A metrológiai szemeszter munka az "ellenállás mérése" témában.

Töredékek az absztraktból

bevezetés

Ampermérő-voltmérő módszer
Közvetlen értékelési módszer
Nagyon magas ellenállásmérés

AC ellenállás mérése

Immitensmérő
Mérési vonal

megállapítások

bevezetés

Az elektromos ellenállás a vezető fő elektromos tulajdonsága, az az érték, amely egy elektromos áramkör vagy annak szakaszának az elektromos árammal szembeni ellenálló képességét jellemzi. Az ellenállást olyan résznek is lehet nevezni (gyakran ellenállásnak nevezik), amely biztosítja az áram ellenállását. Az elektromos ellenállás az elektromos energia más energiákká történő átalakulásából származik, és Ohm-ban mérik.

Az ellenállást (amelyet gyakran R betűvel jelölnek) bizonyos határokon belül állandónak tekintjük egy adott vezető számára, és ez az alábbi ...

R az ellenállás;
U a villamos potenciálkülönbség a vezető végén, voltban mérve;
I a vezető végei között a potenciálkülönbség hatására áramló áram, amperben mérve.

A gyakorlati ellenállásmérésekhez sokféle módszert alkalmaznak, a mérési körülményektől és a tárgyak jellegétől, a szükséges mérési pontosságtól és sebességetől függően. Például különbséget tesznek az egyenáramú és a váltakozó áramú ellenállás mérésére szolgáló módszerek között, a nagy ellenállások, a kicsi és az ultra-kicsi, a közvetlen és a közvetett ellenállások mérésére szolgáló módszerek között.

A munka célja az ellenállás mérésének fő, a gyakorlatban leggyakoribb módszereinek azonosítása.

DC ellenállás mérése

A DC ellenállás mérésének fő módszerei a közvetett módszer, a közvetlen értékelés módszere, valamint a híd módszer. A mérési módszer megválasztása a mért ellenállás várható értékétől és a szükséges mérési pontosságotól függ. A közvetett módszerek közül az univerzális módszer az amper-voltmérő.

Ampermérő-voltmérő módszer

Ez a módszer azon alapul, hogy mérjük a mért ellenálláson átáramló áramot és az rajta átmenő feszültségesést. Két mérési sémát használunk: a nagy ellenállás mérését (a) és az alacsony ellenállást (b). Az áram és a feszültség mérésének eredményei alapján meghatározzuk a kívánt ellenállást.

Az (a) áramkör esetében a kívánt ellenállás és a relatív módszertani hiba a következő képletekkel határozható meg: ...

ahol Rx a mért ellenállás, és Ra az ampermérő ellenállása.

A (b) áramkör esetében a kívánt ellenállást és a relatív módszertani mérési hibát a következő képletek határozzák meg: ...

A képletből kitűnik, hogy ha a szükséges ellenállást hozzávetőleges képlettel számítják, akkor hiba lép fel, mert amikor a második áramkörben áramot és feszültséget mérnek, az ampermérő figyelembe veszi a voltmérőn áthaladó áramot is, és az első áramkörben a voltmérő az ellenálláson kívül az ampermérőn is feszültséget mér. .

A relatív módszertani hibák meghatározásából következik, hogy az a) séma szerinti mérés kisebb hibát eredményez nagy ellenállás mérésekor, a b) séma szerinti mérés pedig alacsony ellenállás mérésekor. Az ezzel a módszerrel alkalmazott mérési hibát a következő kifejezéssel lehet kiszámítani: ...

„A méréshez használt műszerek pontossági osztálya legfeljebb 0,2 lehet. A voltmérőt közvetlenül a mért ellenálláshoz kell csatlakoztatni. A mérés során az áramnak olyannak kell lennie, hogy a méréseket a skála második felében mérjék. Ennek megfelelően egy sönt kerül felhasználásra, amelyet az áram mérésére használnak 0,2 osztályú készülékkel. Az ellenállás melegítésének elkerülése és ennek következtében a mérések pontosságának csökkentése érdekében a mérőáramban az áram nem haladhatja meg a névleges 20% -át. "

Az ampermérővel és voltmérővel történő mérés módszerének előnye, hogy ugyanaz az áram vezethető át egy ellenálláson, amelynek ellenállása mérve van, mint működésében, ami fontos az ellenállás mérésénél, amelynek értékei az áramtól függenek.

Közvetlen értékelési módszer

A közvetlen értékelési módszer magában foglalja az egyenáram ellenállás mérését ohmmérővel. Az ohmmérő egy közvetlen referencia-mérő eszköz az elektromos aktív (az aktív ellenállást ohmikus ellenállásnak is nevezik) ellenállás meghatározására. A mérést általában egyenárammal végzik, néhány elektronikus ohmméterben azonban váltakozó áramot is lehet használni. Ohmmérő fajták: megaohméterek, teraohméterek, gigaohmméterek, milliométerek, mikrohométerek, amelyek a mért ellenállás tartományában különböznek egymástól.

A működés elve szerint az ohmmérőket fel lehet osztani mágneselektromosra - mágneses elektromos mérővel vagy mágneses elektromos logométerrel (megaohméterek) és elektronikus, amelyek analóg vagy digitális.

„A mágneselektromos ohmométer működése az áramforrás állandó feszültségén a mért ellenálláson átáramló áram mérésén alapszik. Az ellenállás mérésére több ohmtól több megaohmig terjedően a mérőt és a mért rx ellenállást sorba kell kapcsolni. Ebben az esetben az I áramszint a mérőben és a készülék mozgó részének eltérése a arányos: I \u003d U / (r0 + rx), ahol U az áramforrás feszültsége; r0 a mérő ellenállása. Alacsony rx értékeknél (több ohmig) a mérőt és az rx-t párhuzamosan kapcsolják be. ”

A sebességmérő megaohmométer a logométerre épül, amelynek vállai különféle kombinációkban (a mérési határértékektől függően) vannak összekapcsolva, példák a belső ellenállásokra és a mért ellenállásra, a logométer leolvasása ezen ellenállások arányától függ. Az ilyen mérésekhez szükséges magas feszültség forrásaként az ilyen készülékek általában mechanikus induktort használnak - kézi hajtású villamos generátort, néhány megohmméterben induktor helyett félvezető feszültségátalakítót használnak.

