книги / Специальные измерения в устройствах связи, автоматики и телемеханики
..pdfзоваи и ем «земли» в |
кач еств е об ратн ого |
провода, соп роти влен и е |
рабочего за зе м л е н и я |
д о л ж н о бы ть о т 0,5 ом |
(при коли честве соедини |
тел ьн ы х л и н и й более 1 000) до 25 ом (при коли честве соединительны х л и н и й до 25).
В ел и ч и н ы соп р о ти влен и я зазем л ен и й д л я м олниеотводов, у ста н авл и ваем ы х н а о п о р ах воздуш н ы х ли н и й с в я зи , автом ати к и и тел е
м ех ан и ки , |
в зави си м ости |
от уд ельн о го со п р оти влен и я |
гр у н та |
и |
||
к о л и ч ества |
проводов, на ли н и и не д ол ж н ы |
п ревы ш ать |
зн ачен и й , |
|||
у к а за н н ы х в та б л . 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
|
|
|
|
Сопротивление заземления в ом при |
|||
Удельное сопротивление грунта в ом»м |
числе проводов линии |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
2-10 |
11—20 |
21 и более |
|
100—200 |
|
|
45 |
60 |
70 |
|
201—400 |
|
|
65 |
85 |
100 |
|
401—500 |
|
|
90 |
120 |
140 |
|
501 и более |
|
|
110 |
150 |
175 |
|
С оп р о ти вл ен и е рабочи х |
зазем л ен и й д л я |
независим о |
дей ствую |
|||
щ их устр о й ств автом ати к и |
и тел ем ехан и ки , |
д л я разли чн ы х си гн а |
л и зац и о н н ы х у стан о во к , а т а к ж е л иней ны х зазем лен и й силовы х опор
не д о л ж н о п ревы ш ать 10 ом . Т ак о е ж е требование |
п ред ъ явл яется и |
|||||||
к защ и тн ы м зазем л ен и ям д л я у строй ств автом атики и |
телем еханики . |
|||||||
С оп р о ти вл ен и е защ и тн о го за зем л ен и я, к котором у при соединя |
||||||||
ю тся к а р к а с ы |
щ и тов, стан и н ы р азл и чн ы х у стан овок и о б о руд ован и я, |
|||||||
к о ж у х и |
тр ан сф о р м ато ров и |
вы п рям ителей и д р у ги е |
подобные об ъ |
|||||
екты , д о л ж н о |
бы ть не более |
10 ом при мощ ности зазем ляем ого |
обо |
|||||
р у д о в ан и я до |
100 ква; если ж е м ощ ность п ревы ш ает |
100 ква, |
соп ро |
|||||
ти в л ен и е защ и тн о го зазем л ен и я |
не д ол ж н о быть |
более 4 |
ом . |
|
||||
|
|
ВОПРОСЫ |
д л я |
ПОВТОРЕНИЯ |
|
|
|
|
1. Из |
каких сопротивлений |
состоит сопротивление |
заземления |
и от |
||||
чего оно |
зависит? |
|
|
|
|
|
|
2.В чем заключаются особенности измерения сопротивления заземле
ний?
3.Какими методами измеряют сопротивление заземлений и в чем зак лючаются эти методы?
4.Как устроен измеритель заземлений типа МС-08; как и какие изме рения можно производить этим прибором?
5. Для каких измерений используют измеритель заземлений типа ИЗ; каков принцип его действия и как производят измерения при помощи этого прибора?
6. Каким ГОСТом установлены нормы сопротивлений заземлений и каковы основные величины сопротивления рабочего, защитного и измери тельного заземлений?
ГЛАВА VU
|
|
|
|
|
М О С ТЫ П Е Р Е М Е Н Н О Г О Т О К А |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
§ 40. Т ео р и я м о ст а п ер ем ен н о го т о к а |
|
|
|
|
||||||||||||||
В |
состав м оста п ер ем ен н ого т о к а |
(ри с. |
60) |
в общ ем |
с л у ч а е м о гу т |
|||||||||||||||||
вхо д и ть |
ком п л ексн ы е со п р о ти в л е н и я |
Z i, |
ï z , |
È s |
и Z 4. В |
о д н у |
из д и а |
|||||||||||||||
го н алей |
м оста |
п од кл ю ч аю т и сточн и к |
п ерем ен н о го |
н а п р я ж е н и я |
Г , |
|||||||||||||||||
в кач еств е кото р о го |
и сп о л ьзу ю т и зм ер и тел ьн ы й |
л ам п о в ы й |
ге н е р ат о р |
|||||||||||||||||||
с соответствую щ и м |
д и ап азо н о м |
ч асто т |
|
или |
э л ек тр о м агн и т н ы й |
|||||||||||||||||
зум м ер . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В д р у гу ю |
д и а го н а л ь |
м оста |
вк л ю ч аю т |
н у л ево й |
и н д и к а то р |
Я, |
||||||||||||||||
по п о к а за н и я м |
к о то р о го |
о п р е д ел я ю т р авн о в еси е |
м остовой |
схем ы . |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И н д и к а т о р о м м о ж е т с л у ж и т ь у с и |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
л и те л ь |
с га л ьв а н о м етр о м , |
в к л ю ч е н |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ным |
на |
|
вы ходе, у к а з а т е л ь |
у р о в н я |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
в |
