Содержание

Измерение электрического сопротивления

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 105 Ом), и ,соответственно большие (свыше 105 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют мегомметры, которые реализуют метод непосредственной оценки.

Содержание:

Метод амперметра-вольтметра

Пожалуй, он самый простой для измерения средних и малых сопротивлений R.

При измерении малых R рекомендуют применять такую схему:

Потому что в данном случае IA≈IR  из-за большого внутреннего сопротивления вольтметра относительно R и будет выполнено равенство IV«IR. При среднем значении R рекомендована такая схема:

Так как в этом случае UV≈UR из-за очень малого внутреннего сопротивления амперметра. Соответственно применив закон Ома получим:

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

Метод непосредственной оценки

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

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

Где RД, RИ, RХ – добавочный резистор и сопротивления измерительного механизма и соответственно объекта, который подлежит измерению. При этом угол отклонения стрелки прибора будет равен:

Где S1 – чувствительность токового измерителя.

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

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

Такие приборы получили название мегомметров. Для получения источника питания в мегомметрах используют небольшие генераторы напряжением до 2500 Вольт и приводящиеся в движение вручную. В электронных же мегомметрах в качестве источника могут быть использованы батарейки или же внешний источник питания, подключаемый через специальный блок питания устройства. Мегомметры применяют для измерений больших сопротивлений, таких как сопротивление изоляции проводников. Для измерений свыше 109 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Мостовой метод

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

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R2, R3, R4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить Rx. В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е0 подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток IНИ = 0 и его отклонение тоже  равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I1 = I2, I3 = I4, RxI1=R3I3, R2I2=R4I4. Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R3 и R4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения Rх. Верхний предел (105 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Компенсационный метод

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

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R0, а также источник питания Е и измеряемый резистор Rх. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – UR0=R0I и URХ=RХI. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

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

elenergi.ru

Приборы для измерения низких сопротивлений — Челэнергоприбор

Микромиллиомметр ИКС-1А

Номер в госреестре: 67447-17

Малогабаритный микромиллиомметр ИКС-1А предназначен для оперативного измерения электрического сопротивления постоянному току, в первую очередь переходного сопротивления болтовых и сварных соединений, разъемов. Прибор позволяет также измерять электрическое сопротивление низкоиндуктивных и индуктивных цепей машин и аппаратов в диапазоне от 1 мкОм до 200 Ом.

Также может использоваться для контроля сопротивления металлосвязи для качественной оценки надежности контакта между отдельными элементами, образующими заземление.

Доступен в двух модификациях: «Базовый» и «Энергетик».

В комплектации «Энергетик» прибор с расширенным функционалом позволяет измерять сопротивление обмоток трансформаторов мощностью до 1000 кВА в сетях 0,4-10 кВ.

Полезные ссылки:

«К вопросу об измерении сопротивления металлосвязи» 

Микроомметр ИКС-200А

Номер в госреестре: 70449-18

При измерении электрического сопротивления сильноточных цепей (контактов высоковольтных выключателей и разъединителей, болтовых и сварных соединений) может возникнуть необходимость провести измерение при токе, сравнимом с номинальным. Особенно это актуально для выключателей, которые уже давно находятся в эксплуатации, для прожига окислов силовых контактов. В таких случаях оптимально использовать микроомметр ИКС-200А, позволяющий измерять низкое электрическое сопротивление  измерительным током до 200 А.

Микроомметр ИКС-200А имеет встроенные аккумуляторы, позволяющие проводить серию измерений без подключения к сети, прост в эксплуатации и практически не требует обслуживания. Прибор помещен в ударопрочный пластиковый кейс, не боится ударов и грубого обращения.

Прибор имеет интерфейс Bluetooth, позволяющий производить дистанционный запуск, просмотр и сохранение результатов измерения в памяти при помощи мобильного устройства (смартфона или планшета), работающего на базе ОС Android.

Миллиомметр ТРОМ-1

Номер в госреестре: 67448-17

Миллиомметр ТРОМ-1 предназначен для оперативного измерения электрического сопротивления постоянному току низкоиндуктивных и высокоиндуктивных цепей, в первую очередь обмоток трансформаторов, в том числе больших мощностей. Также позволяет измерять сопротивления цепей других аппаратов и машин величиной до 2000 Ом.

Позволяет измерять переходные сопротивления высоковольтных выключателей и других аппаратов.

Поддерживает двухканальный режим работы с возможностью пропускать измерительный ток одновременно через обмотку высокого и обмотку низкого напряжения, что позволяет сократить время измерения и повысить точность за счет глубокого насыщения магнитопровода испытываемого трансформатора.

