Сколько стоит написать твою работу?

Выберите тип работы Дипломная работа (бакалавр/специалист) Часть дипломной работы Магистерский диплом Курсовая с практикой Курсовая теория Реферат Эссе Контрольная работа Задачи Аттестационная работа (ВАР/ВКР) Бизнес-план Вопросы к экзамену Диплом МВА Дипломная работа (колледж/техникум) Другое Кейсы Лабораторная работа, РГР Он-лайн помощь Отчет о практике Поиск информации Презентация в PowerPoint Реферат для аспирантуры Сопроводительные материалы к диплому Статья Тест Чертежи далее »

Измерение сопротивлений

При изготовлении, монтаже и эксплуатации электротехнических и радиотехнических устройств и установок необходимо измерять электрическое сопротивление.

В практике для измерения сопротивлений применяют различные методы в зависимости от характера объектов и условий измерения (например, твердые и жидкие проводники, заземлители, электроизоляция); от требований к точности и быстроте измерения; от величины измеряемых сопротивлений.

Методы измерения малых сопротивлений существенно отличаются от методов измерения больших сопротивлений, так как в первом случае надо принимать меры для исключения влияния на результаты измерений сопротивления соединительных проводов, переходных контактов.

Измерительные механизмы омметров. Для прямого измерения сопротивлений применяют магнитоэлектрические измерительные механизмы одно- и двухрамочные.

Однорамочный механизм можно использовать для измерения сопротивлений. С этой целью в прибор вводят добавочный резистор с постоянным сопротивлением и снабжают его источником питания (например, батареей сухих элементов). Измеряемое сопротивление включается с измерителем последовательно (рис. 1) или параллельно.

При последовательном соединении ток в измерителе , где - сопротивление измерителя; - напряжение источника питания.

Учитывая, что , где - чувствительность прибора по току (постоянная величина), находим, что угол отклонения стрелки прибора при зависит только от величины измеряемого сопротивления :

Если шкалу отградуировать по этому выражению в единицах сопротивления, то прибор будет омметром. Напряжение сухих элементов со временем уменьшается, поэтому в измерения вносится ошибка, тем большая, чем больше действительное напряжение отличается от того напряжения, при котором была градуирована шкала.

Ошибка от непостоянства напряжения питающего источника не возникает, если измерительный механизм имеет две обмотки, расположенные на общей оси под некоторым углом друг к другу (рис. 2.).

Рис. 1. Рис. 2.

В двухрамочном измерительном механизме, который называют логометром, нет противодействующих пружин, вращающий и противодействующий моменты создаются электромагнитными силами. Поэтому при отсутствии тока в обмотках хорошо уравновешенная подвижная часть прибора находится в безразличном равновесии (стрелка останавливается у любого деления шкалы). Когда в катушках есть ток, на подвижную часть действуют два электромагнитных момента, направленные в противоположные стороны.

Магнитная цепь измерительного механизма устроена так, что магнитная индукция вдоль воздушного зазора распределена неравномерно, но с таким расчетом, что при повороте подвижной части в любую сторону вращающий момент уменьшается, а противодействующий момент увеличивается (в зависимости от направления поворота роль моментов меняется).

Подвижная часть останавливается при или . Отсюда следует, что положение стрелки на шкале зависит от отношения токов в обмотках, т.е. , но не зависит от напряжения питающего источника.

На схеме рис. 2. видно, что измеряемое сопротивление входит в цепь одной из катушек логометра, поэтому ток в ней, а также отклонение стрелки прибора однозначно зависит от значения .

Используя эту зависимость, шкалу градуируют в единицах сопротивления и тогда прибор является омметром. Омметры для измерения сопротивления изоляции снабжают источником питания с напряжением до 1000 В, чтобы измерение проводить при напряжении, примерно равном рабочему напряжению установки. Таким источником может быть встроенный магнитоэлектрический генератор с ручным приводом или трансформатор с выпрямителем, включаемый в сеть переменного тока.

Омметры, рассчитанные на измерения больших сопротивлений (больше 1 МОм), называют мегаомметрами.

