Semestritööd metroloogias teemal "Resistentsuse mõõtmine".

Katkendid abstraktsest

Sissejuhatus

Ampermeetri-voltmeetri meetod
Otsene hindamismeetod
Väga kõrge takistuse mõõtmine

Vahelduvvoolu takistuse mõõtmine

Immitantsmõõtur
Mõõtejoon

Järeldused

Sissejuhatus

Elektritakistus on juhi peamine elektriline omadus - väärtus, mis iseloomustab elektriahela või selle sektsiooni vastupinget elektrivoolule. Takistust võib nimetada ka osaks (seda nimetatakse sageli takistiks), mis tagab voolutugevuse. Elektritakistus tuleneb elektrienergia muundamisest muudeks energiavormideks ja seda mõõdetakse oomides.

Takistust (mida sageli tähistatakse tähega R) loetakse kindlates piirides antud juhi konstantseks väärtuseks ja seda saab määratleda kui ...

R on takistus;
U on elektripotentsiaali erinevus juhi otstes, mõõdetuna voltides;
I on juhi otste vahel voolav vool potentsiaalierinevuse mõjul, mõõdetuna amprites.

Praktilise takistuse mõõtmiseks kasutatakse palju erinevaid meetodeid, sõltuvalt mõõtmistingimustest ja objektide iseloomust, mõõtmiste vajalikust täpsusest ja kiirusest. Näiteks eristatakse meetodeid alalisvoolu ja vahelduvvoolu takistuse mõõtmiseks, suurte takistuste mõõtmiseks, väikeste ja üliväikeste, otsese ja kaudse takistuse mõõtmiseks jne.

Töö eesmärk on välja selgitada peamised, praktikas kõige tavalisemad meetodid takistuse mõõtmiseks.

Alalisvoolu takistuse mõõtmine

Peamised alalisvoolu takistuse mõõtmise meetodid on kaudne meetod, otsese hindamise meetod ja ka silla meetod. Mõõtmismeetodi valik sõltub mõõdetud takistuse eeldatavast väärtusest ja vajalikust mõõtmistäpsusest. Kaudsetest meetoditest on kõige universaalsem meetod ampermeetri-voltmeetri meetod.

Ampermeetri-voltmeetri meetod

See meetod põhineb mõõdetud takistuse kaudu voolava voolu ja pingelanguse läbi selle mõõtmisel. Kasutatakse kahte mõõteskeemi: suure takistuse (a) mõõtmine ja madala takistuse (b) mõõtmine. Voolu ja pinge mõõtmise tulemuste kohaselt määratakse soovitud takistus.

Vooluahela (a) jaoks saab soovitud takistuse ja suhtelise metodoloogilise vea määrata valemiga: ...

kus Rx on mõõdetud takistus ja Ra on ampermeetri takistus.

Vooluahela (b) jaoks määratakse soovitud takistus ja suhteline metodoloogiline mõõtmisviga järgmiste valemite abil: ...

Valemist võib näha, et vajaliku takistuse arvutamisel ligikaudse valemi abil ilmneb tõrge, kuna teises vooluahelas voolude ja pingete mõõtmisel võtab ampermeeter arvesse ka voolu, mis läbib voltmeetri, ja esimeses vooluringis mõõdab voltmeeter lisaks takistile ka ampermeetril pinget .

Suhteliste metodoloogiliste vigade määramisest järeldub, et skeemi (a) kohane mõõtmine annab väiksema vea suurte takistuste mõõtmisel ja mõõtmine vastavalt skeemile (b) - madala takistuse mõõtmisel. Selle meetodi abil saadud mõõtmisviga arvutatakse järgmise avaldise abil: ...

„Mõõtmisel kasutatavate mõõteriistade täpsusklass peaks olema mitte üle 0,2. Voltmeeter ühendatakse otse mõõdetud takistusega. Voolu mõõtmise ajal peaks olema selline, et näidud mõõdetakse skaala teisel poolel. Selle kohaselt kasutatakse šunti, mida kasutatakse voolu mõõtmiseks klassi 0.2 seadmega. Takistuse kuumutamise vältimiseks ja sellest tulenevalt mõõtmiste täpsuse vähendamiseks ei tohiks mõõteahelas olev vool ületada 20% nimiväärtusest. "

Ampermeetri ja voltmeetriga mõõtmise meetodi eeliseks on see, et mõõdetud takistusega takisti kaudu saab läbida sama voolu, mis selle tööseisundis, mis on oluline takistuste mõõtmisel, mille väärtused sõltuvad voolust.

Otsene hindamismeetod

Otsene hindamismeetod hõlmab alalisvoolu takistuse mõõtmist oommeetriga. Ohmmeeter on otsene mõõteseade elektrilise aktiivsuse (aktiivtakistusi nimetatakse ka oomilisteks takistusteks) takistuste määramiseks. Tavaliselt mõõdetakse alalisvoolu, kuid mõnes elektroonilises ohmmeetris on võimalik kasutada vahelduvvoolu. Ohmmeetrite sordid: megaohmmeetrid, teraohmmeetrid, gigaohmmeetrid, milliomeetrid, mikroohmeetrid, erinedes mõõdetud takistuste vahemikes.

Tööpõhimõtte kohaselt võib ohmmeetrid jagada magnetoelektrilisteks - magnetoelektrilise arvesti või magnetoelektrilise logomeetriga (megaohmeetritega) ja elektroonilisteks, mis on analoogsed või digitaalsed.

“Magnetoelektrilise oommeetri tegevus põhineb mõõdetud takistuse kaudu vooluallika konstantsel pingel voolava voolu mõõtmisel. Takistuse mõõtmiseks sadadest oomidest mitme megaohmini, on arvesti ja mõõdetud takistus rx ühendatud järjestikku. Sel juhul on voolutugevus I meetris ja seadme liikuva osa a hälve proportsionaalsed: I \u003d U / (r0 + rx), kus U on toiteallika pinge; r0 on arvesti takistus. Madalatel rx väärtustel (kuni mitu oomi) lülitatakse arvesti ja rx paralleelselt sisse. ”

Ratiomeetri megaohmmeeter põhineb logomeetril, mille õlad on ühendatud erinevates kombinatsioonides (sõltuvalt mõõtmispiirist), näiteks sisemised takistid ja mõõdetud takistus, logomeetri näit sõltub nende takistuste suhtest. Sellisteks mõõtmisteks vajaliku kõrgepingeallikana kasutavad sellised seadmed tavaliselt mehaanilist induktorit - käsiajamiga elektrigeneraatorit, mõnes megohmmeetris kasutatakse induktiivpooli asemel pooljuhtpingemuundurit.

