Πώς να μετρήσετε την ηλεκτρική αντίσταση του συνεχούς ρεύματος

Η επιλογή μιας μεθόδου μέτρησης εξαρτάται από τις αναμενόμενες τιμές μετρούμενης αντίστασης και την απαιτούμενη ακρίβεια... Οι κύριες μέθοδοι μέτρησης της αντίστασης DC είναι η έμμεση, η άμεση εκτίμηση και το οδόστρωμα.

Σχήμα 1. Σχήματα ανιχνευτή μέτρησης υψηλής αντίστασης (α) και χαμηλής (β).

Σχήμα 2. Σχέδια μέτρησης μεγάλων (α) και μικρών (β) αντιστάσεων μέθοδος αμπερόμετρου - βολτόμετρου Στα κύρια κυκλώματα της έμμεσης μεθόδου χρησιμοποιούνται μετρητές τάσης και ρεύματος.

Το σχήμα 1α δείχνει ένα κύκλωμα κατάλληλο για τη μέτρηση αντιστάσεων ίδιας τάξης με την αντίσταση εισόδου Rv του βολτόμετρου Rn. Μετά τη μέτρηση της τάσης U0 με βραχυκύκλωμα Rx, η αντίσταση Rx προσδιορίζεται από τον τύπο Rx = Ri (U0 / Ux-1).

Κατά τη μέτρηση σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχ. 5.1, b Οι αντιστάσεις υψηλής αντίστασης συνδέονται σε σειρά με το μετρητή και οι μικρές αντιστάσεις συνδέονται παράλληλα.

Για την πρώτη περίπτωση, Rx = (Ri + Rd) (Ii / Ix-1), όπου Ii είναι το ρεύμα μέσω του μετρητή όταν το Rx είναι βραχυκυκλωμένο. για τη δεύτερη περίπτωση

όπου Ii είναι το ρεύμα διαμέσου του μετρητή απουσία Rx, το Rd είναι μια πρόσθετη αντίσταση.

Η μέθοδος αμπερόμετρο-βολτόμετρο είναι πιο καθολική, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μέτρηση των αντιστάσεων σε ορισμένους τρόπους λειτουργίας τους, κάτι που είναι σημαντικό κατά τη μέτρηση μη γραμμικών αντιστάσεων (βλ. Εικ. 2).

Για το κύκλωμα του Σχ. 2, α

Σχετικό μεθοδολογικό σφάλμα μέτρησης:

Για το κύκλωμα του Σχ. 2, β

Σχετικό μεθοδολογικό σφάλμα μέτρησης:

Ra και Rv είναι οι αντιστάσεις του αμπερόμετρου και του βολτόμετρου.

Ρύζι. 3. Κυκλώματα ωμόμετρου με σειριακά (α) και παράλληλα (β) κυκλώματα μέτρησης

Ρύζι. 4. Κυκλώματα γέφυρας για μέτρηση αντίστασης: α — μονή γέφυρα, β — διπλή.

Από τις εκφράσεις για το σχετικό σφάλμα, φαίνεται ότι το κύκλωμα του Σχ. 2, και παρέχει μικρότερο σφάλμα κατά τη μέτρηση υψηλών αντιστάσεων, και το κύκλωμα του σχ. 2, β — κατά τη μέτρηση του μικρού.

Το σφάλμα στη μέτρηση με τη μέθοδο αμπερόμετρο-βολτόμετρο υπολογίζεται από τον τύπο

όπου gv, g είναι οι κατηγορίες ακρίβειας του βολτομέτρου και του αμπερόμετρου. Uп, Iп — όρια μέτρησης βολτόμετρου και αμπερόμετρου.

Η απευθείας μέτρηση της αντίστασης DC γίνεται με ωμόμετρο. Εάν οι τιμές αντίστασης είναι περισσότερες από 1 Ohm, χρησιμοποιούνται ωμόμετρα με σειριακό κύκλωμα μέτρησης και για μέτρηση χαμηλής αντίστασης, με παράλληλο κύκλωμα. Όταν χρησιμοποιείτε ένα ωμόμετρο για να αντισταθμίσετε τις αλλαγές στην τάση τροφοδοσίας, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε το βέλος στη συσκευή. Για ένα σειριακό κύκλωμα, το βέλος τίθεται στο μηδέν όταν γίνεται χειρισμός της μετρούμενης αντίστασης. (Η εκτροπή γίνεται, κατά κανόνα, με ένα κουμπί που παρέχεται ειδικά στη συσκευή).Για παράλληλο κύκλωμα, πριν από την έναρξη της μέτρησης, το βέλος τίθεται στο σύμβολο «άπειρο».

Για να καλύψετε το εύρος των χαμηλών και υψηλών αντιστάσεων, κατασκευάστε παράλληλα ωμόμετρο... Σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν δύο κλίμακες αναφοράς Rx.

Η υψηλότερη ακρίβεια μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μέτρησης της γέφυρας. Οι μεσαίες αντιστάσεις (10 Ohm — 1 MΩ) μετρώνται χρησιμοποιώντας μία γέφυρα και οι μικρές αντιστάσεις μετρώνται με διπλή γέφυρα.

Η μετρούμενη αντίσταση Rx περιλαμβάνεται σε έναν από τους βραχίονες γέφυρας, οι διαγώνιοι του οποίου συνδέονται με την παροχή ρεύματος και τον μηδενικό δείκτη, αντίστοιχα. όπως το τελευταίο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα γαλβανόμετρο, ένα μικροαμπερόμετρο με μηδέν στο μέσο της κλίμακας κ.λπ.

Σχήμα 5. Σχέδια μέτρησης μεγάλων (α) και μικρών (β) αντιστάσεων εναλλασσόμενου ρεύματος

Η συνθήκη ισορροπίας για τις δύο γέφυρες δίνεται από την έκφραση

Οι βραχίονες R1 και R3 εφαρμόζονται συνήθως με τη μορφή αποθεμάτων αντίστασης (store bridge). Το R3 ορίζει ένα εύρος αναλογιών R3 / R2, συνήθως πολλαπλάσιο του 10, και το R1 εξισορροπεί τη γέφυρα. Η μετρούμενη αντίσταση μετράται σύμφωνα με την τιμή που ορίζεται από τα κουμπιά στα κουτιά αντίστασης. Η εξισορρόπηση της γέφυρας μπορεί επίσης να γίνει αλλάζοντας ομαλά την αναλογία των αντιστάσεων R3 / R2, που κατασκευάζονται με τη μορφή συρόμενου σύρματος, σε μια ορισμένη τιμή R1 (γραμμική γέφυρα).

Χρησιμοποιούνται για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις του βαθμού αντιστοιχίας των αντιστάσεων με μια ορισμένη τιμή ρύθμισης Rn μη ισορροπημένες γέφυρες... Ζυγοσταθμίζονται στο Rx = Rн. Στην κλίμακα του δείκτη, μπορείτε να προσδιορίσετε την απόκλιση του Rx από το Rn σε ποσοστό.

Με βάση την αρχή της αυτοεξισορροπούμενης λειτουργίας αυτόματες γέφυρες... Η τάση που προκύπτει από την ανισορροπία στα άκρα της διαγώνιας της γέφυρας, μετά την ενίσχυση, επενεργεί στον ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος αναμειγνύει τον κινητήρα του συρόμενου σύρματος. Κατά την εξισορρόπηση της γέφυρας, ο κινητήρας σταματά και η θέση του καλωδίου ολίσθησης καθορίζει μια μετρούμενη τιμή αντίστασης.

Διαβάστε επίσης: Μετρήσεις γέφυρας