Косвенные методы измерения сопротивлений. Сопротивление резистора или другого элемента электрической цепи можно определить по показаниям вольтметра и амперметра (при постоянном токе), применяя закон Ома: (схемы рис. 3, а, б). По схеме на рис. 4 определяют сопротивление по показаниям одного вольтметра. В положении 1 переключателя П вольтметр измеряет напряжение сети , а в положении 2 - напряжение на зажимах вольтметра . В последнем случае . Отсюда

Косвенные методы применяют для измерения средних сопротивлений, а одним вольтметром измеряют также большие сопротивления. Точность этих методов значительно зависит от соотношения величин измеряемого сопротивления и внутренних сопротивлений амперметра и вольтметра . Результаты измерения можно считать удовлетворительными по точности, если выполняются условия: (см. схему рис. 3, а); (см. схему рис. 3, б); (см. схему рис. 4).

Рис. 3 Рис. 4

Методы и приборы сравнения. Для измерения малых и средних сопротивлений применяют метод сравнения измеряемого сопротивления с образцовым . Эти два сопротивления на схеме рис. 5 соединены последовательно, поэтому ток в них один и тот же. Величину его регулируют с помощью резистора , так, чтобы она не превышала допустимого тока для сопротивлений и . Отсюда . Неизвестные падения напряжения и измеряют вольтметром или потенциометром. Результаты измерения получаются более точными, если сопротивления и одного порядка, а сопротивление вольтметра достаточно велико, так что присоединение его не влияет на режим основной цепи.

При измерении малых сопротивлений этим методом вольтметр подключают с помощью потенциальных зажимов, которые позволяют исключить сопротивления контактов основной цепи из результатов измерения.

Средние и большие сопротивления можно измерить методом замещения (рис. 6). Амперметром А измеряют ток, устанавливая переключатель П в положение 1 , а затем 2. Напряжение на входных зажимах схемы одинаково, поэтому . Отсюда .

При измерении больших сопротивлений амперметр заменяют гальванометром с шунтом, чем значительно повышают точность измерения.

К вольтметру

Рис 5. Рис 6.

Наиболее точные результаты при измерении сопротивлении дают мостовые схемы, которые в практике применяют в различных вариантах в зависимости от величин измеряемых сопротивлений и требуемой точности измерения.

Чаще других можно встретить прибор, построенный по схеме рис. 7, который в практике называют “одинарным мостом”. В данном случае в мостовую схему входят сопротивления ; ; ; , которые образуют замкнутый контур А, Б, В, Г из четырех ветвей (их называют “плечами моста”).

В одну диагональ схемы включен источник постоянного тока, в другую - гальванометр с двусторонней шкалой (нуль в середине шкалы).

Предположим, что при некотором сопротивлении другие сопротивления подобраны так, что ток в измерительной диагонали , т. е. потенциалы и одинаковы при замкнутых выключателях и . В этом случае ; /; ;. .

Используя эти равенства, нетрудно получить выражение для измеряемого сопротивления . Если сопротивления и одинаковые по величине, то . В приборе промышленного изготовления - это набор резисторов (магазин сопротивлений), составленный по декадному принципу. На верхней крышке расположены переключатели, с помощью которых можно набрать в известных пределах любую величину сопротивления с точностью, которая определяется самой малой ступенью изменения сопротивления.

Для расширения пределов измерения величины и подбирают так, чтобы их отношение можно было изменить тоже по десятичной системе (например, ; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001).

Одинарные мосты применяют в основном для измерения средних сопротивлений. При измерении малых сопротивлений измеряемый элемент включают по особой схеме или применяют специальные мосты, предназначенные для этой цели.

Реферат на тему

"Измерение сопротивлений"

Похожие рефераты:

Сущность и назначение импульсного вольтметра. Технические и метрологические характеристики некоторых его видов. Структурная схема аналогового электронного импульсного вольтметра, принцип его работы. Расчет делителя, пределы измерений и погрешности.