Az elektronikus ohmmérők működésének elve az, hogy a mért ellenállást operációs erősítő segítségével átalakítják az azzal arányos feszültségre. A mért ellenállás a visszacsatoló áramkörhöz (lineáris skála) vagy az erősítő bemenetéhez van csatlakoztatva. A digitális ohmmérő mérőhíd automatikus kiegyensúlyozással. A kiegyensúlyozást egy digitális vezérlőberendezéssel hajtják végre, a precíziós ellenállások kiválasztásának módszerével a híd vállában, majd a vezérlőegység mérési adatait továbbítják a kijelzőegységhez.

„A kis ellenállás mérésekor további hiba léphet fel az átmeneti ellenállás befolyása miatt a csatlakozási pontokon. Ennek elkerülése érdekében az úgynevezett négyvezetékes csatlakozási módszert alkalmazzák. A módszer lényege, hogy két pár huzalot használnak - egy pár áramot egy meghatározott erő áramerősségével táplálnak a mért tárgyra, egy másik pár segítségével az áramnak és az objektum ellenállásának arányos feszültségcsökkentést alkalmaznak az eszközre az objektumtól. "A vezetékeket a mért két terminál eszköz kivezetéseivel kell összekötni úgy, hogy az áramvezetékek mindegyike ne érintse meg közvetlenül a hozzá tartozó feszültségvezetéket, és kiderül, hogy az érintkezési pontok átmeneti ellenállása nem tartozik a mérőáramkörbe."

DC hidak

Az egyenáramú hidakat széles körben használják a DC ellenállás mérésére. Az egyes hidakat négykaros hidaknak nevezzük, amelyek egyenáramú árammal működnek. Ezen eszközök számos kivitele különféle jellemzőkkel rendelkezik. A híd hibája a mérési határértékektől függ, és általában a hídlevélben szerepel.

Szerkezetileg a hidakat hordozható eszközökként tervezték; úgy tervezték, hogy saját vagy külső nulla mutatóval működjenek. Kis ellenállás mérésekor az érintkezők és az összekötő vezetékek ellenállása, összeadva a mért ellenállással, jelentős hatással van a mérési eredményre. Ennek a hatásnak a csökkentése érdekében az Rx és a híd összekötésére speciális módszereket alkalmaznak, amelyeknél a híd négy szorítóelemmel rendelkezik:

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

Mérési vonal

Ez egy eszköz az elektromos mező eloszlásának tanulmányozására a mikrohullámú átviteli vonal mentén. A mérési vonal egy koaxiális vonal vagy hullámvezető egy szegmense, amelynek mentén mozgó indikátor jelöli az elektromos mező csomópontjait (antinodes). Mérési vonal használatával megvizsgáljuk az elektromágneses térerősség eloszlását, amelyből az álló hullám koefficienst az antinódban és a csomópontban levő hullám amplitúdók és a reflexiós együttható fázisának hányadosaként határozzuk meg a csomópont eltolódásával. Ezen paraméterek ismeretében megtalálhatja az impedanciát az impedanciák kördiagramján. A méréseket mérőgenerátor, mint jelforrás felhasználásával hajtják végre. Általában galvanométert vagy feszültségaránymérőt használnak a leolvasásokhoz. A mérővonalakat több száz megahertz és száz gigaherc közötti frekvencián használják.

„A vonal három fő csomópontból áll: az átviteli vonal egy szűk hosszmetszetű szegmenséből, egy szondafejből és egy kocsiból, amellyel a szondafej a vonal mentén mozgatható. A szondafej egy szonda által gerjesztett rezonátor - egy vékony huzal, amelyet a hullámvezető belső üregében lévő résbe merítünk. A szonda merülési mélységét a vonalban egy speciális csavar szabályozza a szondafej tetején. A jelzőkészülékhez csatlakoztatott félvezetődetektor kerül a rezonátorba. Amikor a szondát egy vonal mentén mozgatja, amelyen belül van egy elektromágneses mező, akkor a szondában egy elektromotoros erő lép fel, amely arányos a szonda keresztmetszetének térerősségével. Ez e. d. a. gerjeszti a rezonátort, elektromágneses rezgéseket okozva benne. A szonda torzító hatásainak csökkentése érdekében a vonal elektromágneses mezőjére és a vonal érzékenységének növelése érdekében a szondafej hangerő-rezonátorát úgy állítják be, hogy az rezonancia legyen az elektromágneses rezgések frekvenciájával. "

Az impedanciamérőnek nevezett eszközt az áramkör impedanciájának mérésére is használják. Az impedanciamérők alacsonyabb érzékenységűek, mint a mérési vonalak, de szignifikánsan kisebbek, főleg a frekvenciatartomány alsó részén. Az álló hullám együtthatóját, mint a mérési vonalakon is, az alacsony frekvenciájú indikátor leolvasott értékének a jel szélső értékeihez viszonyított arányából kell meghatározni. A vizsgált tárgy impedanciáját az impedanciák kördiagramja tartalmazza az álló hullám koefficiens értékei és a reflexiós együttható fázisa alapján.

Ultra könnyű ellenállás mérése

A szakmai és amatőr gyakorlatban meg kell felelni az ultra-kicsi ellenállás mérésének szükségességének. Egy adott pontossággal 1 mOhm-ig terjedő ellenállásmérést igénylő feladatok között szerepel például a sönt gyártása (beleértve a mérőműszereket is), a reléérintkezők, kapcsolók átmeneti ellenállásának mérése stb. Hasonló probléma akkor is felmerül, ha kiválasztásra van szükség nagy teljesítményű tranzisztorok.

megállapítások

Az ellenállás mérésére sokféle módszer létezik. Mindegyik különbözik egymástól. És mindegyik esetben meg kell választani egy egyedi mérési módszert. A közvetett ellenállásmérés leggyakoribb módszere egy ampermérőn és voltmérőn keresztüli mérés. Különféle eszközökben használják mind az egyen-, mind a váltakozó áram ellenállásának mérésére. A feszültség és az áramméréshez azonban nem mindig lehet szokásos voltmérőket és ampermérőket használni, mivel ezek hibát okozhatnak, például amikor a csatlakozó vezetékek és érintkezők ellenállása miatt nagyon kis ellenállást mérnek. Ezért az ellenállás kompetens mérése érdekében fontos olyan módszert választani, amelyben a mérési hiba minimális lesz.