При помощи двухканального комплекта измерительных проводов возможно одновременное измерение сопротивления двух обмоток (по высокой и низкой стороне) трансформатора, что значительно сокращает время измерения.

 

 Коммутатор ЧЭП2320 (поставляется опционально)*
для измерения сопротивлений
обмоток трансформатора
поочередно по трем фазам в
двухканальном режиме.
*по запросу можно собрать под любую группу соединения обмоток

 

Коммутатор ЧЭП2320 к Миллиомметру ТРОМ-1

Коммутатор ЧЭП2320 для миллиомметра ТРОМ-1* позволяет ускорить процесс измерения сопротивления обмоток трансформаторов большой мощности за счет того, что измерительные провода подключаются ко всем трем фазам трансформатора за один подъем на трансформатор.
Последующие измерения проводятся миллиомметром ТРОМ-1 поочередно по трем фазам в двухканальном режиме. Переключение измеряемой фазы производится при помощи коммутатора ЧЭП2320 «с земли», без подъема на трансформатор.

Поддерживает следующие группы соединений обмоток: «звезда с нулем — звезда» и «звезда с нулем — треугольник, 11 группа».

По заказу можно собрать коммутатор под любую группу соединения обмоток.

*Отдельно не является измерителем, работает только комплектно с Миллиомметром ТРОМ-1.

Микроомметр ИКС-5

Номер в госреестре: 20174-11

Малогабаритный переносной микроомметр ИКС-5 предназначен для оперативного измерения низкого электрического сопротивления постоянному току, в первую очередь переходного сопротивления высоковольтных выключателей и разъединителей. Прибор позволяет также измерять электрическое сопротивление низкоиндуктивных цепей других машин и аппаратов в диапазоне от 1 до 10000 мкОм.

Микроомметр выполнен на современной элементной базе, имеет в составе микроЭВМ и интегрирующий аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения, что обеспечивает эффективное подавление помех промышленной частоты (испытан в 5 метрах от линии 500 кВ), прост в эксплуатации и почти не требует обслуживания. Прибор помещен в прочный сварной корпус из алюминиевого сплава и не боится ударов и грубого обращения.

Прибор предназначен для применения на предприятиях энергетики, электрических сетях, электростанциях и подстанциях, а также на тяговых подстанциях электрифицированного транспорта.

Доступен в двух модификациях: стандартное исполнение (с пластиковыми разъемами) и северное исполнение (с металлическими разъемами).

limi.ru

§103. Измерение электрического сопротивления

Измерение методом амперметра и вольтметра. Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток Ix, но и ток Iv, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

Rx = U / (I – U/Rv) (110)

где Rv — сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра UA = IRА. Поэтому

Rx = U/I – RА (111)

где RА — сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений — схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током Iv, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током Ix и напряжением Ux.

Измерение сопротивлений электрическими мостами. Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением Rx (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания — в другую (питающую).

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в та-

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

ком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

Rx = (R1/R2)R3 (112)

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом. К зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление Rx (например, обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 — гальванометр, а к зажимам 5 и 6 — источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R1, R2 и R3 (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемые соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).

Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление Rx отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением Rx и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом. Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями Rx и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

Rx = R0R1/R4 (113)

Двойные мосты позволяют измерить сопротивления от 10 до 0,000001 Ом.

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления Rx. Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления Rx или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Применяют также различные мосты переменного тока, которые дают возможность измерить с большой точностью индуктивности и емкости.

Измерение омметром. Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением Rx (рис. 341) и добавочным резистором RД в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора RД ток в цепи зависит только от сопротивления Rx. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением Rx подключают к различным зажимам.

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами. Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 341. Схема включения омметра

Рис. 342. Устройство мегаомметра

рого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи. Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор Rд, в цепь другой катушки — резистор сопротивлением Rx.

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500 В, благодаря чему мегаомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Как было показано в § 100, положение подвижной

Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б)

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении Rx будет изменяться угол ? отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой — к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку — с зажимом Л.

electrono.ru

Методы измерения активных сопротивлений

В современных телекоммуникационных системах значения изме­ряемых активных (активное — значит потребляющее мощность) со­противлений лежат в пределах от 10-8 до 10-10
Ом. Измеряют активное сопротивление как на постоянном, так и на переменном токе. Среди распространенных методов измерения активных сопротивлений на постоянном токе отметим: основанные на использовании амперметра-­вольтметра, логометрические, мостовые.

14.2.1. Измерение сопротивлевий методом амперметра-вольтметра

Измерение методом амперметра-вольтметра (точнее, методом амперметра или вольтметра) сводится к определению тока или на­пряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома. Метод используют для изме­рения активного и полного сопротивления, индуктивности и емкости.