п ростей ш ем с л у ч а е те л еф о н . |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П ри |
|
р авн о в еси и |
м оста |
(к н о п |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к а |
К |
за м к н у т а ) |
п о тен ц и ал ы |
то ч ек |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в и |
г |
р авн ы |
м еж д у |
соб ой . |
И н д и |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к а т о р п о к а ж е т 0. З н а ч и т , п ад е |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
н ия н а п р я ж е н и й на у ч а с т к а х а-в |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и а -г |
равн ы |
|
д р у г д р у г у , |
т а к ж е |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
равн ы |
и |
н а п р я ж е н и я н а |
у ч а с т |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к а х в-б и г -б . Э ти р а в е н с т в а м о ж |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
но |
н а п и с ать |
в |
к о м п л ек сн о й ф о р |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ме, |
вы р ази в |
п ад ен и я |
н а п р я ж е н и й |
|||||||||||
через |
с о о тв етству ю щ и е |
п р о и зв ед ен и я |
|
то к о в |
и с о п р о ти в л е н и й : |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
i 1 'z 1 = i‘ i z 4 и / i Z ï — ï ^ Z y |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
П одели в |
п ервое |
у р авн ен и е |
на |
|
в то р о е |
|
и |
у ч и т ы в а я , |
ч то |
при |
||||||||||||
р авен ств е |
п о тен ц и ал о в то ч ек |
в и г |
|
с у щ е ст в у ю т |
р а в е н с т в а |
т о к о в |
||||||||||||||||
» |
. |
и |
- |
|
|
|
|
р авен ств о |
|
2 i |
= |
Zma |
|
|
. |
|
. |
|
||||
l x — h |
/ 8 -■ / 4, п о л у ч аю т |
— |
— |
или Z t Z 3 = |
Z 2Z 4, |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z'i |
|
Z3 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а к |
к а к |
эти с о п р о ти в л е н и я |
ко м п л ек сн ы е, |
т . |
е . |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
Z x = |
Z x в ^ 1J Z2 = |
Z2 еЬ» [ Z3 = Zg с^гг \ Z 4 = |
Z4 |
|
, |
|
|
то н а п и с ан н о е р ан ее р а в е н с тв о м о ж е т бы ть п р е д с т а в л е н о в с л е
д ую щ ем |
виде: |
|
|
|
|
|
Zx Zg = |
Z2 Z 4 и |
<Pi + Ф з= ф2 + ф4. |
|
|
Э то зн а ч и т , что |
п р и |
р а в н о в ес и и м оста п ер ем ен н о го |
т о к а п р о и з |
||
ведения |
м одулей |
с о п р о ти в л ен и й |
п р о ти в о п о л о ж н ы х |
п л еч р авн ы |
|
м еж ду собой, а т а к ж е р авн ы сум м ы ф азо в ы х у гл о в э т и х |
со п р о ти в л е - |
102
н и й . С л ед овател ьн о, д л я у р авн о в еш и в ан и я моста необходим о п р о и з
водить р е гу л и р о в к у |
не м енее д в у х р азл и ч н ы х п ар ам етр ов |
схем ы . |
|||
О бы чно в м остах |
перем енного |
то к а |
д ва плеча со сто ят из |
а к т и в |
|
ны х соп роти влен и й |
(балан сн ы е |
плечи |
м цста), а д ва |
д р у ги х |
плеча |
п р ед став л яю т собой |
ко м п лексн ы е со п роти влен и я, из |
которы х одно |
н еи звестн ое Zx, а д р у го е и звестн ое Z 0. Е сл и со п ро ти влен и я вклю че
ны по схем е, п ри веденной |
на ри с. 61, а , то равн о в еси е м оста оп реде |
||||||
л я е т с я равен ство м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„ „ „ |
Яг |
= |
e f ( г ,— ?0). |
|
|
Яг |
Zo |
или |
Яг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
П ссл ед н ее |
р авен ств о |
возм ож но |
т о л ь к о при у сл ови и , что |
— |
|||
— Фо ~ 0- Э то |
о зн ач ает, |
что |
оба |
со п р оти влен и я долж ны |
бы ть |
||
а) |
|
|
|
|
б) |
|
|
одного х а р а к т е р а (ем костны е или и ндуктивны е). В этом случае н еи звестн ое со п р о ти в л ен и е о п р ед ел яю т по ф орм уле
т . е. |
к а к |
п рои звед ен и е |
отнош ен и я б алан сн ы х |
плеч |
на |
с о п р о ти в |
||||||||||
л ен и е Z 0 |
о б р азц о во го п л еч а . |
Т ак и е |
мосты |
назы ваю т |
м о с т а м и |
|||||||||||
с о т н о ш е н и е м б а л а н с н ы х п л е ч . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
С л ед о вател ьн о , м ост перем енного то к а |
с отнош ением |
б алан сн ы х |
||||||||||||||
плеч |
м ож но |
у р авн о в еш и в ать |
то л ьк о |
соп ротивлением |
такого |
ж е |
||||||||||
х а р а к т е р а , |
к ак о й |
им еет |
и зм еряем ое |
соп роти влен и е. |
|
|
|
|||||||||
П р и |