Az elektromos ellenállás mérése

Általános információk

Az ellenállások fő paramétere az egyenáramú elektromos ellenállás. Fontos mutatója a rádióáramkörök sok más elemének - összekötő vezetékek, kapcsolókészülékek, különféle tekercsek és tekercsek - stb. Működőképességének és működési minőségének. A rezisztencia lehetséges értékei, amelyek mérési igénye a rádiómérnöki gyakorlatban felmerül, széles skálán mozog - ezredektől kezdve. ohm vagy annál kevesebb (vezetékes szegmensek ellenállása, érintkező átmenetek, árnyékolás, remegések stb.) akár ezer megaohm vagy annál is több (szigetelési ellenállás és a kondenzátorok szivárgása, a felület és a az elektromos szigetelő anyagok térfogati ellenállása stb.) Leggyakrabban meg kell mérni az átlagértékek ellenállását - körülbelül 1 ohm és 1 megohm között.

Az egyenáramú ellenállás mérésének fő módszerei a következők: közvetett módszer (feszültség- és árammérők használatával); közvetlen értékelési módszer ohmméterekkel és megohmméterekkel; híd módszer. A váltakozó áramú mérések elvégzésekor meg kell határozni az aktív és reaktív alkatrészeket tartalmazó elektromos áramkörök vagy azok elemének impedanciáját. Ha a váltakozó áram frekvenciája nem nagy (alacsony frekvenciatartományú), és az ellenállás elemek dominálnak a vizsgált áramkörben, akkor a mérési eredmények közel lehetnek az egyenáramú mérésnél kapott eredményekhez.

Speciális eszközök hiányában az áramkörök és elemek elektromos ellenállásának hozzávetőleges elképzelését a legegyszerűbb jelzőkészülékekkel - az elektromos szondákkal - lehet megszerezni.

Ha az ellenállások (vagy az elektromos alkatrészek egyéb paramétereinek) ellenállásának mérését közvetlenül bármely telepítéskor először ellenőriznie kell, hogy az áramforrások ki vannak-e kapcsolva, a nagyfeszültségű kondenzátorok kisülnek, és a többi elem, amely befolyásolhatja a mérési eredményeket, nincs csatlakoztatva az ellenőrzendő elemmel párhuzamosan.

Elektromos ellenállás mérése

Mérés ampermérővel és voltmérővel. Bármely elektromos berendezés vagy az áramkör szakaszának ellenállása ampermérővel és voltmérővel meghatározható, az Ohmi törvény alkalmazásával. Az eszközök bekapcsolásakor az 1. ábra szerinti séma szerint A 339-es ábra szerint nemcsak a mért I x áram halad át az ampermérőn, hanem az I v áram is, amely a voltmérőn átáramlik. Ezért ellenállás

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

ahol R v - a voltmérő ellenállása.

P az eszközök bekapcsolásakor az 1. ábra szerinti séma szerint A 339, b voltmérő nemcsak az Ux feszültségcsökkenést fogja mérni egy bizonyos ellenállás mellett, hanem az A A \u003d IR A ampermérõ tekercsének feszültségcsökkenését is.

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

ahol R A - az ampermérő ellenállása.

Azokban az esetekben, amikor az eszközök ellenállása ismeretlen, és ezért azokat nem lehet figyelembe venni, a 2. ábrán látható áramkört kell használni. Ábrán látható áramkör, és ha nagy ellenállást mérnek, akkor a 339, b. Ebben az esetben a mérési hiba, amelyet az első áramkörben az I v áram, a másodikban az UA feszültségcsökkenés határoz meg, kicsi lesz az I x áram és az U x feszültséghez képest.

Az ellenállás mérése elektromos hidakkal. A hídáramkör (340. ábra, a) egy energiaforrásból, egy érzékeny eszközből (G galvanométer) és négy ellenállásból áll, amelyek a híd vállában vannak: ismeretlen Rx (R4) ellenállással és ismert R1, R2, R3 ellenállással, amely mérhető megváltoztatni. Az eszköz a híd egyik átlósávjában (mérés), az áramforrás a másikban (áram) található.

Az R1 R2 és R3 ellenállást úgy választhatjuk meg, hogy amikor a B érintkező zárva van, az eszköz leolvasása nulla legyen (in

Ábra. 339. Az ellenállás mérésének sémái ampermérő és voltmérő módszerrel

com esetben szokás azt mondani, hogy a híd kiegyensúlyozott). Ebben az esetben az ismeretlen ellenállás

Rx \u003d (R1 / R2) R3 (112)

Egyes hidakon az R1 / R2 vállarány rögzített, és a híd egyensúlyát csak az R3 ellenállás kiválasztásával érik el. Másokban éppen ellenkezőleg, az R3 ellenállás állandó, és az egyensúlyt az R1 és R2 ellenállás kiválasztásával érjük el.

Az ellenállás mérése a DC-híddal a következő. Az 1. és a 2. terminálra rögzítenek ismeretlen Rx ellenállást (például egy elektromos gép vagy készülék tekercselésekor), egy galvanométert a 3. és 4. kapcsokhoz és egy energiaforrást (száraz galvanikus elem vagy elem) az 5. és 6. kapcsokhoz. Ezután az R1, R2 és R3 ellenállás megváltoztatásával (amelyeket a megfelelő érintkezők által átkapcsolt ellenállás-tárolókként használnak) elérik a híd egyensúlyát, amelyet a galvanométer nulla leolvasása határoz meg (zárt B érintkezővel).

Különféle DC hidak vannak kialakítva, amelyek használata nem igényel számítást, mivel az ismeretlen Rx ellenállást az eszköz skáláján számolják. A beépített ellenállás üzletek lehetővé teszik az ellenállás mérését 10 és 100 000 ohm között.

