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. 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%. 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 ( 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. 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. 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 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- 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- 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 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 При измерении сопротивлений в зависимости от их значений и необходимой точности измерения применяются различные способы. Измерение сопротивлений методом амперметра – вольтметра. Метод определения сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра является косвенным, так как в этом случае по показаниям приборов Iи U, пользуясь законом Ома, находят искомое сопротивление: При измерении сопротивления этим методом приборы могут быть включены двумя способами (рис. 1), причем и в том, и в другом случае результаты не будут точными, если не ввести соответствующие поправки. Рисунок 1 Схема измерения сопротивления с помощью амперметра и вольтметра. Когда на схеме рис. 1 переключатель находится в положении 1, ошибка в определении сопротивления rXобусловливается тем, что вольтметр измеряет не только напряжение на сопротивлении, но и потерю напряжения в сопротивлении амперметра rA. Когда измеряемое сопротивление значительно больше сопротивления амперметра (rX»rA), тогда падением напряжения в сопротивлении rA можно пренебречь и вычислять искомое сопротивление непосредственно по показаниям приборов по формуле (1). Если же сопротивления (rX≈rA), соизмеримы по значению, то для получения более точного результата необходимо пользоваться формулой: Когда на схеме (рис. 1) переключатель находится в положении 2, ошибка в определении сопротивления rX обусловливается тем, что амперметр показывает сумму двух токов, один из которых (IX)проходит через неизвестное сопротивление rX, другой (IU) проходит через вольтметр: I=IX+IU. Если при этом измеряемое сопротивление значительно меньше сопротивления вольтметра (rX«rU), то током IU, проходящим через вольтметр, можно пренебречь и искомое сопротивление можно вычислить непосредственно по показаниям приборов, воспользовавшись формулой (1). Если же эти сопротивления соизмеримы по значению, то для получения более точного значения rX пользуются формулой: Рассмотренный косвенный метод измерения сопротивлений не всегда удобен, так как требует затрат времени на дополнительные вычисления. Кроме того, он отличается невысокой точностью из-за влияния внутренних сопротивлений приборов. Измерение сопротивлений омметром. Для непосредственного измерения сопротивлений служат специальные приборы – омметры, которые представляют собой комбинацию магнитоэлектрического миллиамперметра и специальной измерительной схемы (рис. 2). Рисунок 2. Схема измерения омметра. Шкалу такого прибора градуируют в омах. На схеме (рис. 2) последовательно с миллиамперметром rA включены резистор с сопротивлением rX, регулируемый добавочный резистор с сопротивлением rР и источник питания. В этом случае шкала прибора обратная, так как с увеличением измеряемого сопротивления ток в приборе уменьшается: где U – рабочее напряжение омметра. При неизменном Uпоказание прибора зависит только от измеряемого сопротивления rX, так как каждому значению rX соответствует определенное значение тока IX. Это позволяет шкалу миллиамперметра отградуировать в омах. Показания омметров зависят от значения э. д. с. источника питания, которая с течением времени уменьшается, что является существенным недостатком этих приборов. Для того чтобы при изменении э. д. с. источника рабочее напряжение U оставалось постоянным, омметры снабжают специальным добавочным сопротивлением rР, с помощью которого регулируют прибор перед измерением (регулировка нуля). На практике чаще всего применяются омметры, показания которых не зависят от э. д. с. источника питания. В качестве таких омметров используют магнитоэлектрические логометры – приборы, у которых отсутствует механическое устройство для создания противодействующего момента. Магнитоэлектрический логометр состоит из двух катушек, закрепленных на одной оси под углом 90° и жестко связанных друг с другом. Катушки помещены в поле постоянного магнита (рис. 10.12). Рисунок 2. Устройство логометра. Токи к ним подводятся от общего источника питания через гибкие проводники, которые практически не создают противодействующего момента. Последовательно с одной из катушек включен постоянный добавочный резистор с сопротивлением rД а в цепь другой катушки – резистор с измеряемым сопротивлением rX. Катушки с последовательно включенными сопротивлениями образуют две параллельные цепи. При этом токи, протекающие через катушки, соответственно равны Под действием токов, протекающих через катушки, создаются два вращающих момента, направленных встречно друг другу и зависящих от положения катушек в пространстве где Под влиянием вращающих моментов подвижная система прибора поворачивается до тех пор, пока не окажется в равновесном состоянии при М1=М2.