вклю чен и и |
соп роти влен и й |
по |
схеме, |
|
п риведенной |
на |
|||||||||
рис. |
61, |
б, |
д л я |
уравн овеш ен н ого моста |
сп р авед ли во |
равен ство |
||||||||||
|
|
|
Я% Яг |
— Z>x Zo |
или |
Я{ Яг = Zx Z 0 е] (?*+?о). |
|
|
||||||||
П о сл ед н ее |
р ав ен ств о |
во зм ож н о |
то л ь к о |
при |
у сл о ви и , |
что |
||||||||||
Фиг + |
Фо — О- |
Б этом |
сл у ч ае со п р о ти в л ен и я |
Zx |
и Z 0 |
д олж н ы бы ть |
||||||||||
р азл и ч н ы |
по |
х а р а к т е р у : |
одно |
из них |
ем к остн о е, |
а |
другое и н д у к |
|||||||||
ти вн о е . Н е и зв ес т н о е |
со п р о ти вл ен и е |
при этом |
о п р ед ел яю т |
к а к |
||||||||||||
п р о и звед ен и е |
б ал ан сн ы х |
плеч, у м н ож ен н ое |
на |
п ро во д и м о сть |
об |
|||||||||||
р азц о в о го |
|
п л еча |
по |
ф о р м у л е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЮЗ
|
|
|
о |
|
|
|
Т а к и е м осты н азы ваю т м о с т а м и с |
п р о |
и з в е д е н |
и е м |
б а |
||
л а н с н ы х п л е ч . |
|
|
|
|
|
|
М ост перем енного |
т о к а с |
п р о и звед ен и ем |
б а л а н с н ы х |
п л еч |
у р а в |
|
н овеш и ваю т со п р оти влен и ем |
п р о ти в о п о л о ж н о го х а р а к т е р а по |
с р а в |
||||
нению с и зм еряем ы м |
со п р о ти в л ен и ем , |
т . е. и зм ер яем у ю |
и н д у к т и в |
ность у р ав н о в еш и в аю т |
о б р а зц о в о й |
ем к остью . |
|
|
|||
§ 41 . И зм ер ен и е |
ем к о стей |
и и н д у к т и в н о с т е й м о сто м |
|||||
|
|
п е р ем ен н о го т о к а |
|
|
|
||
Е м к о с т и |
о б ы ч н о |
и з м е р я ю т |
м о с т о м |
п е р е |
|||
м е н н о г о т о к а с о т н о ш е н и е м б а л а н с н ы х |
п л е ч |
||||||
(рис. 62, а ). П л еч и отн ош ен и й |
с о с та в л я ю т и з |
а к ти в н ы х |
с о п р о т и в л е |
||||
ний R \ и Я г . В |
плечо с р а в н е н и я вк л ю ч аю т о б р азц о в о е |
с о п р о т и в л е |
|
|
Рис. 62 |
|
|
|
|
ние R 0 и о б р азц о ву ю |
ем к ость С 0 (м агази н |
со п р о ти в л ен и й и |
м ага зи н |
|||
ем костей). М ост у р а в н о в еш и в а ю т |
п у тем |
п о д б о р а |
вел и ч и н |
о б р а зц о |
||
вого со п р о ти в л ен и я |
Я 0 и о б р а зц о в о й ем к о сти С 0. |
Р а в н о в е с и е о п р е |
||||
д еляю т |
по н ул ево м у |
и н д и к ато р у |
И . |
|
|
|
Д л я |
у р авн о в еш ен н о го м о ста |
м о ж н о |
н а п и с а т ь |
|
|
Р а с к р ы в а я |
ск о б к и и п р и р а в н и в а я о тд е л ь н о д е й с т в и т е л ь н ы е и |
мнимы е с о с та |
в л я ю щ и е п о сл ед н его у р а в н е н и я , п о л у ч а ю т |
Е сл и |
о тн ош ен и е |
п л еч |
в ы б р а т ь |
р авн ы м 1, т . |
е . |
R i |
= |
R2, то |
||||
Я х — Я 0 |
и |
Сх = С 0. |
В это м |
с л у ч а е , у р а в н о в е с и в |
м ост, |
в е л и ч и н у |
||||||
изм еряем ой |
ем ко сти |
о п р е д е л я ю т |
по |
п о к а з а н и ю |
м а г а з и н а |
е м к о |
||||||
стей, |
вк лю чен н о го в |
о б р а зц о в о е |
п л еч о , а |
в ел и ч и н у |
с о п р о т и в л е |
|||||||
ния |
п о терь — по м а га зи н у |
с о п р о ти в л е н и й |
о б р а з ц о в о г о |
п л е ч а . |
Т а н г е н с |
у г л а |
д и эл е к т р и ч е с к и х |
п отерь |
и зм еряем ого |
к о н д е н с а |
|||||||||||||||||
то р а о п р е д ел я ю т |
к а к |
отн ош ен и е |
акти вн о й |
со ставл яю щ ей |
его |
с о |
||||||||||||||||
п р о ти в л ен и я |
к р е а к ти в н о й |
со ставл яю щ ей |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
tg |
|
|
|
|
|
|
= |
R x <*СХ. |
|
|
|
|
|
|
|||
П о д став и в в |
|
это вы р аж ен и е |
зн ач ен и я вел и ч и н из преды дущ их |
|||||||||||||||||||
р а в е н с тв , п ол у чаю т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
tg Ъх = |
Ro <*С0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Р ассм о тр ен н у ю |
схем у изм ерен и я |
и сп ользую т |
при |
|
изм ерении |
|||||||||||||||||
ем кости |
и |
у гл а |
д и эл ектр и ч ески х |
потерь |
конденсаторов |
с м алы м и |
||||||||||||||||
п отерям и . |
В |
с л у ч а е необходим ости |
и зм ерен и я ем кости |
и |
у гл а |
по |
||||||||||||||||
тер ь ко н д ен сато р о в |
с |
больш им и |
потерям и |
(больш ой |
емкости) |
м а |
||||||||||||||||
гази н со п р о ти в л ен и й R 0 о б р азц о вого плеча подклю чаю т п ар ал л ел ьн о |