Ha a hagyományos hidakkal kis ellenállást mérnek, akkor az összekötő vezetékek és az érintkezők ellenállása nagy hibákat okoz a mérési eredményekben. Ezek kiküszöböléséhez dupla DC hidakat használnak (340, b ábra). Ezekben a hidakban az ellenállás és a mért Rx ellenállás összekötő vezetékek és az R0 ellenállású egyes ellenállások más híd ellenállásokkal összekötő vezetékei és érintkező csatlakozásai sorba vannak kapcsolva a megfelelő karok ellenállásaival, amelyek ellenállása legalább 10 Ohm. Ezért gyakorlatilag nem befolyásolják a mérési eredményeket. Az R x és R0 ellenállású ellenállásokat összekötő vezetékek belépnek az áramkörbe, és nem befolyásolják a híd egyensúlyi feltételeit. Ezért az alacsony ellenállás mérésének pontossága meglehetősen magas. A hidat úgy állítják elő, hogy beállításakor a következő feltételek teljesüljenek: R1 \u003d R2 és R3 \u003d R4. Ebben az esetben

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

A kettős hidak lehetővé teszik az ellenállás 10 és 0,000001 ohm közötti mérését.

Ha a híd nem kiegyensúlyozott, akkor a galvanométerben található nyíl eltér a nulla pozíciótól, mivel a mérési átló árama az R1, R2, R3 és e ellenállás állandó értékein állandó. d. a. az áramforrás csak az Rx ellenállás változásától függ. Ez lehetővé teszi a galvanométer skálájának kalibrálását R x ellenállási egységekben vagy bármilyen más egységet (hőmérséklet, nyomás, stb.) Függően, amelytől ez az ellenállás függ. Ezért egy nem kiegyensúlyozott egyenáramú hidat széles körben használnak különféle eszközökben nem elektromos mennyiségek mérésére elektromos módszerekkel.

Különböző váltóáramú hidakat is használnak, amelyek lehetővé teszik az induktivitás és a kapacitás nagy pontosságú mérését.

Mérés ohmmérővel. Az ohmmérő egy milliméter 1, mágneses elektromos mérőmechanizmussal, és sorosan csatlakozik az Rx mért ellenállással (341. ábra) és egy további RD ellenállással az egyenáramkörbe. Változatlanul e. d. a. az R ellenállás forrása és ellenállása az áramkör áramköre csak az Rx ellenállástól függ. Ez lehetővé teszi a skála közvetlenül ohmban történő kalibrálását. Ha a 2. és 3. eszköz kimeneti kapcsai rövidre vannak zárva (lásd szaggatott vonal), akkor az áramkör I árammagassága maximális, és a készülék nyílja a legnagyobb szöggel jobbra tér el; skálán ez nulla ellenállásnak felel meg. Ha az eszköz áramköre nyitva van, akkor I \u003d 0 és a nyíl a skála elején van; ez a helyzet a végtelenséggel megegyező ellenállásnak felel meg.

Az eszközt egy száraz galváncellából 4 táplálja, amely a készülékbe van beépítve. A készülék csak akkor ad helyes leolvasást, ha az aktuális forrás állandó e. d. a. (ugyanaz, mint a műszer skála kalibrálásakor). Néhány ohmmérőnek két vagy több mérési tartománya van, például 0 és 100 ohm között és 0 és 10 000 ohm között. Ettől függően egy R x mért ellenállású ellenállás különféle kapcsokra van csatlakoztatva.

A nagy ellenállás mérése megohmméterekkel.A szigetelési ellenállás mérésére leggyakrabban egy mágneses elektromos rendszer megaohméreteit használják. Mérési mechanizmusként a 2. logométert (342. ábra) használták, amelynek leolvasott értékeicerned

Függetlenül a mérőáramkörök tápláló áramforrás feszültségétől Az eszköz 1 és 3 tekercsei állandó mágnesek mágneses mezőjében helyezkednek el, és egy közös 4 áramforráshoz vannak csatlakoztatva.

Az egyik tekerccsel sorosan egy további Rd ellenállást és egy Rx ellenállású ellenállást a másik tekercs áramkörében szerepeltetünk.

Egy kicsi 4 egyenáramú generátort, úgynevezett induktor, általában áramforrásként használnak; a generátor armatúráját egy fogantyú forgatja, amely hozzá van kapcsolva egy sebességváltón keresztül. Az induktorok jelentős feszültsége 250 és 2500 V között van, tehát a nagy ellenállás mérhető megohométerrel.

Amikor a tekercseken átáramló I1 és I2 áramok kölcsönhatásba lépnek egy állandó mágnes mágneses mezőjével, akkor két, egymással ellentétes irányú M1 és M2 momentum jön létre, amelyek hatására a készülék mozgó része és a nyíl egy bizonyos helyet foglal el. Amint az a 100. §-ban látható, a mozgatható helyzet

a logométer egyes részei az I1 / I2 aránytól függnek. Ezért, ha R x megváltozik, akkor a szög lesz? eltérítési nyilak. A megaohméter skálát közvetlenül kilométerben vagy megaohmban mértük (343. ábra, a).

A vezetékek közötti szigetelési ellenállás méréséhez szét kell választani őket az áramforrástól (a hálózatról), és az egyik vezetéket csatlakoztatni kell az L (vezeték) kivezetéshez (343. ábra, b), a másikot pedig a 3. kivezetéshez (talaj). Ezután az 1 induktor indukciós fogantyújának forgatásával meg kell határozni a szigetelési ellenállást a 2. logométer skáláján. A készülékben található 3 kapcsoló lehetővé teszi a mérési határok megváltoztatását. Az induktor indukciós feszültsége és így fogantyújának sebessége elméletileg nem befolyásolja a mérési eredményeket, de gyakorlatilag ajánlott többé-kevésbé egyenletesen forgatni.

Az elektromos gép tekercsei közötti szigetelési ellenállás mérésekor leválasztják őket egymástól, és az egyiket az A bilincshez, a másikt a 3 szorítóhoz csatlakoztatják, majd az induktor fogantyújának forgatásával meghatározzák a szigetelési ellenállást. A tekercs szigetelési ellenállásának a házhoz viszonyított mérésekor a 3. kivezetéshez, a tekercset pedig az L kivezetéshez kell csatlakoztatni.

A DC ellenállás mérésének fő módszerei a következők:

közvetett módszer;
közvetlen értékelési módszer;
híd módszer.