Отсюда Из (5) следует, что отклонение подвижной системы прибора определяется только отношением токов. Угол отклонения подвижной системы прибора при неизменных значениях сопротивлений r1,r2,rД, зависит только от измеряемого сопротивления rX и не зависит от напряжения источника питания. Последнее обстоятельство является существенным при использовании логометров в качестве приборов, предназначенных для измерения неэлектрических величин. В цепях переменного тока применяют логометры электромагнитной и электродинамической систем. Логометры электромагнитной системы используют для измерения частоты, емкости, индуктивности и других величин. Электродинамические логометры применяют для измерения различных величин в цепях переменного тока. В частности, их широко используют в качестве фазометров. Измерение сопротивлений мостовым методом. Мостовой метод (рис. 3) позволяет наиболее точно измерять сопротивления. Рисунок 3. Схема мостового измерения сопротивлений. В одно из плеч моста включают резистор с сопротивлением rX, а в другие три плеча – регулируемые и известные по значению сопротивления r1,r2,r3. К точкам моста а и b подключен источник питания постоянного тока, а в диагональ моста между точками c и д включен магнитоэлектрический гальванометр Г. При измерении сопротивления rX значения трех других сопротивлений изменяют таким образом, чтобы наступило равновесие моста, при котором ток в цепи гальванометра становится равным нулю. Равновесие моста наступает при условии, когда разность потенциалов между точками с и д равна нулю. Поэтому при равновесном состоянии моста как через плечи ас и сb проходят одинаковые токи: I1=I2; так и через плечи ад и дb: I3=I4. Исходя из этого, для схемы (рис.3) можно записать: Наряду с уравновешенными мостами для измерения сопротивлений широко применяются неуравновешенные мосты, позволяющие более быстро производить измерение сопротивлений (но менее точно, так как их показания зависят от стабильности напряжения источника питания). Значение измеряемого сопротивления в этих мостах определяют непосредственно по показаниям прибора. В неуравновешенных мостах часто используют в качестве измерительного прибора магнитоэлектрические логометры, позволяющие повысить точность измерения. Уравновешивание мостов можно производить вручную или автоматически. Автоматическое уравновешивание применяют в тех случаях, когда необходимо следить за изменением измеряемого сопротивления и управлять его значением. Измерение электрического сопротивления постоянному току. Схема измерения сопротивления
Измерение электрического сопротивления
Метод амперметра-вольтметра
Метод непосредственной оценки
) , 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.
Мостовой метод
Компенсационный метод
§103. Измерение электрического сопротивления | Электротехника
Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра
Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений
Рис. 341. Схема включения омметра 
Рис. 342. Устройство мегаомметра 
Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б) Измерение сопротивлений.
(1)
(2)
(3)
(4)
и 
, где r1, и r2 – соответственно сопротивления катушек.
и 
– коэффициенты пропорциональности, зависящие от положения катушек в магнитном поле; α – угол отклонения плоскости катушки 1 относительно вертикальной оси OO¢.
или 
(5)
(6)
Похожие статьи:
poznayka.org
ИЗМЕРЕНИЕ МАЛЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
В радиолюбительской или электротехнической практике иногда возникает необходимость измерения малых сопротивлений (менее 1 Ом), например, при проверке обмоток трансформаторов, контактов реле, шунтов, расчёте заземления. Как же померять сопротивление величиной в милиомы или даже микроомы? Как известно, измерение сопротивлений основано на преобразовании их величины в ток или напряжение. На этом принципе и строится работа приставки к вольтметру для измерения малых сопротивлений.