Elektrooniliste ohmmeetrite tööpõhimõte põhineb mõõdetud takistuse muundamisel selle suhtes proportsionaalseks pingeks operatiivvõimendi abil. Mõõdetud takisti on ühendatud tagasisideahelaga (lineaarskaala) või võimendi sisendiga. Digitaalne ohmmeter on automaatse tasakaalustamisega mõõtesild. Tasakaalustamine toimub digitaalse juhtimisseadme abil silla õlgades olevate täppistakistite valimise meetodil, mille järel juhtseadme mõõteteave suunatakse kuvarisse.

“Väikeste takistuste mõõtmisel võib ühenduspunktides tekkida üleminekutakistuse mõjul lisaviga. Selle vältimiseks kasutatakse nn neljajuhtmelist ühendusmeetodit. Meetodi põhiolemus on see, et kasutatakse kahte paari juhtmeid - mõõdetud objektile juhitakse teatud jõu vooluga ühte paari voolu, teise paari abiga rakendatakse seadmelt objektilt voolu tugevuse ja objekti takistusega võrdelist pingelangust. "Juhtmed on ühendatud mõõdetud kahe klemmiga seadme klemmidega nii, et iga voolujuhe ei puutu otseselt sellele vastavat pingetraati kokku ja selgub, et kontaktpunktides olevad siirdetakistused ei kuulu mõõteahelasse."

Alalisvoolu sillad

Alalisvoolu takistuse mõõtmiseks kasutatakse laialdaselt üksikuid alalis sildu. Üksikuid sildu nimetatakse neljaharulisteks sildadeks, mida toidab alalisvooluallikas. Nendel seadmetel on mitmeid erinevaid omadusi. Silla viga sõltub mõõtmispiiridest ja see on tavaliselt märgitud silla passis.

Struktuuriliselt on sillad kavandatud teisaldatavate seadmetena; need on loodud töötama omaenda või välise nullnäidikuga. Väikeste takistuste mõõtmisel mõjutab mõõtmistulemust märkimisväärselt kontaktide ja ühendusjuhtmete takistus, liidetuna mõõdetud takistusega. Selle efekti vähendamiseks kasutatakse Rx sillaga ühendamiseks spetsiaalseid meetodeid, mille jaoks sillal on neli klambrit:

................................

Mõõtejoon

See on seade elektrivälja jaotuse uurimiseks piki mikrolaine ülekandejoont. Mõõtejoon on koaksiaaljoone või lainejuhi segment, mille indikaator liigub mööda seda ja tähistab elektrivälja sõlmi (antinoide). Mõõteliini kasutades uuritakse elektromagnetilise välja intensiivsuse jaotust, millest lähtudes määratakse seisva laine koefitsient antinoodis ja sõlmes olevate laine amplituudide ja peegeldusteguri faasi suhtena sõlme nihkega. Neid parameetreid teades leiate takistuse impedantside tabelist. Mõõtmised tehakse signaaliallikana mõõtegeneraatori abil. Reeglina kasutatakse näitude lugemiseks galvanomeetrit või pinge suhte mõõturit. Mõõtejooni kasutatakse sagedustel sadadest megahertsidest sadade gigahertsideni.

„Liin koosneb kolmest põhisõlmest: ülekandeliini segment pikisuunalise kitsa piluga, sondipea ja kelk sondi pea piki joont liigutamiseks mõeldud mehhanismiga. Sondpea on sondi ergastatud resonaator - õhuke traat, mis on sukeldatud läbi lainejuhi siseõõnes oleva pilu. Sondide sukeldamise sügavust liinis reguleerib spetsiaalne kruvi, mis asub sondi pea kohal. Indikaatoriga ühendatud pooljuhtdetektor asetatakse resonaatori sisse. Kui sondi liigutatakse mööda joont, mille sees on elektromagnetväli, indutseeritakse sondis elektromotoorjõud, mis on võrdeline sondi ristlõike väljatugevusega. See e. d.s. ergastab resonaatorit, tekitades selles elektromagnetilisi võnkumisi. Anduri moonutava toime vähendamiseks liini elektromagnetilisele väljale ja joone tundlikkuse suurendamiseks on sondipea helitugevuse resonaator häälestatud resonantsiks elektromagnetiliste võnkumiste sagedusega. "

Ahela impedantsi mõõtmiseks kasutatakse ka seadet, mida nimetatakse impedantsimõõturiks. Takistusmõõturid on madalama tundlikkusega kui mõõtejooned, kuid need on oluliselt väiksemad, eriti sagedusvahemiku alumises osas. Seisva laine koefitsient, nagu ka mõõtejoontel, määratakse madalsagedusliku indikaatori näidu suhtega signaali äärmuslikele väärtustele. Uuritava objekti takistus leitakse impedantside tabelist, mis põhineb seisva laine koefitsiendi ja peegeldusteguri faasi väärtustel.

Ultrakiirguse takistuse mõõtmine

Professionaalses ja amatöörpraktikas tuleb rahuldada üliväikese takistuse mõõtmise vajadus. Ülesannete hulka, mis nõuavad takistuste mõõtmist antud täpsusega kuni 1 mOhm, on näiteks šundide valmistamine (sealhulgas mõõteriistade jaoks), releekontaktide, lülitite üleminekutakistuse mõõtmine jne. Sarnane probleem ilmneb ka vajaduse korral võimsad väljatransistorid.

