Одинарный мост постоянного тока

Одинарные мосты постоянного тока, собранные по схеме, представленной на рис.1, широко применяются для измерения сопротивлений средних величин (от 1 до 10¹⁰ Ом). Встречаются также одинарные мосты, диапазон которых расширен либо в сторону меньших (до 10^-4 Ом), либо в сторону больших (до 10¹⁵ Ом) значений сопротивления. Конструктивно мост представляет собой стационарный или переносной прибор с набором магазинов сопротивления, соединенных в мостовую схему. Индикатором нуля обычно служит гальванометр магнитоэлектрической системы. Он может быть встроенным в прибор или наружным, как и батарея или блок питания.

Измеряемое сопротивление определяется по формуле:

R₁=R₂R₃/R₄

поэтому погрешности в изготовлении резисторов R₂, R_З и R₄ вносят вклад в погрешность измерения. Значительная погрешность, особенно при малых значениях измеряемых сопротивлений, может быть обусловлена влиянием сопротивления соединительных проводников, при помощи которых измеряемое сопротивление подключается к соответствующим зажимам.

Измерение больших сопротивлений затруднено малой чувствительностью схемы и влиянием паразитных проводимостей.

Типичные значения приведенной погрешности при измерении сопротивлений одинарным мостом составляет 0,005-1,0%. Однако при измерении больших сопротивлений погрешность может достигать 5-10%.

Двойной мост постоянного тока

Для измерения малых сопротивлений применяют двойной мост, схема которого приведена на рис.7.

Двойной мост содержит 4 резистора R₁, R₂, R_З и R₄, гальванометр РG, образцовый резистор R₀, а также источник постоянного напряжения G, амперметр и переменный резистор для установки рабочего тока. Резистор Rz, сопротивление которого надо измерить, подключается последовательно с образцовым сопротивлением R₀.

Условие равновесия двойного моста можно получить, записывая и разрешая относительно R_x уравнения Кирхгофа для замкнутых контуров при условии, что ток через гальванометр PG равен нулю:

R_z=R₀R₁/R₃+[r/(R₂+R₄+r)](R₄/R₃ R₂/R₁) (10)

рис. 7

Если выполнить соотношение:

R₄/R₃=R₂/R₁ (11)

то второй член в уравнении (10) будет ранен нулю, а это означает, что r - сопротивление проводов и контактов, значение которого меняется от измерения к измерению, не будет влиять на результат измерений.

Чтобы обеспечить выполнение соотношения (11), сопротивления R₃ и R₄ выбираю равными, а магазины резисторов R₁ и R₂ конструктивно имеют механически скрепленные друг с другом рукоятки, что обеспечивает равенство сопротивлений R₁ и R₂.

Неизвестное сопротивление определяется по формуле:

R_x=R₀R₁/R₃ (12)

где R₀ - образцовое сопротивление.

При измерении двойным мостом малых сопротивлений особое внимание следует обратить на способ присоединения измеряемого сопротивления. Нужно так же считаться с возможным влиянием ЭДС, возникающей в контактах R_x и R₀. Эту погрешность можно исключить, производя измерения 2 раза с переменой направляющей тока при помощи переключателя SА, показанного на рис. 3. За значение измеряемого сопротивления принимается среднее арифметическое из результатов этих измерений.

Пределы измерений двойного моста охватывают область сопротивления от 10^-6 до 1000 Ом, погрешность измерения составляет 0,1-2%.