Приставка милиомметр
Схема приставки для измерения малых сопротивлений
Эта простая схема из одного зарубежного сайта, предназначается для измерения низких значений сопротивления - от 0,001 до 1.999 ом. "Прямой Индикация Сопротивления, Ом". Вы должны использовать отдельный аккумулятор для её питания. Напряжение питания стабилизировано микросхемой LM317LZ. Рекомендуем именно малогабаритную LM317LZ, а не LM317. Но вы можете также использовать и LM317, если хотите. Подстроечный резистор должен быть настроен точно на ток 100 мА, чтобы получить высокую точность измерения сопротивления.
Плата печатная приставки для измерения малых сопротивлений
При измерении старайтесь максимально уменьшить длину проводов, так как каждый сантиметр будет давать дополнительное сопротивление.
На дисплей цифрового вольтметра (обычного мультиметра D830) будет выведено значение в Омах, от 0,001 до 1.999 Ом. Для испытаний прибора померяйте несколько параллельно соединённых одноомных резистора.
Аналоговый измеритель малых сопротивлений
Можно собрать не просто приставку, а готовый самостоятельный прибор. В этом аналоговом милиомметре используется два режима измерения сопротивления. При стабильном токе в 1А (шкала 1 деление = 0,002 Ом) и при стабильном токе 0,1А (шкала 1 деление = 0,02 Ом). Это для головки показанной на фото 1. Как видно из фото, измерительная головка имеет ток полного отклонения 100 мкА. Цена маленького деления — 2 мкА. При токе в 0,1А прибор будет измерять сопротивление с 0,02 Ома до 1-го Ома. Т.е. отклонение стрелки на последнее деление шкалы будет соответствовать одному Ому.
Принципиальная схема милиомметра
Принцип работы прибора заключается в измерении падения напряжения на измеряемом сопротивлении при прохождении через него определенного стабильного тока. Сопротивление рамки у стрелочного измерительного прибора равно 1200 Ом, ток полного отклонения — 0,0001 А, значит, если мы будем использовать этот индикатор в качестве вольтметра, потребуется подать на нее напряжение величиной U = IхR = 0,0001х1200 = 0,12 В = 120 мВ для отклонения стрелки на последнее деление шкалы. Именно такое напряжение должно упасть на сопротивлении в 1 Ом на пределе измерения прибора от 0,02 Ома до 1 Ома. Значит на данном пределе измерения нам надо пропустить через измеряемый резистор стабильный ток величиной I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120 мА. Тоже самое можно рассчитать и для другого предела.
Форум по измерительной технике
Поделитесь полезной информацией с друзьями:
elwo.ru
Измерение малых сопротивлений. Схема приставки
Порой появляется необходимость выполнить измерение малых сопротивлений – обмоток реле, трансформаторов (до 20 Ом) или шунтов измерительных приборов (до 2 Ом). Приведенная в данной статье схема приставки к милливольтметру, позволяет выполнить замер сопротивлений на 2-х пределах: до 2 Ом и 20 Ом.
Описание работы приставки для измерения малых сопротивлений
Вся работы данной приставки построена на измерении падения напряжения на измеряемом сопротивлении при заведомо известном значении тока протекающего через него. На транзисторе VT1 создается постоянное значение тока. Его повышенная стабильность создается работой операционного усилителя, который осуществляет управление транзистором VT1.
Значение постоянного тока в момент измерения сопротивлений до 20 Ом -10 мА и 100 мА при измерении до 2 Ом. Для увеличения стабильности работы всей схемы, микросхема DA1, в свою очередь, запитана от стабилизатора 78L05 (DA2). Переключателем SA1 осуществляется выбор предела измерений. Кнопка SA3 нажимается только в момент осуществления измерений. Для защиты вольтметра от поломки, при включении измерителя без резистора, в схему добавлен диод VD1.
Калибровка приставки
Сперва ручки переменных резисторов R2 и R5 необходимо установить в средние положения. Далее на приставку подают напряжение 8...24 В. Постоянную величину тока, протекающего через замеряемое сопротивление, возможно установить 2-я способами.
Первый способ потребует использования высокоточного миллиамперметра. Необходимо его щупы подсоединить к зажимам измеряемого малого сопротивления. Переключатель приставки SA1 перевести в положение замера сопротивлений до 2 Ом (верхнее по схеме), а на миллиамперметре установить диапазон до 200 мА. Затем нужно нажать на кнопку SA3 и путем изменения сопротивления переменного резистора R5 выставить ток 100 мА.