Общее представление об электрических измерительных приборах. Ознакомление учащихся с приборами магнитоэлектрической и электромагнитной систем. Способы работы с мультиметром. Формирование бережного отношения к электрическим измерительным приборам.

Порядок сборки заданной электрической цепи, методика измерения потенциалов всех точек данной цепи. Определение силы тока по закону Ома, его направления в схемах. Построение для каждой схемы потенциальной диаграммы по соответствующим данным расчета.

Закон Ома для участков цепи и закон Ома для полной цепи. Применения правил Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока. Постановка задачи о расчете цепи постоянного тока.

Измерения как один из основных способов познания природы, история исследований в данной области и роль великих ученых в развитии электроизмерительной науки. Основные понятия, методы измерений и погрешностей. Виды преобразователей токов и напряжений.

Основные технические характеристики электромеханических ИП. Магнитоэлектрические измерительные преобразователи. Электростатические измерительные приборы. Электростатические вольтметры и электрометры и их включение. Значение защитного сопротивления.

Ознакомление с методом компенсации в практике измерений физических величин. Погрешности при введении в электрическую цепь амперметра или вольтметра. Компенсационные методы и их суть. Мост постоянного тока Уитстона.

Разветвленная цепь с одним источником электроэнергии. Определение количества уравнений, необходимое и достаточное для определения токов во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа. Метод контурных токов. Символический расчет цепи синусоидального тока.

Страница 3 из 7

Измерение сопротивлений производят с целью проверки соответствия сопротивления расчетному значению и надежности паек, отсутствия витковых замыканий, определения превышения температуры нагрева обмоток над температурой окружающей среды. Сопротивление может быть измерено в холодном и нагретом состоянии. Холодным состоянием считают такое состояние обмотки, при котором температура обмотки и окружающей среды различаются не более чем на 3°С. Нагретое состояние - это состояние обмоток при рабочей температуре. При определении температуры в холодном состоянии необходимо за 30 мин до испытаний заложить в машину термометры. Для измерения температуры обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт устанавливается один термометр или температурный индикатор, для электродвигателей мощностью до 100кВт 2- не менее двух, для электродвигателей мощностью от 100 до 1000 кВт - не менее трех, для электродвигателей мощностью более 1000 кВт - не менее четырех. В качестве температуры обмоток принимается среднее арифметическое измеренных значений.

Методика измерения сопротивления постоянному току приведена в испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением.

а) Измерение сопротивления постоянному току обмоток статора и ротора. Производится для электродвигателей мощностью 300 кВт и более.

Измерение сопротивления каждой фазы или ветви обмотки производится отдельно. Если фазы обмотки статора соединены в звезду и не имеют вывода нулевой точки (рис. 4,а), измерение сопротивления производится между двумя фазами.

Рис. 4. Соединение фаз обмотки.

Значение сопротивления каждой фазы в отдельности определяется по формулам:

В случае соединения фаз в треугольник (рис. 4,6) сопротивление каждой фазы определяется:

Если при измерениях значения r 12, r 23, r 31 не отличаются друг от друга более чем на 2% при соединении обмоток в звезду и более чем на 1,5% при соединении обмоток в треугольник, сопротивление отдельных фаз могут рассчитываться по упрощенным фор мулам: при соединении в звезду r 1 = r 2 = r 3 = r изм /2, а при соединении в треугольник r 1 = r 2 = r 3 = 3/2r изм. В этих выражениях r изм - среднее арифметическое измеренных сопротивлений между фазами:

Измерение сопротивления обмотки ротора в двигателях с фазным ротором производят аналогично измерениям обмоток статора. Напряжение измеряют на контактных кольцах, чтобы исключить влияние переходного сопротивления контактов щеток. Для обеспечения надежного контакта используют специальные разъемные бандажи, под ко торые подкладывают специальные проводники для измерения падения напряжения. Бандажи накладываются на тщательно зачищенную поверхность колец ротора.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току повторяют не менее трех раз, и среднее значение принимается за истинное значение сопротивления постоянном току.

