Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое Омметр? Практика измерения сопротивления омметром

Схема омметра на базе мультиметра и на базе платы Arduino

С помощью омметра можно проверить полностью или частично исправность большинства радиокомпонентов, таких как катушки индуктивности, резисторы, диоды, трансформаторы, плавкие предохранители.

С помощью омметра можно даже проверить конденсаторы на наличие электрического пробоя обкладок, узнать о наличии обрыва или пробой p-n перехода транзистора или другого полупроводника, оценить целостность соединений и дорожек на печатной плате.

На принципиальных схемах это измерительное устройство встречается не часто, но имеет свое условно графическое обозначение.

Как видем на схеме омметр изображен в виде кружка с двумя выводами, которые в радиолюбительской практике являются измерительными выводами. Внутри кружка изображается греческий символ «омега», говорящий2 о том, что в данной схеме прибор измеряет сопротивление.

В когда-то популярном журнале «Радио» была опубликована схема простого омметра, которым можно измерять сопротивление различных элементов в диапазоне от нескольких омов до пары мегаом.

Амперметр подсоединен к измерительной цепи, составленной из резисторов R1, R2, батарейки, выключател и гнезд коммутации Х1-ХЗ, к которым подключают проверяемые радиоэлементы.

Когда контакты SA1 разомкнуты, измеряемый компонент, например резисторы, подсоединяют к гнездам Х2 и Х3. Но предварительно их замыкают и устанавливают стрелку амперметра переменным резистором R1 на конечное деление шкалы — условный нуль отсчета. После размыкания Х2 и Х3 к ним подключают исследуемый резистор. Это первый поддиапазон прибора, на котором схема омметра измеряет сопротивления от 0,9 кОм до 2 МОм. Чем больше номинал резистора, тем меньший ток протекает через амперметр и меньше отклонение его стрелки. Установив SA1 в положение замкнутых контактов, устанавливают стрелку на нуль отсчета, после чего подключают резистор к Х1, Х2 второго поддиапазона. Теперь проверяемое в схеме омметра сопротивление шунтируется микроамперметром, стрелка его отклонится на гораздо меньший угол при меньшем сопротивлении резистора. Пределы измерения в этом режиме — 9 Ом — 22 кОм.

В мультиметрах при измерении сопротивления в режиме Омметра необходимо выбрать секцию с обозначением греческим символом «Омега» при помощи ручного переключателя режимов работы. Для измерения сопротивления схемы необходимо ориентировочно прикинуть сопротивление измеряемой цепи и выбрать нужный предел измерения. У омметров в серии DT-83x, M83x имеется 5 диапазонов измерения: 200 (до 200 Ом), 2k или 2000 (до 2000 Ом), 20k (до 20.000 Ом), 200k (до 200.000 Ом), 2М либо 2000k (до 2.000.000 Ом).

Например, имется неизвестный резистор, его номинал ориентировочно составляет от 1 килоОма до 10 килоОм. Выбираем предел измерения, который выше наибольшего предполагаемого номинала. Для цифрового мультиметра M830 таким пределом будет 20k. Если же номинал резистора окажется больше, то на экране зафиксируется единичка. В этом случае необходимо переключить ручной переключатель на диапазон выше и провести повторный замер.

В радиолюбительской практике часто приходиться измерять номинал резисторов омметром. При этом щупы необходимо соединить с выводами радиокомпонента, номинал которого предстоит узнать. В этом примере никогда не забывайте о том, что нельзя касаться руками токоведущих частей щупов и выводов радио компонента, т.к если удерживать руками щупы и выводы, то в итоге будет измерено сопротивление резистора (R1) и сопротивления Вашего тела (R2). И итоговый результат будет составлять общее от двух параллельно соединенных резисторов, Смотри схему.

При ремонте различных электронных устройств и бытовой техники часто необходимо проверить сопротивление радиокомпонентов, например, резистора, впаянного в схему. В этом случае нужно выпаять хотя бы один вывод элемента, и уже только после этого осуществлять измерение сопротивления омметром.

Т.к впаянный в схему радиоэлемент связана с другими компонентами схемы, и общее измеряемое сопротивление будет не той величиной которая нам необходима. Для правильного измерения требуется обеспечить условия, при которых измерительная цепь состоит только из иомметра, и измеряемого элемента. На принципиальной схеме ниже это показано как цепь состоящая из резистора (R1) и омметра (PR1).

При проверке в режиме омметра многовыводных радиокомпонентов лучше их полностью выпаять. Это позволит исключить лишнии ошибки и повысит точность измерения.

