ภาคการศึกษาทำงานในมาตรวิทยาในหัวข้อ "การวัดความต้านทาน"
เศษเล็กเศษน้อยจากนามธรรม
- การแนะนำ
- วิธีแอมมิเตอร์ - โวลต์มิเตอร์
- วิธีการประเมินโดยตรง
- การวัดความต้านทานสูงมาก
- การวัดความต้านทาน AC
- Immitance Meter
- สายวัด
- ผลการวิจัย
การแนะนำ
ความต้านทานไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติทางไฟฟ้าหลักของตัวนำซึ่งเป็นค่าที่แสดงลักษณะการตอบโต้ของวงจรไฟฟ้าหรือส่วนของมันต่อกระแสไฟฟ้า ความต้านทานสามารถเรียกได้ว่าชิ้นส่วน (มักเรียกว่าตัวต้านทาน) ที่ให้ความต้านทานไฟฟ้าต่อกระแสไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้าเกิดจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบอื่นและวัดเป็นโอห์ม
ความต้านทาน (มักเขียนแทนด้วยตัวอักษร R) ได้รับการพิจารณาภายในขอบเขตที่แน่นอนค่าคงที่สำหรับตัวนำที่กำหนดและสามารถกำหนดเป็น ...
- R คือความต้านทาน
- U คือความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายตัวนำวัดด้วยโวลต์
- ฉันเป็นกระแสที่ไหลระหว่างปลายของตัวนำภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์ที่วัดได้ในหน่วยแอมแปร์
สำหรับการวัดความต้านทานที่ใช้งานจริงมีการใช้วิธีการที่แตกต่างกันมากมายขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการวัดและลักษณะของวัตถุตามความถูกต้องและความเร็วในการวัดที่ต้องการ ตัวอย่างเช่นพวกเขาแยกแยะระหว่างวิธีการวัดความต้านทานที่กระแสตรงและกระแสสลับการวัดความต้านทานขนาดใหญ่ความต้านทานของขนาดเล็กและขนาดเล็กพิเศษโดยตรงและทางอ้อม ฯลฯ
เป้าหมายของงานคือการระบุหลักทั่วไปในการปฏิบัติวิธีการวัดความต้านทาน
การวัดความต้านทานกระแสตรง
วิธีการหลักในการวัดความต้านทานกระแสตรงเป็นวิธีทางอ้อมวิธีการประเมินโดยตรงเช่นเดียวกับวิธีบริดจ์ ทางเลือกของวิธีการวัดนั้นขึ้นอยู่กับค่าที่คาดหวังของความต้านทานที่วัดได้และความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ สำหรับวิธีการทางอ้อมวิธีที่เป็นสากลที่สุดคือวิธีแอมป์มิเตอร์ - โวลต์มิเตอร์
วิธีแอมมิเตอร์ - โวลต์มิเตอร์
วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานที่วัดได้และแรงดันตกคร่อม ใช้รูปแบบการวัดสองแบบ: การวัดความต้านทานสูง (a) และการวัดความต้านทานต่ำ (b) ตามผลการวัดกระแสและแรงดันความต้านทานที่ต้องการจะถูกกำหนด
สำหรับวงจร (a) ความต้านทานที่ต้องการและความผิดพลาดเชิงวิธีสามารถกำหนดโดยสูตร: ...
โดยที่ Rx คือความต้านทานที่วัดได้และ Ra คือความต้านทานของแอมป์มิเตอร์
สำหรับวงจร (b) ความต้านทานที่ต้องการและข้อผิดพลาดในการวัดที่เกี่ยวข้องจะถูกกำหนดโดยสูตร: ...
มันสามารถเห็นได้จากสูตรที่เมื่อคำนวณความต้านทานที่ต้องการโดยสูตรโดยประมาณจะเกิดข้อผิดพลาดเนื่องจากเมื่อทำการวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่สองแอมป์มิเตอร์ยังคำนึงถึงกระแสที่ไหลผ่านโวลต์มิเตอร์และในวงจรแรก .
จากการพิจารณาข้อผิดพลาดของวิธีการสัมพัทธ์มันเป็นไปตามการวัดตามรูปแบบ (a) ให้ข้อผิดพลาดเล็ก ๆ เมื่อวัดความต้านทานขนาดใหญ่และการวัดตามแบบแผน (b) - เมื่อวัดความต้านทานต่ำ ข้อผิดพลาดการวัดโดยวิธีนี้คำนวณโดยนิพจน์: ...
“ เครื่องมือที่ใช้ในการวัดควรมีระดับความแม่นยำไม่เกิน 0.2 โวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับความต้านทานที่วัดได้ กระแสไฟฟ้าระหว่างการวัดควรเป็นค่าที่วัดได้ในครึ่งหลังของมาตราส่วน ตามนี้จะใช้ปัดซึ่งใช้ในการวัดกระแสกับอุปกรณ์คลาส 0.2 เพื่อหลีกเลี่ยงความต้านทานความร้อนและดังนั้นลดความแม่นยำของการวัดกระแสในวงจรการวัดไม่ควรเกิน 20% ของค่าเล็กน้อย "
ข้อได้เปรียบของวิธีการวัดด้วยแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์คือกระแสไฟฟ้าเดียวกันสามารถส่งผ่านตัวต้านทานที่มีความต้านทานที่วัดได้เช่นเดียวกับในสภาพการทำงานซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการวัดความต้านทานค่าที่ขึ้นอยู่กับกระแส
วิธีการประเมินโดยตรง
วิธีการประเมินโดยตรงนั้นเกี่ยวข้องกับการวัดความต้านทานกระแสตรงด้วยโอห์มมิเตอร์ โอห์มมิเตอร์เป็นอุปกรณ์วัดค่าอ้างอิงโดยตรงสำหรับการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (ความต้านทานแบบแอคทีฟเรียกว่าความต้านทานแบบโอห์มมิก) โดยปกติแล้วการวัดจะทำกับกระแสตรงอย่างไรก็ตามในโอห์มมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์บางประเภทมันเป็นไปได้ที่จะใช้กระแสสลับ ความหลากหลายของโอห์มมิเตอร์: megaohmmeters, teraohmmeters, gigaohmmeters, milliometers, microohmmeters แตกต่างกันในช่วงของความต้านทานที่วัดได้
ตามหลักการของการดำเนินการโอห์มมิเตอร์สามารถแบ่งออกเป็น magnetoelectric - ด้วยเครื่องวัดขนาด magnetoelectric หรือเครื่องวัดค่า logo magnetoelectric (megaohmmeters) และอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นอนาล็อกหรือดิจิตอล
“ การกระทำของเครื่องวัดความต้านทานโอห์มมิเตอร์ขึ้นอยู่กับการวัดกระแสที่ไหลผ่านความต้านทานที่วัดได้ที่แรงดันคงที่ของแหล่งพลังงาน ในการวัดความต้านทานจากหลายร้อยโอห์มถึงหลายเมกะเฮิร์ตซ์มิเตอร์และความต้านทาน rx ที่วัดได้จะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม ในกรณีนี้ความแรงของกระแส I ในมิเตอร์และค่าเบี่ยงเบนของส่วนเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ a เป็นสัดส่วน: I \u003d U / (r0 + rx) โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน r0 คือความต้านทานของมิเตอร์ ที่ค่า rx ต่ำ (มากถึงหลายโอห์ม) มิเตอร์และ rx จะเปิดพร้อมกัน”
megaohmmeter ratiometer ขึ้นอยู่กับ logometer ที่แขนซึ่งเชื่อมต่อในชุดที่แตกต่างกัน (ขึ้นอยู่กับขีด จำกัด การวัด) ตัวต้านทานภายในที่เป็นแบบอย่างและความต้านทานที่วัดได้การอ่านของ logometer ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทานเหล่านี้ ในฐานะที่เป็นแหล่งของแรงดันไฟฟ้าสูงที่จำเป็นสำหรับการวัดเช่นอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะใช้ตัวเหนี่ยวนำทางกล - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีไดรฟ์ด้วยตนเองใน megohmmeters