На рис. 14.1 показана схемная реализация этих методов при из­мерениях активного сопротивления. Измерение активных сопротив­лений проводят на постоянном токе, при этом включать резистор Rx в измерительную цепь можно по двум схемам.

В схеме с амперметром (рис. 14.1, а) отклонение показаний мил­лиамперметра мА
пропорционально току

                                                                                   (14.1)

и обратно пропорционально измеряемому сопротивлению Rx. По такой схеме удается измерять достаточно большие сопротивления (от 1 Ом до 200 МОм). Перед измерениями зажимы х замыкают Кл (тем самым закорачивают, т. е. шунтируют резистор Rx
) и переменным резистором Rдo6 устанавливают такой ток, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу, что соответствует точке 0 Ом.

         

   а                                          б

Рисунок 14.1. Измерение активных сопротивлений методом:

а – амперметра ;б — вольтметра

Для измерения небольших сопротивлений (0,01…100 Ом) исполь­зуют схему с вольтметром (рис. 14.1, б), показания которого равны

                                                                        (14.2)

если Rдo6
>> Rx и UERx /Rдo6, т. е. имеет место прямая зависимость вольтметра от измеряемого сопротивления Rx. Перед измерением стрелку на приборе совмещают с отметкой «¥» при разомкнутых за­жимах х (тем самым отключают резистор Rx).

Обе схемы измерения активных сопротивлений вызывают появле­ние методических погрешностей ΔRx, зависящих от внутренних сопро­тивлений схем. Для схемы, показанной на рис. 14.1, а, методическая погрешность тем меньше, чем ниже внутреннее сопротивление ампер­метра (при → 0, ΔRx → 0), а в схеме, показанной на рис. 14.1, б, погрешность тем меньше, чем выше внутреннее сопротивление вольт­метра (при RV → ¥ , ΔRx → 0). Итак, схемой, показанной на рис. 14.1, а, следует пользоваться для измерения больших сопротивлений, а схемой, показанной на рис. 14.1, б, — малых сопротивлений.

Погрешности измерения параметров элементов цепей методом вольтметра-амперметра на низких частотах составляют 0,5… 10% и определяются погрешностью используемых приборов и наличием па­разитных параметров. Погрешности увеличиваются с ростом частоты.

14.2.2. Измерение активного сопротивления логометром

     

Уменьшить влияние источника питания Е на точность измерения сопротивлений можно с помощью логометра. Логометром называют измерительный механизм, показывающий отношение двух электри­ческих величин, чаще всего двух токов. Логометры бывают магнито­электрическими и электродинамическими.

                                                     

                                                    а                                 6

Рис. 14.2. Логометр:
а- устройство; б- схема включения

Наиболее распространен при практических измерениях лого­метр магнитоэлектрической системы. Логометр содержит две жестко скрепленные между рамки, помещенные в неравномерное поле по­стоянного магнита (рис. 14.2, а), которое реализуется специальной конфигурации полюсных наконечников. Неравномерным поле соз­дают для того, чтобы вращающие моменты, приложенные к рамкам, зависели не только от токов, протекающих в рамках, но и от положе­ния рамок в магнитном поле, т. е. М1
= ψ1(a)I1; М2 = ψ2 (a)IX, где I1, IX — токи, протекающие в рамках; ψ1(a), ψ2
(a)  — значения потокосце­плений магнитов с их рамками. Противодействующий момент будет равен нулю, когда М1
= М2; ψ1(a)I1
= ψ2 (a)Ix, а значит, угол отклоне­ния подвижной системы

                                                                     (14.3)

Для схемы включения, приведенной на рис. 14.2, б,

                                                         (14.4)

где Rp — сопротивление рамок; Ro — образцовое сопротивление.

Итак, согласно формуле (14.4), показания логометра не зависит от колебания напряжения питания. Зависимость показаний от сопротивления RX позволяет создавать лабораторные логометры с погрешностью измерений, не превышающей 0,5 %. Нечувствительность логометра к колебаниям напряжения питания дала возможность разработать класс приборов, питающихся от генераторов, ротор которых вращают вручную и еще иногда использующиеся для определения сопротивления изоляции действующих телефонных сетей.

                                  

Измерение сопротивлений омметрами

Омметр
— измерительный прибор, предназначенный для измерения сопротивлений. Электронный омметр аналогового типа выполняют по схеме инвертирующего усилителя на ОУ, охваченного отри­цательной ОС с помощью измеряемого сопротивления Rx
(рис. 14.3, а) Напряжение на выходе усилителя омметра определяется как

                                            Uвых = – URХ / R1.                                                        (14.5)

                     

а                                             6

Рис. 14.3. Схемы омметров для измерения сопротивлений:
а — малых; б — больших

Поскольку выходное напряжение линейно связано с измеряемым сопротивлением Rx, то шкала прибора И может быть проградуирована  непосредственно в единицах сопротивления. Шкала равномерна в широ­ких пределах. Погрешности измерения электронных омметров 2…4%.