Сразу скажу, что кроме платы Arduino потребуется один резистор с заранее известным номиналом. Схема омметра очень проста и основана на принципе работы делителя напряжения, в котором один резистор является известным, а номинал другого следует определить. Затем на схеме Arduino мы запустим программу, которая будет вычислять сопротивление в соответствии с законом Ома. Итак, схема простого омметра на базе Arduino и делителя напряжения выглядит так:

Код для создания простой схемы омметра на основе Ардуино вы можете посмотреть по ссылке выше, там же вы найдете сохраненки с результатами измерений.

Значение известного резистора (в омах) нужно ввести в пятой строке программного кода. В данном примере используется резистор на 1000 Ом. Программа устанавливает аналоговый вывод A0 для считывания напряжения между известным сопротивлением и неизвестным. Можно задействовать любой другой аналоговый вывод, но тогда следует переподключить и схему омметра. Открыв последовательный монитор, вы увидите значения сопротивления, выводимые один раз в секунду. Вы увидете два значения: R2 и Vout. R2: сопротивление неизвестного резистора в Ом. Vout: падение напряжения на нем.

Учтите, что для разных диапазонов измерения сопротивления потребуются различные эталонные резисторы. В целом, данный проект позволяет собрать своими руками простую схему омметра на Arduino.

Что такое Омметр? Практика измерения сопротивления омметром

Название: Электрические и радиотехнические измерения – Учебное пособие (Розова Н.Н.)

Жанр: Сфера услуг

Просмотров: 703

Лабора торная работа №6

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОМУ ГОКУ МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ

2. Приобрести практические кавыки измерения активных сопротивлений с помощью приборов 43101, ВУ-15, В7-1 С>А.

3. Приобрести практические навыки определения чувствительности омметров.

1. Изучить назначение и принцип действия, метрологические характеристики приборов 43101, ВУ-15, R7-I6A,

2. Измерить предложенные значении меры электрического сопротивления РЗЗ приборами 43101, ВУ-15, В7-16А.

3. Определить основную погрешность измерения активного сопротивления вольтметра В7-16А па пределах 1, 10, 100 с помощью магазина сопротивлений МСР-63.

4. Определить чувствительность омметра, входящего в состав комбинированного прибора ВУ-! 5.

0( ИОННЫЕ СВЕДЕНИЯ

Метод непосредст венной оценки измерения реализуется в приборах прямого действия, в которых измеряемая величина оценивается непосредственно по шкале, заранее отградуированной в соответствующих единицах, или считывастся с электронного табло цифровых приборов. Из приборов с непосредственным отсчетом индуктивности, емкости и сопротивления на практике наибольшее применение получили электромеханические и э.тект рої ш ые ом метры.

Омметрами называют приборы прямого действия, которые служат для непосредственного измерения электрического сопротивления. По принципу действия омметры можно разделить па две группы: электромеханические омметры и омметры электронной системы.

‘Ъектромеханические омметры делятся на две группы: омметры с однорамочным измерительным механизмом и омметры с двухрамочным измерительным механизмом логомстричеекого типа. Омметры с однорамочным измерительным механизмом в зависимости от значения Rx выполняются но последовательной или параллельной схемам. Омметры с последовательной схемой используются при измерении сравнительно больших сопротивлений (единиц килоом), так как при малых значениях измеряемых сопротивлений эта схема имеет’ малую чувствительность. При измерении небольших сопротивлений применяются омметры, выполненные но параллельной схеме. Основным недостатком омметров с однорамочным измерительным механизмом является зависимость показаний от напряжения источника питания, что вызывает- необходимость предварительной регулировки прибора.

Омметры с логометрическим измерительным механизмом схемы с последовательным включением R>: применяются- для измерения больших сопротивлений (сотен мегаом). При использования параллельной схемы включения /?, предел измерения омметра снижается до сотен килоом. Примером прибора с до г о метрическим измерительным механизом является мегаомметр Ml 10[.Основным достоинством приборов лого.метрическо-го т ипа является независимость показаний прибора от напряжения источника питания.

Характерной особенностью большинства омметров является резко выраженная нелинейность шкалы. В связи с этим предел допускаемой основной погрешности омметров выражается в процентах от длины шкалы или части шкалы и численно не должен превышать обозначения класса іочноети. Абсолютное значение предела допускаемой основной погрешности можем- быть выражено в единицах длины (мм) или в единицах сопротивления (Ом): в первом случае это будет величина постоянная по длине шкалы; во втором случае значение погрешности возрастает с увеличением и з м еряемо Й вел и ч и н ы.