Järeldused

Takistuse mõõtmiseks on palju erinevaid meetodeid. Nad kõik erinevad üksteisest. Ja igal juhul on vaja valida individuaalne mõõtmismeetod. Kõige tavalisem kaudse takistuse mõõtmise meetod on mõõtmise meetod läbi ampermeetri ja voltmeetri. Seda kasutatakse erinevates seadmetes nii alalis- kui vahelduvvoolu takistuse mõõtmiseks. Kuid pinge ja voolu mõõtmiseks ei ole alati võimalik kasutada tavalisi voltmeetreid ja ampermeetreid, kuna need võivad tekitada tõrke, näiteks ühenduskaablite ja kontaktide takistuse tõttu väga väikeste takistuste mõõtmisel. Seetõttu on resistentsuse pädevaks mõõtmiseks oluline valida meetod, mille puhul mõõtmisviga on minimaalne.

ELEKTRISKINDLUSE MÕÕTMINE

Üldine teave

Elektritakistus alalisvoolu suhtes on takistite peamine parameeter. See on ka paljude muude raadioskeemide elementide - ühendusjuhtmete, lülitusseadmete, mitmesuguste mähiste ja mähiste jms - kasutatavuse ja toimekvaliteedi oluline näitaja. Takistuse võimalikud väärtused, mille mõõtmise vajadus tuleneb raadiotehnika praktikast, on laias vahemikus - tuhandetest oomi või vähem (juhtivusegmentide vastupidavus, kontaktiülekanded, varjestus, šuntid jne) kuni tuhandete megaohmideni või rohkem (isolatsioonitakistus ja kondensaatorite, pinna ja elektriisolatsioonimaterjalide mahu takistus jne). Kõige sagedamini on vaja mõõta keskmiste väärtuste takistust - alates umbes 1 oom kuni 1 megohm.

Peamised alalisvoolu takistuse mõõtmise meetodid on: kaudne meetod (pinge- ja voolumõõturite kasutamine); otsene hindamismeetod, kasutades ohmmeters ja megohmmeters; silla meetod. Vahelduvvoolu mõõtmisel määratakse aktiivsete ja reaktiivsete komponentide sisaldusega elektriahelate või nende elementide impedants. Kui vahelduvvoolu sagedus ei ole suur (madalsageduspiirkond) ja testitavas vooluringis valitsevad takistuselemendid, võivad mõõtmistulemused olla lähedased alalisvoolu mõõtmisel saadud tulemustega.

Spetsiaalsete seadmete puudumisel saab ligikaudse idee vooluahelate ja elementide elektritakistuse järjekorrast kõige lihtsamate indikaatoriseadmete - elektriliste sondide - abil.

Kui takistite (või muude elektriliste osade muude parameetrite) takistuste mõõtmine viiakse läbi otse mis tahes paigaldamisel peate kõigepealt veenduma, et vooluallikad on välja lülitatud, kõrgepingekondensaatorid on tühjendatud ja muud elemendid, mis võivad mõjutada mõõtmistulemusi, pole kontrollitava osaga paralleelselt ühendatud.

Elektritakistuse mõõtmine

Mõõtmine ampermeetri ja voltmeetri abil. Mis tahes elektripaigaldise või vooluahela sektsiooni takistust saab määrata ampermeetri ja voltmeetri abil, kasutades Ohmi seadust. Seadmete sisselülitamisel vastavalt joonisel fig. 339, ja mitte ainult mõõdetud vool I x läbib ampermeetrit, vaid ka vool I v, mis voolab läbi voltmeetri. Seetõttu vastupanu

R x \u003d U / (I - U / R v) (110)

kus R v - voltmeetri takistus.

Lk seadmete sisselülitamisel vastavalt joonisel fig. 339, b voltmeeter ei mõõda mitte ainult pingelangust Ux teatud takistuse korral, vaid ka pingelangust ampermeetri mähises U A \u003d IR A. Seetõttu

R x \u003d U / I - RA (111)

kus R A - ampermeetri takistus.

Nendel juhtudel, kui seadmete takistused pole teada ja seetõttu ei saa neid arvesse võtta, on vaja kasutada joonisel fig. 339, a ja suurte takistuste mõõtmisel - joonisel fig. 339, b. Sel juhul on esimeses vooluahelas voolu I v ja teises pingelangusega UA määratud mõõtmisviga võrreldes voolu I x ja pingega U x väike.

Elektriliste sildade takistuse mõõtmine. Sillahel (joonis 340, a) koosneb jõuallikast, tundlikust seadmest (galvanomeeter G) ja silla õlgades olevatest neljast takistist: tundmatu takistusega R x (R4) ja teadaoleva takistusega R1, R2, R3, mida saab mõõta muuta. Seade sisaldub silla ühes diagonaalis (mõõtmine) ja jõuallikas teises (võimsus).

Takistusi R1 R2 ja R3 saab valida nii, et kui kontakt B on suletud, on seadme näit null (in

Joon. 339. Resistentsuse mõõtmise skeemid ampermeetri ja voltmeetri meetodil

com juhul on kombeks öelda, et sild on tasakaalus). Sel juhul tundmatu takistus

R x \u003d (R1 / R2) R3 (112)

Mõne silla korral on õla suhe R1 / R2 fikseeritud ja silla tasakaal saavutatakse ainult takistuse R3 valimisega. Teistes, vastupidi, takistus R3 on konstantne ja tasakaal saavutatakse takistuste R1 ja R2 valimisega.

Alalisvoolu silla takistuse mõõtmine on järgmine. Klemmidele 1 ja 2 nad kinnitavad tundmatu takistuse R x (näiteks elektrimasina või seadme mähis), klemmidele 3 ja 4 galvanomeetri ning jõuallika (kuiv galvaaniline element või aku) klemmidele 5 ja 6. Seejärel, muutes takistusi R1, R2 ja R3 (mida kasutatakse vastavate kontaktide poolt lülitatavate takistuste poodidena), saavutatakse silla tasakaal, mis määratakse kindlaks galvanomeetri nullnäiduga (kontaktiga B suletud).

Alalisvoolu sildu on erineva konstruktsiooniga, mille kasutamine ei vaja arvutusi, kuna tundmatu takistus R x arvestatakse seadme skaalal. Neisse paigaldatud takistuskauplused võimaldavad teil mõõta takistust vahemikus 10 kuni 100 000 oomi.

