METc Curs 10
-
Upload
mihai-marinescu -
Category
Documents
-
view
232 -
download
0
description
Transcript of METc Curs 10
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
www.comm.pub.ro
4. Msurarea impedanelor
4.2 Msurarea rezistenelor n curent continuu
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Puntea Wheatstone se compune din patru brae rezistive, o diagonal de alimentare n care se conecteaz sursa
de tensiune E i o diagonal de detecie
n care se conecteaz aparatul de msur (voltmetru indicator de nul).
Puntea este la echilibru dac
R4
R3 R2
R1
V, RV E
Rg
[1] [2]
[4]
[3]
12 0dU U= =
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Observaii. Diagonal:
un punct n care sunt conectate dou rezistene;
un punct n care sunt conectate celelalte dou rezistene ale punii.
Dou dintre rezistene au valori cunoscute.
O rezisten e variabil. O rezisten e
necunoscuta.
R4
R3 R2
R1
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Din condiia de echilibru
Se obine
R4
R3 R2
R1
V, RV E
Rg
[1] [2]
[4]
[3]
12 0dU U= =
14 24U U=
214 34
1 2
RU UR R
=
+
2 3
1 2 3 4
R RR R R R
=
+ +
1 3 2 4R R R R=
1 4
2 3
R RR R
=
324 34
4 3
RU UR R
= =
+
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Observaii: Condiia de echilibru nu depinde de valoarea tensiunii
de alimentare E, de Rg i Rv. Prin inversarea poziiilor generatorului i indicatorului
de nul, condiia de echilibru nu se schimb. Dac este o rezisten necunoscut,
este o rezisten variabil etalonat, iar raportul este reglabil n decade, din condiia de echilibru se obine adic Re poate fi etalonat direct n valori ale lui Rx
1 4
2 3
R RR R
=
4 xR R= 3 eR R=
1
2
10 nRR
=
10 nx eR R
=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Sensibilitatea punii Se pune problema alegerii acelor valori ale
rezistenelor nct puntea s fie ct mai sensibil, adic s pun n eviden variaii ct mai mici ale rezistentelor fa de valoarea de la echilibru.
Se definete sensibilitatea punii
adic raportul dintre variaia tensiunii de dezechilibru normat la tensiunea aplicat, i variaia relativ a rezistenei care a determinat dezechilibru.
d
4 4
U ESR R
=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Determinarea sensibilitii se va face n condiiile
n aceste ipoteze rezult Id = 0 i g 0R = dR
d 14 42U U U= =
2 3
1 2 3 4
R RE ER R R R
= =
+ +
R 4
R 3 R 2
R 1
V, R d E
R g
[1] [2]
[4]
[3]
2 3
1 2 3 4d
R RU ER R R R
= + +
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Notnd raportul
Rezult
3
4
R AR
( )21ASA
=
+
( )3
d 423 4
RU E RR R
= +
2 3
1 2 3 4d
R RU ER R R R
= + +
3
442
43
4
1
RRRE
RRR
=
+
R 4
R 3 R 2
R 1
V, R d E
R g
[1] [2]
[4]
[3]
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Funcia S = f(A) este maxim pentru
Rezult un maxim pentru
( )21ASA
=
+
( ) ( )2 3d 1 2d 1 1
S AA A A
=
+ +
1A =
max
14
S =
( )31 01
AA
= =
+
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Sensibilitatea intereseaz n jurul poziiei de echilibru, adic pentru
i (variaz n jurul lui zero)
Astfel c
4 40 4R R R= + 4 40R R
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Observaii n definiia sensibilitii Ud, este normat la E i nu la
Ud cum ar trebui, deoarece la echilibru Ud =0. Expresia sensibilitii nu se modific dac se
nlocuiete A cu 1/A adic este indiferent cum se raporteaz rezistenele alturate detectorului pentru obinerea lui A (fie R3/R4 fie R4/R3).
Condiia de sensibilitate maxim (A = 1) cere ca rezistenele din braele alturat detectorului s fie egale dou cte dou. Aceast condiie are mai mult o importan teoretic deoarece n practic este necesar realizarea unor scri decadice.
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
Observaii Tensiunea de dezechilibru
este cu att mai mare pentru un raport (numit i factor de dereglaj) cu ct
E este mai mare, dar limitat la valoarea la care rezistenele se nclzesc modificndu-i valoarea;
S este mai mare, dar limitat la 1/4 dup cum s-a demonstrat
Orice indicator de nul are un prag de sensibilitate Umin sub care tensiunea de dezechilibru nu mai poate fi pus n eviden
4d 0
40
RU ESR
=
4
40
R
R
=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
1. Pentru puntea din figur s se calculeze: a) valoarea rezistenei Rx la echilibru. b) sensibilitatea punii.
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
2. Pentru puntea din figur s determine diagonala n care trebuie conectat voltmetrul astfel nct sensibilitatea s fie maxim. Determinai valoarea Rx la echilibru.
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea rezistenelor prin metode de punte
3. Pentru o punte Wheatstone, tensiunea de dezechilibru are valorile Ud1 = 11 mV pentru R4.1 =1,011k Ud2 = -11 mV pentru R4.2 = 0.989k . Sa se determine valoarea rezistenei R40 pentru care puntea este la echilibru.
