Qarshi muhandislik iqtisodiyot instituti «sohaning texnologik o’lchashlari va asboblari» fanidan ma’ruzalar matni

Qarshiliklar o’lchashning ko’prik sxemasi.Termometrlar qarshiligini o’lchash uchun elektrotexnikada foydalaniladiganodatdagi muvozanatlashtirilgan va muvozanatlashtirilmagan ko’prik sxemalarni qo’llash mumkin.

9.3-rasm. Muvozanatlashtirilgan ko’prikning prinsipial elektr sxemasi.

Muvozanat ko’priklari ikki xil: laboratoriyada (noavtomatik) va sanoatda ishlatiladigan (avtomatik) bo’ladi. Yarim o’tkazgichli termoqarshiliklarning o’lchov asbobi sifatida esa, odatda, muvozanatlashtirilmagan ko’priklar xizmat qiladi.
9.3-rasmda qarshilik termometri ulanadigan, o’zgarmas tokda ishlaydigan muvozanatlashtirilgan ko’prikning prinsipial sxemasi keltirilgan. Ko’prik ikkita doimiy qarshiliklar (rezistorlar) R₁ va R₂ reoxord Rp qarshilik termometri Rt va ulaydigan simlarning qarshiliklari Rpr dan iborat.
Ko’prikning bir diagonaliga YE o’zgarmas toq ta’minlash manbai, ikkinchisiga esa pereklyuchatel P orqali nol indikator I_p ulanadi. Reoxord R_p ning sirpang’ichi siljishi tufayli ko’prikning erishilgan muvozanat holatida uning diagonalidagi tok kuchi nolga teng bo’lali. Shu paytda ko’prikning qarshiligini b va d uchlaridagi potensiallar teng bo’ladi. I manba ko’prikning a uchidan ikkiga: I₁ va I₂ ga bo’linadi. Demak, R₁ va R₂ qarshiliklarning kamayishi bir-biriga teng bo’lgani uchun quyidagi teiglamani yozish mumkin:
(9.9)
Ko’prikning bc va cd yelkalaridagi qarshilikning kamayi­shi xam teng bo’lgani uchun
(9.10)
(9.9) tenglamani (9.10) tenglamaga bo’lsak,
(9.11)
Agar va bo’lsa,
(9.12)
va
(9.13)
Agar atrofdagi temperaturani doimiy deb hisoblasak, 2R_pr = const. U holda (9.12) tenglama quyidagi ko’rinishni oladi:
(9.14)
Shunday qilib, o’zgarishi bilan reoxord karshiligi Rr ni o’zgartirib, ko’prikni muvozanat holatga kelgirish mumkin. O’lchanayotgan muhit temperaturasining o’zgarishi katta bo’lib. Rp ning o’zgarishi sababli yuzaga keladigan xato miqdori ko’payib ketish xavfi paydo bo’lganda, qarshilik termometrning uch simli ulash sxemasi qo’llanadi (9.4-rasm). Bunday ulash usulida bir simning qarshiligi R_t qarshilikka, ikkinchi simning karshiligi esa Rp o’zgaruvchi qarshilikka qo’shiladi. Ko’prik muvozanatining tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
(9.15)


9.4-rasm. Uch simni 9.5-rasm. Muvozanatlashtirilmagan
ulash sxemasi. ko’prikning prinsipial elektr sxemasi.


R₁ = R₂, bo’lsa, R_t+ R_np = R_p + R_np. (9.16)

Bu tenglamadan ko’rinib turibdiki, uch simli sxemada simlarning qarshiligi o’lchash natijasiga ta’sir qilmaydi.