||||||||||||||||||||||
о б р азц о во й |
ем кости |
С 0 и |
в |
н ач ал е |
изм ерений устан авл и ваю т |
во з |
||||||||||||||||
м ож но |
бол ьш у ю |
|
вели чи н у |
соп роти влен и я R 0. Д ал ьн ей ш ей |
р егу л и |
|||||||||||||||||
ровкой |
С 0 и |
R 0 д обиваю тся |
м иним ального |
п о казан и я |
и н дикатора |
|||||||||||||||||
р авн о в еси я |
И . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
З н а ч е н и я |
С х |
и |
R x |
вы ч и сл яю т |
та к |
ж е, |
|
к а к |
и |
в |
преды дущ ем |
|||||||||||
с л у ч а е , |
а т а н ге н с |
у г л а п о тер ь |
о п р ед ел яю т |
по ф орм уле |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
t g 5 ' = |
|
|
|
|
= |
Л „ш С„ |
' |
|
|
|
|
|
|
|||
Д л я |
и зм ер ен и я вели чи н |
и н д у к т и в н о с т и |
и |
в з а и м н о й |
||||||||||||||||||
и н д у к т и в н о с т и |
ч ащ е |
всего |
п рим ен яю т |
м о с т |
|
п е р е |
||||||||||||||||
м е н н о г о |
т о к а |
с п р о и з в е д е н и е м |
б а л а н с н ы х |
|||||||||||||||||||
п л е ч |
(рис. |
62, |
б). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
П л еч и |
п р о и зв ед ен и я со ставл я ю т из д ву х |
|
активны х |
соп ротивле |
||||||||||||||||||
ний R i |
и R z . В |
о б р азц о в о е |
плечо |
вклю чаю т п ар ал л ел ьн о |
соединен |
|||||||||||||||||
ны е о б р азц о в о е |
со п р о ти в л ен и е |
R 0 и о б разц овую |
ем кость |
С0 (м ага |
||||||||||||||||||
зи н со п р о ти в л ен и й |
и м агази н ем костей). М ост |
уравн овеш и ваю т при |
за д ан н ы х зн а ч е н и я х R i и R2 путем р егу л и р о в к и величины со п роти в
л е н и я |
R 0 и -ем кости |
С 0. П р и равн овеси и |
м оста |
су щ ествует |
р авен |
||||||||
ство |
п рои звед ен и й |
соп роти влен и й |
его |
п роти воп олож н ы х |
плеч. |
||||||||
С л ед о вател ьн о , |
м ож но |
н ап и сать |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
R i Rz — |
j----------------(R x 4 - / шД*) • |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
-гг + |
i®c <> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л\п |
|
|
|
|
|
|
|
П осле |
п р е о б р азо в а н и я |
р авен ств о |
прим ет |
вид: |
|
||||||||
|
|
|
R i R2 (1 + |
j<ùC0 Ro) = |
R 0 (R x - f |
j(ùbx). |
|
||||||
Р а с к р ы в а я |
ско б ки |
и п р и р а в н и в а я |
о тд ел ьн о |
дей стви тельн ы е и |
|||||||||
мнимы е с о с та в л я ю щ и е |
это го р а в е н с т в а , |
м о ж н о |
п ол у ч и ть р е зу л ь |
||||||||||
ти р ую щ и е |
ф о р м ул ы |
|
д л я оп ред ел ен и я |
величин со п р о ти влен и я |
|||||||||
и н д у кти вн о сти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
R x ~ |
R \ R% т г |
*» |
&х ~ |
Rx R* ^о* |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
*\q |
|
|
|
|
|
|
|
4В Зак. |
1)58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
эти х ф о р м у л ах |
R x , R lt R 2 и |
|
R 0 |
в |
ом, |
h x в |
гн , |
а |
С 0 |
в |
ф . |
||||||
Е сли |
со п р о ти в л ен и я |
R x |
и |
R 2, в х о д я щ и е |
в |
п р о и зв е д е н и е |
плеч» |
|||||||||||
будут |
равн ы по |
1 000 |
ом |
к а ж д о е , |
то |
их |
п р о и зв е д е н и е |
R x R 2 — |
||||||||||
= 10® |
и |
то гд а |
вел и ч и н а |
и ском ой |
и н д у к ти в н о с ти |
Lx в |
гн |
б у д е т |
||||||||||
ч ислен но |
р а в н а |
о б р азц о во й |
ем к о сти |
С 0 в |
м к ф . |
|
|
|
|
|
||||||||
И н д у кти вн ость |
и |
взаи м н у ю |
и н д у к ти в н о сть |
м о ж н о |
т а к ж е |
и з |
||||||||||||
м ер я т ь м остом с отнош ением б а л а н с н ы х п леч (см . р и с . 62, а ). В |
это м |
|||||||||||||||||
с л у ч ае о б разц ово е п лечо Z 0д о л ж н о со с то я ть и з о б р а зц о в о й |
и н д у к т и в |
|||||||||||||||||
ности L 0 и о б р азц о во го с о п р о ти в л е н и я R 0. Т а к и е м осты сл о ж н ы |
в и з |
|||||||||||||||||
готовлении и н еудобн ы в |
э к с п л у а т а ц и и , |
поэтом у они и с п о л ь зу ю т с я |
||||||||||||||||
то л ьк о в л а б о р а т о р н ы х у с л о в и я х . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
§ 42 . |
И зм ерен и е |
п о л н ы х |
и |
в х о д н ы х |
с о п р о ти в л е н и й |
м о ст а м и |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
п ер ем ен н ого |
т о к а |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В оздуш ны е |