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
www.comm.pub.ro
4. Msurarea impedanelor
4.3. Msurarea impedanelor complexe
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Msurarea impedanelor prin metode de zero
Puni de curent alternativ
E
gZ 1Z xZZ =4
2ZcZZ =3
dR
1 3 2 4Z Z Z Z=1 3 2 4
1 3 2 2
Z Z Z Z = + = +
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Puni de curent alternativ
Observaii: Sunt necesare 2 elemente reglabile. Nu este necesar ca toate braele punii s fie complexe.
Dou trebuie s fie complexe Zx i Zr. Dou pot conine fie numai rezistene, fie numai
reactante, fie unul conine o rezisten i cellalt o reactan. (Z auxiliare)
Relaiile de echilibru s nu depind de frecven.
1 3 2 4
1 3 2 2
Z Z Z Z = + = +
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Clasificarea punilor de curent alternativ
A. Dup poziia braelor auxiliare Puni cu brae auxiliare alturate numite puni de
raport.
Dac , atunci braele auxiliare sunt Z1 i Z2 al cror raport poate fi real sau imaginar.
Condiia de echilibru:
14 3
2
ZZ ZZ
=
4 xZ Z= 3 rZ Z=
1 Z x Z Z ==== 4
2 Z r Z Z ==== 3
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Puni de raport
1.
Zx i Zr au aceai natur.
2.
Zx i Zr sunt diferite.
1
2
Z RZ
1 r2
x
ZZ ZZ
=
1
2
ZZ
I 1 r2
x
ZZ ZZ
=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Clasificarea punilor de curent alternativ
A. Dup poziia braelor auxiliare Puni cu brae auxiliare opuse numite puni de
produs
Dac , atunci braele auxiliare sunt Z1 i Z3 i produsul lor poate fi real sau imaginar .
Condiia de echilibru este:
1 Z x Z Z ==== 4
3 Z r Z Z ==== 2
14 3 1 3 2
2
ZZ Z Z Z YZ
= =
4 xZ Z= 2 rZ Z=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Puni de produs
1.
Zx i Zr sunt diferite.
2.
Zx i Zr au aceai natur.
1 3Z Z R1
4 3 1 3 22
ZZ Z Z Z YZ
= =
1 3Z Z I1
4 3 1 3 22
ZZ Z Z Z YZ
= =
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Clasificarea punilor de curent alternativ
B. Dup modul de reprezentare (structura) impedanei msurate Puni serie la care impedana Zx se conecteaz sub
forma unui reactor disipativ serie
se msoar Rx si Xx
xR xX
xxx jXRZ +=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Clasificarea punilor de curent alternativ
B. Dup modul de reprezentare (structura) impedanei msurate Puni derivaie la care Zx se conecteaz sub forma
unui reactor disipativ derivaie
se msoar Gx si Bx
xG
xBx
x YZ 1=
-
Msurri n Electronic i Telecomunicaii
Clasificarea punilor de curent alternativ
C. Dup poziia elementelor reglabile Puni cu ambele elemente reglabile n braele de
referin . Acestea pot fi etalonate n valori ale rezistenei i reactanei,
sau conductanei i susceptanei, pentru a msura direct impedana necunoscut (bra referin = bra etalon) .
Puni cu elemente reglabile n brae diferite, dar nu n cel al impedanei Zx.
Unul din elemente poate fi etalonat direct n valori ale lui Qx sau Dx
Puni cu elemente etalon n acelai bra cu Zx.
-
Puni pentru msurarea condensatoarelor
Puntea Sauty.
Ce tip de punte este?
Raport sau produs.
Real sau imaginar.
Serie sau derivaie.
1R
2R
xCxR
rRrC
-
Puni pentru msurarea condensatoarelor
Puntea Sauty.
Cx=?
Rx=?
Qx=?
Dx=?
1R
2R
xCxR
rRrC
-
Puni pentru msurarea condensatoarelor
Puntea Sauty.
Elemente reglabile?
1. Cx, Rx
2. Cx, Qx
3. Cx, Dx
1R
2R
xCxR
rRrC
-
Puni pentru msurarea condensatoarelor
Puntea Nernst (puntea Sauty derivaie)
Ce tip de punte este?
Raport sau produs.
Real sau imaginar.
Serie sau derivaie.
1R xC
rC2R
-
Puni pentru msurarea condensatoarelor
Puntea Nernst.
Cx=?
Rx=?
Qx=?
Dx=?
1R xC
rC2R
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Maxwell .
Ce tip de punte este?
Raport sau produs.
Real sau imaginar.
Serie sau derivaie.
R x
R 1
L x
C r
R r
R 3
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Maxwell .
Lx=?
Rx=?
Qx=?
Dx=?
R x
R 1
L x
C r
R r
R 3
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Maxwell.
Elemente reglabile?
1. Lx, Rx
2. Lx, Qx
3. Lx, Dx
R x
R 1
L x
C r
R r
R 3
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Hay (duala punii Maxwell)
Ce tip de punte este?
Raport sau produs.
Real sau imaginar.
Serie sau derivaie.
R x
R 1
R 3
L x
C r
R r
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Hay .
Lx=?
Rx=?
Qx=?
Dx=?
R x
R 1
R 3
L x
C r
R r
-
Puni pentru msurarea bobinelor
Puntea Hay.
Elemente reglabile?
1. Lx, Rx
2. Lx, Qx
3. Lx, Dx
R x
R 1
R 3
L x
C r
R r
-
Puntea Owen
Puni pentru msurarea bobinelor
R x R 1
C 2
L x
C r
R r a )
R x R 1
C 2
L x
C r
R r
b )