Măsurarea rezistenței AC. Măsurarea rezistenței electrice

Determinarea funcționării oricărui circuit sau instalație.

Obținerea anumitor valori de rezistență la fabricarea mașinilor, aparatelor și instrumentelor electrice în timpul instalării și exploatării instalațiilor electrice este o condiție prealabilă necesară pentru asigurarea funcționării normale a acestora.

Unele rezistențe își păstrează valoarea practic neschimbată, în timp ce altele, dimpotrivă, sunt foarte mult supuse modificării în timp, temperatură, umiditate, forțe mecanice etc. Prin urmare, atât în ​​producția de mașini, dispozitive, instrumente electrice, cât și în timpul instalării. iar instalatiile electrice de functionare trebuie inevitabil sa masoare rezistenta.

Condițiile și cerințele pentru efectuarea măsurătorilor de rezistență sunt foarte diverse. În unele cazuri este necesară o precizie ridicată, în altele, dimpotrivă, este suficient să găsiți o valoare aproximativă a rezistenței.

În funcție de dimensiune, acestea sunt împărțite în trei grupuri:

• 1 ohm și mai puțin - rezistență scăzută,

• de la 1 ohm la 0,1 Mohm - rezistență medie,

• de la 0,1 MΩ și peste - rezistență ridicată.
  

La măsurarea rezistențelor mici, este necesar să se ia măsuri pentru a elimina influența rezistenței firelor de conectare, a contactelor și a termo-EMF asupra rezultatului măsurării.

Când măsurați rezistențele medii, puteți ignora rezistența firelor de conectare și a contactelor și puteți ignora influența rezistenței de izolație.

La măsurarea rezistențelor mari, este necesar să se țină cont de prezența rezistențelor de volum și de suprafață, influența temperaturii, umidității și a altor factori.

Caracteristici de măsurare a rezistențelor mici

Grupul de rezistențe scăzute include: înfășurările de armătură ale mașinilor electrice, rezistența ampermetrelor, șunturile, rezistența înfășurărilor transformatorului de curent, rezistența firelor scurte de magistrală etc.

Când măsurați rezistențe mici, trebuie să țineți întotdeauna cont de posibilitatea influenței rezistenței firelor de legătură și a rezistențelor de tranziție asupra rezultatului măsurării.

Rezistențele firelor de măsurare au valori de 1 x 10 4 - 1 x 10 2 ohmi, rezistențe de tranziție - 1 x 10 5 - 1 x 10 2 ohmi.

Prin rezistență de tranziție sau înțelegeți rezistența care se întâlnește electricitate la trecerea de la un conductor la altul.

Rezistențele de tranziție depind de mărimea suprafeței de contact, de natura și starea acesteia - netedă sau aspră, curată sau murdară, precum și de densitatea contactului, forța de presare etc. Să aflăm, folosind un exemplu, influența a rezistențelor de tranziție și a rezistenței firelor de legătură asupra rezultatului măsurării.

În fig. 1 prezintă o diagramă pentru măsurarea rezistenței folosind instrumente standard ale unui ampermetru și un voltmetru.

Orez. 1. Schema de conectare incorectă pentru măsurarea rezistențelor mici cu un ampermetru și voltmetru.

Să presupunem că rezistența necesară r x este 0,1 ohm, iar rezistența voltmetrului este rv = 500 ohm. Deoarece sunt conectate în paralel, atunci r x/rv = Iv/Ix = 0,1/500 = 0,0002, adică curentul din voltmetru este 0,02% din curentul în rezistența dorită. Astfel, cu o precizie de 0,02%, curentul ampermetrului poate fi considerat egal cu curentul în rezistența dorită.

Împărțind citirea voltmetrului conectat la punctele 1, 1" la citirea ampermetrului, obținem: U"v /Ia = r"x = r x + 2r pr + 2r k, unde r"x este valoarea găsită a rezistența dorită; r pr - rezistența firului de legătură; rc - rezistența de contact.

Socoteală r pr = r k = 0,01 ohm, se obține rezultatul măsurării r"x = 0,14 ohm, din care eroarea de măsurare datorată rezistenței firelor de legătură și rezistenței de contact este egală cu 40% - ((0,14 - 0,1)/0 ,1))x 100%.

Este necesar să se acorde atenție faptului că, pe măsură ce rezistența dorită scade, eroarea de măsurare din motivele de mai sus crește.

Prin conectarea voltmetrului la bornele de curent - punctele 2 - 2 din Fig. 1, adică la acele borne ale rezistenței rx la care sunt conectate firele circuitului de curent, obținem citirea voltmetrului U"v mai mică decât U"v cu cantitatea căderii de tensiune în firele de conectare și, prin urmare, valoarea găsită. a rezistenţei dorite r x"= U" "v /I a = rx + 2 r k va conţine o eroare datorată numai rezistenţei la contacte.