Далее переключатель SA1 установить в положение до 20 Ом (нижнее по схеме), уровень же миллиамперметра выставить на 20 мА. Нажимаем кнопку SA3 и резистором R2 выставляем ток 10 мА. Повторить данный способ калибровки тока несколько раз, а затем движки переменных резисторов покрыть лаком или краской.
Второй способ калибровки заключается в применении образцовых сопротивлений на 1 и 10 Ом. Путем изменения сопротивлений резисторов на каждом диапазоне установить падение напряжения на образцовых резисторах 100 мВ.
В данной приставке можно применить операционный усилитель LM324 или К1401УД2А. Стабилизатор 78L05 можно заменить на К142ЕН5А, транзистор BD135 можно заменить на КТ815, КТ817, а диод на КД103А. Транзистор VT1 необходимо разместить на небольшом радиаторе. Для подключения измеряемого резистора малого сопротивления удобно использовать зажимы типа "крокодил". Особое внимание следует уделить способу подсоединения щупов вольтметра. Их непременно нужно подключить непосредственно к зажимам, в которых находится измеряемое сопротивление - в этом случае сопротивление проводов щупов не повлияет на результаты измерения.
www.joyta.ru
Сопротивление электрическое – как измерять омметром, мультиметром или тестером
Омметр – это измерительный прибор, служащий для определения величины сопротивления в электрических цепях. Сопротивление измеряется в Омах и обозначается латинской буквой R. О том, что такое Ом в популярной форме изложено в статье сайта «Закон силы тока».
Структурная схема и обозначение на схемах Омметра
Измерительный прибор Омметр структурно представляет собой стрелочный или цифровой индикатор с последовательно включенной батарейкой или источником питания, как показано на фотографии.
Функцию измерения сопротивления имеют все комбинированные приборы – стрелочные тестеры и цифровые мультиметры.
На практике, прибор, который измеряет только сопротивление, используется для особых случаев, например, для измерения сопротивления изоляции при повышенном напряжении, сопротивления заземляющего контура или как образцовый, служащий для поверки других омметров боше низкой точности.
На электрических измерительных схемах омметр обозначается греческой буквой омега заключенной в окружность, как показано на фотографии.
Подготовка Омметра для измерений
Ремонт электропроводки, электротехнических и радиотехнических изделий заключается в проверке целостности проводов и в поиске нарушения контакта в их соединениях.
В одних случаях сопротивление должно быть равно бесконечности, например сопротивление изоляции. А в других – равно нулю, например сопротивление проводов и их соединений. А в некоторых случаях равно определенной величине, например сопротивление нити накала лампочки или нагревательного элемента.
Внимание! Измерять сопротивление цепей, во избежание выхода из строя Омметра, допускается выполнять только при полном их обесточивании. Необходимо вынуть вилку из розетки или вынуть батарейки из отсека. Если в схеме есть электролитические конденсаторы большей емкости, то их необходимо разрядить, закоротив выводы конденсатора через сопротивление номиналом около 100 кОм на несколько секунд.
Как и при измерениях напряжения, перед измерением сопротивления, необходимо подготовить прибор. Для этого нужно установить переключатель прибора в положение, соответствующее минимальному измерению величины сопротивления.
Перед измерениями следует проверить работоспособность прибора, так как могут быть плохими элементы питания и Омметр может не работать. Для этого нужно соединить между собой концы щупов.
У тестера стрелка при этом должна установиться точно на нулевую отметку, если не установилась, то можно покрутить ручку «Уст. 0». Если не получится, надо заменить батарейки.
Для прозвонки электрических цепей, например, при проверке электрической лампочки накаливания, можно пользоваться прибором, у которого сели батарейки и стрелка не устанавливается на 0, но хоть немного реагирует при соединении щупов. Судить о целостности цепи будет возможно по факту отклонения стрелки. Цифровые приборы должны тоже показывать нулевые показания, возможно отклонение в десятых долях омов, за счет сопротивления щупов и переходного сопротивления в контактах подключения их к клеммам прибора.
