Измерение параметров элементов методом уравновешивающего преобразования.

Наряду с методом прямого преобразования (дискретного счета) в практике используют также методы уравновешивающего преобразования измеряемых значений R,L,C, основанные на сравнении измеряемой величины с образцовой мерой. Это сравнение чаще всего осуществляется путем уравновешивания мостовой измерительной цепи, в одно из плеч которой включают исследуемый двухполюсник. В смежное плечо моста вводят образцовый элемент, представляющий собой набор квантованных образцовых мер, соответствующих весовым коэффициентам разрядов используемого цифрового кода.

Изменением параметров образцового двухполюсника добиваются равенства нулю напряжения в измерительной диагонали.

Структурная схема цифрового моста постоянного тока уравновешивающего типа для измерения сопротивления

где ИП – источник постоянного тока, ПКС – преобразователь кода в сопротивление, УС – устройство сравнения, УУ – устройство управления.

Измеряемый резистор Rx, образцовые резисторы R1 и R2 и ПКС образуют мост, питающийся от источника постоянного напряжения ИП.

Разбаланс моста фиксируют устройством сравнения УС. УУ анализирует выходной сигнал УС и в зависимости от его знака увеличивают или уменьшают значения цифрового кода N, выдавая его на ПКС.

Уравновешивание проводится до тех пор, пока напряжение выходной диагонали моста станет меньше порога чувствительности УУ. При этом сопротивление

Rx=R1*Rпкс/R2=Кпкс*N*R1/R2 (10)

где Rпкс – сопротивление преобразователя кода сопротивления, Кпкс=Rпкс/N – коэффициент преобразования ПКС.

Результат измерения, который фиксируется на ЦОУ, не зависит от напряжения питания. Пределы измерения подбирают путем изменения отношения сопротивлений резисторов R1 и R2.

Цифровые мосты постоянного тока уравновешивающего типа обеспечивают погрешность измерения параметров около 0,01%, и поэтому их широко применяют для точного определения активного сопротивления резисторов.

Более сложны по структуре мосты переменного тока, измеряющие комплексное сопротивление, индуктивность, емкость на фиксированной частоте (порядка 1 кГц). Эти мосты уравновешивают по двум параметрам: осуществляют раздельное и не зависимое уравновешивание двух составляющих комплексного сопротивления. Zx=R±jx