Мини-лекции. Измерения. Мосты LCR

Владимир Сысолятин
   Мостовой метод измерения параметров двухполюсников. Двухполюсники это элементы, составляющие современные электрорадиотехнические устройства. Сопротивления, ёмкости и индуктивности. А, что такое мост? Ну мосты через реку, это понятно, а здесь через чего?

   Посмотрите на рис4. Подкрашенная прямоугольная область охватывает соединённые два элемента, — сопротивления. В технике это называется делитель. Он делит напряжение приходящее от источника переменного или постоянного тока пропорционально соотношению между составляющими Zэ и Zx. Если они равны, то и напряжение измеренное на них равны. В любом случае напряжение U2 имеет какую-нибудь величину. Слева на рисунке Вы видите тоже делитель, только в отличие от первого, имеющего постоянный коэффициент деления, у левого переменный! А то, что Вы видите в миру называется потенциометр (потенцию не измеряет!). Для простого обывателя регулятор громкости, яркости, контрастности и тд.

   А между этими двоими перекинут... Правильно, — мостик. Из двух проводков и прибора-индикатора, ИП. Им может быть и обычный амперметр либо резистор с усилителем (скорее всего), осциллограф. Короче то, что может фиксировать протекающий ток между этими делителями, точки a и b. А точнее минимальное значение из всех возможных. Допустим напряжения U1 и U2 при каком либо положении движка потенциометра (стрелки) будут равны, что тогда? Тогда будет равенство потенциалов и через наш ИП ток не потечёт! ИП покажет нулевую потенцию. Ведь если в Вашей розетке будет на обеих контактов одно и тоже (равенство потенциалов) эффекта не будет и ни один прибор работать не будет.

   Такое вот положение в схеме нашего мостового устройства-МОСТА называется БАЛАНСОМ МОСТА! А условие такого эпохального события выражается формулкой на рис4. И в конечном виде должно выполняться равенство: ZaZx = ZбZэ. Где Za и Zб плечи правой половины (потенциометра). Zэ — эталонное (точнее образцовое) сопротивление (ёмкость или индуктивность). Zx — измеряемое (неизвестное) сопротивление. А так-как напряжение для измерения переменное, то все элементы измеряемые — сопротивления. Для индуктивности это ZL = 6,28fL, а для ёмкости ZC = 1/6,28fC.

   Это я для Вас так изобразил мост, чтобы было понятнее... Остальные заинтересованные лица привыкли к изображению моста такому как на рис1,2,3. На рис1 общая схема измерения. Рис2 мост ОТНОШЕНИЯ ПЛЕЧ, а на рис3, ПРОИЗВЕДЕНИЯ ПЛЕЧ. Но нам-то по барабану, лишь бы всё это работало?! Такими приборами, мостами и как их называют — универсальные являются приборы группы Е. На рис8 большой сундук, «гроб с музыкой» Е12-2, легко переносимый двумя военнослужащими! В нём для более точного измерения (точной индикации минимума) служит избирательный усилитель и только потом индикатор. Для чего? Дело в том, что как бы культурно не выглядел переменный ток, он всё же имеет так называемые гармоники, — частоты в 2, 3, 4... раза выше основного (чаще). При такой «грязи» мост может дать ошибочный баланс и спутать нам все карты! Вот для отсеивания их и применяют избирательный усилитель.

   Ну, это Е12 для крутых и умных, а что для нас которые не очень? Правильно, ещё в СССР Выборгский завод, скрывающийся под а/я 220 выпускал так называемый ИЗМЕРИТЕЛЬ LCR. Да, тот же мост переменного тока. Да, для измерения параметров этих самых LCR (индуктивностей, ёмкостей и сопротивлений). На рис9 он во всей красе. Питание моста от сети 220В. Размеры Вы можете сравнить с коробком спичек. Измеряемые элементы подключаются к верхним зажимам. Назначение переключателей (кнопок) думаю не требуют объяснений. Наверху самое главное в измерении. Слева знакомый многим живших в СССР (возможно и сейчас выпускаются?!) микроамперметр-индикатор (не имеющий не шкалы, ни делений). Крайнее справа колёсико — регулятор чувствительности усилителя. И наконец посередине колёсико связанное со шкалой по отсчёту которой и определяются параметры. В святом писании на 11-ти страницах говорится, что точность измерения (ошибка составляет в большинстве случаев) 3%! Хотя у меня закрались большие сомнения...

   На рис5,6,7 фрагменты схемы при разных видах измерений R, C, L. Конечно прибор это где-то некоторый примитив, но... Это же в основном для радиолюбителей... А это общество с неограниченной безответственностью!!! В смысле им и такое сойдёт! Тем более, что точность измерения зависит не только от самого прибора, а от того как трясутся руки у измерителя или где? Шутка конечно...