Различают приборы с конечным диапазоном измерений, у которых максимальная числовая отметка шкалы — значащее число, н приборы с бесконечным диапазоном измерений, у которых максимальная отметка шкалы — бесконечность. 13 зависимости от минимальной числовой отметки омметры делят на приборы с нулевой и безнулевой шкалой. Диапазон измерений омметров с нулевой шкалой и бесконечным диапазоном ограничен либо с двух сторон, либо только со стороны больших значений измеряемых сопротивлений. Шкала омметра может быть прямой <минимальная числовая отметка слева, максимальная - справа) или обратной (минимальная отметка - справа, максимальная - слева).

Читать еще:  Практичный самодельный кейс для инструментов

Основу электронных измерителей активных сопротивлений составляют измерители сопротивлений со стрелочной индикацией (аналоговые омметры). Схемы построения этих приборов довольно просты и обеспечивают погрешность измерения не лучше (более) ± 1,5 %.При построении схем электронных вольтметров используются два метода: метод стабилизированного тока в цепи делителя (рис. 1) и метод преобразования измеряемого параметра в пропорциональное ему напряжение (рис. 2),

Делитель, составленный из известного образцового /с0е,р и из- 1 1р>

меряемого /?Л сопро- 1 тивлений, питается от источника напряжения Ü’o,i- Падение напряжения на образцовом резисторе усиливается усилителем У с большим входным сопротивлением. Выходное напряжение усилителя Um,K зависит от значения измеряемого сопротивления. В качестве индикатора обычно применяется магнитоэлектрический микроамперметр, шкала которого градуируется в единицах сопротивления. Эта схема (рис. I, а) применяется при измерении достаточно больших сопротивлений, когда Я^щ-ґ^ Ä.r. Для измерения малых сопротивлений (Л„йР ( ^установить на индикаторном табло показания 0000 с ранновеспым изменением знака полярности.

3. Установить переключатель РОД РАБОТЫ в положение У и ручкой уетппонки калибровки ▼ установить На индикаторном табло показание, рапное значению, ука кінному на шидьдикв вольтметра.

4. Установить переключатель ПРГ.ДКЛ ИЗМР.РГНИЯ в положение 1,00. f>. Установить переключатель РОД РАБОТЫ в положение R и органами регулировки ну тя установит], пулевое показание вольтметра.

6. Соединить между собой гнезда )- 100 VR и $9,8 кіі. Регулировочными иріапими калибровки установить значение сопротивлении на индикаторном табто. равное 89,80 кОм.

3. Подключить к гнезду

100 VR Рис,5. Схема соединения при-

!. Уелановнтъ механический нуль стрелочного прибора ио.тьтметра ИУ-ІХ

7. Нажать кнопку включения сети, имеющую обозначение 0, и про-I реть прибор 15 мин,

Рис. 7. Упрощенная схема омметра

3. Установить переключатель пределов на необходимый предел измерения.

4. І іажать кнопку R.

5. Ручкой 0 установить стрелку прибора на отметку со шкалы Q; закоротить клеммы с надписью > и ручкой ОО установить стрелку прибора на нулевую отметку шкалы LI.

6. Подключить магазин сопротивлений РЗЗ и произвести отсчет по шкале ВУ-15 предложенных значений сопротивлений магазина РЗЗ.

Данные записать в отчет (прил. VI).

Определение чувствительности омметра, входящего в состав вольтметра универсального ВУ-15

В зкеплуатации находятся омметры с неравномерной шкалой (например, гиперболической или логарифмической), выпущенные по ныне отмененным стандартам. Для таких омметров предел допускаемой погрешности нормирован в процентах от длины шкалы. В этом случае предел абсолютной допускаемой погрешности выражается в единицах длины в миллиметрах.

Так, при поверке омметров определение основной погрешности и показаний производят методом прямых измерений поверяемым омметром сопротивления, воспроизводимого образцовой мерой, в качестве которой используется образцовый магазин сопротивлений. Изменяя сопротивления магазина, устанавливают стрелку омметра на поверяемую отметку шкалы, действительное сопротивление отсчитывают по магазину сопротивлении и определяют абсолютную погрешность омметра в поверяемой точке. Для установления пригодности омметра для измерений необходимо абсолютную погрешность омметра в поверяемой точке сравнит ь с нормированным пределом допускаемой погрешности. При зтом необходимо учитывать особенноеги нормирования допускаемой погрешности омметров различных типов. В омметрах с равномерной или степенной шкалой нормируется приведенная погрешность, следовательно, предел допускаемой погрешности ( А .„,„) в омах можно рассчитать по формуле

где К- класс точности поверяемого омметра:

W, верхний предел диапазона (поддиапазона) измерения сопротивления.