При разомкнутых концах щупов, стрелка тестера должна установиться в точку, обозначенную на шкале ∞, а в цифровых приборах, мигать перегрузка или высвечиваться цифра 1 на индикаторе с левой стороны.
Омметр готов к работе. Если прикоснуться концами щупов к проводнику, то в случае его целостности, прибор покажет нулевое сопротивление, в противном случае, показания не изменятся.
В дорогих моделях мультиметров есть функция прозвонки цепей со звуковой индикацией, обозначенная в секторе измерения сопротивлений символом диода. Она очень удобна при прозвонке низкоомных цепей, например проводов кабеля витых пар для Интернета или бытовой электропроводки. Если провод цел, то прозвонка сопровождается звуковым сигналом, что освобождает от необходимости считывать показания с индикатора мультиметра.
Примеры из практики измерения сопротивления изделий
Теоретически обычно все понятно, однако на практике часто возникают вопросы, на которые лучше всего помогут ответить примеры проверки омметром наиболее часто встречающихся изделий.
Проверка ламп накаливания
Перестала светить лампочка накаливания в светильнике или в автомобильных бортовых приборах, как узнать причину? Неисправен может быть выключатель, электрический патрон или электропроводка. С помощью тестера легко проверяется любая лампа накаливания из домашнего светильника или фары автомобиля, нити накала ламп дневного света и энергосберегающих ламп. Для проверки достаточно установить переключатель прибора в положение измерения минимального сопротивления и прикоснуться концами щупов к выводам цоколя лампочки.
Сопротивление нити накала лампочки составило 51 Ом, что свидетельствует о ее исправности. Если бы нить была в обрыве, то прибор показал бы бесконечное сопротивление. Сопротивление галогенной лампочки на 220 В мощностью 50 ватт при свечении составляет около 968 Ом, автомобильной лампочки на 12 вольт мощностью 100 ватт, около 1,44 Ом.
Стоит заметить, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном состоянии (когда лампочке не горит) в несколько раз меньше, чем в разогретом. Это связано с физическим свойством вольфрама. Его сопротивление с разогревом нелинейно возрастает. Поэтому лампы накаливания, как правило, перегорают в момент включения.
К сожалению светодиодные и энергосберегающие лампы без разборки мультиметром не проверить, так как питающее напряжение с выводов цоколя подается на диодный мост драйвера.
С помощью онлайн калькулятора вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление любой лампочки накаливания или нагревательного элемента, например, ТЭНа, электрического паяльника.
Проверка звуковоспроизводящих наушников
Бывает у наушников в одном из излучателей, или в обоих сразу, звук искажаться, периодически исчезает или отсутствует. Тут возможны два варианта, либо неисправны наушники, или устройство, с которого поступает сигнал. С помощью омметра легко проверить, в чем причина и локализовать место неисправности.
Для проверки наушников нужно подсоединить концы щупов к их разъему. Обычно наушники подключаются к аппаратуре с помощью разъема типа Джек 3,5 мм, показанному на фотографии.
Одним концом щупа прикасаются к общему выводу, а вторым по очереди к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть одинаковым и составлять около 40 Ом. Обычно в паспорте на наушники сопротивление указывается.
Если сопротивление каналов сильно отличается, то возможно в проводах имеется короткое замыкание или обрыв провода. Убедиться в этом легко, достаточно концы щупов подсоединить к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть в два раза больше, чем одного наушника, то есть уже 80 Ом. Практически измеряется суммарное сопротивление последовательно включенных излучателей.
Если сопротивление при шевелении проводников во время измерений изменяется, значит, провод в каком-то месте перетертый. Обычно провода перетираются в местах выхода из Джека или излучателей.
Для локализации места обрыва провода нужно во время измерений, изгибать провод локально, зафиксировав остальную его часть. По нестабильности показаний омметра вы определите место дефекта. Если у Джека, то нужно приобрести разборный разъем, откусить старый с участком плохого провода и распаять провод на контакты нового Джека.
Если обрыв находится у входа в наушники, то нужно их разобрать, удалить дефектную часть провода, зачистить концы и припаять, к тем же контактам, к которым провода были припаяны раньше. В статье сайта «Как паять паяльником» Вы можете ознакомиться об искусстве пайки.