Измерение сопротивления различных фаз обмоток статора и ротора электродвигателя должны отличаться друг от друга или от заводских данных не более чем на 2%.

б) Измерение сопротивления постоянному току реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление и проверяется целость отпаек. Измерение производится на всех ответвлениях пускорегулировочных сопротивлений.

Измеренные сопротивления должны отличаться от паспортных данных не более чем на 10%.

Измерение зазоров между сталью ротора и статора.

Величину воздушных зазоров определяют с помощью специального набора калиброванных щупов (пластинчатых - для измерения зазоров до 2мм и клиновых - для зазоров до 20мм). Измерения производят в междужелезном пространстве. Ширину щупа следует применять меньше ширины зубцов, и при замерах щуп не должен попадать на пазовых клин или бандаж. Для электродвигателей переменного тока измерения произво дят в нескольких диаметрально противоположных точках - в четырех или восьми в зависимости от размера двигателя. При небольшой длине активной стали (до 300 мм) зазоры можно измерять с одной стороны, при большей длине - с обеих сторон. Средний зазор равен среднеарифретическому значению измеренных зазоров. В крупных электро двигателях воздушный зазор в нижней части допускается на 0,1÷0,3 мм больше, чем в верхней части.

Размеры воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках или точках, сдвинутых относительно оси ротора на 90 0 , должны отличаться не более чем на 10% среднего размера.

Измерение зазоров в подшипниках скольжения.

Замер зазоров производится между шейкой вала и верхним вкладышем подшипника. Величина зазора зависит от диаметра шейки вала и частоты вращения ротора электродвигателя.

Размеры радиального зазора в подшипниках скольжения с разъемными вкладышами определяются по оттискам отрезов свинцовой проволоки диаметром 0,5÷1мм, длиной 2 ÷4см, закладываемых между шейкой вала и верхней половиной вкладыша", а также в полость разъема вкладышей, как показано на рис. 5.

Рис. 5. Измерение зазоров в разъемных подшипниках скольжения.

а - зазор между шейкой вала и верхним вкладышем; б - зазор между верхним вкладышем и крышкой.

При равномерной затяжке стяжными болтами верхней половины вкладыша и крышки подшипника отрезки свинцовой проволоки сплющиваются соответственно за зорам. После снятия верхнего вкладыша производится измерение мегаомметром толщины всех свинцовых оттисков.

Зазор по линии А-А определяется

Зазор по линии Б-Б определяется

где с 1 , с 2 , b 1 , b 2 , b 3 , b 4 - толщины свинцовых оттисков.

Значения b 1, b 2 - не должны отличаться друг от друга больше чем на 10%.

Разъемные подшипники скольжения должны иметь зазоры между верхним вкладышем и шейкой вала,. приведенным в табл. 6.

Таблица 6. Значения зазоров разъемных подшипников скольжения

Аналогично определяют зазор между верхним вкладышым и крышкой подшипника (рис. 5,б). Его устанавливают равным 0,05 мм.

Радиальный зазор в неразъемных подшипниках скольжения измеряют щупом, вводимым между шейкой вала и вкладышем. При измерении щуп следует вводить на всю длину вкладыша. Допустимые размеры радиальных зазоров приведены в табл. 7.

Краткая ТЕОРИя

Закон Ома для однородного участка цепи.

Если на концах однородного участка цепи существует разность потенциалов Dj=j 2 -j 1 , то в данной цепи возникает электрический ток. Сила тока I , текущего через данный участок, пропорциональна разности потенциалов Dj на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению R этого участка цепи (или этого проводника)

Величина U = I×R называется падением напряжения на проводнике и численно равна количеству тепла, выделяющегося в проводнике при прохождении через него единичного электрического заряда.

Для однородного участка (т.е. не содержащего э.д.с.) разность потенциалов на концах участка численно равна падению напряжения на этом участке, т.е. Dj= U.

Если обычный аналоговый вольтметр (отклонение стрелки которого обусловлено током, проходящим в рамке или катушке) присоединить к точкам 1 и 2 участка цепи, то он покажет разность потенциалов Dj между этими точками. Разность потенциалов в этом случае будет равна падению напряжения U на вольтметре, т.е.