Д’;я омметров с существенно неравномерной шкалой для сравнения рассчитанной абсолютной поірешпости омметра в данной точке с нормированным проделом допускаемой ширешности необходимо последнюю выразить также н единицах солрошвления — омах.

! іересчст допускаемой погрешности из единиц длины в единицы со-!.|Ц1Т пиления може і быть произведен, если известна чувствительность S омметра :гри данном показании.

Рассматриваемый способ определения чувствительности омметра магнит-озлектричеекой системы пригоден для омметров, входящих в состав комбинированных приборов, в которых, наряду с неравномерной шкалой, отградуированной, в единицах сопротивления, имеется равномерная шкала для измерения постоянного напряжении (рис. S).

1’не. N. Определение чузствитслыюсти омметра

Как известно, чувствительность .Vесть отношение перемещения Al указателя по шкале к вызвавшему его изменению сонротизления AR:

Следовательно, предел допускаемой погрешности, выраженной в единицах еопроти не. е к и я.

іде /. длина шкадг.с (указана в техническом описании*.

Для определения чувствительности омметра на любом участке его неравномерной шкалы пользуются равномерной шкалой постоянного напряжения.

Например, дзи определения чувствительности омметра на участке Li е отме ткой 30 необходимо:

1) определить число делений п равномерной шкалы постоянного напряжения, соответствующей длине неравномерной шкалы Q;

2) присоединить к омметру магазин сопротивлений РЗЗ;

3) изменяя сопротивление РЗЗ, установить стрелку прибора последовательно на отметки (слева и справа) равномерной шкалы (-A,V), ближайшие к отметке 30 неравномерной шкалы Q (отметки 19 и 20 равномерной шкалы);

4) записать полученные значения сопротивления магазина — R) и Ä2. Для перемещения стрелки прибора па угол, соответствующий дуге между отметками 19 и 20 равномерной шкапы, необходимо изменить сопротивление на AR — R> — R2. Длине L неравномерной шкалы, измеренной по дуге окружности, соответствует п делений равномерной шкалы ( в данном случае п — 30).3начит, одному делению равномерной шкалы будет соответствовать отрезок Un неравномерной шкалы;

5) определить чувствительность омметра в заданной точке по формуле

.9 — ( Lln) AR. (2) Подставив (1) в (2), получим выражение для расчета предела допускаемой основной погрешности в заданной точке шкалы L2 омметра:

Д,„„ — (К»А/£)/Ю0. (3) В выражении (3) отсутствуют величины .V и L. для определения которых необходимы достаточно точные измерения длины деления.

Полученные данные и результаты расчетов занести в от чет (прил. VI).

KOIГГРОЛ ЬН ЫЕ ВОПРОСЫ

1. Пояснить назначение и область применения приборов 43101, ВУ-15, В7-16Л.

2. Что является основным недостатком омметров с однорамочным измерительным механизмом’.’

3. Какие шкалы омметров различают в зависимости от расположения минимальной числовой отметки шкалы?

4. Какие методы используются при построении схем электронных вольтметров?

5. В чем заключается метод преобразования измеряемого параметра в пропорциональное ему напряжение?

6. Поясни п. методику определения основной погрешности при измерении активної о сопротивления вольтметра ІІ7-16А.

7. Пояснить структурную схему и принцип действия вольтметра ВУ-І5. N. Как определяется предел допускаемой погрешности (Д,

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Все сопротивления условно делятся на:

Ø малые (до 1 кОм);

Ø средние (от 1 до 100 кОм);

Ø большие (более 100 кОм).

Для измерения сопротивлений применяют следующие методы:

Ø косвенный метод (с помощью амперметра и вольтметра), с последующим вычислением сопротивления;

Ø метод непосредственной оценки (с помощью омметра)

Ø метод сравнения (с помощью моста постоянного тока).

Косвенный метод

Для измерения этим методом применяются следующие схемы измерений:

Но при этом в схеме на рисунке 1, а неточно измеряется напряжение на сопротивлении RX (оно меньше показания вольтметра на величину падения напряжения на амперметре IRA ), а в схеме на рисунке 1,б неточно измеряется ток (он меньше показания амперметра на значение тока, протекающего через вольтметр U / RV ).

В схеме на рисунке 1, а чем больше RX , тем ближе по значению напряжения вольтметра и резистора, т.е. меньше погрешность измерения напряжения. Поэтому данную схему применяют для измерения больших сопротивлений (например, сопротивления изоляции).