Uch simli sxemalarda har bir liniya qarshiligi har bir liniyadagi alohida moslash qarshiliklari yordamida berilgan Rpr qiymatgacha olib boriladi. Muvozanatlashtirilgan ko’prik sxemalarning kamchiligi (qo’l manipulyatsiyasini bajarish zaruriyati) muvozanatlashtirilmagan ko’priklar sxemasida bartaraf etilgan.
Muvozanatlashtirilmagan ko’priklar temperaturani o’lchash uchun qarshilik termometrlari bilan birgalikda ham qo’llniladn. Ammo ulardan gaz analizatorlarida, konsentratormerlarda va qator o’lchash vositalarida keng foydalaniladi.
Muvozanaglashtirilmagan ko’priklar temperaturani bevosita o’lchash imkonini beradi. 9.5-rasmda bu ko’prikning sxemasi keltirilgan R — rostlash karshiligi; R₁, R₂, R₃— ko’prikning doimiy qarshiliklari; Rm — millivoltmetr karshi­ligi; R_k—nazorat qarshiligi; K (kontrol) holatidan (o’) o’lchash holatiga o’tkazish pereklyuchateli —P; R_t—qarshilik termometri; P pereklyuchatel 0 holatda turganida R_t ning o’zgarishi bilan millivoltmetr orqali ta’minlash kuchlannshiga to’g’ri proporsional bo’lgai tok o’tadi. Demak, tok o’zgarmas bo’lishi kerak, bu vazifani rostlash qarshiligi R bajaradi. Ta’minlash kuchlanishini nazorat qarshiligi R_k bajaradi. R_k ning miqdori shuiday tanlanishi kerakki, qarshilik ulanganda asbob strelkasi shkaladagi qizil chiziqli belgini ko’rsatsin.
Rt qarshilik o’zgarganda. pereklyuchatel 0 vaziyatda turganida, millivoltmetr orqlli kuchi shu o’zgarishga to’g’ri proporsional bo’lgan tok o’tadi:
(9.17)
bunda K (Om3 larda) ushbu qiymatga teng:
(9.18)
(9.18) tenglamadan ko’rinadiki, millivoltmetr orqali o’tadigan tok kuchi ta’minlash kuchlanishi Uab ga to’g’ri pro­porsional, demak, tokni o’zgarmas saqlab turish kerak ekan.
Muvozanatlashtirilmagan ko’priklarning afzalliklariga sxemasining muvozanatlashtiradigan qurilmani talab etmaydigan soddaligini, kichik qarshiliklarni o’lchash uchun ishlatish mumkinligini kiritish mumkin. Muvozanatlashtirilmagan ko’priklarning kamchiliklariga ko’rsatishlarining ta’minlash kuchlanishi o’zgarishiga bog’liqligini, ko’prik shkalasining chiziksizligini kiritish mumkin.
Avtomatik muvozanat ko’priklarda reoxordning sirpang’ichi avtomatik ravishla siljiydi. Bunday ko’priklarning o’lchash sxemasi o’zgarmas yoki o’zgaruvchan tok manbaidan ta’minlanadi. O’zgaruvchan tok muvozanatlashtirilgan ko’priklarida aktiv qarshiliklar hal qiluvchi ahamiyatga ega, shuning uchun o’zgarmas tok kupriklari uchun chiqarilgan yuqoridagi tenglamalar o’zgaruvchan ko’priklar uchun ham yaraydi. O’zgaruvchan tok muvozanatlashtirilgan ko’priklari bir qator afzalliklarga ega: ulchash sxemasi kuch transformatorining bir o’ramidan ta’minlanadn, ya’ni qo’shimcha ta’minlash manbai talab qilinmaydi, shu bilan birga tebranish o’zgartgichning (vibro-o’zgartgich) ham zaruriyati bo’lmaydi. Muvozanatlashtirilgan avtomatik ko’priklarning turi ko’p, lekin ularning ish prinsipi bir xil. Misol sifatida ko’rsatuvchi va o’ziyozar elektron muvozanatlashtirilgan avtomatik ko’prikning o’zgaruvchan tokdan ta’minlanuvchi prinsipial sxemasi 9.6- rasmda ko’rsatilgan.
Ko’rsatuvchi muvozanatlashtirilgan ko’priklar ham shu prinsipial sxema bo’yicha ishlaydi, lekin ularda yozuv bloki yo’q. 9.6-rasmdagi prinsipial sxematsa kuyidagi shartli belgilar qabul kilingan: Rr-reoxord; R_sh—reoxord shunti; u R_p qarshiligini belgilangan qiymatga yetkizib turish uchun xizmat qiladi; R_n — o’lchash diapazoni belgilash karshiligi; R_d — shkala boshlang’ich qiymatini rostlovchi qo’shimcha qarshilik;

9.6-rasm. Muvozanatlashtirilgan avtomatik elektron
ko’prikning prinsipial sxemasi.


R₁, R₂, R₃—ko’prik sxemasining qarshiliklari: R₆ — tok cheklovchi ballast qarshilik; R_t — qarshilik termometri; R_l—li­niya qarshiligini rostlovchi qarshilik; EK— elektron kuchaytirgich; R_D—asinxron kondensatorli reversiv dvigatel; S_D— diagramma lentasini siljituvchi sinxron dvigatel.
Ko’prik o’lchash sxemasidagi barcha qarshiliklar manganin simdan tayyorlanadi. 9.6-rasmdan ko’rinib turibdiki, qarshilik termometri uch simli ulash sxemasi usulida ulangan. Bu holda termometrni ko’prik bilan ulaydigan simlarning karshiligi ko’prikning R_t va R₁, yelkalariga taqsimlanadi. Shyning uchun atrof muhit temperaturasining o’zgarishi natijasida, ulangan simlar qarshiligining o’zgarishi sababli hosil bo’lgan xato miqdori kamayadi. Termometr qarshiligi R_t, ning o’zgarishi natijasida ko’prik sxemasining muvozanati yo’qoladi, a va b cho’qqilardan kuchaytirgichning kirish qismiga nobalans kuchlanish keladi. Kuchaytirgich bu kuchlanishni rever­siv dvigatel ishga tushguncha kuchaytiradi. Dvigatelning chiqish vali reoxord sirpang’ichi va karetka bilan kinematik bog’langanligi uchun bu val ularni noballast kuchlanish kamayib nolga teng bo’lguncha siljitadi. Ko’prik sxema muvozanat holatiga kelganda, reversiv dvigatelning rotori to’xtaydi, reoxord sirpang’ichi esa ko’rsatkichli karetka bilan birga o’lchanayotgan termometr qarshiligiga teng holatni egallaydi.
O’zgarmas tok manbaidan ishlaydigan muvozanatlashtirilgan ko’prikning o’lchash sxemasi ham yuqoridagiga o’xshash, faqat uning elektron kuchaytirgichi tebranish o’zgartgichi bilan ta’minlangan. Shuning uchun uning kuchaytirish uzeli potensiometrnikiga o’xshash.
Muvozanatlashtirilgan avtomatik ko’priklar quyidagi afzalliklarga ega: 1) ko’prikning ko’rsatishi ta’minlash kuchlanishiga bog’liq emas; 2) asbobning ko’rsatishi temperatura o’zgarishi bilan chiziqli bog’langan; 3) o’lchashlar (ko’prikni muvozanatlashtirish) avtomatik amalga oshiriladi; 4) ulashning uch simli sxemasi ulash simlari qarshiligini o’zgartirishdan hosil bo’lgan ko’rsatishlardagi xatoligini keskin kamaytirish yoki xato yo’qotish imkonini beradi.
Kamchiliklariga quyidagilar kiradi: 1) sxemada muvozanatlashtirish uchun qurilmaning zarurligi; 2) kichik qarshiliklarni o’lchash qiyinligi yoki mutlaqo mumkin emasligi.