U = I V ·R V (2)

где R V - сопротивление вольтметра,

I V - ток, протекающий через вольтметр.

Сопротивление проводников.

Если участок цепи представляет собой проводник длиной l постоянного сечения S , однородного химического состава, то сопротивление R этого проводника определяется по формуле:

где r - удельное сопротивление материала.

Удельное сопротивление численно равно сопротивлению однородного проводника единичной длины и единичного сечения. Оно зависит от химического состава материала проводника, его температуры, и измеряется в системе СИ в Ом×м. На практике часто пользуются внесистемной единицей - Ом×мм 2 /м.

При комнатной температуре наименьшее удельное сопротивление имеют проводники из химически чистых металлов. Удельное сопротивление сплавов имеет большую величину, что позволяет применять их для изготовления резисторов с большим сопротивлением (реостаты, нагревательные элементы, шунты и добавочные сопротивления). В табл. 1 даны значения удельного сопротивления некоторых материалов.

Таблица 1

Методы измерения сопротивления.

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод, метод непосредственной оценки и мостовой метод. Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности. Наиболее универсальным из косвенных методов является метод «амперметра-вольтметра», состоящий в практическом использовании закона Ома для однородного участка цепи. Действительно, из формул (1) и (2) следует

т.е. измеряя разность потенциалов U на концах проводника и величину тока I , протекающего через него , можно определить сопротивление R проводника.

Другим методом измерения сопротивлений является метод мостовых схем, который рассматривается в другой лабораторной работе. В мостовых схемах не требуется измерять токи и напряжения, поэтому они дают более точные результаты.

Метод непосредственной оценки предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Но измерения омметром дают существенные неточности. По этой причине данный метод используют для приближенных предварительных измерений сопротивлений и для проверки цепей коммутации.

В настоящей лабораторной работе изучается метод «амперметра-вольтметра».

Если требуются измерения малых сопротивлений, каковыми, к примеру, являются сопротивления паек якорных обмоток на машинах постоянного тока, то следует использовать , такие, как М246. Такими приборами логометрического типа, оснащёнными оптическим указателем и специальными самозачищающими щупами, легко можно выполнить такие измерения. Кроме того, малые сопротивления измеряются посредством контактомеров:

марки Мосэнерго, имеющих предел измерения 0 - 50000 мкОм. При этом погрешность измерения у них не превышает полутора процентов;
марки КМС-63 и КМС-68 с пределом измерения 500-2500 мкОм и погрешностью не более пяти процентов.

Потенциометры постоянного тока, такие как КП-59 и ПП-63, используются для измерения сопротивлений широкого спектра приборов это обмотки силовых трансформаторов, а также генераторов. При этом точность измерений является достаточно большой. В таких потенциометрах применяется принцип компенсационного измерения, который заключается в следующем – для уравновешивания падения напряжения на измеряемом сопротивлении используется заранее известное падение напряжения.

Среди методов косвенной оценки особо следует выделить метод амперметра-вольтметра, поскольку он является самым универсальным. В его основе лежит принцип измерения тока, протекающего по измеряемому сопротивлению, а также падения напряжения на этом сопротивлении.

На Рис. 1 представлены основные схемы, применяемые для измерения данным методом – схема измерения больших сопротивлений методом амперметра-вольтметра (а) и схема измерения малых сопротивлений методом амперметра-вольтметра (б).

Рис. 1. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.

Результаты измерений напряжения и тока позволяют получить нужное сопротивление. По схеме 1а формулами для определения искомого сопротивления и относительной погрешности являются

здесь Rx – это измеряемое сопротивление, а Rа – это сопротивление амперметра.

Для схемы 1б эти же параметры определяются следующим образом:

здесь Rв – это сопротивление вольтметра.

Как видно из формул, относительная погрешность в первом случае будет меньшей, когда измеряются большие сопротивления, а во втором – когда измеряются сопротивления малых значений. Для измерения погрешности измерения следует применить формулу

здесь γв, γa, - это классы точности вольтметра и амперметра, а Uп, I п - их пределы измерения.