Ábra. 1.7. Vizsgálja meg a transzformátor kapcsoló áramkörét a tgδ mérésére.
1 - megszakító; 2 - beállító autotranszformátor; 3 - voltmérő; 4 pólusú polaritás kapcsoló teszt transzformátor 5.

Ábra. 1.8. Az eszközök elrendezése a mérés során.
OI - a mérési objektum; C - referenciakondenzátor; T - vizsgálati transzformátor; M - híd; PAT-szabályozású autotranszformátor; 0 - hordozható kerítés.

A mérési módszer megválasztása a mért ellenállás várható értékétől és a szükséges pontosságtól függ.
A legalapvetőbb közvetett módszerek az ampermérõ voltmérõ.
Ampermérő-voltmérő módszer. Ennek alapja a mért ellenálláson átáramló áram és a rajta keresztüli feszültségesés mérése. Két mérési sémát használunk: a nagy ellenállás mérését (1.9. Ábra, a) és az alacsony ellenállást (1.9. Ábra, b. Ábra). Az áram és a feszültség mérésének eredményei alapján meghatározzuk a kívánt ellenállást.
Az 1. ábra szerinti áramkör számára 1.9, és meghatározzuk a kívánt ellenállást és a relatív módszertani mérési hibát

ahol RX a mért ellenállás; Ra - ampermérő ellenállás.

Az 1. ábra szerinti áramkör számára 1.9.6 meghatározzuk a kívánt ellenállást és a relatív módszertani mérési hibát

ahol Rv a voltmérő ellenállása.

A relatív módszertani hibák meghatározásából következik, hogy a mérés a 2. ábra szerinti séma szerint történik. Az 1.9., A. Ábra egy kisebb hibát mutat a nagy ellenállások mérésében, és a mérésnek az 1. ábra szerinti séma szerint. 1.9.6 - alacsony ellenállás mérésekor.
Az ezzel a módszerrel kapott mérési hibát a kifejezés kiszámítja

ahol γв, γа, a voltmérő és az ampermérő pontossági osztályai; U „, I voltmérő és ampermérő mérési határértékei.

A méréshez használt eszközök pontossági osztálya legfeljebb 0,2 lehet. A voltmérőt közvetlenül a mért ellenálláshoz kell csatlakoztatni. A mérés során az áramnak olyannak kell lennie, hogy a méréseket a skála második felében mérjék. Ennek megfelelően egy sönt kerül felhasználásra, amelyet az áram mérésére használnak 0,2 osztályú készülékkel. Az ellenállás melegítésének elkerülése és ennek következtében a mérések pontosságának csökkentése érdekében a mérőáramban az áram nem haladhatja meg a névleges 20% -át.

Ábra. 1.9. A nagy (a) és a (b) ellenállás mérésének sémája az ampermérõ-voltmérõ módszerrel.

A nagy induktivitással rendelkező áramkörök ellenállásának mérésekor a voltmérőt az áramkörben fellépő áram meghatározása után kell csatlakoztatni, és az áramkör megszakítása előtt szét kell választani. Ezt úgy kell megtenni, hogy kizárjuk a voltmérő károsodásának lehetőségét a mérési áramkör önindukciójának EMF-ből.

Közvetlen értékelési módszer. Ez magában foglalja az egyenáram ellenállásának mérését ohmmérővel. Az ohmmérővel végzett mérések jelentős pontatlanságokat eredményeznek. Ezért ezt a módszert használják az ellenállás közelítő előzetes mérésére és a kapcsolási áramkörök tesztelésére. A gyakorlatban az M57D, M4125, F410 és mások ohmmétereit használják. Ezen eszközök mért ellenállásának tartománya 0,1 Ohm és 1000 kOhm között lehet.

A kis ellenállás mérésére, például a DC gépek horgonytekercseinek ellenállására az M246 típusú mikrohométereket használják. Ezek optikai mutatóval rendelkező ratiometrikus műszerek, amelyek speciális öntisztító szondákkal vannak felszerelve.

Ezenkívül a kis ellenállás mérésére, például a kapcsolók érintkezőinek átmeneti ellenállására, kontaktmérőkre is sor került. A Mosenergo kontaktmérők mérési határértéke 0-50 000 μOhm, 1,5% -nál kisebb hibával. A KMS-68, KMS-63 kontaktorok lehetővé teszik a méréseket 500-2500 μOhm tartományban, kevesebb mint 5% hibával.

Az erőátviteli transzformátorok tekercsek ellenállásának mérésére meglehetősen nagy pontosságú generátorokat, PP-63, KP-59 típusú DC potenciométereket használunk. Ezek az eszközök a kompenzáció mérésének elvét alkalmazzák, azaz a feszültségcsökkenést a mért ellenálláson egy ismert feszültségcsökkenés ellensúlyozza.

Bridge módszer. Két mérési sémát használunk - egy híd és kettős híd. A megfelelő mérési sémákat az 1. ábra mutatja. 1.10.

Az 1 ohm és 1 MOhm közötti ellenállás mérésére az MMV, R333, MO-62 típusú DC egyenáramú hidakat használjuk, ezek mérési hibája ezeknél a hidaknál eléri a 15% -ot (MMV híd). Egyetlen hidak esetén a mérési eredmény figyelembe veszi a híd közötti összekötő vezetékek ellenállását és a mért ellenállást. Ezért az 1 ohmnál kisebb ellenállás nem mérhető ilyen hidakkal jelentős hiba miatt. Kivételt képez a P333 híd, amellyel nagy ellenállás mérhető kettős szorító áramkör segítségével, és alacsony ellenállás (akár 5 10 Ohm) négycsatlakozó áramkör segítségével. Az utóbbiban a csatlakozó vezetékek ellenállásának hatása szinte kiküszöbölésre kerül, mivel ezek közül kettő a galvanométer áramkörébe tartozik, a másik kettő pedig a hídkarok ellenállásáramkörébe tartozik, amelyek viszonylag nagy ellenállásúak.

Ábra. 1.10. A hidak mérési sémái.
a - egy híd; b - kettős híd.