Väikeste takistuste mõõtmisel tavaliste sildadega tekitavad ühendusjuhtmete ja kontaktliidete takistused mõõtmistulemites suuri vigu. Nende kõrvaldamiseks kasutatakse topelt alalisvoolu sildu (joonis 340, b). Nendes sildades ühendatakse juhtmed, mis ühendavad takisti mõõdetud takistusega R x ja mõne mudeli takisti takistusega R0 teiste sillatakistitega, ja nende kontaktühendused on ühendatud järjestikku vastavate harude takistitega, mille takistus on seatud vähemalt 10 oomi. Seetõttu ei mõjuta need praktiliselt mõõtmistulemusi. Takistitega R x ja R0 ühendavad juhtmeid ühendavad juhtmed sisenevad vooluahelasse ega mõjuta silla tasakaalutingimusi. Seetõttu on madalate takistuste mõõtmise täpsus üsna kõrge. Sild on tehtud nii, et selle reguleerimisel on täidetud järgmised tingimused: R1 \u003d R2 ja R3 \u003d R4. Sel juhul

R x \u003d R 0 R 1 / R 4 (113)

Kahesillalised sillad võimaldavad mõõta takistust vahemikus 10 kuni 0,000001 oomi.

Kui sild pole tasakaalus, siis kaldub galvanomeetri nool nullpositsioonist, kuna mõõte-diagonaali vool takistuste R1, R2, R3 ja e konstantsetel väärtustel on. d.s. vooluallikas sõltub ainult takistuse R x muutumisest. See võimaldab teil kalibreerida galvanomeetri skaala takistuse R x ühikutes või mis tahes muudes ühikutes (temperatuur, rõhk jne), millest see takistus sõltub. Seetõttu kasutatakse tasakaalustamatut alalisvoolu silda laialdaselt erinevates seadmetes mitteelektriliste koguste mõõtmiseks elektriliste meetoditega.

Kasutatakse ka mitmesuguseid vahelduvvoolu sildu, mis võimaldavad mõõta suure täpsusega induktiivsust ja mahtuvust.

Mõõtmine ohmmeetriga. Ohmmeeter on millimeeter 1, millel on magnetoelektriline mõõtemehhanism ja mis on ühendatud järjestikku alalisvooluahelasse mõõdetud takistusega R x (joonis 341) ja täiendava takistiga R D. Muutmata e. d.s. takisti R allikas ja takistus D vooluahelas sõltub ainult takistusest R x. See võimaldab skaalat otse oomides kalibreerida. Kui seadme 2 ja 3 väljundklemmid on lühises (vt katkendlikku joont), siis on vooluringis I voolutugevus maksimaalne ja seadme nool kaldub parema poole suurema nurga all; skaalal vastab see nulli takistusele. Kui seadme vooluring on avatud, siis I \u003d 0 ja nool on skaala alguses; see positsioon vastab lõpmatusega võrdsele takistusele.

Seadme toiteallikaks on kuiv galvaaniline element 4, mis on seadmesse paigaldatud. Seade annab õiged näidud ainult juhul, kui praegusel allikal on püsiv e. d.s. (sama kui mõõteskaala kalibreerimisel). Mõnel oommeetril on kaks või enam mõõtevahemikku, näiteks 0–100 oomi ja 0–10 000 oomi. Sõltuvalt sellest on erinevate klemmidega ühendatud mõõdetud takistusega R x takisti.

Suurte takistuste mõõtmine megohmmeetrite abil.Isolatsioonitakistuse mõõtmiseks kasutatakse kõige sagedamini magnetoelektriliste süsteemide megaohmeetreid. Mõõtmismehhanismina kasutasid nad logomeetrit 2 (joonis 342), mille näidud olidsarv

Sõltumata mõõteahelaid varustava vooluallika pingest. Seadme mähised 1 ja 3 asuvad püsimagneti magnetväljas ja on ühendatud ühise energiaallikaga 4.

Sarjaliselt ühe mähisega on lisatud täiendav takisti Rd ja teise mähise ahelasse on takisti R x.

Vooluallikana kasutatakse tavaliselt väikest alalisvoolugeneraatorit 4, mida nimetatakse induktoriks; generaatori armatuuri pööratakse käepideme abil, mis on sellega ühendatud käigukasti kaudu. Induktoritel on märkimisväärne pinge vahemikus 250 kuni 2500 V, nii et suuri takistusi saab mõõta megohmmeetriga.

Kui mähiste kaudu voolavad voolud I1 ja I2 interakteeruvad püsimagneti magnetväljaga, tekivad kaks vastassuunas suunatud momenti M1 ja M2, mille mõjul seadme liikuv osa ja nool hõivavad teatud positsiooni. Nagu näidatud paragrahvis 100, on vallasasja asukoht

logomeetri osad sõltuvad suhtest I1 / I2. Seetõttu muutub Rx muutumisel nurk? läbipainde nooled. Megaohmmeetri skaala jagatakse otse kilomeetrites või megaohmides (joonis 343, a).

Juhtmete vahelise isolatsioonitakistuse mõõtmiseks on vaja need vooluallikast (võrgust) lahti ühendada ja ühendada üks juhe klemmiga L (joon) (joonis 343, b) ja teine \u200b\u200bklemmiga 3 (maapind). Seejärel määrake induktiivpool 1 megohmmeetri käepidet pöörates isolatsioonitakist logomeetri 2 skaalal. Seadmes olev lüliti 3 võimaldab muuta mõõtmislimiite. Indukatori pinge ja seetõttu ka selle käepideme kiirus teoreetiliselt ei mõjuta mõõtmistulemusi, kuid praktiliselt soovitatakse seda pöörata enam-vähem ühtlaselt.

Isolatsioonitakistuse mõõtmisel elektrimasina mähiste vahel ühendatakse need üksteisest lahti ja üks neist ühendatakse klambriga A ja teine \u200b\u200bklambriga 3, mille järel induktiivpooli käepidet pöörates määratakse isolatsioonitakistus. Mähise isolatsioonitakistuse mõõtmisel korpuse suhtes on see ühendatud klemmiga 3 ja mähis klemmiga L.