В схеме на рисунке 1, б чем меньше RX , тем ближе по значению токи амперметра и резистора, т.е. меньше погрешность измерения тока. Поэтому эту схему используют для определения малых сопротивлений.

Для измерения средних сопротивлений можно использовать любую из этих схем.

Метод непосредственной оценки

Для измерения величин сопротивления применяют омметры.

Омметр – это прибор для измерения сопротивлений постоянным током. В основе его работы лежит способ измерения сопротивлений с помощью вольтметра и амперметра.

Основан на том, что при постоянном напряжении сила тока в электрической цепи зависит от сопротивления. Эта зависимость позволяет по величине тока в цепи оценивать ее сопротивление. Стрелка омметра показывает на шкале величину сопротивления присоединенного к зажимам прибора. Шкала измерительного прибора градуируется в омах.

Различают две схемы омметров.

с последовательным включением измеряемого резистора RX относительно измерительного прибора

Приборы состоят из источника питания Е, стрелочного прибора (обычно микроамперметр), добавочного резистора RД и переменного калибровочного резистора R К и ключа К.

Читать еще:  Как быстро и точно рассчитать свой правильный вес

Схемы отличаются включением стрелочного прибора: в одной схеме он включен последовательно, а в другой параллельно измеряемому резистору R Х .

Схема с последовательным включением применяется для измерения больших сопротивлений (рисунок 7), а с параллельным (рисунок 8) – малых.

В качестве источника тока (питания) используются сухие гальванические элементы (батареи), которые с течением времени разряжаются, поэтому перед каждым измерением омметр (прибор) необходимо калибровать.

Омметр с последовательным включением калибруют следующим образом: замыкают переключатель К и регулируя R К (сопротивление калибровочного резистора), устанавливают стрелку прибора на отметку «0».

При подключении измеряемого резистора RX к зажимам прибора в цепи протекает ток

( R i – сопротивление источника питания Е).

Значение тока, а значит, и угол отклонения стрелки прибора зависят от R Х .

Чем больше R Х , тем меньше ток, и меньше угол отклонения стрелки. Такой омметр имеет обратную шкалу и нелинейную, так как зависимость тока, протекающего через стрелочный прибор от измеряемого сопротивления R Х будет нелинейна.

Рисунок 2 – Схема омметра с последовательным включением RХ

Омметр с параллельным включением измеряемого резистора RХ калибруется при разомкнутом переключателе К, при этом весь ток протекает через измерительный прибор и угол отклонения стрелки оказывается максимальным. Регулируя R К , устанавливают стрелку прибора на отметку » ¥ «.

При подключении RХ часть тока ответвляется в параллельную ветвь и угол отклонения стрелки уменьшается. Шкала прибора прямая и так же нелинейная, так как зависимость тока от величины измеряемого сопротивления R Х нелинейна.

Рисунок 3 – Схема омметра с параллельным включением RХ

Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Измерение сопротивления обмоток электрических машин постоянному току позволяет выявлять обрывы в обмотках, дефекты в соединениях и другие повреждения. Значения сопротивлений, которые измеряют при эксплуатации электрических машин, находятся в широком диапазоне — от сотых долей до сотен и тысяч ом.

На практике применяют несколько методов измерения сопротивления обмоток постоянному току: омметром, с помощью вольтметра и амперметра, одинарными или двойными мостами. Наименее точным является измерение сопротивления омметром, поэтому его применяют в большинстве случаев для предварительной оценки значения сопротивления. Омметры обычно рассчитаны на измерение сопротивлений от 1 Ом до 100 кОм.

Метод вольтметра-амперметра основан на измерении тока, проходящего через обмотку и потерь напряжения в ней. При применении этого метода используют два варианта схемы включения вольтметра. Амперметр всегда включают последовательно с измеряемой обмоткой и полностью заряженной батареей. Если сопротивление обмотки небольшое, вольтметр присоединяют согласно 1-му варианту на зажимы обмотки. В этом случае увеличение тока, измеряемого амперметром (вызванное включением вольтметра), незначительное, потому что вольтметр имеет большое сопротивление. Сопротивление обмотки для этого случая определяют по формуле

где U — напряжение, которое показывает вольтметр, В; I — ток, измеряемый амперметром, A; Rв — сопротивление вольтметра, Ом.

При измерении больших сопротивлений применяют 2-й вариант, при котором вольтметр присоединяют к зажимам источника питания. При этом сопротивление обмотки определяют из выражения

где Rа — сопротивление амперметра, Ом.