Az egyes hidak vállát ellenállás-tárolókból készítik, és bizonyos esetekben (például MMV-híd) az R2, R3 vállai kalibrált huzalból (rechordból) készülhetnek, amelyen a galvanométerhez csatlakoztatott motor mozog. A híd egyensúlyi állapotát az Rx \u003d R3 (R1 / R2) kifejezéssel határozzuk meg. R1 felhasználásával meghatározzuk az R1 / R2 arányt, általában 10-szeres szorzóval, és R3 felhasználásával a híd kiegyensúlyozott. Rechordos hidakban a kiegyensúlyozást az R3 / R2 arány egyenletes megváltoztatásával érjük el R1 rögzített értékeinél.

Kettős hidak esetén a csatlakozó vezetékek ellenállását nem veszik figyelembe a mérések során, ami lehetővé teszi az ellenállás 10-6 ohmig történő mérését. A gyakorlatban a P329, P3009, MOD-61 és mások típusú egy-kettős hidakat 10-8 Ohm és 104 MΩ közötti mérési tartományban használják 0,01 - 2% mérési hibával.

Ezekben a hidakban az egyensúlyt az R1, R2, R3 és R4 ellenállások megváltoztatásával érik el. Ebben az esetben az R1 \u003d R3 és R2 \u003d R4 egyenlőségeket érjük el. A híd egyensúlyi állapotát az Rx \u003d RN (R1 / R2) kifejezés határozza meg. Itt az RN ellenállás a modell ellenállása, a híd része. Négy vezeték van csatlakoztatva az Rx mért ellenálláshoz: 2. vezeték - a híd áramkörének folytatása, ellenállása nem befolyásolja a mérések pontosságát; a 3 és 4 vezetékek sorba vannak kötve, és az R1 és R2 ellenállás nagyobb, mint 10 ohm, így befolyásuk korlátozott; Az 1. huzal a híd szerves része, ezért a lehető legrövidebb és vastagabb legyen.

A nagy induktivitással rendelkező áramkörök ellenállásának mérésekor a hibák elkerülése és a galvanométer károsodásának elkerülése érdekében állandó áramerősséggel és lekapcsolással kell elvégezni a méréseket az áramkör megszakítása előtt.

A mérési módszertől függetlenül az egyenáramú ellenállás mérését egyensúlyi hőmérsékleten hajtják végre, amikor a környezeti hőmérséklet legfeljebb ± 3 ° C-kal tér el a mért tárgy hőmérsékletétől. A mért ellenállás másik hőmérsékletre történő átvitelére (például összehasonlítás céljából 15 ° C-ra) átváltási képleteket alkalmaznak.

Az ellenállás mérése

Az elektromos és rádióberendezések és -berendezések gyártása, beépítése és üzemeltetése során meg kell mérni az elektromos ellenállást.

A gyakorlatban különféle módszereket alkalmaznak az ellenállás mérésére, a tárgy jellegétől és a mérési körülményektől függően (például szilárd és folyékony vezetők, földelő vezetők, elektromos szigetelés); a mérés pontosságára és sebességére vonatkozó követelményekből; a mért ellenállások értékéből.

Az alacsony ellenállás mérési módszerei jelentősen különböznek a nagy ellenállás mérési módszerektől, mivel az első esetben intézkedéseket kell hozni a csatlakozó vezetékek, átmeneti érintkezők ellenállásának mérési eredményeire gyakorolt \u200b\u200bhatás kizárására.

Ohmméterek mérési mechanizmusai. Az ellenállás közvetlen mérésére egy- és kétvázas mágneses elektromos mérőmechanizmusokat használunk.

Az egyvázas mechanizmus használható az ellenállás mérésére. Erre a célra egy állandó ellenállású ellenállást vezetnek be az eszközbe, és tápegységgel látják el (például egy száraz cellák elemével). A mért ellenállást sorosan (1. ábra) vagy párhuzamosan kell a mérővel összekötni.

Ha sorosan csatlakoztatják, akkor az áram a mérőben van ahol a mérő ellenállása; - tápfeszültség.

Tekintettel arra, hogy hol - a készülék érzékenysége áram szerint (állandó érték), azt találjuk, hogy a készülék nyílának eltérési szöge a csak a mért ellenállás értékétől függ:

Ha a skálát ez a kifejezés az ellenállási egységekben kalibrálja, akkor az eszköz ohmmérő lesz. A száraz elemek feszültsége idővel csökken, ezért egy hiba kerül bevezetésre a mérésekbe, annál nagyobb, annál nagyobb a tényleges feszültség a feszültségtől, amelyen a skálát beosztották.

A tápforrás feszültségváltozása miatt nem fordul elő hiba, ha a mérőmechanizmusnak két tekercs van, amelyek a közös tengelyen helyezkednek el egymással szemben, bizonyos szögben (2. ábra).

Ábra. 1. ábra 2.

A kétkeretes mérőmechanizmusban, amelyet logométernek nevezünk, nincs ellentétes rugó, a forgó és az ellentétes momentumokat elektromágneses erők hozzák létre. Ezért, ha a tekercsekben nincs áram, a készülék jól kiegyensúlyozott mozgó része közömbös egyensúlyban van (a nyíl megáll bármilyen méretarányban). Ha áram van a tekercsekben, két elektromágneses momentum ellentétes irányban hat a mozgó részre.

A mérőmechanizmus mágneses áramköre úgy van megtervezve, hogy a mágneses indukció a légrés mentén egyenetlenül oszlik meg, de azzal a elvárással, hogy ha a mozgatható részt bármilyen irányba elforgatjuk, a nyomaték csökken, és az ellenkező nyomaték növekszik (a nyomatékok szerepe a forgásiránytól függően változik).

A mozgó rész leáll, ha vagy. Ebből következik, hogy a nyíl helyzete a skálán függ a tekercsekben lévő áramok arányától, azaz , de nem függ a tápegység feszültségétől.

Az 1. ábrán látható ábra 2. látható, hogy a mért ellenállás a logométer egyik tekercsének áramkörébe tartozik, ezért az abban levő áram, valamint a készülék nyílának eltérése egyértelműen az értékétől függ .