и к аб ел ьн ы е |
л и н и и , |
|
эл ем ен ты |
р а зл и ч н о й |
а п п а р а |
||||||||||||
ту р ы |
п р ед ставл яю т |
собой |
ц еп и , |
в со став |
к о то р ы х в х о д я т |
с о п р о т и в |
||||||||||||
л ен и е R , |
ем кость С и и н д у к ти в н о сть |
L . П о л н о е с о п р о ти в л е н и е |
п е р е |
м енном у то к у цепи, состоящ ей из п ер ечи сл ен н ы х эл ем ен то в , я в л я е т с я
ком плексной |
величи н ой |
и |
м о ж ет бы ть |
вы р а ж е н о |
р ав ен ств о м |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z = R 0 ± j X |
, |
|
|
|
|
|
|
|||
где |
R 0 — а к т и в н а я |
с о с т а в л я ю щ а я |
с о п р о ти в л е н и я ; |
|
|
|
|||||||||||||
|
X — |
р е а к т и в н а я |
с о с т а в л я ю щ а я , |
р а в н а я |
|
|
|
1 |
|
||||||||||
|
cdL-------- |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соС |
|
В зави си м о сти |
о т |
то го , п р ео б л ад ает |
ли в |
цеп и |
и н д у к т и в н о с т ь |
||||||||||||||
или |
ем к о сть, |
п о л н о е |
с о п р о ти в л е н и е |
|
б у д ет |
и м еть |
и н д у к ти в н ы й |
||||||||||||
или |
ем костны й |
х а р а к т е р . |
Д л я |
и зм ер ен и я п ол н ы х |
с о п р о т и в л е н и й |
||||||||||||||
м ож но |
п ри м ен и ть |
р а с см о тр е н н ы е схем ы м остов |
п ер ем ен н о го |
т о к а |
|||||||||||||||
(см. |
ри с. |
62, |
а |
и |
б) |
в |
за в и с и м о с т и |
|
о т |
х а р а к т е р а |
и зм ер я ем о го |
||||||||
п о л н о го с о п р о ти в л е н и я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
П р и |
и зм ерении |
ем к о стн ы х |
с о п р о ти в л е н и й |
м остом с о тн о ш е |
|||||||||||||||
нием плеч и з |
|
а к ти в н ы х |
со п р о ти в л ен и й |
обы чно |
в ы б и р аю т |
о тн о - |
|||||||||||||
ш ение |
R I |
. |
то гд а |
при |
р авн о веси и |
|
м оста м о ж н о |
н а п и с а т ь |
|||||||||||
-=i = |
1, |
|
|||||||||||||||||
|
|
А2 |
|
|
|
. |
|
R x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Z = |
p ^ Z 0 или |
Z = |
Z 0. |
|
|
|
|
|
||||
И зв естн о , |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
o - i |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шС0 » |
|
|
|
|
|
|||||
с л ед о в ат ел ь н о , и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
R o - i |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
û)C0 ' |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
R 0 |
и |
C 0 — с о о тв ет с тв е н н о |
с о п р о т и в л е н и е |
|
и |
е м к о ст ь , |
в к л ю |
|||||||||||
ченные |
в о б р азц о в о е |
п л еч о . |
П о л у ч и в |
зн а ч е н и я |
|
э т и х в е л и ч и н |
в р е зу л ь т а т е |
у р а в н о в е ш и в а н и я |
м о ста, |
м ож но |
о п р ед ел и ть |
м о д у л ь |
|||||||||
иском ого с о п р о ти в л е н и я |
по |
ф о р м у л е |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
м |
- |
|
|
|
В ел и ч и н у |
ф азо в о го |
у гл а <р |
вы ч и сл яю т по |
значен и ю |
tg<p, |
к о |
||||||||
торы й |
о п р е д е л я ю т |
к а к |
отнош ение |
р е а к ти в н о й |
со ставл яю щ ей |
со |
||||||||
п р о ти в л ен и я |
к его |
ак ти в н о й со ставл яю щ ей |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
tg ф = |
1 |
R* |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
wC0 R 0 ' |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
toC0 |
|
|
|
|
|
||||
З а т е м , н ай д я |
по таб л и ц е |
уго л |
<р, |
п о л учаю т вели чи н у |
и ск о |
|||||||||
мого со п р о ти в л е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Z = |
M e - * ? . |
|
|
|
|
|
|
||
З н а к |
м и н у с |
о п р е д ел я е т |
ем костны й |
х ар ак тер |
полного |
соп ро |
||||||||
ти в л ен и я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П одобны м |
способом при |
помощ и |
моста с |
произведением |
плеч |
|||||||||
м ож но |
и зм ер и ть |
п ол н о е |
со п р о ти влен и е |
ин дукти вн ого х а р а к т е р а . |
||||||||||
|
а) |
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
О бы чны е м осты |
перем ен н ого то к а не |
н а х о д я т |
ш и р о ко го прим е |
|||||
н ен и я д л я и зм ер ен и я |
п о л н ы х со п р о ти в л ен и й , т а к |
к а к они не о б л а |
||||||
д аю т |
вы сокой |
ч у вств и тел ьн о стью вви д у |
д о вол ьн о |
зам етн ого |
п аде |
|||
н и я |
н а п р я ж е н и я |