В приборах для измерения особо больших активных сопротивле­ний (тераомметрах) сопротивления Rz
и R, надо поменять местами (рис. 14.3, б), при этом шкала измерительного прибора И получается обратной и напряжение

Uвых
= – UR1 / RХ
                                                                        (14.6)

Применение в одном приборе обоих вариантов схем позволяет создать измерители сопротивления с диапазоном измерения от еди­ниц Ом до нескольких десятков МОм с погрешностью не более 10%. Измерители сопротивлений, построенные по приведенным схемам, используют для измерения сопротивлений и на переменном токе.

Похожие материалы:


univer64.ru

Измерительные приборы

Каждый измерительный прибор имеет определенные ограничения, кото­рые нужно принимать во внимание, чтобы при использовании этого при­бора получить правильное значение измеряемой величины. Введение из­мерительного прибора в электрическую схему может нарушить ее нор­мальную работу. Поэтому первое правило использования измерительных устройств — обеспечение таких условий измерения, при которых это вмешательство незначительно и им можно пренебречь. Важнейшей характе­ристикой измерительного прибора является его собственное сопротивле­ние, называемое внутренним сопротивлением (рис. 37.1).

 

Рис. 37.1. Базовый измерительный     Рис. 37.2. Включение амперметра                                     прибор.                                                                              А для измерения тока I в цепи.

 

Измерение тока

Чтобы измерить ток в цепи, нужно разомкнуть эту цепь в подходящем ме­сте и в место разрыва последовательно включить амперметр А (рис. 37.2). Амперметр может быть включен в любом месте цепи при условии, что че­рез него будет протекать весь измеряемый ток.

Высококачественные амперметры имеют малое внутреннее сопроти­вление, благодаря чему они оказывают очень слабое влияние на измеря­емый электрический ток. Амперметры с большими внутренними сопро­тивлениями дают неточные показания.

 

Измерение напряжения

Напряжение, или разность потенциалов, существует между двумя точка­ми в цепи. Чтобы измерить напряжение, вольтметр включается между этими двумя точками, например между выводами резистора, без разрыва цепи. Как показано на рис. 37.3, вольтметр V1 измеряет падение напря­жения на резисторе R1, а вольтметр V2 на резисторе R2.


Рис. 37.3. Измерение напряжения.

Рис. 37.4.  Эффект нагрузки – часть общего тока,

ток Im, ответвля­ется в вольтметр.

Эффект нагрузки

Как видно из рис. 37.4, внутреннее сопротивление вольтметра шунтиру­ет сопротивление участка цепи R, к которому подключается вольтметр. Часть тока, протекавшая до подключения вольтметра через R, теперь от­ветвляется к вольтметру. Другими словами, для полного тока I эффек­тивное сопротивление резистора R, зашунтированного теперь внутренним сопротивлением вольтметра, уменьшается. Это так называемый эффект нагрузки вольтметра. Для ослабления этого эффекта внутреннее сопро­тивление вольтметра делают максимально большим, так чтобы оно, по меньшей мере, в 20 раз превышало сопротивление нагрузки. При таких соотношениях шунтирующим эффектом сопротивления измерительного прибора можно пренебречь.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление измерительного прибора зависит от его чув­ствительности и выбранного диапазона (предела) измерений. Его мож­но вычислить исходя из чувствительности, которую указывают в омах на вольт (Ом/В). Например, вольтметр с чувствительностью 1000 Ом/В имеет внутреннее сопротивление

1000 · 1 = 1000 Ом в диапазоне измерений до 1 В,

1000 · 3 = 3000 Ом в диапазоне измерений до 3 В,

1000 · 10 = 10000 Ом в диапазоне измерений до 10 В и т. д.

При заданной чувствительности, чем больший диапазон измерений вы­бирается, тем больше внутреннее сопротивление и больше точность.

Пример 1

На рис. 37.5 показаны два одинаковых вольтметра V1 и V2 с чувствительностью 20000 Ом/В. Какой вольтметр даст более точные показания, если оба прибора работают в диапазоне измерений 10В?

Рис. 37.5.