E függőség felhasználásával a skálát ellenállási egységekben osztják meg, majd az eszköz ohmmérő. Ohmméterek a szigetelési ellenállás mérésére 1000 V feszültségű áramforrást biztosítanak, így a mérést a berendezés üzemi feszültségével megközelítőleg megegyező feszültséggel hajtják végre. Ilyen forrás lehet beépített mágneses elektromos generátor kézi meghajtással vagy transzformátor egyenirányítóval, amely az AC hálózatba tartozik.

A nagy (1 MΩ-nál nagyobb) ellenállás mérésére tervezett ohmmétereket megaohmmétereknek nevezzük.

Az ellenállás mérésének közvetett módszerei. Az ellenállás vagy az elektromos áramkör más elemének ellenállása az Ohm törvényének alkalmazásával meghatározható voltmérő és ampermérő értékkel (állandó áram mellett): (a 3. ábra diagramjai, a, b).Az 1. ábrán látható séma szerint 4 határozza meg az ellenállást egy voltmérő leolvasása szerint. A kapcsoló 1. helyzetében P egy voltmérő méri a hálózat feszültségét és a 2. helyzetben - feszültség a voltmérő kapcsán. Az utóbbi esetben . Innen

Közvetlen módszereket alkalmazunk az átlagos ellenállás mérésére, és a nagy ellenállásokat egy voltmérővel is megmérjük. Ezen módszerek pontossága jelentősen függ a mért ellenállás és az ampermérő és a voltmérő belső ellenállásának arányától. A mérési eredmények pontossággal kielégítőnek tekinthetők, ha a következő feltételek teljesülnek: (lásd a 3. ábra diagramját, a); (lásd a 3. ábra diagramját, b); (lásd a 4. ábra diagramját).

Ábra. 3 ábra 4

Összehasonlítási módszerek és eszközök. A kis és közepes ellenállás mérésére a módszer a mért ellenállás összehasonlítására a referenciával . Ez a két ellenállás az 1. ábra diagramján Az 5 sorozatban van egymással csatlakoztatva, tehát bennük az áram azonos. Értékét ellenállással szabályozzuk, hogy az ne lépje túl az ellenállások megengedett áramát és . Innen . Ismeretlen feszültség esik, és mérje meg voltmérővel vagy potenciométerrel. A mérési eredmények pontosabbak, ha az ellenállások azonos sorrendben vannak, és a voltmérő ellenállása elég nagy, hogy csatlakoztatása ne befolyásolja a főáramkör üzemmódját.

Az alacsony ellenállás ezen módszerrel történő mérésekor a voltmérőt potenciálbilincsekkel kötik össze, amelyek lehetővé teszik a fő áramköri érintkezők ellenállásának kizárását a mérési eredményekből.

A közepes és a nagy ellenállás mérhető szubsztitúciós módszerrel (6. ábra). árammérő A mérje meg az áramot egy kapcsoló beállításával P a helyzetben 1 majd aztán 2. Ezért a feszültség az áramkör bemeneti csatlakozóin azonos . Innen .

Nagy ellenállás mérésekor az ampermérőt egy galvanométerrel cseréljük el, amely jelentősen növeli a mérés pontosságát.

A voltmérőhöz

5. ábra 6. ábra

A legpontosabb eredményeket az ellenállás mérésekor a hídáramkörök adják, amelyeket a gyakorlatban különféle változatokban használnak, a mért ellenállás értékeitől és a szükséges mérési pontosságtól függően.

Másoknál gyakrabban találhat egy olyan eszközt, amely a 2. ábrán látható módon épül fel. 7, amelyet a gyakorlatban „egyetlen hídnak” hívnak. Ebben az esetben a hídáramkör ellenállásokat tartalmaz; ; ; amelyek zárt hurkot alkotnak A, B, C, D négy ágból (ezeket „a híd vállának” hívják).

Az áramkör egyik átlójában egy egyenáramú forrás, a másikban kétoldalas skálával (a skála közepén nulla) egy galvanométer található.

Tegyük fel, hogy bizonyos ellenállások esetén a többi ellenállást úgy választják meg, hogy a mérési átlóban az áram, azaz a potenciálok azonosak legyenek, amikor a megszakítók zárva vannak és . Ebben az esetben; /; ;. .

Ezeket az egyenlőségeket használva könnyen meghatározható a mért ellenállás . Ha ellenállás és nagysága megegyezik akkor. Ipari gyártású készülékeknél ez egy ellenállás-készlet (ellenállás-tároló), amelyet a tíznapos elv szerint állítottak össze. A kapcsolók a fedél felső részén helyezkednek el, amelyek segítségével bármilyen ellenállási értéket megadhatnak bizonyos határokon belül, pontossággal, amelyet az ellenállás legkisebb mértékű változása határoz meg.

A mérési határok kibővítéséhez az és értékeit úgy választjuk meg, hogy arányuk megváltozzon a tizedesrendszer segítségével (például ; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001).

Az egyes hidakat elsősorban az átlagos ellenállás mérésére használják. Alacsony ellenállás mérésekor a mért elemet egy speciális séma szerint bekapcsolják, vagy erre a célra kialakított speciális hidakat használnak.

Absztrakt a témában

Az ellenállás mérése

Hasonló esszé:

Az impulzus voltmérő lényege és célja. Néhány fajának műszaki és metrológiai jellemzői. Az analóg elektronikus impulzus voltmérő blokkdiagramja, működésének alapelve. Az elválasztó kiszámítása, a mérési határok és a hibák.

Az elektromos mérőműszerek általános elképzelése. A hallgatók megismerése mágneses és elektromágneses rendszerekkel. Multiméterrel való munkavégzés módjai. Az elektromos mérőműszerekkel való gondos hozzáállás kialakulása.

Egy adott elektromos áramkör összeszerelési sorrendje, az adott áramkör összes pontjának potenciáljának mérési módszere. Az áramerősség meghatározása Ohmi törvény szerint, iránya az áramkörökben. Az egyes sémák potenciáldiagramjának felépítése a megfelelő számítási adatok szerint.

Ohmi törvény a láncszakaszokra és Ohmi törvény a teljes láncra. A Kirchhoff-szabályok alkalmazása az egyenáramú áramkörök kiszámításához. Nyilatkozat a DC áramkör kiszámításának problémájáról.