หลักการของการดำเนินการของโอห์มมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับการแปลงความต้านทานที่วัดได้เป็นแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนโดยใช้แอมป์ปฏิบัติการ ตัวต้านทานที่วัดได้นั้นเชื่อมต่อกับวงจรป้อนกลับ (สเกลเชิงเส้น) หรืออินพุตของเครื่องขยายเสียง โอห์มมิเตอร์ดิจิตอลเป็นสะพานวัดที่มีการปรับสมดุลอัตโนมัติ การปรับสมดุลจะดำเนินการโดยอุปกรณ์ควบคุมแบบดิจิทัลโดยวิธีการเลือกตัวต้านทานความแม่นยำในไหล่ของสะพานหลังจากนั้นข้อมูลการวัดจากอุปกรณ์ควบคุมจะถูกป้อนไปยังหน่วยแสดงผล
“ เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานเล็กน้อยอาจเกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเนื่องจากอิทธิพลของความต้านทานการเปลี่ยนแปลงที่จุดเชื่อมต่อ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้จึงใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบสี่สายที่เรียกว่า สาระสำคัญของวิธีการคือการใช้สายไฟสองคู่ - หนึ่งคู่ของกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังวัตถุที่ถูกวัดด้วยกระแสของแรงที่แน่นอนด้วยความช่วยเหลือของคู่อื่นแรงดันไฟฟ้าจะลดลงตามสัดส่วนของความแรงของกระแสและความต้านทานของวัตถุ "สายไฟเชื่อมต่อกับขั้วของอุปกรณ์สองขั้วที่วัดได้เพื่อที่สายไฟแต่ละเส้นจะไม่สัมผัสโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันและปรากฎว่าความต้านทานการเปลี่ยนแปลงที่จุดสัมผัสไม่รวมอยู่ในวงจรการวัด"
สะพาน DC
สะพาน DC เดี่ยวใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความต้านทานกระแสตรง บริดจ์เดี่ยวเรียกว่าบริดจ์สี่แขนที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งกระแสโดยตรง มีการออกแบบจำนวนมากของอุปกรณ์เหล่านี้ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน ข้อผิดพลาดของสะพานขึ้นอยู่กับขีด จำกัด การวัดและมักจะระบุไว้ในหนังสือเดินทางสะพาน
โครงสร้างสะพานออกแบบมาเป็นอุปกรณ์พกพา พวกเขาถูกออกแบบมาเพื่อทำงานกับตัวบ่งชี้ศูนย์ของตัวเองหรือภายนอก เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานเล็กน้อยความต้านทานของหน้าสัมผัสและสายเชื่อมต่อรวมกับความต้านทานที่วัดได้มีผลอย่างมากต่อผลการวัด ในการลดเอฟเฟกต์นี้จะใช้วิธีพิเศษในการเชื่อมต่อ Rx กับบริดจ์ซึ่งบริดจ์มีที่หนีบสี่อัน:
................................
................................
สายวัด
เป็นอุปกรณ์สำหรับศึกษาการกระจายตัวของสนามไฟฟ้าตามแนวส่งคลื่นไมโครเวฟ เส้นการวัดเป็นส่วนหนึ่งของสายโคแอกเซียลหรือท่อนำคลื่นที่มีตัวบ่งชี้เคลื่อนที่ไปมาทำเครื่องหมายที่โหนด (แอนติโนด) ของสนามไฟฟ้า โดยใช้เส้นการวัดการกระจายของความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าถูกศึกษาซึ่งค่าสัมประสิทธิ์คลื่นนิ่งถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของคลื่นแอมพลิจูดในแอนติโนดและโหนดและเฟสของสัมประสิทธิ์การสะท้อนโดยโหนดออฟเซ็ต เมื่อทราบพารามิเตอร์เหล่านี้คุณจะพบอิมพิแดนซ์จากแผนภูมิวงกลมของอิมพีแดนซ์ การวัดทำโดยใช้เครื่องกำเนิดการวัดเป็นแหล่งสัญญาณ ตามกฎแล้วจะใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหรือมิเตอร์อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าสำหรับการอ่านค่า เส้นการวัดถูกใช้ที่ความถี่ตั้งแต่หลายร้อยเมกะเฮิรตซ์ถึงหลายร้อยกิกะเฮิร์ตซ์
“ เส้นประกอบด้วยสามโหนดหลัก: ส่วนของสายส่งที่มีร่องแคบตามยาวหัวหัวสอบสวนและแคร่ที่มีกลไกสำหรับการเคลื่อนหัวโพรบตามเส้น หัวโพรบเป็นตัวสะท้อนความตื่นเต้นโดยโพรบซึ่งเป็นเส้นลวดขนาดเล็กที่จุ่มผ่านช่องในช่องภายในของท่อนำคลื่น ความลึกในการแช่ของโพรบในสายควบคุมโดยสกรูพิเศษที่ด้านบนของหัวโพรบ เครื่องตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวบ่งชี้จะอยู่ภายในตัวสะท้อน เมื่อเคลื่อนที่โพรบตามเส้นที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำในโพรบตามสัดส่วนของความแรงของสนามในส่วนตัดของโพรบ e. d a. สร้างความสั่นสะเทือนทำให้เกิดการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อลดการกระทำที่ผิดเพี้ยนของโพรบบนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในสายและเพื่อเพิ่มความไวของเส้นเสียงเรโซเนเตอร์ของหัวโพรบถูกปรับให้มีการสั่นพ้องด้วยความถี่ของการแกว่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า "
อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดความต้านทานใช้ในการวัดความต้านทานของวงจร เมตรความต้านทานมีความไวต่ำกว่าเส้นการวัด แต่จะมีขนาดเล็กลงอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงล่างของช่วงความถี่ ค่าสัมประสิทธิ์ของคลื่นนิ่งเช่นเดียวกับในสายการวัดจะถูกกำหนดจากอัตราส่วนของการอ่านของตัวบ่งชี้ความถี่ต่ำที่ค่ามากของสัญญาณ ความต้านทานของวัตถุภายใต้การศึกษาพบได้ในแผนภูมิวงกลมของความต้านทานตามค่าของสัมประสิทธิ์คลื่นนิ่งและเฟสของสัมประสิทธิ์การสะท้อน
การวัดความต้านทานเบา
ในการฝึกปฏิบัติแบบมืออาชีพและสมัครเล่นเราต้องตอบสนองความต้องการในการวัดความต้านทานแบบพิเศษเล็ก ๆ งานที่ต้องมีการวัดค่าความต้านทานสูงถึง 1 mOhm ด้วยความแม่นยำที่กำหนดตัวอย่างเช่นการผลิตชิ้นส่วน (รวมถึงเครื่องมือวัด) การวัดความต้านทานชั่วคราวของหน้าสัมผัสรีเลย์สวิทช์ ฯลฯ ปัญหาที่คล้ายกันเกิดขึ้นหากจำเป็นต้องเลือก ทรานซิสเตอร์สนามผลที่มีประสิทธิภาพ
ผลการวิจัย
การวัดความต้านทานมีหลายวิธี พวกเขาต่างจากกัน และในแต่ละกรณีมีความจำเป็นต้องเลือกวิธีการวัดแต่ละแบบ วิธีการวัดความต้านทานทางอ้อมที่พบมากที่สุดคือวิธีการวัดผ่านแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ มันถูกใช้ในอุปกรณ์ที่หลากหลายสำหรับการวัดความต้านทานต่อกระแสตรงและกระแสสลับ อย่างไรก็ตามมันเป็นไปไม่ได้เสมอที่จะใช้โวลต์มิเตอร์และแอมป์มิเตอร์ธรรมดาในการวัดแรงดันและกระแสเนื่องจากพวกเขาสามารถให้ข้อผิดพลาดได้เช่นเมื่อวัดความต้านทานน้อยมากเนื่องจากความต้านทานของสายเชื่อมต่อและหน้าสัมผัส ดังนั้นสำหรับการวัดความต้านทานที่มีความสามารถเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเลือกวิธีที่ข้อผิดพลาดในการวัดจะน้อยที่สุด
