17.3.1 Резистивные мосты

а - принципиальная схема; б - эквивалентная схема

Рисунок 17.4 - Четырёх плечевой резистивный мост постоянного тока

Если г_п = 0, то эквивалентное сопротивление моста равно

Разность напряжений на концах диагонали моста равна эквивалентной ЭДС генератора

выходное напряжение моста выражается формулой

.

Если , то мост сбалансирован, и Явление баланса моста используют двояким образом. Во-первых, можно определить значение одного сопротивления при известных трёх сопротивлениях, а именно:

Во-вторых, получить напряжение, характеризующее отклонение одного или всех сопротивлений от их значений в условиях баланса. При этом решается задача градуировки моста для измерения какой-либо физической величины или сравнения двух физических величин, если вместо сопротивлений использовать реохорд, термо -, тензо -, фоторезисторы; либо ёмкостное или индуктивное сопротивления.

Типовые схемы мостов переменного тока приведены ниже.

Рисунок 17.5 - Четырёх плечевые резистивные моста переменного тока

Схемы мостов переменного тока отличаются способом включения нагрузки. Два плеча мостов заменяются обмотками трансформатора, в другие плечи включают катушки индуктивности или конденсаторы. Условие равновесия (баланса) моста то же, что и для моста постоянного тока: .

17.3.2 Делители напряжения и тока

Делители напряжения и тока предназначены для уменьшения напряжения и тока при согласовании диапазонов. Схемы делителя напряжения и делителя тока приведены ниже. Для схемы делителя напряжения в первом положении переключателя коэффициент деления , а во втором

Из-за наличия паразитных ёмкостей, шунтирующих сопротивления, коэффициент деления зависит от частоты, что нежелательно. Чтобы исключить эту зависимость, параллельно резисторам делителя включают конденсаторы , ёмкости которых существенно больше паразитных. При этом соотношение для коэффициента деления остаётся прежним.

Рисунок 17.6 - Принципиальные схемы делителей напряжения (а) и тока (б)

В делителе тока общий ток разделяется на два тока , Составим два уравнения: , из которых можно определить сопротивление шунта и значение общего тока

17.3.3 Логарифмирование напряжения

Операции логарифмирования и антилогарифмирования реализуются следующими схемами:

Рисунок 17.7 - Схемы логарифмирования (а) и антилогарифмирования (б)

17.3.4 Амплитудный детектор

Амплитудный детектор (выпрямитель) используется дл преобразования переменного напряжения в постоянное напряжение. Простейшие схемы амплитудных детекторов представлены ниже.

а – однополупериодного; б – двухполупериодного

Рисунок 17.8 - Схемы амплитудных детекторов

17.3.5 Фазовый детектор

Фазовый детектор обеспечивает преобразование фазового сдвига измерительного колебания относительно опорного в напряжение. Преобразование описывается формулой где - постоянное, не зависящее от напряжение.

Рисунок 17.9 - Принципиальная схема (а) и векторная диаграмма напряжение (б)

фазового детектора

Схема фазового детектора представляет собой двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки трансформатора, к которой приложено опорное напряжение , выходной делитель напряжения и два конденсатора необходимы для исключения влияния частоты напряжения на делитель. Опорное напряжение U₀ и измерительное напряжение U_φ суммируются, полученные напряжения U_Σ1 и U_Σ2 вычитаются, и их разность является выходным напряжением .