A mérések, mint a természet megismerésének egyik fő módja, a kutatás története ezen a területen és a nagy tudósok szerepe az elektrotechnika fejlődésében. Alapvető fogalmak, mérési módszerek és hibák. Az áram- és feszültségátalakítók típusai.

Az elektromechanikus IP fő műszaki jellemzői. Magnetoelektromos mérőátalakítók. Elektrosztatikus mérőműszerek. Elektrosztatikus voltmérők és elektrométerek és azok beépítése. A védő ellenállás értéke.

Ismerkedés a kompenzációs módszerrel a fizikai mennyiségek mérésének gyakorlatában. Hibák ampermérő vagy voltmérő bevezetésekor az elektromos áramkörbe. Kompenzációs módszerek és azok lényege. Wheatstone DC híd.

Elágazó áramkör egyetlen áramforrással. Meghatározza a szükséges áramlások számát és az áramkör meghatározását az áramkör minden ágában Kirchhoff törvényei szerint. Kontúráram módszer. A szinuszos áramkör szimbolikus kiszámítása.

AZ ELLENŐRZÉS Kísérleti meghatározásának módszerei

A munka célja:tanulmányozni kell az ellenállás mérésének három módszerét: az ampermérő és a voltmérő módszerét ohmmérő alkalmazásával, egy kompenzációs módszert.

tartozékok: mért ellenállások, áramforrás, voltmérő, ampermérő, kapcsoló, reostata, ellenállás üzletek, reochord, galvanométer, ohmmérő, DC híd.

A belépéshez szükséges kérdések

A munka elvégzéséhez

1. Mi az ellenállás?

2. Mi az ellenáramot megvalósító áramköri elem neve?

3. Mi határozza meg az R ellenállást?

4. Milyen módszereket tud az ellenállás mérésére?

5. Mit mér egy ampermérő? Mik az ampermérőkre vonatkozó követelmények? Milyen szabályok vonatkoznak rájuk?

6. Mit mér egy voltmérő? Milyen követelmények vannak a voltmérőkre? Milyen szabályok vonatkoznak rájuk?

7. Ampermérő és voltmérő módszer.

8. Hogyan kell használni az ohmmérőt?

9. Magyarázza el, hogyan működik a Wheatstone híd.

10. Mondja el nekünk a munka sorrendjét.

bevezetés

Ellenállás ( R) fizikai mennyiségnek nevezzük, amely jellemzi az elektromos áramkör áramának ellensúlyozását. Az ellenállást gyakran a lánc egyik elemének is nevezik, amely ezt az ellenállást megvalósítja. Az ellenállás kifejezést használják erre az elemre. Az ellenállás vagy a teljes áramkör ellenállási értékét ismerni kell (meg kell mérni), például az áramkörben az áram helyes kiszámításához. Az ellenállás ellenállása a vezető anyagától és méretétől függ R= r l/ S .

Különböző külső tényezők is befolyásolják az ellenállás ellenállási értékét: hőmérséklet, megvilágítás, mágneses mező, nyomás, alkalmazott feszültség stb. Azokat a speciális eszközöket, amelyeknek a fenti tényezőkkel szembeni ellenállása nagyon kifejezetten függ, termisztoroknak (vagy röviden - termisztoroknak), fotorezisztortoknak nevezzük. , mágneses ellenállások, nyúlásmérők, varisztorok stb. Így az ellenállás ellenállásának megváltoztatásával meg lehet ítélni az olyan tisztán nem elektromos mennyiségeket, mint a hőmérséklet, nyomás stb.

Az ellenállás mérésének számos módja van.

1. Az ampermérő és a voltmérő módszere.

Ez a legegyszerűbb a használt eszközök szempontjából, és ezért a gyakorlatban széles körben használatos.

2. A közvetlen mérési módszer ohmmérők segítségével.

Ez a módszer nem biztosítja a mérések nagy pontosságát, de nem igényli a mérési áramkör összeszerelését sem.

3. Nagyon nagy mérési pontosságot biztosító híd módszerek (Wheatstone, Kohlrausch, Thomson hidak stb.).

A fenti módszereket széles körben alkalmazzák az ellenállás mérésére 1 ohm és körülbelül 10 9 ohm között. 1 Ohm-nál kisebb ellenállás mérésekor ki kell zárni az érintkezők átmeneti ellenállását és a csatlakozó vezetékek ellenállását. Ezt a kompenzációs módszer és a kettős híd módszerrel hajtják végre. Nagyon nagy ellenállás (10 15 ohm) mérésekor a kondenzátor kisülési módszerét alkalmazzák a mért ellenálláson keresztül.

1. rész Ampermérő és voltmérő módszer

Ennek a módszernek az alkalmazása az Ohmi törvény alkalmazásán alapul:

R= U/ én (1)

Az ellenállás ismeretlen ellenállásának kiszámításához R x szükséges ugyanakkor mérje az áramot énezen az ellenálláson és a feszültségen keresztül U a végén. Mivel azonban az összes elektromos mérőkészüléknek ellenállása is van, az elektromos áramkörbe való beépítés az áram változásához és a feszültségcsökkenéshez vezet az áramkör többi elemén, beleértve a vizsgált ellenállást. Sőt, attól függően, hogy az ampermérő és a voltmérő hogyan kapcsolódik, az egyik vagy a másik eszköz torz adatokat szolgáltat.

A 2. ábrán látható áramkör használatakor 1. ábra, vegye figyelembe, hogy az ampermérő nem mér áramot I xátfolyik egy ellenálláson R x, és az ellenálláson és a voltmérőn átáramló áramok összege: én= I x+ I V . Ha a voltmérő ellenállása R v>>R x majd az áramerősség a voltmérőn keresztül I V elhanyagolhatjuk és feltételezhetjük, hogy egy áram ismeretlen ellenállású ellenálláson áramlik át én. majd

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

Ha az arány a R vés R x ismeretlen, akkor először meg kell határoznia a voltmérő ellenállását. A voltmérő ellenállását gyakran a skálán vagy a készülék házán jelzik. Kiszámolható a használt mérési tartományból és a névleges áramból. , amelyet általában a multi-limit eszközök skálája jelöl.

DC ellenállás mérése. DC ellenállás