การวัดความต้านทานไฟฟ้า
ข้อมูลทั่วไป
ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพารามิเตอร์หลักของตัวต้านทาน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความสามารถในการให้บริการและคุณภาพของการทำงานขององค์ประกอบอื่น ๆ ของวงจรวิทยุ - การเชื่อมต่อสายไฟ, อุปกรณ์สวิตช์, ขดลวดและขดลวดชนิดต่าง ๆ เป็นต้นค่าความต้านทานที่เป็นไปได้ โอห์มหรือน้อยกว่า (ความต้านทานของส่วนตัวนำการเปลี่ยนหน้าสัมผัสการป้องกันการสับ ฯลฯ ) สูงถึงหลายพัน megohms หรือมากกว่า (ความต้านทานของฉนวนและการรั่วไหลของตัวเก็บประจุพื้นผิวและ ความต้านทานปริมาณของวัสดุฉนวนไฟฟ้า ฯลฯ ) บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องวัดความต้านทานของค่าเฉลี่ย - จากประมาณ 1 ohm ถึง 1 megohm
วิธีการหลักในการวัดความต้านทานกระแสตรงคือ: วิธีการทางอ้อม (โดยใช้แรงดันและกระแสมิเตอร์); วิธีการประเมินโดยตรงโดยใช้โอห์มมิเตอร์และ megohmmeters วิธีการสะพาน เมื่อทำการวัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับอิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้าหรือองค์ประกอบจะถูกกำหนดซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบที่ใช้งานและปฏิกิริยา หากความถี่ของกระแสสลับไม่ใหญ่ (บริเวณที่มีความถี่ต่ำ) และองค์ประกอบความต้านทานมีผลบังคับใช้ในวงจรภายใต้การทดสอบผลการวัดอาจใกล้เคียงกับที่ได้รับเมื่อวัดด้วยกระแสตรง
ในกรณีที่ไม่มีอุปกรณ์พิเศษความคิดโดยประมาณของความต้านทานไฟฟ้าของวงจรและองค์ประกอบสามารถรับได้โดยใช้อุปกรณ์ตัวบ่งชี้ที่ง่ายที่สุด - โพรบไฟฟ้า
หากการวัดความต้านทานของตัวต้านทาน (หรือพารามิเตอร์อื่น ๆ ของอุปกรณ์ไฟฟ้า) ดำเนินการโดยตรงในการติดตั้งใด ๆ การติดตั้งคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่าปิดแหล่งจ่ายไฟตัวเก็บประจุแรงดันสูงจะถูกปล่อยออกมาและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อาจส่งผลต่อผลการวัดไม่ได้เชื่อมต่อพร้อมกับส่วนที่ตรวจสอบ
การวัดความต้านทานไฟฟ้า
การวัดโดยแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ ความต้านทานของการติดตั้งไฟฟ้าหรือส่วนใด ๆ ของวงจรไฟฟ้าสามารถกำหนดได้โดยใช้แอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์โดยใช้กฎของโอห์ม เมื่อเปิดอุปกรณ์ตามรูปแบบของรูปที่ 339 และไม่เพียง แต่กระแสที่วัดได้ของ I x ผ่านแอมมิเตอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระแส I v ที่ไหลผ่านโวลต์มิเตอร์ ดังนั้นความต้านทาน
R x \u003d U / (I - U / R โวลต์) (110)
ที่ไหน โวลต์ - ความต้านทานของโวลต์มิเตอร์
P เมื่อเปิดอุปกรณ์ตามรูปแบบของรูปที่ 339, b โวลต์มิเตอร์จะวัดไม่เพียง แต่แรงดันตก ux ที่ความต้านทานแน่นอน, แต่ยังลดแรงดันในขดลวดของแอมป์มิเตอร์ U A \u003d IR A. ด้วย
R x \u003d U / I - R A (111)
ที่ไหน อา - ความต้านทานของแอมป์มิเตอร์
ในกรณีเหล่านี้เมื่อความต้านทานของอุปกรณ์ไม่เป็นที่รู้จักและไม่สามารถนำมาพิจารณาได้จึงจำเป็นต้องใช้วงจรในรูปที่ 339, a และเมื่อทำการวัดความต้านทานขนาดใหญ่ - วงจรของรูปที่ 339, b. ในกรณีนี้ความคลาดเคลื่อนในการวัดที่กำหนดในวงจรแรกโดยกระแส I v และในวินาทีที่สองโดยแรงดันไฟฟ้าตก UA จะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับ I x ปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้า U x
การวัดความต้านทานด้วยสะพานไฟฟ้า วงจรสะพาน (รูปที่ 340, a) ประกอบด้วยแหล่งพลังงานอุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหว (galvanometer G) และตัวต้านทานสี่ตัวที่รวมอยู่ในไหล่ของสะพาน: ด้วยความต้านทานที่ไม่รู้จัก R x (R4) และความต้านทานที่รู้จัก R1, R2, R3 ซึ่งสามารถวัดได้ เพื่อเปลี่ยน อุปกรณ์จะรวมอยู่ในหนึ่งในแนวทแยงมุมของสะพาน (วัด) และแหล่งพลังงานในอีก (พลังงาน)
Resistances R1 R2 และ R3 สามารถเลือกได้ว่าเมื่อผู้ติดต่อ B ถูกปิดการอ่านของอุปกรณ์จะเป็นศูนย์ (ใน
มะเดื่อ 339. แผนการวัดความต้านทานโดยวิธีการแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์
คอมกรณีมันเป็นธรรมเนียมที่จะบอกว่าสะพานมีความสมดุล) ในกรณีนี้ความต้านทานที่ไม่รู้จัก
R x \u003d (R 1 / R 2) R 3 (112)
ในสะพานบางแห่งอัตราส่วนของบ่า R1 / R2 ได้รับการแก้ไขและความสมดุลของสะพานนั้นทำได้โดยการเลือกความต้านทาน R3 เท่านั้น ในทางตรงกันข้ามความต้านทาน R3 นั้นเป็นค่าคงที่และความสมดุลนั้นทำได้โดยการเลือกความต้านทาน R1 และ R2
การวัดความต้านทานโดยสะพานดีซีมีดังต่อไปนี้ ไปยังเทอร์มินัล 1 และ 2 พวกเขาแนบความต้านทานที่ไม่รู้จัก R x (ตัวอย่างเช่นการม้วนของเครื่องหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า) เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไปยังอาคาร 3 และ 4 และแหล่งพลังงาน (เซลล์กัลวานิกแห้งหรือแบตเตอรี่) ไปยังอาคาร 5 และ 6 จากนั้นโดยการเปลี่ยนความต้านทาน R1, R2 และ R3 (ซึ่งใช้ร้านค้าต้านทานที่เปลี่ยนโดยหน้าสัมผัสที่สอดคล้องกัน) ความสมดุลของสะพานจะเกิดขึ้นซึ่งจะถูกกำหนดโดยการอ่านค่าศูนย์ของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้า
มีการออกแบบสะพาน DC ที่หลากหลายการใช้งานที่ไม่ต้องการการคำนวณเนื่องจากความต้านทานที่ไม่รู้จัก R x นั้นถูกนับบนสเกลของอุปกรณ์ ร้านค้าความต้านทานที่ติดตั้งในพวกเขาช่วยให้คุณสามารถวัดความต้านทานจาก 10 ถึง 100,000 โอห์ม
เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานเล็กน้อยด้วยสะพานทั่วไปความต้านทานของสายเชื่อมต่อและข้อต่อแบบสัมผัสทำให้เกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ในผลการวัด ในการกำจัดสะพานจะใช้สะพาน DC คู่ (รูปที่ 340, b) ในสะพานเหล่านี้สายเชื่อมต่อตัวต้านทานกับความต้านทานที่วัดได้ R และตัวต้านทานแบบบางที่มีความต้านทาน R0 กับตัวต้านทานแบบบริดจ์อื่น ๆ และการเชื่อมต่อแบบสัมผัสนั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวต้านทานของแขนที่สอดคล้องกัน ดังนั้นจึงไม่ส่งผลต่อการวัดจริง สายเชื่อมต่อตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R x และ R0 เข้าสู่วงจรไฟฟ้าและไม่ส่งผลกระทบต่อสภาวะสมดุลของสะพาน ดังนั้นความแม่นยำในการวัดความต้านทานต่ำจึงค่อนข้างสูง มีการสร้างบริดจ์เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้: R1 \u003d R2 และ R3 \u003d R4 ในกรณีนี้
R x \u003d R 0 R 1 / R 4 (113)
สะพานคู่ช่วยให้คุณสามารถวัดความต้านทานได้ตั้งแต่ 10 ถึง 0.000001 โอห์ม
หากสะพานไม่สมดุลกันลูกศรในกระแสไฟฟ้าจะเบี่ยงเบนจากตำแหน่งศูนย์เนื่องจากกระแสของการวัดเส้นทแยงมุมที่ค่าคงที่ของความต้านทาน R1, R2, R3 และ e d a. แหล่งที่มาปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน R x เท่านั้น สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถสอบเทียบเครื่องวัดกระแสไฟฟ้ากัลวาโนมิเตอร์ในหน่วยของความต้านทาน R x หรือหน่วยอื่น ๆ (อุณหภูมิความดัน ฯลฯ ) ซึ่งความต้านทานนี้ขึ้นอยู่กับ ดังนั้นบริดจ์ DC ที่ไม่สมดุลจึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับการวัดปริมาณที่ไม่ได้ใช้ไฟฟ้าด้วยวิธีการทางไฟฟ้า
นอกจากนี้ยังใช้สะพาน AC ต่างๆซึ่งทำให้สามารถวัดค่าเหนี่ยวนำและความจุด้วยความแม่นยำสูง
การวัดด้วยโอห์มมิเตอร์ โอห์มมิเตอร์คือ milliammeter 1 ที่มีกลไกการวัดแบบ magnetoelectric และเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานที่วัดได้ R x (รูปที่ 341) และตัวต้านทานเพิ่มเติม R D เข้าในวงจร DC ด้วย e ไม่เปลี่ยนแปลง d a. แหล่งที่มาและความต้านทานของตัวต้านทาน R D กระแสในวงจรขึ้นอยู่กับความต้านทาน R x วิธีนี้ช่วยให้คุณสามารถสอบเทียบเครื่องชั่งได้โดยตรงในหน่วยโอห์ม หากขั้วเอาท์พุทของอุปกรณ์ 2 และ 3 ลัดวงจร (ดูที่เส้นประ) จากนั้นกระแส I ในวงจรสูงสุดและลูกศรของอุปกรณ์เบี่ยงเบนไปทางขวาโดยมุมที่ใหญ่ที่สุด ในระดับนี้สอดคล้องกับความต้านทานเป็นศูนย์ หากวงจรของอุปกรณ์เปิดอยู่ I \u003d 0 และลูกศรอยู่ที่จุดเริ่มต้นของสเกล ตำแหน่งนี้สอดคล้องกับความต้านทานเท่ากับอินฟินิตี้
อุปกรณ์นี้ใช้พลังงานจากเซลล์กัลวานิกแบบแห้ง 4 ซึ่งติดตั้งในอุปกรณ์ อุปกรณ์จะให้การอ่านที่ถูกต้องเฉพาะในกรณีที่แหล่งที่มาในปัจจุบันมีค่าคงที่ e d a. (เช่นเดียวกับเมื่อปรับเทียบมาตราส่วนเครื่องมือ) โอห์มมิเตอร์บางตัวมีช่วงการวัดตั้งแต่สองช่วงขึ้นไปเช่นตั้งแต่ 0 ถึง 100 โอห์มและจาก 0 ถึง 10,000 โอห์ม ตัวต้านทานที่มีความต้านทานที่วัดได้จะถูกเชื่อมต่อกับขั้วต่าง ๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้
การวัดความต้านทานขนาดใหญ่โดย megohmmetersในการวัดความต้านทานของฉนวนนั้นมักใช้เครื่องวัดแรงแม่เหล็กขนาดใหญ่ ในฐานะกลไกการวัดพวกเขาใช้ logometer 2 (รูปที่ 342) ซึ่งเป็นค่าที่อ่านได้cerned
เป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายกระแสที่จ่ายวงจรการวัด ขดลวด 1 และ 3 ของอุปกรณ์อยู่ในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรและเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานทั่วไป 4
ในชุดที่มีหนึ่งม้วนตัวต้านทานเพิ่มเติม R d จะรวมอยู่และตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R x จะรวมอยู่ในวงจรของขดลวดอื่น ๆ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก 4 เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำมักใช้เป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า กระดองเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหมุนโดยจับที่เชื่อมต่อกับมันผ่านกระปุกเกียร์ ตัวเหนี่ยวนำมีแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญจาก 250 ถึง 2500 V ดังนั้นความต้านทานขนาดใหญ่สามารถวัดได้ด้วย megohmmeter
เมื่อกระแส I1 และ I2 ไหลผ่านขดลวดโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรสองช่วงเวลาที่ตรงข้ามกับ M1 และ M2 ถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของอุปกรณ์และลูกศรจะอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน ดังที่แสดงใน§ 100 ตำแหน่งของสังหาริมทรัพย์
ส่วนของ logometer ขึ้นอยู่กับอัตราส่วน I1 / I2 ดังนั้นเมื่อ R x เปลี่ยนมุมจะเป็นอย่างไร ลูกศรโก่ง เครื่องชั่ง megaohmmeter นั้นสามารถทำการศึกษาโดยตรงในหน่วยกิโลกรัมหรือ megaohms (รูปที่ 343, a)
ในการวัดความต้านทานของฉนวนระหว่างสายไฟจำเป็นต้องถอดสายออกจากแหล่งจ่ายกระแสไฟ (จากเครือข่าย) และเชื่อมต่อสายหนึ่งเข้ากับขั้ว L (สาย) (รูปที่ 343, b) และอีกสายหนึ่งไปยังขั้ว 3 (กราวด์) จากนั้นหมุนด้ามจับของตัวเหนี่ยวนำ 1 megohmmeter ตรวจสอบความต้านทานของฉนวนในระดับของ logometer 2 สวิตช์ 3 ที่รวมอยู่ในอุปกรณ์ช่วยให้สามารถเปลี่ยนขีด จำกัด การวัดได้ แรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำและดังนั้นความเร็วของการจัดการของมันในทางทฤษฎีไม่มีผลต่อผลการวัด แต่มันก็เป็นจริงแนะนำให้หมุนมากหรือน้อยเท่ากัน
เมื่อทำการวัดความต้านทานของฉนวนระหว่างขดลวดของเครื่องใช้ไฟฟ้าพวกเขาจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากกันและหนึ่งในนั้นเชื่อมต่อกับตัวยึด A และอีกตัวหนึ่งไปที่ตัวหนีบ 3 หลังจากนั้นโดยการหมุนด้ามจับของตัวเหนี่ยวนำ เมื่อทำการวัดความต้านทานของฉนวนของขดลวดที่สัมพันธ์กับตัวเรือนมันจะเชื่อมต่อกับขั้ว 3 และขดลวดกับขั้ว L
วิธีการหลักในการวัดความต้านทานกระแสตรงคือ:
- วิธีการทางอ้อม
- วิธีการประเมินโดยตรง
- วิธีการสะพาน
มะเดื่อ 1.7 ทดสอบวงจรสวิตช์ของหม้อแปลงสำหรับการวัดค่า
1 - เบรกเกอร์; 2 - ปรับการเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ 3 - โวลต์มิเตอร์; หม้อแปลงทดสอบการเปลี่ยนขั้ว 4 ขั้ว 5.
