Неуравновешенные мосты
Как уже говорилось, у уравновешенного моста в момент измерения разность потенциалов между точками с-d равна 0 и ток отсутствует.
У моста неуравновешенного (см. рис.14, а) отсутствует переменное сопротивление Rср. Ток через диагональ с-d в общем случае отличен от нуля (может быть равен 0 как частный случай) и зависит от соотношения сопротивлений и подаваемого на диагональ а-b напряжения. Т.е. о величине сопротивления Rх судят по величине тока Jcd или по величине напряжения Ucd. Измерительное устройство может быть проградуировано в Омах или в других единицах (например, в градусах Цельсия, если схема используется для измерения температуры).
Рис. 14. Схемы неуравновешенного моста:
а – с одним измеряемым сопротивлением; б – с двумя измеряемыми сопротивлениями, включенными в противолежащие плечи; в – с двумя измеряемыми сопротивлениями, включенными в прилежащие плечи.
На рис 14, б) изображен неуравновешенный мост с двумя измеряемыми сопротивлениями в противоположных плечах, находящимися в зоне измерения. Такая схема позволяет увеличить коэффициент преобразования в 2 раза.
Часто возникает необходимость получать сигнал, определяемый разностью сопротивлений двух преобразователей. Для этого преобразователи включаются в прилежащие плечи(рис.14, в). В этом случае ток через диагональ c-d будет пропорционален разности сопротивлений преобразователей.
Достоинство неуравновешенных мостов - простота схемы , не требующая устройства уравновешивания.
Недостатки - зависимость показаний от изменения напряжения питания, нелинейность шкалы прибора.
Неуравновешенные мосты для измерения температуры применяются редко. Они широко применяются в газоанализаторах, концентратомерах (приборах для измерения концентрации растворов) и т.д.
В схемах неуравновешенных мостов может быть так же применена трёхпроводная схема подключения измеряемого сопротивления.
Логометры
ЛОГОМЕТРЫ - магнитоэлектрические приборы, предназначенные в основном для измерения температуры с помощью термометров сопротивления.
Измерительный механизм логометра (рис.15) состоит из 2-х проволочных рамок 1 и 2, жестко скрепленных друг с другом и со стрелкой 3. Эта подвижная система укреплена по центру в керновых опорах 9. Рамки могут поворачиваться в магнитном зазоре образованным цилиндрическим сердечником 7 и полюсами 4 и 5 постоянного магнита. Для подвода тока к рамкам применяют маломощные спиральные пружинки 6 , не создающие противодействующего момента.
Магнитный зазор сделан неравномерным, и поэтому значение магнитной индукции в разных точках зазора (при различных углах поворота рамок и стрелки) будет различным.
Рис. 15. Измерительный механизм логометра.
1, 2 – проволочные рамки измерительного механизма; 3 – стрелка; 4, 5 – полюса постоянного магнита; 6 – безмоментные спиральные пружинки; 7 – цилиндрический ферромагнитный сердечник.
Принцип действия логометра основан на измерении соотношения токов в двух электрических цепях (см. рис. 16). Соотношение токов в рамках зависит от сопротивлений резисторов двух ветвей цепи (R1, R2, Rt).
Рис. 16. Схема магнитоэлектрического логометра.
Обе ветви питаются параллельно от одного источника ЭДС. Рамки включены в цепь так, что вращающие моменты, действующие на каждую рамку, направлены навстречу друг другу. В каждый момент времени рамки занимают положение устойчивого равновесия, соответствующего разности токов. При изменении сопротивления Rt изменится величина тока J2 (ток J1 почти не меняется) и рамки займут новое устойчивое положение равновесия.
Для повышения чувствительности логометра применяется логометр с симметричной мостовой (так называемой логометрической) схемой (рис. 17).
Рис. 17. Симметричная мостовая логометрическая схема.
Измерительный механизм логометра аналогичен описанному выше. Сопротивления R1, R2, R3, R4, R5 – постоянны, и R1=R2=R3. Сопротивление Rt – термопреобразователь сопротивления, rл – сопротивления линий (подводящих проводов).
Мостовая схема находится в равновесии, если R5+Rt=R1. При этом токи в рамках равны. Рамки включены в цепь таким образом, что вращающие моменты, действующие на каждую из рамок, направлены навстречу друг другу. При равенстве токов в рамках стрелка находится в середине шкалы.
При изменении сопротивления Rt изменится и соотношение токов в рамках. Они повернутся на некоторый угол и, благодаря неравномерности магнитного зазора, займут новое устойчивое положение равновесия.