Для исключения нагрева обмотки во время измерений ток в обмотке устанавливают не более 15—20% номинального. Метод вольтметра-амперметра обеспечивает сравнительно высокую точность измерения сопротивлений (0,3—0,5%), если при измерениях используют вольтметры и амперметры класса 0,5 или 0,2.

Метод одинарного моста наиболее часто применяют при измерении сопротивлений от 1 до 100 кОм. При измерении меньших сопротивлений точность измерения снижается. Так, мост РЗЗЗ, широко применяемый на практике при измерении сопротивлений в пределах 1—99990 Ом, обеспечивает класс точности 0,5, а при измерении меньших или больших сопротивлений его точность резко уменьшается. Для измерения сопротивлений менее 1 Ом применяют двойные мосты, обеспечивающие высокую точность измерений. При этом на результаты измерений не влияет сопротивление проводов, которые соединяют мост с измеряемой обмоткой, и сопротивление переходных контактов.

Для получения сравнимых результатов наиболее удобно измерять сопротивление обмоток постоянному току в практически холодном состоянии электрических машин и аппаратов, когда температура обмоток отличается от температуры окружающего воздуха не более чем на 3° С. Если сопротивление обмотки при данной температуре необходимо привести к другой температуре, то удобно пользоваться формулой

где R — сопротивление при температуре, к которой нужно привести сопротивление обмотки, Ом; R1 — измеренное сопротивление обмотки, Ом; Θ1 — средняя температура обмотки при измерении, °С (К); Θ — температура, к которой необходимо привести сопротивление, °С (К); α — температурный коэффициент сопротивления материала проводов обмотки, град -1 (0,004 для меди и 0,00385 для алюминия).

3. Измерение сопротивлений методом омметра

Омметр — стрелочный прибор с непосредственным отсчетом величины сопротивления по шкале. Он представляет собой измерительный механизм, подключенный через добавочный резистор Rд и ключ к источнику тока Е — батарее сухих элементов. В зависимости от способа подключения измеряемого сопротивления к измерительному механизму. Различают омметры с последовательной и параллельной схемами. Омметры с последовательной схемой строятся для измерения больших сопротивлений, омметры с параллельной схемой — для малых сопротивлений 7 .

3.1. Омметр с последовательной схемой

Упрощенная схема омметра с последовательной схемой приведена на рис. 3.4. Цепь состоит из последовательно включенных: источникаЕ, добавочного сопротивления Rд, измерительного механизма и выходных клемм прибора «1, 2». Ток в цепи омметра с последовательной схемой равен

(3.1)

где r — внутреннее сопротивление источника тока; Rx — измеряемое сопротивления; Rи — сопротивление измерительного механизма. При постоянных Rд, Rи, Е и r ток является функцией только измеряемого сопротивления Rx следовательно шкалу прибора можно проградуировать в единицах сопротивления. При Rx = 0, ток в цепи омметра максимален, а при Rx = ∞ равен нулю. Следовательно, у шкалы омметра будут две основные точки: справа «0» Ом, слева – «∞» Ом.

Чтобы нулевая точка шкалы совпадала с верхним пределом измерения измерительного механизма, необходимо, чтобы ток при Rx = 0 был равен верхнему пределу измерения стрелочного прибора. Это достигается соответствующим подбором сопротивления добавочного резистора. Для этого перед каждым измерением выходные клеммы прибора «1, 2» замыкают накоротко (перемычка на рис. 3.4) и устанавливают нуль прибора. Практически это замыкание осуществляется путем соединения накоротко измерительных щупов прибора. При конструировании омметра сопротивление добавочного резистора можно рассчитать по формуле (3.1), положив в ней Rx = 0, а ток равным верхнему пределу измерения измеряемого механизма. Если используется сетевой источник питания или свежие гальванические элементы, то можно положить, что r = 0. Тогда максимальное значение добавочного сопротивления R м д = Е/IRи. По мере старения элемента его внутреннее сопротивление возрастает и величина э.д.с. уменьшается, а I остается постоянным. Это приведет к тому, что величину Rд придется уменьшить.

Решить задачу. 1) В омметре используется прибор I = 1 мА, Rи = 50 Ом, шкала прибора содержит 50 делений. У свежего элемента Е = 1.5 В, r 8 .

Решить задачу. Используя условия предыдущей задачи ответить на вопрос 5, в том случае если омметр построен по параллельной схеме.

38. Схема омметра с последовательным включением измеряемого сопротивления. Определение омметра, устройство, принцип калибровки и измерения сопротивлений.

Для измерения величин сопротивления применяют омметры.

Омметр – это прибор для измерения сопротивлений постоянным током. В основе его работы лежит способ измерения сопротивлений с помощью вольтметра и амперметра.

