Χαρακτηριστικά μέτρησης μικρών και μεγάλων αντιστάσεων

Η αντίσταση είναι μια από τις πιο σημαντικές παραμέτρους ηλεκτρικό κύκλωματον προσδιορισμό της λειτουργίας οποιουδήποτε κυκλώματος ή εγκατάστασης.

Η απόκτηση ορισμένων τιμών αντίστασης στην παραγωγή ηλεκτρικών μηχανών, συσκευών, συσκευών κατά την εγκατάσταση και λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων αποτελεί προϋπόθεση για τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας τους.

Ορισμένες αντιστάσεις διατηρούν την τιμή τους πρακτικά αμετάβλητη, ενώ άλλες, αντίθετα, είναι πολύ ευαίσθητες σε αλλαγές κατά καιρούς, από θερμοκρασία, υγρασία, μηχανική προσπάθεια κ.λπ. Επομένως, τόσο στην κατασκευή ηλεκτρικών μηχανών, συσκευών, συσκευών και Κατά την εγκατάσταση, οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρέπει αναπόφευκτα να μετρούν την αντίσταση.

Οι συνθήκες και οι απαιτήσεις για την πραγματοποίηση μετρήσεων αντίστασης είναι πολύ διαφορετικές. Σε ορισμένες περιπτώσεις απαιτείται υψηλή ακρίβεια, σε άλλες, αντίθετα, αρκεί να βρεθεί μια κατά προσέγγιση τιμή της αντίστασης.

Ανάλογα με την τιμή ηλεκτρικές αντιστάσεις χωρίζονται σε τρεις ομάδες:

• 1 Ω και λιγότερο — χαμηλή αντίσταση,

• από 1 ohm έως 0,1 Mohm — μεσαίες αντιστάσεις,

• 0,1 Mohm και άνω — υψηλές αντιστάσεις.

Κατά τη μέτρηση χαμηλής αντίστασης, είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για την εξάλειψη της επίδρασης στο αποτέλεσμα της μέτρησης της αντίστασης των καλωδίων σύνδεσης, των επαφών και του θερμο-EMF.

Κατά τη μέτρηση των μέσων αντιστάσεων, μπορείτε να αγνοήσετε τις αντιστάσεις των καλωδίων και των επαφών σύνδεσης, μπορείτε να αγνοήσετε την επίδραση της αντίστασης μόνωσης.

Κατά τη μέτρηση υψηλών αντιστάσεων, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η παρουσία όγκου και αντίστασης επιφάνειας, η επίδραση της θερμοκρασίας, της υγρασίας και άλλων παραγόντων.

Χαρακτηριστικά μέτρησης χαμηλής αντίστασης

Η ομάδα των μικρών αντιστάσεων περιλαμβάνει: περιελίξεις οπλισμού ηλεκτρικών μηχανών, αντιστάσεις αμπερόμετρων, διακλαδώσεις, αντιστάσεις περιελίξεων μετασχηματιστών ρεύματος, αντίσταση βραχέων αγωγών του διαύλου κ.λπ.

Κατά τη μέτρηση χαμηλών αντιστάσεων, θα πρέπει πάντα να λαμβάνετε υπόψη την πιθανότητα η αντίσταση των συρμάτων σύνδεσης και οι μεταβατικές αντιστάσεις να μπορούν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα της μέτρησης.

Οι αντιστάσεις του ακροδέκτη δοκιμής είναι 1 x 104 — 1 x 102 ohm, αντίσταση διασταύρωσης — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

Σε μεταβατικές αντιστάσεις ή αντιστάσεις επαφής κατανοούν τις αντιστάσεις που συναντά ένα ηλεκτρικό ρεύμα όταν περνά από το ένα καλώδιο στο άλλο.

Οι μεταβατικές αντιστάσεις εξαρτώνται από το μέγεθος της επιφάνειας επαφής, τη φύση και την κατάστασή της — λεία ή τραχιά, καθαρή ή βρώμικη, καθώς και από την πυκνότητα της επαφής, τη δύναμη πίεσης κ.λπ.Ας κατανοήσουμε, χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα, την επίδραση των αντιστάσεων μετάβασης και των αντιστάσεων των καλωδίων σύνδεσης στο αποτέλεσμα της μέτρησης.

Στο σχ. Το 1 είναι ένα διάγραμμα για τη μέτρηση της αντίστασης χρησιμοποιώντας παραδείγματα οργάνων αμπερόμετρου και βολτόμετρου.

Ρύζι. 1. Λάθος διάγραμμα καλωδίωσης για μέτρηση χαμηλής αντίστασης με αμπερόμετρο και βολτόμετρο.