Решение

Внутреннее сопротивление каждого прибора равно 20000 · 10 = 200000 Ом, или 200 кОм. Вольтметр V1 шунтирует резистор R2 с сопротивлением 10 кОм, т е. сопротивление этого измерительного прибора в 20 раз превышает сопротивле­ние резистора R2, следовательно, вольтметр V1 даст точное показание (т. е. 4,5 В). Вольтметр V2, шунтирует резистор R4, сопротивление которого равно внутреннему сопротивлению вольтметра 200 кОм. В результате эффект нагруз­ки для вольтметра V2 будет значительным, что приведет к ошибочному показа­нию (3 В).

Аналоговые и цифровые измерительные приборы

Аналоговые измерительные приборы, такие, как магнитоэлектрические измерительные приборы с подвижной катушкой и осциллографы, обес­печивают непрерывную индикацию величин напряжения, тока и т. п. Цифровые измерительные приборы отображают показания дискретным образом. Они обеспечивают непосредственное считывание значений изме­ряемой величины, не зависящее от человеческих ошибок, не имеют дви­жущихся частей, меньше по размерам и дешевле по сравнению с анало­говыми измерительными приборами.

Типы измерительных приборов

Приборы с подвижной катушкой

Магнитоэлектрический измерительный прибор с подвижной катушкой указывает величину постоянного тока, протекающего через катушку. Его можно использовать и для проведения измерений на переменном токе, подключив ко входу выпрямитель. Приборы этого типа имеют чувстви­тельность порядка 20 кОм/В для постоянного тока и 600 Ом/В для пе­ременного тока, частотный диапазон измерений — до 2 кГц или немного больше.

Электронный вольтметр 

Это, по существу, магнитоэлектрический измерительный прибор с по­движной катушкой, но с усилителем на входе. Чувствительность достига­ет порядка мегаом на вольт как для постоянного, так и для переменного токов, частотный диапазон измерений — 3 МГц и выше.

Цифровой вольтметр 

Цифровой вольтметр имеет очень высокую чувствительность (измеряе­мую в мегаомах на вольт) и очень широкий частотный диапазон (свыше 2 МГц).

Электронно-лучевой осциллограф 

Кроме того, что на экране электронно-лучевого осциллографа можно уви­деть форму электрического сигнала, с его помощью можно также изме­рить самые различные электрические величины: напряжение (среднее и пиковое), период, разность фаз и время задержки. Входное сопротивле­ние осциллографа порядка 1 МОм, чувствительность и частотный диапа­зон измерений такие же, как у электронного и цифрового вольтметров.

Универсальный измерительный прибор (мультиметр)

Это, по существу, тот же вольтметр, но сочетающий в себе несколько из­мерительных функций. Коммутирующее устройство переключает функ­ции и позволяет использовать этот прибор как амперметр, вольтметр и омметр. Это может быть аналоговый (с подвижной катушкой) или ци­фровой прибор.

Осциллограф 

Осциллограф можно использовать также для определения частоты. Пе­риод t отображаемого сигнала измеряется с помощью откалиброванной по длительности развертки, а затем частота вычисляется по формуле f = 1/t. Этот метод применим как для синусоидального, так и для пери­одического сигнала любой другой формы.

Более точный метод определения частоты синусоидального сигнала заключается в сравнении его частоты с известной эталонной частотой. Для этого выключается внутренний генератор развертки осциллографа, и сигнал известной частоты (вырабатываемый генератором эталонной ча­стоты) подается на одну пару отклоняющих пластин, а сигнал измеряе­мой частоты — на другую. Плавно изменяя частоту эталонного генератора, добиваются появления на экране устойчивых изображений, называ­емых фигурами Лиссажу (рис. 37.6). Неизвестную частоту можно опре­делить, подсчитывая число пиков (максимумов) на изображении. Если неизвестная частота fY подается на Y-пластины, а известная частота fX на X-пластины, то в тех случаях, когда возникают только горизонтальные пики, как на рис. 37.6, имеем

Неизвестная частота fY = Известная частота fX  · Число пиков.

Рис. 37.6.

Измерительные приборы для регистрации логических состояний

Рассмотренные в предыдущем разделе устройства измеряют аналоговые величины. Для проверки логического состояния контрольной точки ну­жен логический пробник (рис. 37.7). При касании щупом пробника контрольной точки (или узла) индицируется логическое состояние узла: «1», «0» или состояние разомкнутой цепи.

Рис. 37.7. TTL – ТТЛ; CMOS – КМОП; Н — высокий уровень; L — низкий уровень.

Индикация осуществляется с по­мощью индикатора на одном или двух светодиодах. Для изменения логи­ческого состояния узла используется логический импульсный генератор. При касании узла щупом генератора логическое состояние этого узла из­меняется на противоположное. Если узел находился в состоянии логиче­ской 1, то он переключается в состояние логического 0, и наоборот. Логи­ческий импульсный генератор обычно применяется вместе с логическим пробником для контроля логических элементов, счетчиков, триггеров и других цифровых устройств.

