Ўзгармас токни ўлчашнинг кўприк схемаси

Автоматика тизимларида бошқариш сигналлари кўрилаётган ишлаб чиқариш жараёнини ҳарактерловчи турли электрик ва ноэлектрик катталикларга боғлиқ бўлади. Бу катталиклар хақидаги ахборот датчиклардан олинган бўлиши ва маълум сигнал кўринишида шакллантирилган бўлиши зарур. Бунда электр сигналларидан фойдаланиш қулайроқ саналади. Сигналнинг бошқа турларига нисбатан (масалан, механик, пневматик, ёруғликли, овозли) узоқ масофага узатиш миконияти, ўзгартириш ва кучайтиришнинг осонлиги, компьютерга киритиш имконининг мавжудлиги учун электр сигналининг имконияти кенгроқ хисобланади. Шунинг сабабли ҳам ноэлектрик катталикларни электрик ўлчаш усули кенг тарқалган. Улар ноэлектрик катталикларни электр сигналга ўзгартиришнинг юқори аниқлигини таъминлаши ва бу катталикларнинг ўзгаришида тезкор таъсирланиши лозим.
Ўзгармас токни ўлчашнинг кўприк схемаси
Ўзгармас токни ўлчашнинг кўприк схемаси актив қаршиликка эга бўлган тўртта резистордан тузилади (3.1-расм).

3.1-расм. Ўлчашнинг кўприк схемаси

Резисторлар уланиши бўйича АБВГ берк контурли тўртбурчак хосил қилади. Тизим таркибига кирувчи бу резисторлар кўприкнинг елкалари деб аталади. Елкаларни ҳам харфлар ёрдамида белгилаш мумкин. Масалан АБ елка. АБВГ тўртбурчакда иккита диаганални АВ ҳамда БГ ни белгилаб оламиз. БГ диаганалга қаршиликка эга бўлган ўлчов асбоби уланган. АВ диаганалга эса ички қаршиликка ва E электр юритувчи кучга эга бўлган электр манбаси уланган.
Кўприк елкаларидаги қаршиликларни Б ва Г нуқталардаги потенциаллар тенг бўладиган қилиб танлаш мумкин. Бу холатда ўлчов асбобидан ўтадиган ток бўлмайди ( ). Бундай қаршиликларни холатга олиб келадиган қилиб танлаш жараёни кўприк мувозанати ёки кўприк балланси деб юритилади. Кирхгоф қонуни асосида кўприк мувозанати шартига эришиш мумкин:

бу ерда

	(f@3.1)
	(f@3.2)

(3.1) ифодани (3.2) га бўлиб, қуйидаги муносабатга эга бўламиз

(f@3.2)

бўлгани учун мувозанатда турган кўприкда ўлчов асбоби занжиридаги ток нолга тенг бўлади ва (3.2) тенглик қуйидаги кўринишга келади.

ёки

(3.3)

Яъни кўприкнинг мувозанатга келиш шартини қуйидагича таърифлаш мумкин: қарама-қарши елкаларда турган қаршиликларнинг кўпайтмаси тенг бўлиши зарур.

Резисторлардан бирининг, масалан резисторнинг ўрнига бирор намаълум қаршиликни қўйиб, кўприк схемаси ёрдамида уни ўлчаш мумкин. Учта қаршиликлар маълум бўлган ҳолда номаълум қаршиликни муносабатдан топиш мумкин. Кўприкнинг мувозанатга келишига ёки битта қаршилик ни ўзгартириш орқали ёки иккита қаршилик ларнинг мувозанатини ўзгартириш йўли билан эришиш мумкин. Мувозанат кўприкларида ўлчов асбобининг сезгирлиги жуда юқори бўлиши, жуда кичик бўлган токларни ҳам сеза олиши зарурдир. Айнан шу асбобнинг кўрсаткичи бўйича кўприк мувозанати белгиланади. Шунинг учун ҳам мувозанат кўприкларида ўлчов асбоби сифатида одатда гальванометрлардан фойдаланилади.
Мувозанат кўприкларидан ташқари номувозанат кўприклари ҳам мавжуд бўлиб, уларда бўлади. Ўлчанадиган қаршилик ҳам ўлчов асбоби стрелкасининг оғиши бўйича аниқланади. Яъни .
Номувозанат кўприкли ўлчаш схемаларида ўлчов асбоби сифатида амперметрлардан фойдаланилади. Бунда ток жуда кичик бўлганлиги сабабли одатда миллиамперметр ёки микроамперметрлар ишлатилади. Мувозанат кўприклари ҳар бир ўлчашда баллансни қўлда ёки автоматик равишда тиклашни талаб этади, номувозанат кўприкларида эса кўприкни мувозанатга келтириш талаб этилмайди. Шунинг учун ҳам номувозанат кўприклари соддароқ саналади ва ноэлектрик катталикларни ўлчашда улардан кенг фойдаланилади.
Кирхгоф қонунларига биноан манба кучланиши U орқали кўприкнинг ўлчов асбоби уланган диаганалидаги токни аниқлаш тенгламасини ифодалаш мумкин.

(3.4)

Манба токи орқали эса

(3.5)

Тенгламада

(3.6)

(3.7)

(3.4) ёки (3.5) ифодадан ни нолга тенглаштириб, коприкнинг мувозанат шартини (3.3) чиқариш мумкин.