. 1333. 1444. 1999. ). Числовые отметки последней декады могут быть произвольными.

В однодиапазонных многодекадных рабочих мостах классов точности 0,2 и более точных для измерений С, L, R, рабочих мостах всех классов точности для измерений G, эталонных мостах 2-го и 3-го разрядов, а также рабочих и эталонных мостах с нормальной областью частот или дискретными нормальными частотами свыше 1 ∙ 10 5 Гц допускается определять основную погрешность при значениях величин, близких к начальному («1» — «3»), среднему («4» — «6») и конечному («7» — «10») положениям каждой декады при установке отсчетных устройств остальных декад в нулевое положение.

В однодиапазонных трансформаторных мостах, в которых уравновешивание осуществляется переключением только витков обмоток трансформатора, допускается определять основную погрешность при значениях величин, близких к начальному, среднему и конечному положениям старшей декады. В мостах, в которых уравновешивание осуществляется переключением витков обмоток трансформатора и встроенных мер, дополнительно определяют основную погрешность при значениях величин, близких к начальному положению второй декады при установке отсчетных устройств остальных декад в нулевые положения.

Аналогичные измерения проводят для третьей и последующих декад.

При определении основной погрешности по С, L, R, G отсчеты по tg δ, Q, τ, tg φ могут быть произвольными.

Основную погрешность многодиапазонного моста в основном диапазоне определяют аналогично определению основной погрешности однодиапазонного моста (со шкалой или многодекадного).

Основную погрешность многодиапазонного моста в остальных диапазонах определяют при двух значениях величин, близких к начальному и к среднему или конечному значениям измеряемой величины в каждом из диапазонов измерений.

Основную погрешность многодиапазонных трансформаторных мостов в неосновных диапазонах определяют при одном значении величины, близком к начальному положению отсчетного устройства старшей декады.

9.7.1.2 Определение основной погрешности моста при измерении тангенса угла потерь, добротности, тангенса угла фазового сдвига и постоянной времени

Основную погрешность однодиапазонного моста с однодекадным отсчетным устройством или с отсчетным устройством в виде шкалы в зависимости от наличия средств поверки определяют двумя способами:

— на всех числовых отметках отсчетного устройства при любом одном значении емкости (индуктивности, активного сопротивления) в любом из диапазонов измерения С (L, R). Дополнительно погрешность определяют на одной (произвольной) числовой отметке tg δ, Q, tg φ, τ для одного любого значения емкости (индуктивности, активного сопротивления) в каждом из остальных диапазонов измерения С (L, R);

— на числовых отметках tg δ (Q, tg φ, τ), близких к начальному, среднему и конечному положениям отсчетного устройства моста по этим величинам при одном значении емкости (индуктивности, активного сопротивления) в каждом диапазоне измерения С (L, R).

Основную погрешность однодиапазонного моста с многодекадным отсчетным устройством определяют для каждой декады при установке отсчетных устройств остальных декад в нулевое положение при одном любом значении емкости (индуктивности, активного сопротивления) в любом из диапазонов измерения С (L, R). При этом основную погрешность для каждой декады определяют не менее чем на трех числовых отметках tg δ (Q, tg φ, τ), близких к начальному, среднему и конечному положениям отсчетных устройств.

Дополнительно основную погрешность определяют на двух числовых отметках tg δ (Q, tg φ, τ), близких к началу и концу диапазона измерения при одном значении емкости (индуктивности, активного сопротивления) в каждом из остальных диапазонов измерения С (L, R).

Для однодиапазонных трансформаторных мостов основную погрешность измерения С (L, R) допускается определять на одной (произвольной) числовой отметке tg δ (Q, tg φ, τ).

9.7.1.3 Основную погрешность многодиапазонного моста определяют в каждом из диапазонов измерения tg δ(Q, tg φ, τ). При этом в одном любом диапазоне проводят измерения аналогично измерениям для однодиапазонного моста (однодекадного, со шкалой, многодекадного). В остальных диапазонах измерений погрешность определяют при двух значениях tg δ (Q, tg φ, τ), близких к начальному и конечному значениям диапазона, при одном любом значении емкости (индуктивности, активного сопротивления) в любом из диапазонов измерения С (L, R).