н а |
а к ти в н ы х с о п р о ти в л е н и я х |
б ал ан сн ы х |
плеч. |
|||
И зго то вл ен и е |
соверш ен н о идентичн ы х |
м агази н о в |
сопротивлен и й |
|||||
д л я эти х п леч |
с в я за н о с больш и м и тр у д н о стям и . |
|
К ром е того, при |
|||||
и зм ерен и и обы чны м и |
м остам и не об есп еч и вается |
необходи м ая |
сим |
м етри чность схем ы , что им еет очен ь б ол ьш ое зн ач ен и е п ри и зм ерен и и
сим м етричны х о тн оси тел ьн о |
«земли» со п роти влен и й , |
особенно |
н а |
|
п овы ш енны х ч асто тах . П оэто м у д л я и зм ер ен и я п олны х |
со п р о ти в л е |
|||
ний в п р а к т и к е сп ец и ал ьн ы х |
и зм ерен и й |
п о л у ч и л и ш и р о к о е р асп р о |
||
с тр ан ен и е д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е |
м о с т ы , |
свободны е |
о т |
н ед остатков, п р и су щ и х |
обы чны м м остам |
перем енного то к а . |
||||
Д и ф ф ер ен ц и ал ьн ы й |
м ост |
(ри с. 63, |
а) |
состоит и з д и ф ф ер ен ц и ал ь |
||
ного тр а н с ф о р м а то р а |
Д Т , к |
серед и н е |
первичной обм отки ко то р о го |
|||
п од вод ят перем ен н ое |
н а п р я ж е н и е |
соответствую щ ей ч асто ты ч е р е з' |
||||
сим м етри рую щ и й тран сф о р м ато р |
Т р . |
О бе половины п ервичной |
обм отки |
тр а н сф о р м ато р а Д Т |
совер ш ен н о |
и ден ти ч н ы , |
б л а г о д а р я |
|||||||||
этом у |
отн ош ен и е |
б а л а н с н ы х |
п л еч , |
о б р а зо в а н н ы х |
им и, |
р а в н о |
1. |
||||||
Во вто ри чн ую о б м отку тр а н с ф о р м а то р а Д Т |
вк л ю ч ен |
и н д и к а т о р |
/ / |
||||||||||
р авн о в еси я м оста. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К о гд а |
сопротивление* о б р а зц о в о го |
п л еча |
Z 0 |
по |
м о д у л ю |
и |
ф а зе |
||||||
р а в н о |
и зм еряем ом у |
с о п р о ти в л ен и ю Z x, то т о к и , |
п р о те к а ю щ и е |
в |
р а з |
||||||||
н ы х |
п о л о ви н ах п ерви ч н ой об м о тки |
тр а н с ф о р м а т о р а |
Д Т , |
б у д у т |
р ав н ы . Т ак к а к он и н а п р а в л е н ы н а в с т р е ч у д р у г д р у г у , то с о з д а в а е
мы е ими м агн и тн ы е п о л я взаи м н о у н и ч т о ж а ю т с я |
и т о к |
в и н д и к а т о р е |
|||||||||||||||||||
будет равен |
н у л ю . |
П р и |
этом |
|
с о п р о т и в л е н и я |
п о л о в и н |
п е р в и ч н о й |
||||||||||||||
обм отки б у д у т ч и сто акти вн ы м и , с л ед о в ател ьн о , |
п отери |
б у д у т м и н и |
|||||||||||||||||||
м ал ьн ы м и , |
а ч у в ств и тел ьн о сть |
|
схем ы |
д о во л ьн о |
вы со ко й . |
|
|
|
|
||||||||||||
П р и |
и зм ерен и и |
си м м етричны х |
о тн о си тел ьн о |
«земли» |
с о п р о т и в |
||||||||||||||||
л ен и й |
п р и м ен яю т |
схем у д и ф ф ер ен ц и ал ьн о го |
м о ста, |
п р и в е д е н н у ю |
|||||||||||||||||
па рис. 63, б. |
В это й |
схем е |
и с п о л ь зу ю т ся |
д ва |
д и ф ф е р е н ц и а л ь |
||||||||||||||||
ных тр а н с ф о р м а то р а Д 7 \ |
и Д Т 2, к сер ед и н ам |
п ер в и ч н ы х |
о б м о т о к |
||||||||||||||||||
к о то р ы х ч ер ез |
си м м етр и р ую щ и й |
т р а н с ф о р м а т о р |
Т р |
п о д а ет с я |
п е |
||||||||||||||||
р ем ен н ее |
н а п р я ж е н и е |
о т |
ге н е р а т о р а . Б л а г о д а р я |
т а к о й |
схем е |
в к л ю |
|||||||||||||||
чения |
п о тен ц и ал ы |
в т о ч к а х в и г |
схем ы б у д у т |
р ав н ы |
и |
п р о т и в о п о |
|||||||||||||||
л о ж н ы |
по |
зн а к у , |
что |
у д о в л е т в о р я е т |
у сл о в и ю |
си м м етр и и . |
|
|
|||||||||||||
Р ассм о тр ен н ы е |
м осты |
д а ю т |
в о зм о ж н о с ть |
и з м е р я т ь |
|
е м к о ст н ы е |
|||||||||||||||
и и н д у кти вн ы е |
с о п р о ти в л е н и я . |
П р и |
и зм ер ен и и |
|
п о д б и р аю т |
в |
об |
||||||||||||||
разц овом |
п лече Zo |
в ел и ч и н у с о п р о т и в л е н и я , |
к о т о р а я |
|
б ы л а |
бы |
|||||||||||||||
равной |
по |
м одулю |
и ф азе и зм ер яем о м у со п р о ти в л е н и ю |
|
Z x . В с л у ч а е |
||||||||||||||||
и зм ерен и я ем к о стн ы х с о п р о ти в л ен и й |
в о б р а зц о в о е п л еч о Z 0 в к л ю ч а |
||||||||||||||||||||
ют п ерем енное |
с о п р о ти в л е н и е R 0 , со еди н ен н ое п о с л е д о в а т е л ь н о и л и |
||||||||||||||||||||