Следует помнить, что приборы, применяемые в данном измерении, должны обладать классом точности не более 0,2, а вольтметры при измерении подключаются прямо к измеряемому сопротивлению. Величина тока должна быть такой, чтобы показания можно было снимать во второй половине шкалы. Исходя из этих соображений, выбирается шунт. Ток в измерительной схеме не должен быть выше 20 процентов от номинального значения. В противном случае сопротивление будет нагреваться, а, следовательно, будет снижаться точность измерения.

При использовании данного метода рекомендуется проводить порядка трёх-пяти измерений на разных величинах тока, конечным результатом берётся среднее значение из полученных величин сопротивления. При работе с цепями, которые обладают большой индуктивностью, вольтметр следует подключать только тогда, когда ток в этих цепях уже установился. А отключать нужно ещё до разрыва цепи тока. Данная процедура необходима ввиду того, что в противном случае возможно повреждение вольтметра от ЭДС самоиндукции в цепи измерения.

В мостовом методе используются две схемы – это схемы одинарного и двойного моста. На Рис.2 представлены соответствующие схемы измерения.

Рис. 2. Схемы измерительных мостов: а - одинарного моста; б - двойного моста.

Сопротивления со значениями от одного Ома до одного мегаОма измеряются посредством одинарных мостов постоянного тока, таких как ММВ, МО-62 и Р333. Они обладают погрешностью измерений не более пятнадцати процентов. В таких мостах результат измерения учитывает целый ряд значений, в том числе и сопротивление, имеющееся на проводах, соединяющих мост и измеряемое сопротивление. Именно по этой причине сопротивления, имеющие значение менее одного Ома такими мостами измерять не стоит – в этом случае величина погрешности будет слишком велика. Правда, следует сделать исключения для моста Р333, который способен измерять как большие, так и малые сопротивления (5-10 Ом). В первом случае он подключается по двухзажимной, а во втором – по четырёхзажимной схемам (здесь влияние сопротивления соединительных проводов исключено почти полностью, что объясняется тем, что два плеча попадают в цепь гальванометра, а ещё два – в цепь плеч сопротивления моста, которые, в свою очередь, обладают сравнительно более высокими сопротивлениями).

Для изготовления плечей одинарных мостов применяются магазины сопротивлений. Бывают случаи, когда плечи R2 и R3 изготавливаются из калиброванной проволоки, называемой также реохордом. По ней перемещается движок, имеющий соединение с гальванометром. По формуле Rх = R3 (R1/R2) определяется равновесие моста. Посредством плеча R1 устанавливается отношение R1/R2, которое, как правило, является кратным десяти. Посредством плеча R3 уравновешивается сам мост, а в мостах с реохордом для подобного уравновешивания следует изменять R3/R2, при этом изменения этого отношения нужно делать очень плавно, а значение R1 должно оставаться фиксированным.

Что касается двойных мостов, то в них сопротивлениями соединительных проводов пренебрегают, поэтому в них можно измерять сопротивления величиной от шести до десяти Ом. Чаще используются одинарно-двойные мосты, такие как МОД-61, P329 и P3009, имеющие диапазон измерений 8 Ом – 104 Мом, а погрешность измерений у них колеблется от одной десятой до двух процентов. В таких мостах для равновесия измеряются сопротивления R1, R2, R3 и R4, достигая равенств R1 = R3 и R2 = R4. Формула равновесия моста в данном случае выглядит как Rх= RN (R1/R2), где RN – это ни что иное, как образцовое сопротивление, являющееся составной частью моста.

Берётся измеряемое сопротивление Rх и к нему подсоединяются четыре провода. При этом провод 1 – это составная часть моста, он должен быть по максимуму толстым и коротким, провод 2 является продолжением цепи питания моста, поэтому его сопротивление на точности измерений никак не отражается, а провода 3 и 4 включаются последовательно с сопротивлениями R1 и R2, имеющими величину более 10 Ом, поэтому их влияние также невелико, хотя и имеет место.