Измерение номинала резистора (сопротивления)
Резисторы (сопротивления) широко применяются в электрических схемах. Поэтому при ремонте электронных устройств возникает необходимость проверки исправности резистора или определения его величины.
На электрических схемах резистор обозначается в виде прямоугольника, внутри которого иногда пишут римскими цифрами его мощность. I – один ватт, II – два ватта, IV – четыре ватта, V – пять ватт.
Проверить резистор (сопротивление) и определить его номинал можно с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. В секторе режима измерения сопротивления, предусмотрено несколько положений переключателя. Это сделано для того, чтобы повысить точность результатов измерений.
Например, положение 200 позволить измерять сопротивления величиной до 200 Ом. 2k – до 2000 Ом (до 2 кОм). 2M – до 2000000 Ом. (до 2 МОм). Буква k после цифр обозначает приставку кило – необходимость умножения числа на 1000, M обозначает Мега, и число нужно умножить на 1 000 000.
Если переключатель установить в положение 2k, то при измерении резистора номиналом 300 кОм прибор покажет перегрузку. Необходимо переключить его в положение 2М. В отличие, от измерения напряжения, в каком положении находится переключатель, не имеет значения, всегда можно в процессе измерений его переключить.
Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторовпо цветовой маркировке
Иногда при проверке резистора, омметр показывает, какое-то сопротивление, но если резистор в результате перегрузок изменил свое сопротивление и оно уже не соответствует маркировке, то такой резистор применять недопустимо. Современные резисторы маркируются с помощью цветных колец. Определить номинала резистора, маркированного цветными кольцами удобней всего с помощью онлайн калькулятора.
Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторовмаркированных 4 цветными кольцами
Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторовмаркированных 5 цветными кольцами
ydoma.info
9. Четырехпроводное измерение сопротивления (методом Кельвина) | 7. Измерительные приборы | Часть1
9. Четырехпроводное измерение сопротивления (методом Кельвина)
Четырехпроводное измерение сопротивления (методом Кельвина)
Предположим, что мы захотели измерить сопротивление некоего компонента, расположенного на значительном расстоянии от омметра. Сделать это обычным способом весьма проблематично, так как омметр измерит все сопротивления цепи, включая сопротивления соединительных проводов (Rпровода) и сопротивление самого компонента (Rкомпонента):
Сопротивление провода, как правило, очень мало (всего несколько Ом на сотни метров, в зависимости от сечения), но, если провода очень длинные, а тестируемый компонент имеет небольшое сопротивление, то ошибка измерения будет существенной.
Выход из сложившейся ситуации можно найти в использовании амперметра и вольтметра. Из закона Ома мы знаем, что сопротивление равно напряжению поделенному на силу тока (R = U/I). Таким образом, мы сможем рассчитать сопротивление компонента, если измерим силу проходящего через него тока и напряжение на его выводах:
Так как наша цепь является последовательной, сила тока в любой ее точке будет одинаковой. В связи с этим место подключения амперметра принципиального значения не имеет. Напряжение-же, в отличие от силы тока, на разных компонентах будет различным. Поскольку нам нужно рассчитать сопротивление определенного компонента, то и напряжение мы будем измерять именно на этом компоненте.
По условиям задачи, замер сопротивления необходимо произвести на некотором расстоянии от тестируемого компонента, а это значит, что вольтметр будет подключен к тестируемому компоненту посредством длинных проводов, обладающих некоторым сопротивлением:
Поначалу может показаться, что мы потеряли все преимущества от измерения сопротивления таким способом, потому что длинные провода подключения вольтметра внесут в схему дополнительные паразитные сопротивления. Однако, при детальном рассмотрении ситуации можно прийти к выводу, что это не так. По проводам подключения вольтметра будет идти очень незначительный ток, а следовательно, падение напряжения на них будет таким маленьким, что его можно не принимать во внимание. Иными словами, вольтметр покажет такое же напряжение, какое он показал бы при непосредственном подключении к компоненту:
Любое падение напряжения на проводах цепи, по которым течет основной ток, не будет измерено нашим вольтметром, и никаким образом не повлияет на расчет сопротивления тестируемого компонента. Точность измерения можно повысить, если свести к минимуму поток электронов через вольтметр. Достигается это при помощи использования более чувствительного (рассчинанного на небольшой ток) индикатора, и/или потенциомерического инструмента (инструмента нулевого балланса).