Еще один очень полезный логический измерительный прибор — токо­вый детектор. Если токовый детектор поднести к проводнику на печат­ной плате, то он укажет наличие или отсутствие пульсирующего тока в проводнике. Электрический контакт с проводником не нужен. Токовый детектор применяется вместе с импульсным генератором для обнаруже­ния короткого замыкания между проводником или выводом какого-либо элемента, с одной стороны, и землей или шиной источника питания — с другой. Этот детектор можно также применять для поиска коротких замыканий между проводниками или выводами элементов.

Логический и сигнатурный анализаторы

Логический пробник и другие приборы, определяющие логическое состо­яние схемы, практически не применяются при тестировании микропро­цессорных систем. В системе с шинной организацией информация о ло­гическом состоянии отдельной линии шины недостаточна для адекватно­го контроля системы. Необходима одновременная проверка логических уровней на всех линиях адресной шины или шины данных. Это можно сделать с помощью многоканального логического анализатора (индика­тора логических состояний), который позволяет одновременно контроли­ровать большое количество входов. Альтернативным методом тестиро­вания микропроцессорной системы является регистрация последователь­ности битов, появляющихся в одной контрольной точке, с последующим сравнением этой последовательности с аналогичной последовательностью в хорошо работающей известной системе. Этот метод контроля основан на применении одновходового сигнатурного анализатора.

В данном видео рассказывается о стрелочном мультиметре:

Добавить комментарий

radiolubitel.net

📌 Омметр — это… 🎓 Что такое Омметр?

Омме́тр (Ом + др.-греч. μετρεω «измеряю») — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений.

Классификация и принцип действия

Классификация

Mark Super VII Quantum E-meter

  • По исполнению омметры подразделяются на щитовые, лабораторные и переносные
  • По принципу действия омметры бывают магнитоэлектрические — с магнитоэлектрическим измерителем или магнитоэлектрическим логометром (мегаомметры) и электронные — аналоговые или цифровые

Магнитоэлектрические омметры

Действие магнитоэлектрического омметра основано на измерении силы тока, протекающего через измеряемое сопротивление при постоянном напряжении источника питания. Для измерения сопротивлений от сотен ом до нескольких мегаом измеритель и измеряемое сопротивление rx включают последовательно. В этом случае сила тока I в измерителе и отклонение подвижной части прибора a пропорциональны: I = U/(r0 + rx), где U — напряжение источника питания; r0 — сопротивление измерителя. При малых значениях rx (до нескольких ом) измеритель и rx включают параллельно.

  • ПРИМЕРЫ: М419, М372, М41070/1

Логометрические мегаомметры

Мегаомметр М1101М

Файл:Je6-13A.jpg

Тераомметр Е6-13А

Основой логометрических мегаометров является логометр, к плечам которого подключаются в разных комбинациях (в зависимости от предела измерения) образцовые внутренние резисторы и измеряемое сопротивление, показание логометра зависит от соотношения этих сопротивлений. В качестве источника высокого напряжения, необходимого для проведения измерений, в таких приборах обычно используется механический индуктор — электрогенератор с ручным приводом, в некоторых мегаомметрах вместо индуктора применяется полупроводниковый преобразователь напряжения.

  • ПРИМЕРЫ: ЭС0202, М4100

Аналоговые электронные омметры

Принцип действия электронных омметров основан на преобразовании измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение с помощью операционного усилителя. Измеряемый объект включается в цепь обратной связи (линейная шкала) или на вход усилителя.

  • ПРИМЕРЫ: Е6-13А, Ф4104-М1

Цифровые электронные омметры

Цифровой омметр Щ34

Микроомметр MOM600A

Цифровой омметр представляет собой измерительный мост с автоматическим уравновешиванием. Уравновешивание производится цифровым управляющим устройством методом подбора прецизионных резисторов в плечах моста, после чего измерительная информация с управляющего устройства подаётся на блок индикации.

  • ПРИМЕРЫ: ОА3201-1, Е6-23, Щ34

Измерения малых сопротивлений. Четырехпроводное подключение

При измерении малых сопротивлений может возникать дополнительная погрешность из-за влияния переходного сопротивления в точках подключения. Чтобы избежать этого применяют т. н. метод четырёхпроводного подключения. Сущность метода состоит в том, что используются две пары проводов: по одной паре на измеряемый объект подаётся заданный ток, с помощью другой пары производится измерение напряжения на объекте, пропорционального силе тока и обратно пропорционального сопротивлению объекта. Провода подсоединяются к выводам измеряемого двухполюсника таким образом, чтобы каждый из токовых проводов не касался непосредственно соответствующего ему провода напряжения, при этом получается, что переходные сопротивления в местах контактов не включаются в измерительную цепь.