Peamised alalisvoolu takistuse mõõtmise meetodid on:

kaudne meetod;
otsese hindamise meetod;
silla meetod.

Joon. 1.7. Katsetage trafo lülitusahelat tgδ mõõtmiseks.
1 - kaitselüliti; 2 - autotransformaatori reguleerimine; 3 - voltmeeter; 4-pooluselise polaarsuslüliti testtrafo 5.

Joon. 1.8. Seadmete paigutus mõõtmise ajal.
OI - mõõtmisobjekt; C - võrdluskondensaator; T - katsetrafo; M - sild; PAT-regulatsiooni autotransformer; 0 - kaasaskantav tara.

Mõõtmismeetodi valik sõltub mõõdetud takistuse eeldatavast väärtusest ja vajalikust täpsusest.
Kõige universaalsem kaudne meetod on ampermeetri voltmeetri meetod.
Ampermeetri-voltmeetri meetod. See põhineb mõõdetud takistuse kaudu voolava voolu ja pingelanguse üle selle. Kasutatakse kahte mõõteskeemi: suure takistuse (joonis 1.9, a) ja madala takistuse (joonis 1.9, b) mõõtmine. Voolu ja pinge mõõtmise tulemuste kohaselt määratakse soovitud takistus.
Joonisel fig. 1,9 ning määratakse soovitud takistus ja suhteline metoodiline mõõtmisviga

kus RX on mõõdetud takistus; Ra - ampermeetri takistus.

Joonisel fig. 1.9.6 määratakse soovitud takistus ja suhteline metoodiline mõõtmisviga

kus Rv on voltmeetri takistus.

Suhteliste metodoloogiliste vigade määratlusest järeldub, et mõõtmine vastavalt joonisel fig. 1.9, a annab väiksema vea suurte takistuste mõõtmisel ja mõõtmisel vastavalt joonisel fig. 1.9.6 - madala takistuse mõõtmisel.
Selle meetodi abil saadud mõõtmisviga arvutatakse avaldis

kus γв, γа on voltmeetri ja ampermeetri täpsusklassid; U „, I voltmeetri ja ampermeetri mõõtmispiirid.

Mõõtmisel kasutatavate mõõteriistade täpsusklass peaks olema kuni 0,2. Voltmeeter ühendatakse otse mõõdetud takistusega. Voolu mõõtmise ajal peaks olema selline, et näidud mõõdetakse skaala teisel poolel. Selle kohaselt kasutatakse šunti, mida kasutatakse voolu mõõtmiseks klassi 0.2 seadmega. Takistuse kuumenemise vältimiseks ja vastavalt mõõtmiste täpsuse vähendamiseks ei tohiks vool mõõtmisahelas ületada 20% nimiväärtusest.

Joon. 1.9. Suure (a) ja väikese (b) takistuse mõõtmise skeem, kasutades ampermeetri-voltmeetri meetodit.

Tugevuse mõõtmisel kõrge induktiivsusega vooluahelates tuleks voltmeeter ühendada pärast vooluahelas vooluahela loomist ja enne vooluahela katkemist lahti ühendada. Seda tuleb teha selleks, et välistada voltmeetri kahjustamise võimalus mõõteahela iseinduktsiooni EMF-ist.

Otsene hindamismeetod. See hõlmab alalisvoolu takistuse mõõtmist oommeetriga. Ohmmeetriga mõõtmised annavad olulisi ebatäpsusi. Sel põhjusel kasutatakse seda meetodit takistuste ligikaudseks esialgseks mõõtmiseks ja lülitusahelate testimiseks. Praktikas kasutatakse tüüpe M57D, M4125, F410 ja muid ohmmeetreid.Nende seadmete mõõdetud takistuste vahemik on vahemikus 0,1 oomi kuni 1000 kOhm.

Väikeste takistuste mõõtmiseks, näiteks alalisvoolu masinate ankrumähiste ratsioonikindluse mõõtmiseks, kasutatakse tüüpi M246. Need on optilise osutiga ratiomeetrilised instrumendid, mis on varustatud spetsiaalsete isepuhastuvate sondidega.

Samuti on väikeste takistuste mõõtmiseks kasutatud näiteks lülitite kontaktide mööduvaid takistusi, kontaktmõõtjaid. Mosenergo kontaktmõõturite mõõtepiirid on 0 - 50 000 μOhm veaga alla 1,5%. Kontaktorid KMS-68, KMS-63 võimaldavad mõõta vahemikus 500-2500 μOhm veaga alla 5%.

Toitetrafode mähiste takistuse mõõtmiseks kasutatakse üsna suure täpsusega generaatoreid, tüüpi PP-63, KP-59 alalisvoolu potentsiomeetreid. Need seadmed kasutavad kompensatsiooni mõõtmise põhimõtet, st tasakaalustatud pinge langus mõõdetud takistuse ulatuses tasakaalustatakse teadaoleva pingelangusega.

Sildimeetod. Kasutatakse kahte mõõtmisskeemi - ühe silla skeem ja kahe silla skeem. Vastavad mõõtmisskeemid on esitatud joonisel fig. 1.10.

Takistuse mõõtmiseks vahemikus 1 oom kuni 1 megohm kasutatakse üksikuid alalisvoolu sildu tüüpi ММВ, Р333, МО-62 jne. Nende sildade mõõtmisviga ulatub 15% -ni (MMV sild). Üksikute sildade puhul võetakse mõõtmistulemuses arvesse silla vaheliste ühendusjuhtmete takistust ja mõõdetud takistust. Seetõttu ei saa väiksema kui 1 oomi takistust selliste sildadega mõõta olulise vea tõttu. Erandiks on sild P333, mille abil on võimalik mõõta suuri takistusi kahekordse klambri ahela abil ja madalaid takistusi (kuni 5 10 oomi), kasutades nelja klambri ahelat. Viimases on ühendusjuhtmete takistuse mõju peaaegu välistatud, kuna kaks neist kuuluvad galvanomeetri ahelasse ja ülejäänud kaks asuvad suhteliselt suurte takistustega sillavarte takistusahelas.

Joon. 1.10. Sildade mõõtmise skeemid.
a - üksik sild; b - kahekordne sild.