มะเดื่อ 1.8 การจัดเรียงของอุปกรณ์ระหว่างการวัด
OI - เป้าหมายของการวัด ตัวเก็บประจุอ้างอิง C; T - test หม้อแปลง; M - สะพาน การเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ - PAT 0 - รั้วพกพา
ทางเลือกของวิธีการวัดนั้นขึ้นอยู่กับค่าที่คาดหวังของความต้านทานที่วัดได้และความแม่นยำที่ต้องการ
วิธีการทางอ้อมที่เป็นสากลที่สุดคือวิธีการของแอมป์มิเตอร์โวลต์มิเตอร์
วิธีแอมมิเตอร์ - โวลต์มิเตอร์ มันขึ้นอยู่กับการวัดกระแสที่ไหลผ่านความต้านทานที่วัดได้และแรงดันตกคร่อม มีการใช้สองรูปแบบการวัด: การวัดความต้านทานสูง (รูปที่ 1.9, a) และการวัดความต้านทานต่ำ (รูปที่ 1.9, b) ตามผลการวัดกระแสและแรงดันความต้านทานที่ต้องการจะถูกกำหนด
สำหรับวงจรของรูปที่ 1.9 และความต้านทานที่ต้องการและข้อผิดพลาดการวัดที่เกี่ยวข้องจะถูกกำหนด
โดยที่ RX คือความต้านทานที่วัดได้ ความต้านทาน Ra - แอมมิเตอร์
สำหรับวงจรของรูปที่ 1.9.6 ความต้านทานที่ต้องการและความคลาดเคลื่อนในการวัดแบบแผนที่สัมพันธ์กัน
โดยที่ Rv คือความต้านทานของโวลต์มิเตอร์
จากคำจำกัดความของความผิดพลาดเชิงระเบียบวิธีที่สัมพันธ์กันมันตามมาว่าการวัดตามรูปแบบของรูปที่ 1.9 a ให้ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการวัดความต้านทานขนาดใหญ่และการวัดตามรูปแบบของรูปที่ 1.9.6 - เมื่อทำการวัดความต้านทานต่ำ
ข้อผิดพลาดการวัดด้วยวิธีนี้คำนวณโดยนิพจน์
โดยที่γв, γа, เป็นระดับความแม่นยำของโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์; ใช่ฉัน จำกัด การวัดโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์
เครื่องมือที่ใช้ในการวัดควรมีระดับความแม่นยำไม่เกิน 0.2 โวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับความต้านทานที่วัดได้ กระแสไฟฟ้าระหว่างการวัดควรเป็นค่าที่วัดได้ในครึ่งหลังของมาตราส่วน ตามนี้จะใช้ปัดซึ่งใช้ในการวัดกระแสกับอุปกรณ์คลาส 0.2 เพื่อหลีกเลี่ยงความต้านทานความร้อนและเพื่อลดความแม่นยำของการวัดกระแสในวงจรการวัดไม่ควรเกิน 20% ของค่าเล็กน้อย
มะเดื่อ 1.9 โครงการสำหรับการวัดความต้านทานขนาดใหญ่ (a) และขนาดเล็ก (b) โดยใช้วิธี ammeter-voltmeter
เมื่อทำการวัดความต้านทานในวงจรที่มีค่าความเหนี่ยวนำสูงควรเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์หลังจากกระแสไฟฟ้าในวงจรถูกสร้างขึ้นและตัดการเชื่อมต่อก่อนที่วงจรกระแสจะแตก สิ่งนี้จะต้องทำเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายต่อโวลต์มิเตอร์จาก EMF ของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองของวงจรการวัด
วิธีการประเมินโดยตรง มันเกี่ยวข้องกับการวัดความต้านทานกระแสตรงที่มีโอห์มมิเตอร์ การวัดด้วยโอห์มมิเตอร์ให้ความไม่ถูกต้องอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุผลนี้วิธีนี้ใช้สำหรับการวัดค่าความต้านทานเบื้องต้นและสำหรับการทดสอบวงจรสวิตช์ ในทางปฏิบัติมีการใช้โอห์มมิเตอร์ประเภท M57D, M4125, F410 และอื่น ๆ ช่วงความต้านทานที่วัดได้ของอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.1 โอห์มถึง 1,000 กิโลโอห์ม
ในการวัดความต้านทานขนาดเล็กตัวอย่างเช่นความต้านทานของการปันส่วนของขดลวดสมอของเครื่องจักร DC ใช้ microohmmeters ประเภท M246 เหล่านี้เป็นเครื่องมือ ratiometric ที่มีตัวชี้ออปติคัลพร้อมกับโพรบทำความสะอาดตัวเองพิเศษ
นอกจากนี้สำหรับการวัดค่าความต้านทานเล็กน้อยเช่นความต้านทานชั่วคราวของหน้าสัมผัสของสวิทช์จะใช้มิเตอร์แบบสัมผัส เมตรติดต่อของ Mosenergo มีขีด จำกัด การวัด 0 - 50,000 μOhmโดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า 1.5% คอนแทคเตอร์ KMS-68, KMS-63 ช่วยให้การตรวจวัดอยู่ในช่วง 500-2500 μOhmโดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า 5%
ในการวัดความต้านทานของขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความแม่นยำค่อนข้างสูงจะใช้โพเทนชิโอมิเตอร์แบบ DC ของ PP-63, KP-59 อุปกรณ์เหล่านี้ใช้หลักการของการวัดการชดเชยเช่นการตกของแรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทานที่วัดได้นั้นมีความสมดุลโดยการตกของแรงดันที่รู้จัก
วิธีบริดจ์ ใช้รูปแบบการวัดสองแบบ - แบบบริดจ์เดียวและแบบบริดจ์สองแบบ รูปแบบการวัดที่สอดคล้องกันจะถูกนำเสนอในรูปที่ 1.10
ในการวัดความต้านทานในช่วงตั้งแต่ 1 โอห์มถึง 1 เมกกะห์มสะพาน DC เดี่ยวประเภท MMV, P333, MO-62 ฯลฯ มีข้อผิดพลาดในการวัดที่สะพานเหล่านี้มีค่าถึง 15% (สะพาน MMV) ในบริดจ์เดียวผลการวัดนั้นคำนึงถึงความต้านทานของสายเชื่อมต่อระหว่างสะพานกับความต้านทานที่วัดได้ ดังนั้นความต้านทานน้อยกว่า 1 โอห์มไม่สามารถวัดได้ด้วยบริดจ์ดังกล่าวเนื่องจากข้อผิดพลาดที่สำคัญ ข้อยกเว้นคือสะพาน P333 ซึ่งเป็นไปได้ที่จะวัดค่าความต้านทานสูงโดยใช้วงจรแบบจับยึดสองครั้งและความต้านทานต่ำ (มากถึง 5 10 โอห์ม) โดยใช้วงจรสี่ตัวหนีบ ในตอนหลังอิทธิพลของความต้านทานของสายเชื่อมต่อนั้นเกือบจะหมดไปเนื่องจากมีสองสายที่รวมอยู่ในวงจรกัลวาโนมิเตอร์และอีกสองตัวอยู่ในวงจรต้านทานของแขนสะพานที่มีความต้านทานค่อนข้างสูง
มะเดื่อ 1.10 แบบแผนการวัดสะพาน
เอ - สะพานเดียว; b - สะพานคู่