Такой метод измерения сопротивления (позволяющий избежать ошибок, вызванных дополнительным сопротивлением провода) называется методом Кельвина. Специальные соединительные зажимы, облегчающие соединение с тестируемым компонентом, называются разъемами Кельвина:
Зажим разъема Кельвина в целом похож на зажим типа "крокодил", но между ними существуют небольшие различия. Если две половины зажима "крокодил" электрически связаны друг с другом посредством шарнира, то две половины зажима Кельвина такой связи не имеют (они изолированы друг от друга). Электрический контакт между ними возникает только в точке присоединения к проводу или выводу тестируемого компонента. Благодаря этому ток, проходящий через провод "Т" (ток), не попадает в провод "Н" (напряжение) и не создает ошибок, вызывающих падение напряжения в последнем:
Аналогичный принцип используется для измерения силы тока с помощью вольтметра и шунтирующего резистора. Как уже говорилось ранее, шунтирующий резистор в этом случае будет определять, сколько вольт или милливольт напряжения будет приходиться на ампер тока. Иными словами, резистор "преобразует" величину тока в пропорциональную величину напряжения. Таким образом, сила тока может быть точно определена путем измерения напряжения на шунтирующем резисторе:
Измерение тока при помощи вольтметра и шунтирующего резистора особенно актуально в цепях с токами большой величины. В таких цепях сопротивление шунта будет, вероятно, в пределах милли или микроом, чтобы падение напряжения при полном токе было минимальным. Сопротивление такой малой величины можно сравнить с сопротивлением соединительных проводов, а это значит, что замер напряжения на шунтирующем резисторе нужно произвести так, чтобы избежать измерения падения напряжения на токонесущих проводах. Для того, чтобы вольтметр измерял только напряжение на шунте, без всяких паразитных напряжений, возникающих из проводов и т.д., шунт оснащают четырьмя контактами:
В метрологических приборах (метрология - наука об измерениях), точность которых имеет первостепенное значение, высокоточные резисторы также оборудованы четырьмя контактами: два - для измерения силы тока, и два - для передачи напряжения вольтметру. С помощью этих контактов вольтметр измеряет напряжение только на резисторе, не учитывая остальные паразитные напряжения.
На следующей фотографии показан погруженный в масляную ванну (с контролируемой температурой) высокоточный резистор номиналом 1 Ом. На этом резисторе вы можете увидеть два больших контакта для тока, и два маленьких - для напряжения:
Ниже показан еще один, более старый высокоточный резистор, немецкого производства. Он имеет сопротивление 0,001 Ом и четыре контакта, выполненных в виде черных ручек. Две большие ручки предназначены для подключения основных проводов исследуемой цепи, а две маленькие - для подключения вольтметра:
Стоит отметить, что совместное использование вольтметра и амперметра для измерения сопротивления увеличит ошибку в конечном результате. Поскольку точность этих приборов оказывает непосредственное влияние на результаты измерения, общая их точность может быть хуже, чем точность любого из приборов по отдельности. Например, если и амперметр и вольтметр имеют точность +/- 1%, любое измерение, проведенное с помощью этих приборов, может потерять в точности +/- 2%.
Более высокую точность измерения можно получить путем замены амперметра на высокоточный резистор, используемый в качестве токоизмерительного шунта. Некоторая погрешность в этом случае все равно будет иметь место, но она будет значительно меньшей, так как точность резистора превышает точность амперметра. После произведенной замены схема, использующая разъемы Кельвина, примет следующий вид:
Жирными линиями на этой схеме обозначены токонесущие провода, их легко отличить от проводов, соединяющих вольтметр с обоими сопротивлениями (Rкомпонента и Rвысокоточ).
www.radiomexanik.spb.ru
Поделиться с друзьями: