Мост Кельвина

Мост Кельвина

Мост Ке́львина (также называемый двойной мост Кельвина; в СССР. В России и в некоторых других странах странах этот мост называют мост Томсона).

Этот мост изобретён У. Томсоном (лорд Кельвин) и применяется для измерения малых электрических сопротивлений электрических сопротивлений величиной менее Шаблон:Nobr

Её принцип действия подобен принципу действия моста Уитстона, но в мосте Кельвина имеются добавочные резисторы. Эти добавочные резисторы с малым сопротивлением в совокупности со схемой моста существенно снижают ошибки измерения, вносимые падением напряжения на плече моста через которое течёт большой ток (имеет низкое сопротивление).

Точность

Существуют двойные мосты, погрешность которых менее Шаблон:Nobr при измерении сопротивлений от Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr

Промышленные образцы

В России и СССР выпускались одинарно-двойные мосты Р39, Р329, Р3009 (изготовитель — ПО «ЗИП», Шаблон:Nobr в которых сопротивления в диапазоне от Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr измеряются двойным мостом, а до 100 Шаблон:Nobr — одинарным мостом.

Часто в омметры включают мосты Кельвина наряду с другими измерительными устройствами. Это позволяет расширить диапазон измеряемых сопротивлений. Например, таким омметром является Valhalla 4100 ATC.

Принцип действия

Измерение производится путём изменения сопротивлений некоторых резисторов, входящих в мост. При балансе моста измеряемое сопротивление выражается:

$R_x=R_2\cdot \frac{R_3}{R_4}+R\cdot \frac{R_3\cdot R{\text{'}}_4-R{\text{'}}_3\cdot R_4}{R_4\cdot (R+R{\text{'}}_3+R{\text{'}}_4)}.$

Сопротивление резистора $R$ должно быть как можно меньше (намного меньше, чем измеряемое сопротивление), и поэтому обычно представляет собой короткую толстую проволоку из меди. Если условие $R_3\cdot R{\text{'}}_4=R{\text{'}}_3\cdot R_4$ выполняется, а сопротивление $R$ достаточно мало, вторым слагаемым в формуле для измеряемого сопротивления можно пренебречь, и тогда измеряемое сопротивление можно вычислить по приближённой формуле:

$R_x\approx R_2\cdot \frac{R_3}{R_4},$

эта формула соответствует формуле для моста Уитстона.

При этом для исключения влияния сопротивления проводов на точность измерения, в диапазоне от Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr измерения производятся по четырёхпроводной схеме подключения, при сопротивлениях более Шаблон:Nobr — по двухпроводной схеме.

См. также

• Омметр
• Мост Максвелла

Ссылки

• Kelvin Bridge Шаблон:Wayback
• Kelvin Bridge KB3 Data SheetШаблон:Недоступная ссылка
• Methods of Measuring Electrical Resistance — Edwin F. Northrup, 1912, full-text on Google Books — see chapter 6

Литература

• Шаблон:Книга