Влияние нагрузки на характеристику потенциометрического моста

Потенциометрический мост часто применяют в качестве измерителя рассогласования в следящих системах. На рис. 2.6показана функциональная схема следящей системы. Потенциометрический мост образован потенциометрами R₁ и R₂, причем R₁ – задающий потенциометр; R₂ – потенциометр обратной связи.

 

Рис. 2.6

 

В качестве нагрузки моста обычно рассматривается входное сопротивление усилителя 3. Если R_н>>R₁ и R₂, то потенциометры работают в режиме холостого хода. В этом режиме напряжение U_e рассогласования зависит только от разности в положениях щеток 1 и 2. При постоянной разности величина U не зависит от x.

Если R_н соизмеримо с R₁ и R₂, то U_e будет зависеть не только от рассогласования , но и от положения х, и от соотношения между R₁, R₂, и R_н. Рассмотрим это подробнее [1].

Пусть - величина относительного перемещения щетки потенциометра. Величина определяет относительное рассогласование в положениях щеток. На холостом ходу напряжение U рассогласования определяется следующим образом:

 

U = U _x – U _y = U1-( U1= U1. (2.8)

Соответственно чувствительность измерителя рассогласования на холостом ходу имеет вид

К x= lim U xx/ при .

Чувствительность моста, нагруженного на сопротивление, меньше чувствительности ненагруженного моста [1].

3. Описание лабораторной установки

 

Макет лабораторной работы содержит 5 потенциометров с номиналами

R₁= 20 кОм 5 %;

R₂= 5 кОм 5 %;

R₃= 2.2 кОм 10 %;

R₄=R₅= 750 Ом 5 %.

Потенциометр R₁ спарен с потенциометром R₂, а потенциометр R₄ спарен с потенциометром R₅. Две ручки приводов спаренных потенциометров и ручка одиночного потенциометра R₃ выведены на переднюю панель макета. Щетки потенциометров R₁, R₂ допускают круговое вращение. У остальных потенциометров угол поворота ограничен упорами. Угол поворота, при котором щетки спаренных потенциометров контактируют с обмотками, составляет 330 угловых градусов. Для визуального контроля каждый из них снабжен круговой шкалой.

Для набора схем преобразователей на основе этих потенциометров их характерные точки выведены на клеммы, расположенные на передней панели макета, соединение клемм с характерными точками потенциометров соответствует мнемосхеме, изображенной на передней панели макета. Мнемосхема показана на рис. 3.1.

 

 

 

Рис. 3.1

 

Кроме макета лабораторная установка должна содержать источник питания с напряжением 10-15 В и измерительный прибор, допускающий измерение сопротивления в диапазоне 1-20 кОм и измерение напряжения в диапазоне 1-15 В с входным сопротивлением не менее 100 кОм.