Üksikute sildade õlad on valmistatud takistusladudest ja mõnel juhul (näiteks MMV sild) võivad R2, R3 õlad olla valmistatud kalibreeritud traadist (rechord), mida mööda liigub galvanomeetriga ühendatud mootor. Silla tasakaalutingimused määratakse avaldisega Rx \u003d R3 (R1 / R2). Kasutades R1, saadakse suhe R1 / R2, tavaliselt 10-kordne, ja kasutades R3, on sild tasakaalus. Uuestiga sillades saavutatakse tasakaalustamine suhte R3 / R2 sujuva muutmisega R1 fikseeritud väärtuste korral.

Kahekordsetes sildades ei võeta mõõtmise ajal ühendustraadide takistusi arvesse, mis võimaldab mõõta takistusi kuni 10-6 oomi. Praktikas kasutatakse tüüpi P329, P3009, MOD-61 jt ühekordseid sildu mõõtevahemikuga 10–8 oomi kuni 104 MΩ mõõteveaga 0,01–2%.

Nendes sildades saavutatakse tasakaal takistuste R1, R2, R3 ja R4 muutmisega. Sel juhul saavutatakse võrrandid R1 \u003d R3 ja R2 \u003d R4. Silla tasakaalutingimused määratakse avaldisega Rx \u003d RN (R1 / R2). Siin on takistus RN mudeli takistus, silla osa. Mõõdetud takistusega Rx on ühendatud neli juhtmest: traat 2 - silla toiteahela jätkamine, selle takistus ei mõjuta mõõtmiste täpsust; juhtmed 3 ja 4 on ühendatud järjestikku takistustega R1 ja R2, mis on suuremad kui 10 oomi, nii et nende mõju on piiratud; traat 1 on silla lahutamatu osa ja see tuleks valida võimalikult lühike ja paks.

Tugevuse mõõtmisel kõrge induktiivsusega vooluahelates on vigade vältimiseks ja galvanomeetri kahjustuste vältimiseks vaja enne vooluahela katkestamist mõõta ühtlast voolu ja lahti ühendada.

Sõltumata mõõtemeetodist toimub alalisvoolu takistuse mõõtmine püsiseisundis, kus ümbritsev temperatuur erineb mõõdetava objekti temperatuurist mitte rohkem kui ± 3 ° C. Mõõdetud takistuse ülekandmiseks teisele temperatuurile (näiteks võrdluseks 15 ° C-ni) kasutatakse teisendusvalemeid.

Takistuse mõõtmine

Elektriliste ja raadioseadmete ning paigaldiste valmistamisel, paigaldamisel ja kasutamisel on vaja mõõta elektritakistust.

Praktikas kasutatakse takistuste mõõtmiseks erinevaid meetodeid, sõltuvalt objektide iseloomust ja mõõtmistingimustest (näiteks tahked ja vedelad juhid, maandusjuhtmed, elektriisolatsioon); alates mõõtmise täpsuse ja kiiruse nõuetest; mõõdetud takistuste väärtusest.

Madala takistuse mõõtmise meetodid erinevad oluliselt kõrgete takistuste mõõtmise meetoditest, kuna esimesel juhul tuleb võtta meetmeid, et välistada ühendusjuhtmete, üleminekukontaktide takistuse mõju mõõtmistulemustele.

Ohmmeetrite mõõtemehhanismid. Takistuse otseseks mõõtmiseks kasutatakse ühe- ja kaheraamilisi magnetoelektrilisi mõõtemehhanisme.

Takistuse mõõtmiseks võib kasutada ühe kaadri mehhanismi. Sel eesmärgil sisestatakse seadmesse täiendav püsiva takistusega takisti ja tarnitakse toiteallikaga (näiteks kuivade elementide akuga). Mõõdetud takistus on ühendatud arvestiga jadamisi (joonis 1) või paralleelselt.

Jadaühenduse korral arvesti vool kus on arvesti takistus; - toitepinge.

Arvestades, et kus - seadme tundlikkus voolu järgi (püsiväärtus), leiame, et seadme noole kaldenurk on sõltub ainult mõõdetud takistuse väärtusest:

Kui skaala on selle avalduse abil kalibreeritud takistuse ühikutes, on seade ohmmeter. Kuivate elementide pinge väheneb aja jooksul, seetõttu tuuakse mõõtmistesse viga, mida suurem on, seda rohkem erineb tegelik pinge pingest, millega skaala gradueeriti.

Toiteallika pinge varieeruvuse tõrget ei teki, kui mõõtemehhanismil on kaks mähist, mis asuvad ühisel teljel üksteise suhtes teatud nurga all (joonis 2).

Joon. 1. Joon. 2

Kaheraamilises mõõtmismehhanismis, mida nimetatakse logomeetriks, puuduvad vastandlikud vedrud, pöörlevad ja vastandmomendid luuakse elektromagnetiliste jõudude abil. Seetõttu on mähistes voolu puudumisel seadme tasakaalustatud liikuv osa ükskõikses tasakaalus (nool peatub suvalise skaalajaotuse korral). Kui mähistes on voolu, toimivad liikuval osal kaks elektromagnetilist momenti vastassuundades.

Mõõtemehhanismi magnetiline vooluring on konstrueeritud nii, et magnetiline induktsioon piki õhupilu jaotub ebaühtlaselt, kuid ootusega, et liikuvat osa keerates ükskõik millises suunas pöördemoment väheneb ja vastasmoment suureneb (momentide roll muutub sõltuvalt pöörlemissuunast).

Liikuv osa peatub, kui või. Siit järeldub, et noole asukoht skaalal sõltub voolude suhtest mähistes, s.o. , kuid ei sõltu toiteallika pingest.

Joonisel fig. 2. on näha, et mõõdetud takistus sisaldub logomeetri ühe mähise vooluringis, seetõttu sõltub selles olev vool, samuti seadme noole kõrvalekalle .