Πείτε την απαιτούμενη αντίσταση rx — 0,1 ohm και την αντίσταση βολτόμετρου rv = 500 ohms. Εφόσον συνδέονται παράλληλα, τότε rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, δηλαδή το ρεύμα στο βολτόμετρο είναι 0,02% του ρεύματος στην επιθυμητή αντίσταση. Έτσι, με ακρίβεια 0,02%, το ρεύμα του αμπερόμετρου μπορεί να θεωρηθεί ίσο με το ρεύμα στην απαιτούμενη αντίσταση.

Διαιρώντας τις ενδείξεις του βολτόμετρου που είναι συνδεδεμένο στα σημεία 1, 1′ της ένδειξης του αμπερόμετρου παίρνουμε: U'v / Ia = r'x = rNS + 2ρNS + 2рk, όπου r'x είναι η τιμή που βρέθηκε της απαιτούμενης αντίστασης. ; rpr είναι η αντίσταση του καλωδίου σύνδεσης. gk — αντίσταση επαφής.

Θεωρώντας rNS =rk = 0,01 ohm, παίρνουμε το αποτέλεσμα μέτρησης r'x = 0,14 ohm, από όπου το σφάλμα μέτρησης οφείλεται στις αντιστάσεις των συρμάτων σύνδεσης και στις αντιστάσεις επαφής ίσες με 40% — ((0,14 — 0 ,1) / 0,1 )) x 100%.

Είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι με μείωση της απαιτούμενης αντίστασης αυξάνεται το σφάλμα μέτρησης λόγω των παραπάνω λόγων.

Συνδέοντας ένα βολτόμετρο στους σφιγκτήρες ρεύματος — σημεία 2 — 2 στην εικ.1, δηλαδή σε εκείνους τους ακροδέκτες αντίστασης rx στους οποίους συνδέονται τα καλώδια του κυκλώματος ρεύματος, λαμβάνουμε την ένδειξη του βολτόμετρου U «v μικρότερη από U'v από την ποσότητα της πτώσης τάσης στα καλώδια σύνδεσης και επομένως το που βρέθηκε η τιμή της επιθυμητής αντίστασης rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk θα περιέχει ένα σφάλμα που οφείλεται μόνο στις αντιστάσεις επαφής.

Συνδέοντας ένα βολτόμετρο όπως φαίνεται στο σχ. 2, στους πιθανούς ακροδέκτες που βρίσκονται μεταξύ των τρεχόντων, παίρνουμε ότι οι ενδείξεις του βολτόμετρου U»'v είναι μικρότερες από το U «v του μεγέθους της πτώσης τάσης στις αντιστάσεις επαφής, και επομένως η τιμή που βρέθηκε της απαιτούμενης αντίστασης r » 'x = U»v / Ia = rx

Ρύζι. 2. Το σωστό διάγραμμα σύνδεσης για μέτρηση μικρών αντιστάσεων με αμπερόμετρο και βολτόμετρο

Έτσι, η τιμή που θα βρεθεί θα είναι ίση με την πραγματική τιμή της απαιτούμενης αντίστασης, αφού το βολτόμετρο θα μετρήσει την πραγματική τιμή της τάσης στην απαιτούμενη αντίσταση rx μεταξύ των πιθανών ακροδεκτών του.

Η χρήση δύο ζευγών σφιγκτήρων, ρεύματος και δυναμικού, είναι η κύρια τεχνική για την εξάλειψη της επίδρασης της αντίστασης των συρμάτων σύνδεσης και των παροδικών αντιστάσεων στο αποτέλεσμα της μέτρησης των μικρών αντιστάσεων.

Χαρακτηριστικά μέτρησης υψηλών αντιστάσεων

Οι κακοί αγωγοί ρεύματος και οι μονωτές έχουν υψηλή αντίσταση. Κατά τη μέτρηση της αντίστασης των καλωδίων με χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, τα μονωτικά υλικά και τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτά πρέπει να λαμβάνουν υπόψη παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τον βαθμό αντοχής τους.

Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν κυρίως τη θερμοκρασία, για παράδειγμα η αγωγιμότητα του ηλεκτρικού χαρτονιού σε θερμοκρασία 20 ° C είναι 1,64 x 10-13 1 / ohm και σε θερμοκρασία 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Έτσι, μια αλλαγή θερμοκρασίας 20 °C προκάλεσε 13πλάσια αλλαγή στην αντίσταση (αγωγιμότητα)!