Основан на том, что при постоянном напряжении сила тока в электрической цепи зависит от сопротивления. Эта зависимость позволяет по величине тока в цепи оценивать ее сопротивление. Стрелка омметра показывает на шкале величину сопротивления присоединенного к зажимам прибора. Шкала измерительного прибора градуируется в омах.

Различают две схемы омметров:

с последовательным включением измеряемого резистора RXотносительно измерительного прибора и параллельным.

Приборы состоят из источника питания Е, стрелочного прибора (обычно микроамперметр), добавочного резистора RД и переменного калибровочного резистора RК и ключа К.

Схемы отличаются включением стрелочного прибора: в одной схеме он включен последовательно, а в другой параллельно измеряемому резистору RХ.

Схема с последовательным включением применяется для измерения больших сопротивлений (рисунок 7), а с параллельным (рисунок 8) – малых.

В качестве источника тока (питания) используются сухие гальванические элементы (батареи), которые с течением времени разряжаются, поэтому перед каждым измерением омметр (прибор) необходимо калибровать.

Омметр с последовательным включением калибруют следующим образом: замыкают переключатель К и регулируяRК (сопротивление калибровочного резистора), устанавливают стрелку прибора на отметку «0».

При подключении измеряемого резистора RX к зажимам прибора в цепи протекает ток

(Ri – сопротивление источника питания Е).

Значение тока, а значит, и угол отклонения стрелки прибора зависят от RХ.

Читать еще:  Вопрос 2. Как установить теодолит в рабочее положение?

Чем больше RХ, тем меньше ток, и меньше угол отклонения стрелки. Такой омметр имеет обратную шкалу и нелинейную, так как зависимость тока, протекающего через стрелочный прибор от измеряемого сопротивления RХ будет нелинейна.

Рисунок 2 – Схема омметра с последовательным включением RХ

39. Схема омметра с параллельным включением измеряемого сопротивления. Определение омметра, устройство, принцип калибровки и измерения сопротивлений.

Омметр – это прибор для измерения сопротивлений постоянным током. В основе его работы лежит способ измерения сопротивлений с помощью вольтметра и амперметра.

Основан на том, что при постоянном напряжении сила тока в электрической цепи зависит от сопротивления. Эта зависимость позволяет по величине тока в цепи оценивать ее сопротивление. Стрелка омметра показывает на шкале величину сопротивления присоединенного к зажимам прибора. Шкала измерительного прибора градуируется в омах.

Омметр с параллельным включением измеряемого резистора RХ калибруется при разомкнутом переключателе К, при этом весь ток протекает через измерительный прибор и угол отклонения стрелки оказывается максимальным. Регулируя RК, устанавливают стрелку прибора на отметку «¥».

При подключении RХ часть тока ответвляется в параллельную ветвь и угол отклонения стрелки уменьшается. Шкала прибора прямая и так же нелинейная, так как зависимость тока от величины измеряемого сопротивления RХнелинейна.

Рисунок 3 – Схема омметра с параллельным включением RХ

Измерение сопротивления постоянному току

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод; метод непосредственной оценки и мостовой метод.
Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности.
Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметра-вольтметра.
Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (рис. 1.9,а) и измерение малых сопротивлений (рис. 1.9,б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.
Для схемы рис. 1.9,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rx — измеряемое сопротивление; Rа — сопротивление амперметра.
Для схемы рис. 1.9,6 искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rв -сопротивление вольтметра.
Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис. 1.9,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме рис. 1.9,6 — при измерении малых сопротивлений.
Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению

где γв, γa, — классы точности вольтметра и амперметра;
Uп, I п пределы измерения вольтметра и амперметра.
Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежании нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

Рис. 1.9. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.
Рекомендуется проводить 3 — 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после того как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока. Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения.

MRU-200 Измеритель параметров заземляющих устройств

измерение сопротивления проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов (металлосвязь) (2p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по трёхполюсной схеме (3p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);
измерение сопротивления многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;
измерение сопротивления молниезащит (громоотводов) по четырехполюсной схеме импульсным методом;
измерение переменного тока (ток утечки);
измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами; высокая помехоустойчивость;

Метод непосредственной оценки. Предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Измерения омметром дают существенные неточности. По этой причине данный метод используют для приближенных предварительных измерений сопротивлений и для проверки цепей коммутации. На практике применяют омметры типа М57Д, М4125, Ф410 и др. Диапазон измеряемых сопротивлений данных приборов лежит в пределах от 0,1 Ом до 1000 кОм.
Для измерения малых сопротивлений, например сопротивление паек якорных обмоток машин постоянного тока, применяют микроомметры типа М246. Это приборы логометрического типа с оптическим указателем, снабженные специальными самозачищающими щупами.
Также для измерения малых сопротивлений, например переходных сопротивлений контактов выключателей, нашли применение контактомеры. Контактомеры Мосэнерго имеют пределы измерения 0 — 50000 мкОм с погрешностью менее 1,5%. Контактомеры КМС-68, КМС-63 позволяют производить измерения в пределах 500-2500 мкОм с погрешностью менее 5%.
Для измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов, генераторов с достаточно большой точностью применяют потенциометры постоянного тока типа ПП-63, КП-59. Данные приборы используют принцип компенсационного измерения, т. е. падение напряжения на измеряемом сопротивлении уравновешивается известным падением напряжения.

Мостовой метод. Применяют две схемы измерения — схема одинарного моста и схема двойного моста. Соответствующие схемы измерения представлены на рис. 1.10.
Для измерения сопротивлений в диапазоне от 1 Ом до 1 МОм применяют одинарные мосты постоянного тока типа ММВ, Р333, МО-62 и др. Погрешность измерений данными мостами достигает 15% (мост ММВ). В одинарных мостах результат измерения учитывает сопротивление соединительных проводов между мостом и измеряемым сопротивлением. Поэтому сопротивления меньше 1 Ом такими мостами измерить нельзя из-за существенной погрешности. Исключение составляет мост P333, с помощью которого можно производить измерение больших сопротивлений по двухзажимной схеме и малых сопротивлений (до 5 10 Ом) по четырехзажимной схеме. В последней почти исключается влияние сопротивления соединительных проводов, т. к. два из них входят в цепь гальванометра, а два других — в цепь сопротивления плеч моста, имеющих сравнительно большие сопротивления.

Рис. 1.10. Схемы измерительных мостов.
а — одинарного моста; б — двойного моста.
Плечи одинарных мостов выполняют из магазинов сопротивлений, а в ряде случаев (например, мост ММВ) плечи R2, R3 могут быть выполнены из калиброванной проволоки (реохорда), по которой перемещается движок, соединенный с гальванометром. Условие равновесия моста определяется выражением Rх = R3•(R1/R2). С помощью R1 устанавливают отношение R1/R2, обычно кратное 10, а с помощью R3 уравновешивают мост. В мостах с реохордом уравновешивания достигается плавным изменением отношения R3/R2 при фиксированных значениях R1.
В двойных мостах сопротивления соединительных проводов при измерениях неучитываются, что представляет возможность измерять сопротивления до 10-6 Ом. На практике применяют одинарно-двойные мосты типа P329, P3009, МОД-61 и др. с диапазоном измерений от 10-8 Ом до 104 МОм с погрешностью измерения 0,01 — 2%.
В этих мостах равновесие достигается изменением сопротивлений R1, R2, R3 и R4. При этом достигается равенства R1 = R3 и R2 = R4. Условие равновесия моста определяется выражением Rх= RN•(R1/R2). Здесь сопротивление RN — образцовое сопротивление, составная часть моста. К измеряемому сопротивлению Rх подсоединяют четыре провода: провод 2 — продолжение цепи питания моста, его сопротивление не отражается на точности измерений; провода 3 и 4 включены последовательно с сопротивлениями R1 и R2 величиной больше 10 Ом, так что их влияние ограничено; провод 1 является составной частью моста и его следует выбирать как можно короче и толще.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, во избежание ошибок и для предотвращения повреждений гальванометра необходимо производить измерения при установившемся токе, а отключение — до разрыва цепи тока.
Измерение сопротивления постоянному току независимо от метода измерения производят при установившемся тепловом режиме, при котором температура окружающей среды отличается от температуры измеряемого объекта не более чем на ±3°С. Для перевода измеренного сопротивления к другой температуре (например, с целью сравнения, к 15°С) применяют формулы пересчета.

На методе амперметра-вольтметра основаны измерения приборами СОНЭЛ. Измерение больших сопротивлений — это измерители сопротивления электроизоляции серии MIC , малых сопротивлений — это микроомметры MMR-600, MMR-610 и др.. Измерители MMR оснащены источниками стабилизированого тока, аналогово-цифровыми преобразователями, токовыми и потенциальными разъемами подключения, переключателем направления тока для исключения погрешностей измерения в случаях с термо-ЭДС, управление от микроконтроллера, цифровая индикация результатов, связь с компьютером.
Погрешность измерения — 0,25 % с разрешением от 0,1 мкОм (MMR-610).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector