когда возможно, для этой же цели используют другой вариант такой цепи, изображенный па рис. 3-10, б. Здесь цепи уравновеьилвания располагаются в пассивных плечах моста и не шунтируют рабочие преобразователи С] и Cg.

Использование в неравновесных мостах переменного тока фазочувствительных выходных указателей. Очень важной особенностью неравновесных мостов переменного тока по сравнению с неравновесными мостами постоянного тока является совершешю различный характер изменения показаний фазонечувствительного указателя в районе точки равновесия.

Так, в неравновесном мосте постоянного тока при изменении от Ri = О до Rl = R„, при котором наблюдается f/„ = О, и далее до Ri -> оо напряжение t/н изменяется по кривой U„ = f (Ri) (рис. 3-11, о) При Ri > Ro напряжение имеет один знак, при Ri = Ro оио становится равным нулю, а при Ri < Ro получает другой знак, и это изменение вблизи Ri = Ro можио считать линейно зависящим от &R== R- R.

У моста же переменного тока выходное напряжение {/„ = / (Zj) изменяется в принципе так же, т. е. по кривой 1 (рис. 3-11, б), однако в точке Zj = Zp иа 180° изменяется фаза этого напряжения. Поэтому при использовании фазонечувствитель-

Рис. 3-11

ных указателей переменного тока (транзисторный вольтметр, выпрямительный, электромагнитный, электростатический и другие приборы) их показания должны были бы изменяться по штриховой кривой 2 (рис. 3-11,, т.е. сначала убывать до нуля, а затем вновь возрастать. Однако вследствие ряда обстоятельств (некоторая нелинейность сопротивлений плеч моста, недостаточно строго синусоидальная форма кривой питающего напряжения и др.) в выходном напряжении моста всегда присутствуют более высокие гармоники питающего напряжения. Поэтому в тот момент, когда Zj = Zj и мост уравновешен по основной волне, он оказывается неуравновешенным по более высоким гармоникам (второй, третьей и т. д.) и его выходное напряжение {/„, а следовательно, и показание фазонечувствительного указателя будут отличными от нуля. В резуль-ате этого изменение f/н = / (Zi) происходит по сплошной кривой 3 (рис. 3-11, б), которая при Zi = Zo не достигает IIп = о, а лишь имеет достаточно пологий минимум.

В результате этого: а) нет возможности определить по показаниям указателя знак отклонения AZ = Zj - Zo, б) чувствительность моста при Zy = Zq оказывается равной нулю, из-за чего предварительное уравновешивание моста удается выпол нить лишь приближенно и точка, от которой начинается отсчет показаний, «расплывается» б область и, наконец, в) характеристика моста (кривая 3) получается нелинейной и не проходит через нуль.

Избавиться от всех этих недостатков позволяет использование фазочувствительных указателей. Такие указатели нечувствительны к напряжениям иных частот, кроме частоты основной волны, а при изменении фазы основной волны на противоположную меняют знак отклонения, т. е. практически полностью воспроизводят характеристику рис. 3-11,0, аналогичную характеристике мостов постоянного тока. Поэтому неравновесные мосты переменного тока чаще всего используются в сочетании с фазочувствительными указателями.

3-4. УМЕНЬШЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОТ ВЛИЯНИЯ ПАРАЗИТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ПОМЕХ

В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЯХ

Влияние сопротивления линии и утечек. Измерительный преобразователь и элементы измерительной цепи в большинстве случаев пространственно разделены между собой и соединены линией в виде проводов или кабеля.

Таким образом, при включении преобразователя последовательно с его сопротивлением Zj- включается сопротивление соединительных проводов и контактов 2„, а параллельно - сопротивление, определяемое токами утечки Zyy. Сопротивление Zji имеет обычно последовательно включенные активную и индуктивную составляющие, а сопротивление Zyx - параллельно включенные активную и емкостную составляющие. При включении генераторного преобразователя (рис. 3-12) наличие сопротивлений Zj и Zy.f приводит к уменьшению выходного напряжения на сопротивлении Р„ измерительной цепи по сравнению с ЭДС Ej,-, так как JL Zyj

Р„2ух/(-Р„ + -2ут)

Ubuk =Е{х) =г

Zj + Z„+P„Zy.,/(P„-fZy.,)-

Погрешность от наличия Z, ф О должна учитываться Рис. 3-12

для преобразователей, обладающих относительно малым Z,-

(например, тер.мопары), при работе с измерительной цепью с малым входным сопротивлением. Погрешность исключается при Р„->оо. Погрешность от наличия ZyT ф со должна учитываться для преобразователей, обладающих большим внутренним сопротивлением (например, пьезоэлектрические и гальванические преобразователи).