Наименования и обозначения

Видовые наименования

  • Микроомметр — омметр с возможностью измерения очень малых сопротивлений (менее 1мОм)
  • Миллиомметр — омметр для измерения малых сопротивлений (единицы — сотни миллиом)
  • Мегаомметр (устар. мегомметр) — омметр для измерения больших сопротивлений (единицы — сотни мегаом)
  • Гигаомметр— омметр, позволяющий измерять сопротивления более 1 ГОм
  • Тераомметр — омметр для измерения очень больших сопротивлений (единицы — сотни тераом)
  • Измеритель сопротивления заземления — специальный омметр для измерения переходных сопротивлений в устройствах заземления

Обозначения

Омметры обозначаются либо в зависимости от системы (основного принципа действия), либо по ГОСТ 15094

  • Мхх — приборы магнитоэлектрической системы
  • Фхх, Щхх — приборы электронной системы
  • Е6-хх — измерители сопротивлений, маркировка по ГОСТ 15094

Основные нормируемые характеристики

Другие средства измерения сопротивлений

Измерение сопротивления по постоянному току

  • Измерительный мост — обеспечивает весьма высокую точность, но неудобен из-за необходимости ручного уравновешивания
  • Магазин сопротивлений, катушки электрического сопротивления — измерение производится методом сравнения, с помощью замещения измеряемого объекта
  • Мультиметр (тестер) — комбинированный прибор для измерения напряжения, силы тока и сопротивления

Измерение сопротивления по переменному току

  • Измеритель иммитанса — измерения сопротивления на частотах от десятков герц до нескольких мегагерц
  • Высокочастотный (векторный) измеритель импеданса — измерения сопротивления на частотах сотни килогерц — сотни мегагерц
  • Измеритель добротности — измерения сопротивления косвенным методом на частотах от 1 кГц до нескольких сотен мегагерц
  • Измеритель полных сопротивлений — измерения сопротивления нагрузки линии на частотах в десятки — сотни мегагерц
  • Измерительная линия — измерения сопротивления нагрузки линии на частотах в сотни — тысячи мегагерц

Литература и документация

Литература

  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л.:Энергоатомиздат, 1983
  • Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.:Сов. радио, 1979
  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л., 1973

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 22261—94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
  • ГОСТ 23706—93 (МЭК 51-6—84) «Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 6. Особые требования к омметрам (приборам для измерения полного сопротивления) и приборам для измерения активной проводимости»
  • ГОСТ 8.366—79 «Государственная система обеспечения единства измерений. Омметры цифровые. Методы и средства поверки»
  • ГОСТ 8.409—81 «Государственная система обеспечения единства измерений. Омметры. Методы и средства поверки»

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

Сопротивление приборы для измерения — Справочник химика 21





    Ионная и электронная электропроводность. Проводники первого и второго рода. Прохождение тока сквозь раствор электролита механизм прохождения тока. Сопротивление проводника. Закон Ома. Единицы измерения (электрические). Основные приборы вольтметр, амперметр, гальванометр, кулонометр и т. д. Удельное сопротивление, удельная электропроводность. Мостик Уитстона. Принцип измерения сопротивления. Особенности измерения сопротивления раствора электролита (телефон, катушка Румкорфа). Влияние температуры и разведения нз удельную электропроводность. Молекулярная и эквивалентная электропроводность. Зависимость от температуры и разведения. Электропроводность при бесконечном разведении. Закон независимого перемещения ионов. Вычисление Хоо из подвижностей ионов. Вычисление степени и константы диссоциации для слабых электролитов. Сильные электролиты. Коэфициент электропроводности. Причины изменения с концентрацией в случае сильных электролитов. Скорости и подвижности ионов. Роль среды и природы иона. Электропроводность чистой воды. Введение поправки на эту величину. Определение константы прибора. Калибровка линейки. Переход от электропроводности, измеренной в данном сосуде, к удельной электропроводности. Кондуктометрическое титрование. [c.93]








    Чтобы исключить влияние блуждающих постоянных и переменных токов на результаты измерения четырехэлектродным методом, применяют измеритель заземлений типа МС-08, который представляет собой генератор постоянного тока и лагометр с двумя рамками, рассчитанный на три диапазона измерений (0-1000, 0-100 и 0-10 Ом). Постоянный ток, вырабатываемый при вращении ручки генератора, с помощью коммутаторов преобразуется в переменный, поступающий во внешнюю измерительную цепь. Затем ток снова выпрямляется и поступает в цепь лагометра. Прохождение в измерительной цепи переменного тока исключает влияние поляризации электродов на значение измеряемого сопротивления. Схема измерения с помощью прибора МС-08 приведена на рис. 4.4. Значение удельного электрического сопротивления в этом случае определяют по формуле [c.56]