9.7.1.4 При определении основной погрешности мостов, измеряющих добротность Q > 10, тангенс угла потерь tg δ -4 и постоянную времени τ -8 с, допускается заменять определение основной погрешности в конце диапазона измерения Q и в начале диапазона измерения tg δ, τ определением основной погрешности на числовых отметках, соответствующих меньшему значению Q или большим значениям tg δ, τ.

9.7.1.5 При определении основной погрешности допускается уменьшать число величин, по которым определяют основную погрешность моста, число диапазонов измерений и проверяемых точек при наличии соответствующих указаний в НД и ТД на мост конкретного типа.

Основную абсолютную погрешность моста Δ при комплектной поверке определяют по формуле

где Aм — показание отсчетного устройства моста при измерении соответствующей величины;

Аэ — значение эталонной меры.

Основную относительную погрешность моста δ, %, определяют по формуле

Для многодекадных мостов классов точности 0,2 и более точных, каждую декаду которых проверяют в отдельности, дополнительно определяют наибольшие основные погрешности моста в целом по формулам:

где Δi — основная абсолютная погрешность моста на i-й декаде;

Ai ном — номинальное значение измеряемой величины на i-й декаде моста, соответствующее погрешности Δi;

n — общее число декад моста.

В формулу (3) следует подставлять значения основных абсолютных погрешностей, соответствующих:

— наибольшей основной относительной погрешности (без учета знака) Δ1 — для первой декады;

— наибольшим основным абсолютным погрешностям, если знаки погрешностей Δ1 и Δ2, Δ1 и Δ3, . одинаковы, и наименьшим абсолютным погрешностям, если эти знаки противоположны для второй и последующих декад.

9.7.2 Поэлементная поверка

Поэлементную поверку применяют для мостов, в НД и ТД на которые она допускается.

Поэлементная поверка заключается в определении погрешностей мер, образующих элементы плеч моста.

Погрешности определяют во всем диапазоне значений элементов. Поэлементную поверку завершают контрольным определением основной погрешности моста и комплектной поверкой в основном диапазоне при значениях величин, близких к начальному, среднему и конечному значениям диапазона.

9.7.2.1 Погрешности элементов, составляющих отдельные плечи моста, определяют по ГОСТ 8.237 (меры сопротивления и проводимости), настоящему стандарту (меры индуктивности) и ГОСТ 8.255 (меры емкости).

Погрешности элементов, составляющих плечи отношений, определяют по методике, изложенной в НД и ТД на мост конкретного типа.

9.7.2.2 Основную погрешность моста вычисляют по формулам, приведенным в НД и ТД на мост конкретного типа. В формулы следует подставлять значения погрешностей элементов плеч, которые при алгебраическом суммировании дают наибольший результат.

В приложении Г приведены примеры определения основных погрешностей при поэлементной поверке наиболее распространенных четырех- и шестиплечих мостов.

9.7.3 Оценка результатов поверки

9.7.3.1 Погрешности рабочих мостов, определенные по 9.7.1 (при комплектной поверке) и 9.7.2.2 (при поэлементной поверке), не должны превышать пределов допускаемых основных погрешностей, указанных в НД и ТД на мост конкретного типа.

9.7.3.2 Пределы допускаемых основных погрешностей эталонных мостов (после внесения поправок) приведены в таблицах 5, 6, 7.

Номинальное значение измеряемой величины

Предел допускаемой основной относительной погрешности, %, при частотах 1 ∙ 10 — , Гц

Измерители параметров высоковольтной изоляции (мосты переменного тока)

Мосты переменного тока

Мостами переменного тока называют такую комбинацию активных сопротивлений, с помощью которых определяются неизвестные параметры электрической цепи, как постоянные, так и изменяющиеся во времени.