Seda sõltuvust kasutades skaala jagatakse takistuse ühikutes ja siis on seade ohmmeter. Isolatsioonitakistuse mõõtmiseks mõeldud oommeetrid pakuvad vooluallikat pingega kuni 1000 V, nii et mõõtmine viiakse läbi pingel, mis on ligikaudu võrdne paigaldise tööpingega. Selliseks allikaks võib olla sisseehitatud käsiajamiga magnetoelektrigeneraator või alaldiga trafo, mis on ühendatud vahelduvvooluvõrku.

Suure takistuse (üle 1 MΩ) mõõtmiseks mõeldud ohmmeetrid nimetatakse megaohmeetriteks.

Vastupidavuse mõõtmise kaudsed meetodid. Takisti või muu vooluahela elemendi takistust saab määrata voltmeetri ja ampermeetri näitude abil (püsivoolul), kasutades Ohmi seadust: (skeemid joonisel 3, a, b).Joonisel fig. 4 määrake takistus vastavalt ühe voltmeetri näitudele. Lüliti asendis 1 Lk voltmeeter mõõdab võrgu pinget ja positsiooni 2 - pinge voltmeetri klemmidel. Viimasel juhul . Siit edasi

Keskmiste takistuste mõõtmiseks kasutatakse kaudseid meetodeid ja suuri takistusi mõõdetakse ka ühe voltmeetriga. Nende meetodite täpsus sõltub märkimisväärselt mõõdetud takistuse ja ampermeetri ja voltmeetri sisemise takistuse suhtest. Mõõtmistulemusi võib pidada täpsusega rahuldavaks, kui on täidetud järgmised tingimused: (vt joonise 3 diagrammi a); (vt skeemi joonisel 3, b); (vt joonise 4 diagrammi).

Joon. 3 joon. 4

Võrdlusmeetodid ja -seadmed. Väikese ja keskmise takistuse mõõtmiseks kasutatakse meetodit mõõdetud takistuse võrdlemiseks võrdlusega . Need kaks takistust joonisel fig. 5 on ühendatud järjestikku, nii et vool nendes on sama. Selle väärtust reguleeritakse takisti abil, nii et see ei ületaks takistuste lubatud voolu ja . Siit edasi . Tundmatu pinge langeb ja mõõtke voltmeetri või potentsiomeetriga. Mõõtmistulemused on täpsemad, kui takistused on ühesuurused ja voltmeetri takistus on piisavalt suur, nii et selle ühendus ei mõjuta peaahela režiimi.

Selle meetodi abil madala takistuse mõõtmisel ühendatakse voltmeeter potentsiaalklambritega, mis võimaldavad põhiahela kontaktide takistuse mõõtmistulemustest välja jätta.

Keskmist ja suurt takistust saab mõõta asendusmeetodi abil (joonis 6). Ampermeeter A mõõta voolu lüliti abil Lk asendis 1 ja siis 2. Seetõttu on pinge vooluahela sisendklemmidel sama . Siit edasi .

Suurte takistuste mõõtmisel asendatakse ampermeeter šundi abil galvanomeetriga, mis suurendab märkimisväärselt mõõtmise täpsust.

Voltmeetri juurde

Joonis 5. Joonis 6.

Kõige täpsemaid tulemusi takistuse mõõtmisel annavad sillaahelad, mida praktikas kasutatakse erinevates versioonides, sõltuvalt mõõdetud takistuste väärtustest ja nõutavast mõõtmistäpsusest.

Teistest sagedamini võite leida seadme, mis on ehitatud vastavalt joonisel fig. 7, mida praktikas nimetatakse „üheks sillaks“. Sel juhul sisaldab sillaahel takistusi; ; ; mis moodustavad suletud ahela A, B, C, D neljast harust (neid nimetatakse „silla õlgadeks“).

Vooluahela ühes diagonaalis on alalisvooluallikas ja teises kahepoolse skaalaga (skaala keskel null) galvanomeeter.

Oletame, et mõne takistuse jaoks valitakse muud takistused nii, et vool mõõtediagonaalis, st potentsiaalid on kaitselülitite sulgemisel ja katkestamisel ühesugused . Sel juhul; /; ;. .

Neid võrdsusi kasutades on hõlbus saada mõõdetud takistuse avaldis . Kui vastupanu ja suurusjärgus siis identsed. Tööstuslikult valmistatud seadmes on see takistite komplekt (takistussalv), mis on koostatud kümne päeva põhimõtte järgi. Lülitid asuvad ülemisel kaanel, mille abil saate valida mis tahes takistuse väärtuse teatud piirides täpsusega, mis määratakse kindlaks väikseima takistuse muutuse astmega.

Mõõtepiiride laiendamiseks valitakse väärtused ja nii, et nende suhet saab muuta ka kümnendsüsteemi abil (näiteks ; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001).

Üksikuid sildu kasutatakse peamiselt keskmise takistuse mõõtmiseks. Madalate takistuste mõõtmisel lülitatakse mõõdetud element sisse vastavalt eriskeemile või kasutatakse selleks ette nähtud spetsiaalseid sildu.

Teema kokkuvõte

Takistuse mõõtmine

Sarnased esseed:

Impulssvoltmeetri olemus ja eesmärk. Mõne selle liigi tehnilised ja metroloogilised omadused. Analoogse elektroonilise impulsi voltmeetri plokkskeem, selle tööpõhimõte. Jagaja arvutamine, mõõtmispiirid ja vead.

Elektriliste mõõtevahendite üldine idee. Õpilaste tundmaõppimine magnetoelektriliste ja elektromagnetiliste süsteemidega. Multimeetriga töötamise viisid. Elektriliste mõõtevahendite suhtes hoolika suhtumise kujundamine.

Antud elektriahela kokkupaneku järjekord, antud vooluahela kõigi punktide potentsiaalide mõõtmise meetod. Voolutugevuse määramine vastavalt Ohmi seadusele, selle suund ahelates. Iga skeemi potentsiaalse diagrammi konstrueerimine vastavalt vastavatele arvutusandmetele.

Ohmi seadus ketilõikude kohta ja Ohmi seadus kogu keti kohta. Kirchhoffi reeglite kohaldamine alalisvooluahelate arvutamiseks. Väide alalisvooluahela arvutamise probleemist.