    Кроме Приведенных источников погрешностей собственна термометра сопротивления, погрешность измерения зависит от точности прибора, применяемо-го для определения сопротивления термометра. Так, например, основная погрешность автоматических мостов равна 0,5%, а логометров 1,5% от всего диапазона шкалы. [c.163]

    ЭТОГО переключателя выведена на переднюю панель блока управления и обозначена пределы измерения . При положении переключателя 1 1 шкала по напряжению высокоомного преобразователя составляет 10 мв (номинальная шкала самопишущего потенциометра ЭПП-09). При положении переключателя 1 3, 1 30, 1 100 шкалы по напряжению составляют 30, 100, 300 и 1000 мв соответственно. Переключение входных измерительных сопротивлений прибора и пределов измерения по напряжению позволяет получить пределы измерения по току, представленные в табл. 14. [c.179]

    Связь между сопротивлением Яа, измеренным на концах сосуда, и удельной электрической проводимостью раствора не зависит от геометрической формы прибора. Если ячейка представляет собой цилиндрический сосуд а длиной I и поперечным сечением 5 по всей длине, то удельная электрическая проводимость определится соотношением [c.372]

    Самописец. Зависимость измеряемой величины от времени записывают самопишущими приборами. Для химико-аналитических измерений особенно удобны компенсационные самописцы. Компенсация осуществляется непрерывно и автоматически так, что компенсирующее напряжение (и, следовательно, положение пера самописца потенциометра) соответствует величине измеряемого напряжения. Следует отметить, что в случае некоторых типов приборов (например, е/СЛ /Г, выпускаемого Народным предприятием в Магдебурге) вход самописца должен нагружаться относительно низким сопротивлением (в зависимости от диапазона измерений 250 Ом-мВ ). В противном случае точная компенсация невозможна. Малое входное сопротивление прибора необходимо согласовывать с подключаемым источником напряжения с высоким внутренним сопротивлением при помощи делителя напряжения, аналогичного применяемым при расширении пределов измерений вольтметров. [c.445]

    Падение напряжения вдоль колонны необходимо измерять приборами с входным сопротивлением не менее 30 кОм. При измерении потенциалов колонны относительно земли входное сопротивление приборов должно быть не менее 20 кОм/В. [c.130]

    При измерении потенциалов используются вольтметры, рН-метры, потенциометры, компараторы и другие приборы. Входное сопротивление прибора должно быть по крайней мере на два порядка больше сопротивления измерительной электрохимической ячейки. [c.138]

    Измерение разности потенциалов между рельсами и землей можно производить с помощью регистрирующих приборов со стрелочным отсчетом. Внутреннее сопротивление прибора должно быть не менее 10 ком на 1 в. В качестве измерительного электрода применяется стальной стержень диаметром не менее 15 мм. Электрод забивается в грунт на глубину 10—15 см. Минимальное расстояние пункта установки электрода от ближайшей нитки рельсов 20 м. Потенциал рельсов относительно земли измеряется через каждые 200 м пути и у мест присоединения отрицательных питающих линий [c.98]

    Входное сопротивление прибора на всех пределах измерения, Мом, не менее… 2 [c.112]

    После подписания договора и перечисления аванса проектная организация приступает к выполнению изыскательских работ. Они включают измерение удельного сопротивления грунта, измерение потенциала «труба-грунт», записи потенциалов «труба-грунт» регистрирующими приборами и потенциалов «рельс-грунт» по медно-сульфатному или стальному электродам сравнения, если есть необходимость. Если по трассе проектируемого водовода имеются существующие установки активной защиты, то определяется эффективность их работы. [c.126]

    Для измерения потенциалов пользуются вольтметрами, выбирая их таким образом, чтобы входное сопротивление прибора было по крайней мере на два порядка больше сопротивления ячейки. [c.31]

    В момент измерения тока пара замыкается на амперметр, в остальное время пара остается короткозамкнутой или замкнутой на сопротивление, равное сопротивлению прибора. При измерениях слабых токов пар необходимы приборы с высокими входными сопротивлениями. Однако введение таких сопротивлений в цепь пары нежелательно, поэтому в этих случаях применяют так называемую схему с нулевым сопротивлением (рис. 2.7) [7]. [c.33]

    По представлени

www.chem21.info

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о