п а р а л л е л ьн о |
с о б р а зц о в о й |
ем к о стью |
С 0 . П р и |
и зм ер е н и и |
и н д у к т и в |
||||||||||||||||
ных соп роти влен и й |
о б р а зц о в о е с о п р о ти в л е н и е |
R 0 в к л ю ч а ю т |
в |
об |
|||||||||||||||||
разц овое плечо |
Z 0, |
а о б р а зц о в у ю ем к о сть С 0 — п о с л ед о в ат е л ь н о и л и |
|||||||||||||||||||
п а р а л л е л ьн о |
|
с и зм ер яем ы м |
|
|
с о п р о ти в л е н и е м |
Zx . |
|
П о с л е д о |
|||||||||||||
вател ьн о е |
вк л ю ч ен и е |
и с п о л ь зу ю т |
п р и |
б о л ь ш и х |
|
|
з н а ч е н и я х |
||||||||||||||
ф азовы х у гл о в , |
а п а р а л л е л ь н о е — |
п р и м ал ы х |
з н а ч е н и я х |
и х . Д и ф |
|||||||||||||||||
ф ерен ц и ал ьн ы е |
м осты |
п р и м ен яю т |
т а к ж е п ри |
и з м е р е н и я х |
в х о д |
||||||||||||||||
н ы х |
с о п р о т и в л е н и й л и н и й и а п п а р а т у р ы . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
И звестн о , |
что в х о д н о е со п р о ти в л ен и е п р е д с т а в л я е т соб ой п о л н о е |
||||||||||||||||||||
со п р оти влен и е, и зм ер ен н о е со сто р о н ы за ж и м о в , |
к к о т о р ы м |
п о д к л ю |
|||||||||||||||||||
чено и зм ер и тел ьн о е |
у с тр о й с тв о . |
П р и |
это м н ео б хо д и м о |
у ч и т ы в а т ь , |
|||||||||||||||||
что и зм ер яем ы е с о п р о ти в л е н и я |
м о гу т |
бы ть |
си м м етр и ч н ы м и |
и л и |
н е |
||||||||||||||||
си м м етричны м и |
о тн о си тел ьн о зе м л и . П р и м е р о м |
с и м м етр и ч н о го |
с о |
п р о ти в л ен и я м о ж ет с л у ж и ть д в у х п р о в о д н а я л и н и я . Е е в х о д н о е с о п р о ти в л ен и е и зм е р я ю т сим м етричн ы м д и ф ф е р е н ц и ал ь н ы м м остом .
С им м етрия н а п р я ж е н и я , п о д аваем о го |
н а и зм е р и т е л ь н у ю |
с х е м у , д о |
||
с ти гается н ал и ч и ем си м м етр и р у ю щ его |
тр а н с ф о р м а т о р а , |
ч е р е з |
к о т о |
|
ры й подклю чен и с то ч н и к п и т а н и я , а си м м етр и я п о т е н ц и а л о в |
в |
т о ч |
||
к а х п од кл ю ч ен и я и зм ер я ем о го с о п р о т и в л е н и я о б е сп е ч и в а е тс я |
п р и |
|||
помощ и д и ф ф ер ен ц и ал ьн ы х тр а н с ф о р м а то р о в . |
|
|
|
В х о д н о е |
со п р о ти в л ен и е одн оп роводиы х |
л и н и й |
м ож но и зм е р я т ь |
||||||||
неси м м етричны м ди ф ф ер ен ц и ал ьн ы м |
мостом |
(см. |
рис. 63, а). |
В о |
|||||||
всех |
с л у ч а я х |
и зм ерений и зм ер яем о е со п ро ти влен и е Z v о п р ед ел яю т |
|||||||||
по вел и ч и н е |
|
п о л н о го со п р о ти в л ен и я |
ZQ о б р азц о вого |
плеча м оста. |
|||||||
§ |
43 . И зм ерен и е |
м о д у л я |
п о л н о го |
с о п р о ти в л е н и я |
м етодом |
|
|||||
|
|
|
|
|
с р а в н е н и я |
|
|
|
|
|
|
П р и о п ред ел ен и и |
м одуля |
и зм еряем ого со п р о ти влен и я 1 Х и сп о л ь |
|||||||||
зу ю т |
п ростой |
м етод |
ср авн ен и я его с акти вн ы м |
соп роти влен и ем |
R 0. |
||||||
Д л я |
этого |
со п р о ти в л ен и я |
вклю чаю т |
по |
схеме, |
приведенной |
на |
||||
р и с . |
64 . Г ен ер ато р |
Г перем енного то к а подклю чаю т |
к п оследова |
тел ьн о соединен ны м м еж ду собой соп ро ти влен и ям R 0 и Z v и изм еряю т
н а п р я ж е н и я |
на н и х при помощ и л ам п ового вольтм етра И или д р у го |
|||||||||||||||||
го |
и н д и к ато р а |
с |
|
больш им |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
в н у тр ен н и м со п ро ти влен и ем . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Р е г у л и р у я |
вел и ч и н у |
со п р о |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
т и в л е н и я |
R 0, д о б и ваю тся |
од и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
н а к о в ы х п о к а за н и й и н д и к а |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
то р а |
И . |
П р и |
|
этом |
м одуль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
и зм ер я ем о го |
|
|
со п р о ти в л ен и я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Z v |
б у д ет |
р авен |
R 0. |
Т а к о е и з |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
м ерен и е |
возм о ж н о |
при н а л и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
чии |
|
м ага зи н а |