ไหล่ของสะพานเดี่ยวทำจากร้านค้าต้านทานและในบางกรณี (ตัวอย่างเช่นสะพาน MMV) ไหล่ของ R2, R3 สามารถทำจากลวดปรับเทียบ (rechord) ตามที่เครื่องยนต์เชื่อมต่อกับการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า สภาพสมดุลของสะพานถูกกำหนดโดยนิพจน์ Rx \u003d R3 (R1 / R2) การใช้ R1 จะสร้างอัตราส่วน R1 / R2 โดยปกติแล้วจะเป็น 10 เท่าและใช้ R3 ซึ่งเป็นบริดจ์ที่มีความสมดุล ในสะพานที่มี rechord การปรับสมดุลทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นในอัตราส่วน R3 / R2 ที่ค่าคงที่ของ R1
ในสะพานคู่ความต้านทานของสายเชื่อมต่อจะไม่นำมาพิจารณาในการวัดซึ่งทำให้สามารถวัดความต้านทานได้มากถึง 10-6 โอห์ม ในทางปฏิบัติสะพานประเภทคู่แบบเดี่ยว P329, P3009, MOD-61 และอื่น ๆ นั้นใช้ช่วงการวัดตั้งแต่ 10-8 โอห์มถึง 104 MΩโดยมีข้อผิดพลาดในการวัด 0.01 - 2%
ในสะพานเหล่านี้ความสมดุลจะทำได้โดยการเปลี่ยนความต้านทาน R1, R2, R3 และ R4 ในกรณีนี้ความเท่าเทียมกัน R1 \u003d R3 และ R2 \u003d R4 สภาพสมดุลของสะพานถูกกำหนดโดยนิพจน์ Rx \u003d RN (R1 / R2) ที่นี่ความต้านทาน RN คือความต้านทานของโมเดลส่วนหนึ่งของสะพาน สี่สายเชื่อมต่อกับความต้านทานที่วัดได้ Rx: wire 2 - ความต่อเนื่องของวงจรกำลังงานสะพานความต้านทานของมันไม่มีผลต่อความแม่นยำของการวัด สาย 3 และ 4 เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีความต้านทาน R1 และ R2 มากกว่า 10 โอห์มดังนั้นอิทธิพลของมันจึงมี จำกัด wire 1 เป็นส่วนสำคัญของสะพานและควรเลือกให้สั้นและหนาที่สุด
เมื่อทำการวัดความต้านทานในวงจรที่มีการเหนี่ยวนำสูงเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและเพื่อป้องกันความเสียหายต่อกระแสไฟฟ้าจำเป็นต้องทำการวัดที่กระแสคงที่และตัดการเชื่อมต่อก่อนที่จะทำลายวงจรปัจจุบัน
ไม่ว่าจะใช้วิธีการวัดแบบใดการวัดความต้านทานกระแสตรงนั้นดำเนินการภายใต้สภาวะความร้อนคงที่ซึ่งอุณหภูมิโดยรอบจะแตกต่างจากอุณหภูมิของวัตถุที่วัดได้ไม่เกิน± 3 องศาเซลเซียส ในการถ่ายโอนความต้านทานที่วัดได้ไปยังอุณหภูมิอื่น (ตัวอย่างเช่นสำหรับการเปรียบเทียบถึง 15 ° C) จะใช้สูตรการแปลง
การวัดความต้านทาน
ในการผลิตการติดตั้งและการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าและวิทยุและการติดตั้งจำเป็นต้องวัดความต้านทานไฟฟ้า
ในทางปฏิบัติมีการใช้วิธีการต่าง ๆ ในการวัดความต้านทานขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุและเงื่อนไขการวัด (เช่นตัวนำที่เป็นของแข็งและของเหลวตัวนำที่มีสายกราวด์ฉนวนไฟฟ้า) จากข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำและความเร็วในการวัด จากมูลค่าของความต้านทานที่วัดได้
วิธีการวัดค่าความต้านทานต่ำนั้นแตกต่างอย่างมากจากวิธีการวัดค่าความต้านทานสูงเนื่องจากในกรณีแรกจะต้องดำเนินมาตรการเพื่อไม่รวมอิทธิพลต่อผลการวัดความต้านทานของสายเชื่อมต่อ
กลไกการวัดของโอห์มมิเตอร์ สำหรับการวัดความต้านทานโดยตรงมีการใช้กลไกการวัดแบบ magnetoelectric แบบเดี่ยวและสองเฟรม
สามารถใช้กลไกเฟรมเดียวเพื่อวัดความต้านทาน เพื่อจุดประสงค์นี้จะมีการนำตัวต้านทานเพิ่มเติมที่มีความต้านทานคงที่มาไว้ในอุปกรณ์และให้มาพร้อมกับแหล่งพลังงาน (เช่นแบตเตอรี่ของเซลล์แห้ง) ความต้านทานที่วัดได้นั้นเชื่อมต่อกับมิเตอร์เป็นอนุกรม (รูปที่ 1) หรือขนาน
เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมกระแสในมิเตอร์ ความต้านทานของมิเตอร์อยู่ที่ไหน - แรงดันไฟฟ้า
ระบุว่าที่ไหน - ความไวของอุปกรณ์ตามกระแส (ค่าคงที่) เราพบว่ามุมการเบี่ยงเบนของลูกศรของอุปกรณ์ที่ ขึ้นอยู่กับค่าของความต้านทานที่วัดได้เท่านั้น:
หากสเกลถูกปรับเทียบโดยนิพจน์นี้ในหน่วยความต้านทานอุปกรณ์จะเป็นโอห์มมิเตอร์ แรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบแห้งจะลดลงตามกาลเวลาดังนั้นจึงเกิดข้อผิดพลาดในการวัดยิ่งมีแรงดันไฟฟ้าจริงมากเท่าไรความต่างของแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ข้อผิดพลาดจากความแปรปรวนของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะไม่เกิดขึ้นหากกลไกการวัดมีขดลวดสองเส้นที่อยู่บนแกนร่วมที่มุมหนึ่งซึ่งกันและกัน (รูปที่ 2. )
มะเดื่อ 1. รูปที่ 2
ในกลไกการวัดสองเฟรมซึ่งเรียกว่าลอมิเตอร์นั้นไม่มีสปริงตรงข้ามช่วงเวลาการหมุนและการหมุนนั้นถูกสร้างขึ้นโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นในกรณีที่ไม่มีกระแสในขดลวดส่วนที่เคลื่อนไหวอย่างสมดุลของอุปกรณ์อยู่ในสมดุลไม่แยแส (ลูกศรหยุดที่ส่วนใดส่วนหนึ่ง) เมื่อมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในขดลวดช่วงเวลาแม่เหล็กไฟฟ้าสองช่วงจะทำหน้าที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับส่วนที่เคลื่อนที่
วงจรแม่เหล็กของกลไกการวัดได้รับการออกแบบเพื่อให้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไปตามช่องว่างอากาศมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ แต่ด้วยความคาดหวังว่าเมื่อชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้หันไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งแรงบิดลดลงและช่วงเวลาที่เป็นปฏิปักษ์เพิ่มขึ้น
ส่วนที่เคลื่อนไหวจะหยุดเมื่อ หรือ ตามมาว่าตำแหน่งของลูกศรในเครื่องชั่งขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกระแสในขดลวดเช่น แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย
ในแผนภาพของรูปที่ 2. จะเห็นได้ว่าความต้านทานที่วัดได้ รวมอยู่ในวงจรของหนึ่งในขดลวดของ logometer ดังนั้นกระแสในนั้นเช่นเดียวกับส่วนเบี่ยงเบนของลูกศรของอุปกรณ์อย่างชัดเจนขึ้นอยู่กับค่า .