Назначение мостов переменного тока

Применяется для получения данных о параметрах радиоэлектронных деталей в схемах или электрических приборах. Может предоставлять сведения о процентных отклонениях объектов, подверженных измерениям, по отношению к заданному значению; добротности катушки или емкости, а также тангенса угла сдвига; тангенса угла потерь; добротности активного сопротивления и величину его; индуктивности контура; емкости контура.

Диапазоны измерений

Диапазон измерения может зависеть от модели прибора и его применения, тем не менее, наиболее часто существуют следующие диапазоны для таких величин.

Рабочая частота моста переменного тока: 100 Гц – 100 кГц; тангенс угла сдвига: ± 1·10 -5 – ± 1·10 +5 ; тангенса угла потерь: 1·10 -5 – 1·10 +5 ; индуктивность: 0,1 нГ – 10 МГ; емкость: 0,1 фФ – 10 Ф; активное сопротивление: 0,1 мкОм – 100 ГОм; процентные отклонения: 0,001 – 100%.

Источники погрешностей

Погрешности прибора могут составлять при измерениях активного сопротивления ±10 мкОм; емкости 0,01 фФ; индуктивности 0,01 нГ. При этом класс точности прибора от 2% до 0,2%, а в соответствии калибровке по образцовой мере внешнего типа – 0,5% – 0,02%. Работа прибора осуществляется от сети с питанием 110 В и 220 В, для которых погрешности могут составлять ±11 В и ±22 В соответственно. В зависимости от величин, которые измеряются прибором, погрешности значений переменного напряжения могут составлять диапазон от 0,01 В до 30 В. Погрешность частоты сети для 50 Гц и 60 Гц составляет значение 1 Гц и 1,2 Гц соответственно.

Область применения мостов переменного тока

Чаще всего мосты переменного тока находят свое применение в процессе проведения контроля за радиотехническими и электротехническими изделиями. Благодаря мостам переменного тока может производиться соответствующая калибровка приборов по существующим стандартным параметрам. Еще одной отраслью, в которой широко применяются мосты переменного тока, является область научных исследований электрических величин. В случае исследования неэлектрических величин, прибор дополняется специальными устройствами, называющимися измерительными преобразователями.

Технические характеристики мостов переменного тока

В соотношении с критерием «превалирующего параметра» для реактивности измеряемого объекта выбирается его характер в автоматическом режиме. К объекту измерения осуществляется подключение при помощи 4-х зажимов. Схема замещения выбирается автоматически. Начальные параметры для проведения измерений учитываются. Результаты измерений поддаются усреднению. Влияние помех, связанных с сетью, устраняется. Есть возможность для удаленных от прибора на значительное расстояние объектов проводить измерения соответствующих параметров. Как правило, измерения проводятся в следящем и разовом режимах, что подразумевает непрерывное снятие данных об изменяющихся величинах и измерение неизвестных величин соответственно. Запуск моста переменно тока может производиться в ручном или автоматическом режимах. Для автоматического режима предусматривается определенный диапазон длительности запуска.

Купить измерители параметров высоковольтной изоляции (мосты переменного тока)

В нашем интернет-магазине Вы можете приобрести измерители параметров высоковольтной изоляции (мосты переменного тока) с поверкой и доставкой по Санкт-Петербургу, по низким ценам.

Электротехнический-портал.рф

. для студентов ВУЗов электротехнических специальностей и инженеров

3.4. Электроизмерительные приборы сравнения

На основе нулевого метода сравнения широко применяются на практике приборы в виде мостов и потенциомет­ров (компенсаторов) постоянного и переменного токов.

Одинарные мосты постоянного тока.

Одинарные мосты постоянного тока используются для измерения сопротивлений от 10 Ом и выше и представляют собой четырехплечные мосты с питанием от источника постоянною тока (рис. 3.7). Условием равновесии одинарного моста является равенство R1R4 = R2R3 , отсюда

Погрешность моста зависит от пределов измерения и обычно указывается в пас­порте моста. Конструктивно мосты оформляются в виде переносных приборов рассчитанных на работу с соб­ственным или наружным указателем равновесия (обычно это гальванометры). Для измерения малых сопротивлений (до 10 Ом) приме­няются двойные мосты постоянного тока. С целью расшире­ния пределов измерения в промышленных приборах двойные мосты совмещают с одинарными.

