Мосты постоянного тока в неравновесном режиме

Мосты постоянного тока, работающие в неравновесном режиме, применяются, как измерительные преобразователи сопротивления (или приращения сопротивления) в постоянный ток или в напряжение.

Принцип действия и назначение неравновесных мостов рассмотрим на двух примерах мостов, сопротивления плеч которого при равновесии одинаковы. Схемы этих мостов приведены на рис. 41. Будем также считать, что в измерительную диагональ включено большое сопротивление нагрузки (например, сопротивление вольтметра или входное сопротивление усилителя), существенно превышающее сопротивления плеч моста: .

В первом варианте, представленном на рис. 41 а), сопротивление, приращение которого  необходимо преобразовать в соответствующее изменение напряжения, включено в одно из плеч моста. Очевидно, что при  = 0 мост уравновешен, и напряжение  в его измерительной диагонали между точками 2 и 1 также равно 0. При изменении этого сопротивления напряжение в измерительной диагонали будет изменяться в соответствии с функцией преобразования:

.

Обозначим относительное приращение сопротивления через e , тогда

                              ,   .                         (32)

В ряде случаев может представиться возможность дифференциального включения изменяющихся сопротивлений в разные плечи моста, как это показано на рис. 41 б. При таком включении чувствительность такого преобразователя удваивается, и функция преобразования имеет вид:

.

Функция преобразования относительного приращения сопротивления в напряжение есть

                              .                                       (33)

Из выражений для функций преобразования (32) и (33) видно, что:

- неравновесный мост может применяться в качестве измерительного преобразователя приращения сопротивления в напряжение,

- в общем случае функция преобразования не является линейной,

- погрешность преобразования порождается нестабильностью напряжения питания моста, а также погрешностью изготовления и нестабильностью сопротивлений плеч.

Метрологические характеристики неравновесных мостов приведены в п. 5.3. Для тензорезистивных мостов, функция преобразования которых линейна, нормируется относительная погрешность двучленной формулой. Если нелинейность неравновесного моста проявляется значительно, для них нормируется приведенная основная погрешность.