การใช้การพึ่งพานี้เครื่องชั่งจะจบในหน่วยความต้านทานและจากนั้นอุปกรณ์จะเป็นโอห์มมิเตอร์ โอห์มมิเตอร์สำหรับการวัดความต้านทานของฉนวนให้แหล่งพลังงานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V เพื่อให้การวัดดำเนินการที่แรงดันไฟฟ้าประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของการติดตั้ง แหล่งดังกล่าวอาจเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า magnetoelectric ในตัวพร้อมไดรฟ์แบบแมนนวลหรือหม้อแปลงที่มีวงจรเรียงกระแสซึ่งรวมอยู่ในเครือข่าย AC
Ohmmeters ออกแบบมาเพื่อวัดความต้านทานขนาดใหญ่ (มากกว่า 1 MΩ) เรียกว่า megaohmmeters
วิธีการทางอ้อมของการวัดความต้านทาน ความต้านทานของตัวต้านทานหรือองค์ประกอบอื่น ๆ ของวงจรไฟฟ้าสามารถกำหนดได้โดยการอ่านโวลต์มิเตอร์และแอมป์มิเตอร์ (ที่กระแสคงที่) โดยใช้กฎของโอห์ม: (ไดอะแกรมของรูปที่ 3 a, b)ตามรูปแบบในรูป 4 กำหนดความต้านทานตามการอ่านของโวลต์มิเตอร์หนึ่งอัน ในตำแหน่ง 1 ของสวิตช์ P โวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายและในตำแหน่งที่ 2 - แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของโวลต์มิเตอร์ ในกรณีหลัง . จากที่นี่
วิธีการทางอ้อมจะใช้ในการวัดความต้านทานเฉลี่ยและความต้านทานขนาดใหญ่จะถูกวัดด้วยโวลต์มิเตอร์เดียว ความแม่นยำของวิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทานที่วัดได้และความต้านทานภายในของแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ ผลการวัดสามารถพิจารณาได้อย่างถูกต้องแม่นยำหากตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้: (ดูแผนภาพของรูปที่ 3, a); (ดูแผนภาพของรูปที่ 3, b); (ดูแผนภาพของรูปที่ 4)
มะเดื่อ 3 รูป 4
วิธีการและอุปกรณ์ของการเปรียบเทียบ ในการวัดความต้านทานขนาดเล็กและขนาดกลางวิธีการเปรียบเทียบความต้านทานที่วัดได้กับการอ้างอิง . ความต้านทานสองตัวนี้ในแผนภาพของรูปที่ 5 เชื่อมต่อเป็นอนุกรมดังนั้นกระแสในพวกเขาจึงเหมือนกัน ค่าของมันถูกควบคุมโดยใช้ตัวต้านทานดังนั้นจึงไม่เกินกระแสที่อนุญาตสำหรับความต้านทาน และ . จากที่นี่ . แรงดันไฟฟ้าที่ไม่รู้จักลดลงและวัดด้วยโวลต์มิเตอร์หรือโพเทนชิออมิเตอร์ ผลการวัดมีความแม่นยำมากขึ้นถ้าความต้านทานมีค่าเท่ากันและความต้านทานของโวลต์มิเตอร์มีขนาดใหญ่พอที่การเชื่อมต่อจะไม่ส่งผลต่อโหมดวงจรหลัก
เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานต่ำด้วยวิธีนี้โวลต์มิเตอร์จะเชื่อมต่อโดยใช้ตัวจับที่มีศักยภาพซึ่งช่วยให้ไม่รวมความต้านทานของหน้าสัมผัสวงจรหลักจากผลการวัด
ความต้านทานขนาดกลางและขนาดใหญ่สามารถวัดได้โดยวิธีการทดแทน (รูปที่ 6) แอมมิเตอร์ วัดกระแสโดยตั้งสวิตช์ P ในตำแหน่ง 1 แล้ว 2. ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วอินพุตของวงจรจึงเหมือนกัน . จากที่นี่ .
เมื่อทำการวัดความต้านทานขนาดใหญ่แอมป์มิเตอร์จะถูกแทนที่ด้วยกัลวาโนมิเตอร์ด้วย shunt ซึ่งเพิ่มความแม่นยำของการวัดอย่างมาก
ไปยังโวลต์มิเตอร์
รูปที่ 5 รูปที่ 6
ผลลัพธ์ที่แม่นยำที่สุดเมื่อวัดความต้านทานจะได้รับจากวงจรสะพานซึ่งในทางปฏิบัติจะใช้ในรุ่นต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับค่าของความต้านทานที่วัดได้และความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ
บ่อยกว่าคนอื่นคุณสามารถค้นหาอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นตามแบบแผนของรูปที่ 7 ซึ่งในทางปฏิบัติเรียกว่า "สะพานเดียว" ในกรณีนี้วงจรบริดจ์รวมความต้านทาน ; ; ซึ่งรูปแบบวงปิด A, B, C, D สี่สาขา (พวกเขาถูกเรียกว่า“ ไหล่ของสะพาน”)
แหล่งจ่ายกระแสตรงนั้นรวมอยู่ในแนวทแยงของวงจรและเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าที่มีสเกลสองด้าน (ศูนย์ที่อยู่ตรงกลางของเครื่องชั่ง) จะรวมอยู่ในอีกส่วนหนึ่ง
สมมติว่าสำหรับความต้านทานบางอย่างความต้านทานอื่น ๆ จะถูกเลือกเพื่อให้กระแสในเส้นทแยงมุมที่วัดได้คือศักย์มีค่าเท่ากันเมื่อปิดเบรกเกอร์วงจรและ . ในกรณีนี้ /; ;. .
การใช้ความเท่าเทียมเหล่านี้ทำให้สามารถหาค่าความต้านทานที่วัดได้ง่าย . หากความต้านทาน และมีขนาดเท่ากัน ในอุปกรณ์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมนั้นเป็นชุดตัวต้านทาน (ร้านค้าต้านทาน) ซึ่งรวบรวมตามหลักการสิบวัน สวิทช์ตั้งอยู่บนฝาครอบด้านบนด้วยความช่วยเหลือซึ่งคุณสามารถกดค่าความต้านทานใด ๆ ภายในขีด จำกัด ที่แน่นอนด้วยความแม่นยำที่ถูกกำหนดโดยระดับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานน้อยที่สุด
ในการขยายขีด จำกัด ของการวัดค่าของและถูกเลือกเพื่อให้สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนได้โดยใช้ระบบทศนิยม (ตัวอย่างเช่น ; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001).