Мосты переменного тока.

Мосты переменного тока применяются для измерения активного сопротивления, индуктивности и добротности катушек, емкости и тангенса угла диэлектрических потерь конденсаторов, а также частоты переменного тока (рис. 3.8). Условие равновесия этого моста можно записать в виде следующего равенства:

Два комплекса равны только тогда, когда равны их модули и аргументы, т.е. Z1Z4=Z2Z3; φ1— φ2= φЗ — φ4 . Послед­нее условие указывает, при каком расположении плеч, в зависимости от их характера, можно уравновесить схему. Чаще всего применяются мосты, у которых два плеча представляют собой активные сопротивления, а два других содержат сравниваемые реактивные элементы. Так как аргумент индуктивности будет положителен (ф>0) , а емкости — отрицателен (ф , то равновесие мостов с двумя смежными активными плечами возможно только при следующих условиях: оба реактивных плеча имеют индуктивный характер, или оба являются емкостными и смежными. Если противоположные плечи чисто активные, то одно из двух других должно быть индуктивным, а другое — емкостным. В качестве указателей равновесия применяются вибрационные гальванометры, электронно-лучевые указатели или усилители с указателем выходного сигнала.

Конденсаторы постоянного тока.

Конденсаторы постоянного тока могут применяться для измерения ЭДС, напряжения или величин, связанных с напряжением определенной зависимостью (силы тока, сопро­тивления и т.п.) с весьма высокой точностью. Погрешность современных компенсаторов обычно не превышает ±0,02 %, а в некоторых случаях она может быть еще ниже. Компенсато­ры постоянного тока используются также для поверки лабо­раторных аналоговых и цифровых приборов (амперметров, вольтметров, ваттметров).

Компенсационный метод (рис. 3.9) заключается в том, что подлежащее измерению напряжение Ux уравновешивает­ся (компенсируется) известным напряжением Uk , получен­ным в виде падения напряжения от строго определенного тока Ip (рабочего тока) на сопротивлении известной величины Rk .

Равенство двух напряжений до­стигается изменением рабочего тока и характеризуется отсутствием тока в гальванометре. При равновесии схемы неизвестное напряжение определяется по уравнению Ux=Ip·Rk

Питание контура осуществляется от специального источника Е . Такая измерительная установка не вносит никаких искажений в работу цепи, в которой производится измере­ние, т.к. входное сопротивление цепи Rвх=Ux/Ir очень вели­ко ( Ir=0 в момент компенсации).

Компенсаторы переменного тока.

Компенсаторы переменного тока применяются для измерения напряжения и ЭДС (косвенно силы тока, сопротив­ления, магнитного потока и других величин). Они позволяют определить не только значения этих величин, но и их фазу. Метод измерения заключается в уравновешивании неиз­вестного напряжения известным. Для уравновешивания двух напряжений переменного тока необходимы равенство этих напряжений по модулю, сдвиг по фазе на 180°, равенство частоты и идентичность формы кривой. Первые три условия обеспечиваются выбором принципиальной схемы и питания исследуемой цепи и компенсатора от одного источника. По­следнее условие обеспечивается дополнительными мерами. Указатели равновесия применяются те же, что и в мостах переменного тока.

В зависимости от того, как уравновешивается по значению и фазе известная ЭДС, различают две разновидности конденсаторов переменного тока:

  • полярно-координатные, снабженные фазорегулятором, с помощью которого изменяется фаза компенсирующего напряжения до момента компенсации;
  • прямоугольно-координатные, изменяющие и имеющие две рабочие цепи, в которых рабочие токи сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90 0 . В компенсаторах этого типа измеряемое напряжение (ЭДС) уравновешивается напряжением, определяемым по составляющим падений напряжений на участках двух рабочих цепей.
Добавить комментарий