Τα στοιχεία δείχνουν ξεκάθαρα πόσο επικίνδυνο είναι να υποτιμάται η επίδραση της θερμοκρασίας στα αποτελέσματα των μετρήσεων. Ομοίως, ένας πολύ σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το μέγεθος της αντίστασης είναι η περιεκτικότητα σε υγρασία τόσο του υλικού δοκιμής όσο και του αέρα.

Επίσης, ο τύπος του ρεύματος με τον οποίο διεξάγεται η δοκιμή, το μέγεθος της τάσης που ελέγχεται, η διάρκεια της τάσης κ.λπ., μπορούν να επηρεάσουν την τιμή αντίστασης.

Κατά τη μέτρηση της αντίστασης των μονωτικών υλικών και των προϊόντων που κατασκευάζονται από αυτά, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η πιθανότητα διέλευσης ρεύματος από δύο διαδρομές:

1) από τον όγκο του ελεγχόμενου υλικού,

2) στην επιφάνεια του δοκιμασμένου υλικού.

Η ικανότητα ενός υλικού να διεξάγει ηλεκτρικό ρεύμα με τον ένα ή τον άλλο τρόπο χαρακτηρίζεται από την ποσότητα αντίστασης που συναντά το ρεύμα σε αυτό το αστείο.

Αντίστοιχα, υπάρχουν δύο έννοιες: η ειδική αντίσταση όγκου που αποδίδεται στο 1 cm3 του υλικού και η ειδική αντίσταση επιφάνειας που αποδίδεται στο 1 cm2 της επιφάνειας του υλικού.

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα για επεξήγηση.

Κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης ενός καλωδίου χρησιμοποιώντας ένα γαλβανόμετρο, μπορεί να προκύψουν μεγάλα σφάλματα λόγω του γεγονότος ότι το γαλβανόμετρο μπορεί να μετρήσει (Εικ. 3):

α) ρεύμα Iv που διέρχεται από τον πυρήνα του καλωδίου στο μεταλλικό περίβλημά του μέσω του όγκου της μόνωσης (το ρεύμα Iv λόγω της αντίστασης όγκου της μόνωσης του καλωδίου χαρακτηρίζει την αντίσταση μόνωσης του καλωδίου),

β) Ρεύμα που διέρχεται από τον πυρήνα του καλωδίου στη θήκη του κατά μήκος της επιφάνειας του μονωτικού στρώματος (Επειδή η αντίσταση της επιφάνειας εξαρτάται όχι μόνο από τις ιδιότητες του μονωτικού υλικού, αλλά και από την κατάσταση της επιφάνειάς του).

Ρύζι. 3. Ρεύμα επιφάνειας και όγκου στο καλώδιο

Για να εξαλειφθεί η επίδραση των αγώγιμων επιφανειών κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης, εφαρμόζεται ένα πηνίο σύρματος (δακτύλιος ασφαλείας) στο στρώμα μόνωσης, το οποίο συνδέεται όπως φαίνεται στο Σχ. 4.

Ρύζι. 4. Σχέδιο μέτρησης του ρεύματος όγκου του καλωδίου

Τότε το ρεύμα Is θα περάσει εκτός από το γαλβανόμετρο και δεν θα εισάγει σφάλματα στα αποτελέσματα της μέτρησης.

Στο σχ. Το σχήμα 5 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα για τον προσδιορισμό της χύδην ειδικής αντίστασης ενός μονωτικού υλικού. — πλάκες A. Εδώ BB — ηλεκτρόδια στα οποία εφαρμόζεται τάση U, G — γαλβανόμετρο που μετρά το ρεύμα λόγω της αντίστασης όγκου της πλάκας A, V — προστατευτικός δακτύλιος.

Ρύζι. 5. Μέτρηση αντίστασης όγκου στερεού διηλεκτρικού

Στο σχ. Το σχήμα 6 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα για τον προσδιορισμό της επιφανειακής αντίστασης ενός μονωτικού υλικού (πλάκα Α).

Ρύζι. 6. Μέτρηση της επιφανειακής αντίστασης ενός στερεού διηλεκτρικού

Κατά τη μέτρηση των υψηλών αντιστάσεων, πρέπει επίσης να δοθεί μεγάλη προσοχή στη μόνωση της ίδιας της εγκατάστασης μέτρησης, γιατί διαφορετικά θα διαρρέει ρεύμα από το γαλβανόμετρο λόγω της αντίστασης μόνωσης της ίδιας της εγκατάστασης, το οποίο θα οδηγήσει σε αντίστοιχο σφάλμα στη μέτρηση.

Συνιστάται η χρήση θωράκισης ή ο έλεγχος μόνωσης του συστήματος μέτρησης πριν από τη μέτρηση.