Mõõtmised kui üks peamisi looduse tundmise viise, selle ala uurimistöö ajalugu ja suurte teadlaste roll elektriteaduse arengus. Põhimõisted, mõõtmismeetodid ja vead. Voolu- ja pingemuundurite tüübid.

Elektromehaanilise IP peamised tehnilised omadused. Magnetoelektrilised mõõtemuundurid. Elektrostaatilised mõõtevahendid. Elektrostaatilised voltmeetrid ja elektromeetrid ning nende kaasamine. Kaitsetakistuse väärtus.

Tutvumine kompensatsioonimeetodiga füüsikaliste suuruste mõõtmise praktikas. Vead ampromeetri või voltmeetri sisestamisel elektriahelasse. Kompensatsioonimeetodid ja nende olemus. Wheatstone alaline sild.

Hargnenud vooluring ühe elektrienergiaallikaga. Voolude määramiseks vooluahela kõigis harudes Kirchhoffi seaduste järgi vajalike ja piisavate võrrandite arvu kindlaksmääramine. Kontuurvoolu meetod. Sinusoidaalse vooluahela sümboolne arvutamine.

VASTUPIDAVUSE EKSPERIMENTSE MÄÄRAMISE MEETODID

Töö eesmärk:uurida kolme takistuse mõõtmise meetodit: ampermeetri ja voltmeetri meetod, kasutades ohmmeetrit, kompensatsioonimeetod.

Lisatarvikud: mõõdetud takistid, vooluallikas, voltmeeter, ampermeeter, lüliti, reostaat, takistuspoodid, reokord, galvanomeeter, ohmmeeter, alamsild.

Sissepääsuks vajalikud küsimused

Töö ära teha

1. Mis on vastupanu?

2. Mis on vastuvoolu rakendava vooluahela nimi?

3. Mis määrab takistuse R?

4. Milliseid takistuse mõõtmise meetodeid te teate?

5. Mida mõõdab ampermeeter? Millised on nõuded ampermeetritele. Millised on reeglid nende ahelasse lisamiseks?

6. Mida mõõdab voltmeeter? Millised on nõuded voltmeetritele? Millised on reeglid nende ahelasse lisamiseks?

7. Ampermeetri ja voltmeetri meetod.

8. Kuidas ohmmeterit kasutada?

9. Selgitage, kuidas Wheatstone sild töötab.

10. Rääkige meile töö järjekord.

Sissejuhatus

Vastupanu ( R) nimetatakse füüsikaliseks suuruseks, mis iseloomustab elektrivooluahelas toimuva voolu vastutegevust. Väga sageli nimetatakse vastupanu ka selle opositsiooni teostava ahela elemendiks. Selle elemendi jaoks kasutatakse mõistet takisti. Näiteks takistuse voolu õigeks arvutamiseks peab olema teada (mõõdetud) takisti või kogu vooluahela takistuse väärtus. Takisti takistus sõltub juhi materjalist ja selle suurusest R= r l/ S .

Takisti takistuse väärtust mõjutavad ka mitmesugused välised tegurid: temperatuur, valgustus, magnetväli, rõhk, rakendatud pinge jne. Spetsiaalseid seadmeid, millel on takistuse väga ilmne sõltuvus ülaltoodud teguritest, nimetatakse vastavalt termistorideks (või lühidalt - termistoriteks), fotorezistoriteks. , magnetoresistorid, deformatsioonimõõturid, varistorid jne. Seega on takisti takistust muutes võimalik otsustada selliste puhtalt mitteelektriliste suuruste üle nagu temperatuur, rõhk jne.

Takistuse mõõtmiseks on mitu viisi.

1. Ampermeetri ja voltmeetri meetod.

See on kasutatud instrumentide osas kõige lihtsam ja seetõttu praktikas laialdaselt kasutatav.

2. Otsemõõtmise meetod ohmmeetrite abil.

See meetod ei taga mõõtmiste täpsust, kuid ei vaja ka mõõteahela kokkupanekut.

3. Väga suurt mõõtmistäpsust pakkuvad sillameetodid (Wheatstone, Kohlrausch, Thomson sillad jne).

Ülaltoodud meetodeid kasutatakse laialdaselt takistuste mõõtmiseks vahemikus 1 kuni 10 oomi. Takistuse mõõtmisel alla 1 oomi on vaja välistada kontaktide üleminekutakistus ja ühendusjuhtmete takistus. Seda tehakse kompensatsioonimeetodi ja topeltsilla meetodil. Väga suurte takistuste (kuni 10 15 oomi) mõõtmisel kasutatakse kondensaatori tühjendusmeetodit mõõdetud takistuse kaudu.

1. osa Ampermeeter ja voltmeetri meetod

Selle meetodi rakendamine põhineb Ohmi seadusel:

R= U/ Mina (1)

Takisti tundmatu takistuse arvutamiseks R x on vajalik samal ajal mõõta voolu Minaläbi selle takisti ja pinge U selle otstes. Kuid kuna kõigil elektrilistel mõõteseadmetel on ka takistus, põhjustab nende lisamine elektriahelasse voolutugevuse muutumise ja ülejäänud vooluahela elementide, sealhulgas uuritud takisti, pingelanguse. Lisaks sellele, sõltuvalt sellest, kuidas ampermeeter ja voltmeeter on ühendatud, tekitab üks või teine \u200b\u200bseade moonutatud andmeid.

Joonisel fig. 1, pidage meeles, et ampermeeter ei mõõda voolu I xvoolab läbi takisti R xja takistusest ja voltmeetrist läbi voolavate voolude summa: Mina= I x+ I V . Kui voltmeetri takistus R v>>R x siis voolumõõtja kaudu voolu I V võime unarusse jätta ja eeldada, et vool voolab läbi tundmatu takistusega takisti Mina. Siis

R X \u003d U X/I. (2)

Kui suhe on R vja R x see pole teada, siis peaksite kõigepealt kindlaks määrama voltmeetri takistuse. Voltmeetri takistus on sageli näidatud skaalal või seadme korpuses. Seda saab arvutada kasutatud mõõtevahemiku ja nimivoolu järgi. , mis on tavaliselt näidatud mitme piiriga seadmete skaalal.

Alalisvoolu takistuse mõõtmine. Alalisvoolu takistus