С цепями, обладающими большими значениями индуктивности, измерение проводятся уже при установившемся токе, а отключение приборов выполняется до разрыва токовой цепи. Это необходимо делать для того, чтобы предотвратить повреждения гальванометра, а также для того, чтобы избежать возникновения ряда ошибок. Кроме того, следует помнить о том, что измерения сопротивления постоянному току проводятся при установившемся тепловом режиме. Под таким режимом подразумевается ситуация, когда температуры измеряемого объекта и окружающей среды отличаются друг от друга не более, чем на три градуса. Данная мера используется независимо от того, какой метод измерения применяется в данном конкретном случае. Нельзя забывать и про формулы пересчёта, которые необходимы для перевода измеренного сопротивления к другой температуре.

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 10 5 Ом), и,соответственно большие (свыше 10 5 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют , которые реализуют метод непосредственной оценки.

Потому что в данном случае I A ≈I R относительно R и будет выполнено равенство I V «I R . При среднем значении R рекомендована такая схема:

Так как в этом случае U V ≈U R из-за Соответственно применив закон Ома получим:

Из-за наличия внутренних сопротивлений в приборах возникает погрешность, что есть основным недостатком этого метода. Но при измерении малых R сопротивление вольтметра будет равно R V >100R, а для измерения средних R амперметра R A <100R, то в таком случае суммарная погрешность не будет более 1%.

Метод непосредственной оценки

Чтоб реализовать такой метод необходимо применить омметр, схема которого ниже:

Данное устройство состоит из измерительного механизма ИМ (тип механизма магнитоэлектрический), шкала которого градуируется в омах. Также существует источник питания постоянным током U и резистор добавочный R д. К выходным зажимам А и В производят подключения измеряемого сопротивления R X . Соответственно в цепи будет протекать ток:

Где R Д, R И, R Х – добавочный резистор и сопротивления измерительного механизма и соответственно объекта, который подлежит измерению. При этом угол отклонения стрелки прибора будет равен:

Где S 1 – чувствительность токового измерителя.

Если зажимы А и В разомкнуть () , то угол отклонения стрелки прибора будет равен нулю α=0, а если их закоротить (R=0), то угол отклонения будет максимален. Поэтому у омметра шкала обратная – ноль у него справа.

Омметры довольно таки удобны в практическом применении, но они имеют довольно высокую погрешность (класс точности 2,5). Это связано с нестабильностью источника питания и неравномерностью шкалы. Дабы устранить причину неравномерности шкалы в омметрах стали использовать логометрические измерительные механизмы:

Такие приборы получили название мегомметров. Для получения источника питания в мегомметрах используют небольшие генераторы напряжением до 2500 Вольт и приводящиеся в движение вручную. В электронных же мегомметрах в качестве источника могут быть использованы батарейки или же внешний источник питания, подключаемый через специальный блок питания устройства. Мегомметры применяют для измерений больших сопротивлений, таких как сопротивление изоляции проводников. Для измерений свыше 10 9 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Мостовой метод

Устройства, применяемые для реализации такого измерения, именуют измерительными мостами. Четырехплечевой или одинарный мост содержит в себе две диагонали и четыре плеча:

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R 2 , R 3 , R 4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить R x . В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е 0 подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток I НИ = 0 и его отклонение тоже равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I 1 = I 2 , I 3 = I 4 , R x I 1 =R 3 I 3 , R 2 I 2 =R 4 I 4 . Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R 2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R 3 и R 4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения R х. Верхний предел (10 5 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Компенсационный метод

Его применяют для получения повышенной точности измерения. Ниже показана схема подобной установки:

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R 0 , а также источник питания Е и измеряемый резистор R х. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – U R 0 =R 0 I и U R Х =R Х I. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

При выполнении измерений необходимо ток I поддерживать постоянным и не допускать изменения его значения, для обеспечения точности измерения.

Измерение сопротивлений - электротехнические измерения. Измерение сопротивления постоянному току - испытание электродвигателей переменного тока