Comment les ponts de mesure DC sont-ils agencés et exploités ?
Le dispositif de ponts de mesure simples de courant continu
Un courant continu unique se compose de trois résistances d'échantillonnage (généralement réglables) R1, R2, R3 (Fig. 1, a), qui sont connectées en série avec la résistance mesurée Rx dans le circuit en pont.
L'alimentation est appliquée à l'une des diagonales de ce circuit à partir de la source EMF GB, et un galvanomètre très sensible RA est connecté à l'autre diagonale via le commutateur SA1 et la résistance de limitation Ro.
Riz. 1. Schémas des ponts simples de mesure de courant continu : a — généralités ; b - avec un changement en douceur du rapport de bras et un changement brusque du bras de comparaison.
Le schéma fonctionne comme suit. Lorsque l'alimentation est fournie par les résistances Rx, Rl, R2, R3, les courants I1 et I2… Ces courants vont provoquer une chute de tension aux bornes des résistances Uab, Ubc, Uad et Udc.
Si ces chutes de tension sont différentes, alors les potentiels aux points φa, φb et φc ne seront pas les mêmes.Par conséquent, si vous allumez le galvanomètre avec l'interrupteur SA1, alors un courant égal à Azr = (φb - φd) / Po.
La tâche de la jauge est d'équilibrer le pont, c'est-à-dire de rendre égaux les potentiels des points φb et φd, c'est-à-dire de réduire à zéro le courant du galvanomètre.
Pour ce faire, ils commencent à changer les résistances des résistances R1, R2 et R3 jusqu'à ce que le courant du galvanomètre devienne nul.
A Azr = 0, on peut affirmer que φb = φd... Ceci n'est possible que lorsque la tension chute Uab — Uad et de type BC. = Ucc.
En substituant dans ces expressions les valeurs de chute de tension Uad =I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 et Uab = I1Rx, on obtient deux égalités : I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2
En divisant la première égalité par la seconde, on obtient RHC / R1 = R3 / R2 ou RNS R2 = R1 R3
La dernière égalité est la condition d'équilibrage d'un DC à pont unique.
Il s'ensuit que le pont est équilibré lorsque les produits des résistances des bras opposés sont égaux. Par conséquent, la résistance mesurée est déterminée par la formule Rx = R1R3 / R2
Dans les ponts unitaires réels, soit la résistance de la résistance R1 (appelée bras du comparateur), soit le rapport des résistances R3/R2.
Il existe des ponts de mesure dans lesquels seule la résistance du bras de référence change, et le rapport R3/R2 reste constant. A l'inverse, seul le rapport R3/R2 change, tandis que la résistance du bras de comparaison reste constante.
Les plus répandus sont les ponts de mesure, dans lesquels la résistance R1 change en douceur et avec des sauts, généralement des multiples de 10, le rapport R3 / R2 change (Fig.1, b), par exemple, dans les ponts de mesure communs P333.
Riz. 2.Pont de mesure courant continu P333
Chaque pont de mesure est caractérisé par une plage de mesure de résistance de Rmin à Rmax. Un paramètre important du pont est sa sensibilité. Sm = SGСx, où Sg =da /dIg est la sensibilité du galvanomètre, Scx =dIG/dR — sensibilité du circuit.
En remplaçant Sg et Scx dans Sm, on obtient Sm = da/dR.
Parfois, la notion de sensibilité relative du pont de mesure est utilisée :
Cm= da/ (dR / R).
où dR / R - la variation relative de la résistance dans le bras mesuré, da - l'angle de déviation de l'aiguille du galvanomètre.
Selon la conception, une distinction est faite entre les ponts de mesure de stock et les ponts de mesure linéaires (record).
Dans le pont de mesure en magasin, les résistances de bras sont réalisées sous la forme d'une fiche ou d'un levier, des mesures multi-valuées de résistance électrique (résistances), dans les ponts d'enregistrement, le bras de comparaison est réalisé sous la forme d'une résistance de magasin, et les bras de déviation se présentent sous la forme d'une résistance , séparée par un curseur en deux parties réglables.
Erreur tolérée, les ponts de mesure simples de courant continu ont une classe de précision : 0,02 ; 0,05 ; 0,1 ; 0,2 ; 1,0 ; 5.0. La valeur numérique de la classe de précision correspond à la plus grande valeur admissible de l'erreur relative.
L'erreur d'un seul pont CC dépend du degré de commensurabilité des résistances des fils de connexion et des contacts avec la résistance mesurée. Plus la résistance mesurée est petite, plus l'erreur est grande. Par conséquent, des ponts CC doubles sont utilisés pour mesurer une faible résistance.
Dispositif à double pont CC
Les bras du pont de mesure double (six bras) sont la résistance mesurée Rx (ils sont constitués de quatre pinces pour réduire l'influence des résistances de contact et sont reliés au réseau par un dispositif spécial à quatre pinces), un exemple de résistance Ro et deux paires de résistances auxiliaires Rl, R2, R3, R4.
Riz. 3 Schéma d'un pont CC à double mesure
Le solde du pont est déterminé par la formule :
Rx = Ro NS (R1 / R2) — (r R3 / (r + R3 + R4)) NS (R1 / R2 — R4 / R3)
Cela montre que si deux rapports de bras R1/R2 et R4/R3 sont égaux l'un à l'autre, alors la soustraction est nulle.
Malgré le fait que les résistances R1 et R4 déplaçant le curseur D sont réglées de la même manière, en raison de la dispersion des paramètres des résistances R2 et R4, cela est très difficile à réaliser.
Pour réduire l'erreur de mesure, la résistance du cavalier reliant la résistance de référence Ro et la résistance mesurée Rx doit être prise aussi petite que possible. Une résistance calibrée spéciale est généralement fixée à l'appareil. r… Alors l'expression soustraite devient pratiquement nulle.
La valeur de la résistance mesurée peut être déterminée par la formule : Rx = Ro R1/R2
Les ponts de mesure CC doubles sont conçus pour fonctionner uniquement avec des rapports de bras variables. La sensibilité du double pont dépend de la sensibilité du pointeur zéro, des paramètres du circuit en pont et de la valeur du courant de fonctionnement. Lorsque le courant de fonctionnement augmente, la sensibilité augmente.
Les plus courants sont les ponts de mesure CC combinés conçus pour fonctionner sur des schémas de pont simple et double.