При включении параметрического преобразователя, выходной величиной которого является Z (х), сопротивление, включаемое в измерительную цепь, из-за наличия Zj, и Zy.r отличается от сопротивления преобразователя и составляет

[Z(x)+ZJZy,

Z(x) + Z,,+Zy.,-

Уменьшение влияния сопротшления соединительных проводов и контактов достигается в схеме четырехзажимного включения (рис. 3-13). При такой схеме ток подводится к токовым зажимам 1 к 2, г падение напряжения иа сопротивлении снимается с потенциальных зажимов 3 к 4. Токи н /„, текущие в токовой

и потенциальной цепях, различаются на несколько порядков, и во столько же раз уменьшается падеше напряжения на сопротивлениях проводов 3 и 4 по сравнению с проводами 1 и 2.

Уменыиение влиянш токов утечки достигается применением схемы эквипотенциальной защиты. Для этих целей изолятор, через который проходит проводник, разделяют дополнительным металлическим элек-Рпс. 3-13 тродом, который присоединяют к точке измерительной

цепи, имеющей потенциал, возможно близкий к потенциалу провода, проходящего через изолятор. В качестве примера рассмотрим схему включения микроамперметра (рис. 3-14) для из.мерения тока через высокоомпый резистор Rl. При отсутствии защитного электрода ток через микроамперметр больше тока через резистор иа величину А/ г« /уг = UJRim, где Va = RqI - падение иапряжения на резисторе, - сопротивление изоляции. Таким образом, относительная погрешность измерения тока составляет Y/ = RJRm- Для уменьшения этой погрешности изолятор разделяется защитным электродом э, который присоединя-.ется к точке б. Тогда ток через микроамперметр отличается от тока через резистор на величину Д/ = {Ue - Vg) /R, где {Ue - Ua) - падение иапряжения на микроамперметре, а Риз - сопротивление изоляции между проводом н защитным электродом. В результате применения эквипотенциальной защиты погрешность измерения тока удается уменьшить в k = Al/AI UJ (Ue- t/J раз.

Схема эквипотенциальной защиты широко применяется для уменьшения влияния емкости между кабелем и экраном, шунтирующей сопротивление преобразователя, подключаемого экранированным кабелем (см. § 7-4).

Термо-ЭДС и электрохимическаи ЭДС. Контур, образованный измерительным преобразователем, соединительными проводами и входом измерительной цепи,

обычно оказывается составленным из разнородных материалов, меяеду которыми при наличии температурного градиента возникает термо-ЭДС.

В качестве примера на рис. 3-15 показан резистор А, выполненный из константана и подключенный медными соединительными проводами В к измерительному прибору ИП, во внутренних соедиие-Рис. 3-14 ниях которого, кроме меди В, ис-

пользован манганин С. Контакты резистивного преобразователя находятся при температурах G, и 02, остальная часть цепи - при температуре 0о. Термо-ЭДС цепи е = ед (©J + ес (©о) + + СВ " ВА (®2)- ®2 Ф ©1, т. е. на резисторе имеется градиент тем-

ператр, то е = eg (©2 - ©i). Влияние термо-ЭДС должно учитываться при питании измерительных цепей постоянным током.

В преобразователях с переключающимся или скользящим контактом, например в реостатном преобразователе, где контакт перемещается по проводу, в преобразователях информационно-измерительных систем, опрашиваемых коммутатором, необходимо считаться и с возможностью появления электрохимической ЭДС. Атмосферная влага, растворяя пленки окислов Рис. 3-15

на поверхности контакта, образует электролит,

и в месте контакта возникает источник ЭДС, значение которой зависит от количества и природы электролита и материала контактов. Значение этой ЭДС может быть значительно снижено выбором материала контактов, в особенности их золочением, и сведено к нулю вакуумированием контакттюй группы.

Рис. 3-16

Защита от влияния магнитных полей. Любая измерительная цепь с включенным в нее преобразователем образует контур. Если этот контур находится в переменном магнитном поле В = В„ sin со/, го в нем индуктируется ЭДС Винд = = -£оВт S cos at, где s - площадь контура. Чтобы уменьшить эту ЭДС, нужно свести к минимуму площадь контура, например, как показано на рис. 3-16, о, и, если возможно, участки контура, находящиеся в магниттюм поле, экранировать. Экраном для преобразователя служит стальной корпус, толщина d которого, чтобы создать эффективную защиту, должна быть не менее d > 2zo.ub (см. § 8-2). Индуктируемую в рабочем контуре ЭДС Синд можно компенсировать, включив навстречу