со п р о ти влен и й . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
П р и |
о тсутстви и |
м агази н а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
со п р о ти в л ен и й |
|
м ож но |
вос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
п о л ь зо в а т ь с я |
постоянны м со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
п ро ти вл ен и ем |
R 0 и |
изм ерить |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
л ам п овы м вольтм етром |
н а п р я ж е н и я |
U 0 |
на сопротивлении |
R 0 и |
||||||||||||||
U x — на соп р о ти влен и и Z v. З н а я , что через со п р оти влен и я |
R Q и Z x |
|||||||||||||||||
п р о тек ает один |
и то т ж е |
по |
величине |
ток, |
м ож но н аписать |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
U о _ и * |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р еш ая р авен ств о |
о тн о си тел ьн о Zx, н ах о д ят иском ое |
со п роти в |
|||||||||||||||
л ен и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С л ед у ет |
им еть |
в |
ви д у, |
что |
в к ач еств е |
и н д и като ра |
И |
м ож но |
|||||||||
и с п о л ь зо в а ть |
лю бой |
у к а з а т е л ь |
у р о в н я . |
В |
этом случае |
изм еряю т |
||||||||||||
у р о в е н ь |
н а п р я ж е н и я |
Р 0 на и звестн ом |
соп ротивлении |
R 0 и |
у р о |
|||||||||||||
вен ь |
н а п р я ж е н и я Р х |
на |
неизвестном |
соп роти влен и и Zx . В еличину |
||||||||||||||
и ско м о го |
с о п р о ти в л е н и я |
о п р ед ел яю т |
|
по |
ф орм уле |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z v = R |
0 ep- - p о. |
|
|
|
|
|
|||
|
О п и сан н ы й |
|
м ето д |
п р о ст |
и поэтом у |
получи л ш и рокое |
р а с п р о |
|||||||||||
с тр ан ен и е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 44. У н и в е р с а л ь н ы й и зм е р и т е л ь н ы й м о с т т и п а У М -3
М ост |
типа |
У М -3 — у н и в е р с а л ь н ы й и зм ер и т е л ь н ы й п р и б о р . О н |
||||
п р ед н азн ач ен |
д л я и зм ер е н и я со п р о ти в л ен и й (на п о с то я н н о м |
то к е) |
||||
ем костей |
и тан ген со в у г л а |
п о тер ь, и н д у к ти в н о стей |
и д о б р о тн о стей |
|||
к а ту ш е к |
(на |
перем енном |
|
то к е). |
|
|
Д и а п а зо н |
и зм ер яем ы х |
п ри бором с о п р о ти в л е н и й |
о т 0,1 |
о м до |
||
5 М о м р азд ел ен на сем ь |
п о д д и ап а зо н о в . Н а и б о л ь ш а я п о гр е ш н о с ть |
|||||
и зм ерений не п р евы ш ает |
± |
3 % . Т а к ж е о б е сп е ч и в а е тс я в о зм о ж н о с т ь |
изм ерен и я |
на |
семи |
п о д д и а п а зо н а х |
вел и ч и н |
ем костей |
о т |
10 |
п ф |
|||||||||||||
до 100 м к ф и и н д у кти вн о стей — |
о т |
10 м к гн |
д о |
100 гн при |
п и тан и и |
||||||||||||||||
моста о т встроен н ого |
ген е р ат о р а |
п ер ем ен н о го то к а с |
ч асто то й |
1 000 |
|||||||||||||||||
или |
100 гц . В ел и ч и н а |
п огреш н остей |
и зм ер е н и й |
на ч асто те |
1 0 0 0 гц |
||||||||||||||||
д л я |
ем костей |
от |
10 п ф |
|
до 10 м/сф |
не |
п р е в ы ш ае т |
± |
^1 |
+ |
|
|
|
%» |
|||||||
где С — ем кость |
в пф ; |
|
п огреш н ости |
и зм ерен и й |
на |
ч ас т о те |
100 гц |
||||||||||||||
д л я ем костей о т 10 д о |
100 м к ф н е более ± |
3 % . П о гр е ш н о с т ь |
и зм ер е |
||||||||||||||||||
н и я и н д укти вн о стей |
на |
ч асто те |
1 |
000 |
гц |
д л я |
в е л и ч и н |
и н д у к ти в - |
|||||||||||||
ностеи от |
10 м кгн |
до |
1 |
гн не п р е в ы ш ае т |
-± |
^1 |
+ |
— |
\ |
% , |
гд е L |
— |
|||||||||
и н д у к ти в н о сть |
в м к гн , |
а |
п о гр еш н о сть |
и зм ер е н и я |
на |
ч ас т о те |
100 |
гц |
|||||||||||||
д л я |
и н д у к ти в н о стей |
о т |
|
10 до |
100 гн |
н е б о л ее |
± |
3 % . |
|
|
|
|
|
||||||||
Б л о к -с х е м а и зм ер и тел ьн о го |
м оста |
У М -3 п р и в е д е н а |
на |
р и с . |
65 . |
||||||||||||||||
О н а |
п р е д ст а в л я е т |
собой |
со ч етан и е |
т р е х |
м о стов: м оста |
R |
д л я |
и зм е |
|||||||||||||
р ен и я соп р о ти влен и й |
на |
п о сто ян н о м |
т о к е , |
м оста |
С |
д л я и зм ер е н и я |
|||||||||||||||
ем костей |
и м оста |
L |
д л я |
и зм ер е н и я и н д у к ти в н о стей |
н а |
|
п е р е м е н |
||||||||||||||
ном |
то к е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|