สะพานเดี่ยวส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดค่าความต้านทานเฉลี่ย เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานต่ำส่วนประกอบที่วัดได้จะถูกเปิดตามรูปแบบพิเศษหรือสะพานพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้
บทคัดย่อในหัวข้อ
การวัดความต้านทาน
บทความที่คล้ายกัน:
สาระสำคัญและวัตถุประสงค์ของพัลส์โวลต์มิเตอร์ ลักษณะทางเทคนิคและมาตรวิทยาของสัตว์บางชนิด บล็อกไดอะแกรมของโวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกอิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อกหลักการของการทำงาน การคำนวณตัวหารข้อ จำกัด การวัดและข้อผิดพลาด
แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า ทำความคุ้นเคยกับนักเรียนด้วยอุปกรณ์ของระบบแม่เหล็กไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีทำงานกับมัลติมิเตอร์ การก่อตัวของทัศนคติที่ระมัดระวังกับเครื่องมือวัดไฟฟ้า
ลำดับการประกอบของวงจรไฟฟ้าที่กำหนดวิธีการวัดศักยภาพของทุกจุดของวงจรที่กำหนด การกำหนดความแรงของกระแสตามกฎของโอห์มทิศทางของมันในวงจร สร้างไดอะแกรมที่เป็นไปได้สำหรับแต่ละโครงการตามข้อมูลการคำนวณที่สอดคล้องกัน
กฎของโอห์มสำหรับส่วนของโซ่และกฎของโอห์มสำหรับสายโซ่สมบูรณ์ การประยุกต์ใช้กฎ Kirchhoff สำหรับการคำนวณวงจร DC คำแถลงปัญหาการคำนวณวงจรกระแสตรง
การวัดเป็นหนึ่งในวิธีหลักในการรู้จักธรรมชาติประวัติศาสตร์การวิจัยในพื้นที่นี้และบทบาทของนักวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ไฟฟ้า แนวคิดพื้นฐานวิธีการวัดและข้อผิดพลาด ประเภทของตัวแปลงกระแสและแรงดัน
ลักษณะทางเทคนิคหลักของ IP เครื่องกลไฟฟ้า หัววัดแบบแม๊กโตอิเล็กทริก เครื่องมือวัดไฟฟ้าสถิต โวลต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าและอิเล็กโตรมิเตอร์และการรวม ค่าความต้านทานการป้องกัน
ทำความคุ้นเคยกับวิธีการชดเชยในการฝึกการวัดปริมาณทางกายภาพ ข้อผิดพลาดเมื่อนำแอมป์มิเตอร์หรือโวลต์มิเตอร์เข้าสู่วงจรไฟฟ้า วิธีการชดเชยและสาระสำคัญ สะพานวีตสโตนดีซี
แยกวงจรกับแหล่งไฟฟ้าหนึ่ง การกำหนดจำนวนสมการที่จำเป็นและเพียงพอเพื่อกำหนดกระแสในทุกสาขาของวงจรตามกฎหมายของ Kirchhoff ใช้วิธีการในปัจจุบัน การคำนวณเชิงสัญลักษณ์ของวงจรกระแสไฟฟ้าไซน์
วิธีการตรวจสอบความต้านทาน
วัตถุประสงค์ของการทำงาน:เพื่อศึกษาวิธีการวัดความต้านทานสามวิธี: วิธีการของแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์โดยใช้โอห์มมิเตอร์ซึ่งเป็นวิธีการชดเชย
อุปกรณ์เสริม: ตัวต้านทานที่วัดได้, แหล่งจ่ายกระแส, โวลต์มิเตอร์, แอมมิเตอร์, สวิทช์, ลิโน่, ร้านขายความต้านทาน, เรโตฟอร์ด, กัลวาโนมิเตอร์, โอห์มมิเตอร์, สะพานดีซี
คำถามที่จำเป็นสำหรับการเข้าศึกษา
ในการทำงาน
1. ความต้านทานคืออะไร?
2. ชื่อขององค์ประกอบวงจรที่ใช้ตัวนับกระแสไฟฟ้าคืออะไร?
3. อะไรเป็นตัวกำหนดความต้านทาน R
4. คุณรู้วิธีการวัดความต้านทานอย่างไร?
5. แอมป์มิเตอร์วัดอะไรบ้าง ข้อกำหนดสำหรับแอมป์มิเตอร์คืออะไร กฎสำหรับการรวมไว้ในห่วงโซ่คืออะไร?
6. โวลต์มิเตอร์วัดอะไรได้บ้าง? ข้อกำหนดสำหรับโวลต์มิเตอร์คืออะไร? กฎสำหรับการรวมไว้ในห่วงโซ่คืออะไร?
7. วิธีการของแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์
8. วิธีการใช้โอห์มมิเตอร์?
9. อธิบายว่าสะพานวีตสโตนทำงานอย่างไร
10. บอกลำดับงาน
การแนะนำ
ความต้านทาน ( R) เรียกว่าปริมาณทางกายภาพที่อธิบายลักษณะการตอบโต้ต่อการไหลของกระแสในวงจรไฟฟ้า บ่อยครั้งที่ความต้านทานเรียกว่าองค์ประกอบของสายโซ่ที่ดำเนินการต่อต้านนี้ คำว่าตัวต้านทานใช้สำหรับองค์ประกอบนี้ จะต้องทราบค่าความต้านทานของตัวต้านทานหรือวงจรทั้งหมดเพื่อวัดอย่างถูกต้องตัวอย่างเช่นกระแสในวงจร ความต้านทานของตัวต้านทานขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวนำและขนาดของมัน R= r l/ S .
ปัจจัยภายนอกต่าง ๆ ยังมีผลต่อค่าความต้านทานของตัวต้านทาน: อุณหภูมิ, แสงสว่าง, สนามแม่เหล็ก, ความดัน, แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ฯลฯ อุปกรณ์พิเศษที่มีการพึ่งพาอาศัยกันอย่างเด่นชัดของความต้านทานต่อปัจจัยข้างต้นเรียกว่าตามลำดับ , magnetoresistor, เครื่องวัดความเครียด, วาริสเตอร์, ฯลฯ ดังนั้นการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานจึงสามารถตัดสินปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าเช่นอุณหภูมิความดันเป็นต้น
มีหลายวิธีในการวัดความต้านทาน
1. วิธีการของแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์
นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในแง่ของเครื่องมือที่ใช้และใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ
2. วิธีการวัดโดยตรงโดยใช้โอห์มมิเตอร์
วิธีนี้ไม่ได้ให้ความแม่นยำในการวัดสูง แต่ก็ไม่จำเป็นต้องมีการประกอบวงจรการวัด
3. วิธีการบริดจ์ให้ความแม่นยำในการวัดสูงมาก (Wheatstone, Kohlrausch, Thomson bridge ฯลฯ )
วิธีการดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความต้านทานในช่วงตั้งแต่ 1 โอห์มถึงประมาณ 10 9 โอห์ม เมื่อทำการวัดความต้านทานน้อยกว่า 1 โอห์มจำเป็นต้องแยกความต้านทานการเปลี่ยนแปลงของหน้าสัมผัสและความต้านทานของสายเชื่อมต่อ สิ่งนี้ทำในวิธีการชดเชยและในวิธีบริดจ์คู่ เมื่อทำการวัดความต้านทานที่มีขนาดใหญ่มาก (สูงสุด 10 15 โอห์ม) วิธีการคายประจุตัวเก็บประจุจะถูกใช้ผ่านความต้านทานที่วัดได้
ส่วนที่ 1 วิธีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์
การใช้วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการใช้กฎของโอห์ม:
R= U/ ผม (1)
เพื่อคำนวณความต้านทานที่ไม่รู้จักของตัวต้านทาน R x เป็นสิ่งที่จำเป็น ในเวลาเดียวกัน วัดกระแสไฟฟ้า ผมผ่านตัวต้านทานและแรงดันไฟฟ้านี้ U ที่ปลายของมัน แต่เนื่องจากอุปกรณ์ตรวจวัดทางไฟฟ้าทั้งหมดมีความต้านทานการรวมอยู่ในวงจรไฟฟ้าจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของกระแสและแรงดันไฟฟ้าตกบนองค์ประกอบที่เหลือของวงจรรวมถึงตัวต้านทานที่ศึกษา ยิ่งไปกว่านั้นขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ทั้งอุปกรณ์หนึ่งหรืออุปกรณ์อื่นจะสร้างข้อมูลที่ผิดเพี้ยน
เมื่อใช้วงจรที่แสดงในรูปที่ 1 โปรดทราบว่าแอมมิเตอร์จะวัดกระแสไม่ได้ ฉัน xไหลผ่านตัวต้านทาน R xและผลรวมของกระแสที่ไหลผ่านความต้านทานและโวลต์มิเตอร์: ผม= ฉัน x+ ฉันโวลต์ . ถ้าความต้านทานของโวลต์มิเตอร์ โวลต์>>R x จากนั้นกระแสผ่านโวลต์มิเตอร์ ฉันโวลต์ เราสามารถละเลยและสมมติว่ากระแสไหลผ่านตัวต้านทานที่มีความต้านทานที่ไม่รู้จัก ผม. แล้วก็
R X \u003d U X/I. (2)
หากอัตราส่วนระหว่าง โวลต์และ R x ไม่เป็นที่รู้จักจากนั้นคุณควรพิจารณาความต้านทานของโวลต์มิเตอร์ก่อน ความต้านทานของโวลต์มิเตอร์มักจะถูกระบุในระดับหรือที่อยู่อาศัยของอุปกรณ์ สามารถคำนวณได้จากช่วงการวัดที่ใช้และกระแสไฟฟ้าที่กำหนด , ซึ่งมักจะระบุในระดับของอุปกรณ์หลายขีด จำกัด