Prin conectarea unui voltmetru așa cum se arată în Fig. 2, la bornele de potențial situate între cele curente, obținem voltmetrul care indică U""" v mai mic decât U"v cu cantitatea căderii de tensiune pe rezistențele de contact și, prin urmare, valoarea găsită a rezistenței dorite r" ""x = U""v/Ia = rx

Orez. 2. Schema corectă de conectare pentru măsurarea rezistențelor mici cu un ampermetru și voltmetru

Astfel, valoarea găsită va fi egală cu valoarea reală a rezistenței dorite, deoarece voltmetrul va măsura valoarea reală a tensiunii la rezistența dorită rx între bornele sale potențiale.

Utilizarea a două perechi de cleme, curent și potențial, este tehnica principală de eliminare a influenței rezistenței firelor de conectare și a rezistențelor de tranziție asupra rezultatului măsurătorilor mici de rezistență.

Caracteristici de măsurare a rezistențelor mari

Conductoarele de curent slabe și izolatorii au rezistență ridicată. La măsurarea rezistenței conductoarelor, a materialelor izolatoare și a produselor realizate din acestea, trebuie să se țină cont de factorii care pot influența valoarea rezistenței acestora.

Acești factori includ în primul rând temperatura, de exemplu, conductivitatea cartonului electric la o temperatură de 20°C este de 1,64 x 10 -13 1/ohm, iar la o temperatură de 40°C este de 21,3 x 10 -13 1/ohm. Astfel, o modificare a temperaturii cu 20° C a provocat o modificare a rezistenței (conductivității) de 13 ori!

Cifrele arată clar cât de periculos este să subestimați influența temperaturii asupra rezultatelor măsurătorilor. În mod similar, un factor foarte important care influențează valoarea rezistenței este conținutul de umiditate atât al materialului de testat, cât și al aerului.

În plus, valoarea rezistenței poate fi influențată de tipul de curent folosit pentru testare, de mărimea tensiunii testate, de durata tensiunii etc.

La măsurarea rezistenței materialelor izolatoare și a produselor realizate din acestea, trebuie luată în considerare și posibilitatea trecerii curentului pe două căi:

1) prin volumul materialului de testat,

2) de-a lungul suprafeței materialului de testat.

Capacitatea unui material de a conduce curentul electric într-un fel sau altul este caracterizată de cantitatea de rezistență care întâlnește curentul în acest punct.

În consecință, există două concepte: rezistența volumetrică, referită la 1 cm3 de material, și rezistența la suprafață, referită la 1 cm2 din suprafața materialului.

Pentru a ilustra, luați în considerare un exemplu.

La măsurarea rezistenței de izolație a cablului folosind un galvanometru, pot apărea erori mari din cauza faptului că galvanometrul poate măsura (Fig. 3):

a) curent Iv, mergând de la miezul cablului la mantaua sa metalică prin volumul de izolație (curentul Iv, cauzat de rezistența volumetrică a izolației cablului, caracterizează rezistența de izolație a cablului),

b) curent Is, mergând de la miezul cablului la manta sa de-a lungul suprafeței stratului izolator (Is, cauzat de rezistența suprafeței, depinde nu numai de proprietățile materialului izolator, ci și de starea suprafeței sale).

Orez. 3. Curent de suprafață și volum în cablu

Pentru a elimina influența suprafețelor conductoare la măsurarea rezistenței de izolație, pe stratul izolator este plasată o bobină de sârmă (inel de protecție), care este conectată așa cum se arată în Fig. 4.

Orez. 4. Circuit pentru măsurarea curentului în vrac al cablului

Apoi curentul Is va trece pe lângă galvanometru și nu va introduce erori în rezultatele măsurătorii.

În fig. 5 dan schema circuitului pentru a determina rezistivitatea volumetrică a materialului izolator - placa A. Aici BB sunt electrozii cărora li se aplică tensiunea U, G este un galvanometru care măsoară curentul datorat rezistenței de volum a plăcii A, B este inelul de protecție.

Orez. 5. Măsurarea rezistenței de volum a unui dielectric solid

În fig. 6 prezintă o diagramă schematică pentru determinarea rezistivității de suprafață a unui material izolator (planșa A).

Orez. 6. Măsurarea rezistenței de suprafață a unui dielectric solid

Atunci când măsurați rezistențe mari, ar trebui să acordați o atenție deosebită izolației instalației de măsurare în sine, deoarece în caz contrar, un curent va trece prin galvanometru datorită rezistenței de izolație a instalației în sine, ceea ce va atrage o eroare de măsurare corespunzătoare.

Rezistenta electrica - de baza caracteristica electrica conductor, valoare care caracterizează rezistența unui circuit electric sau a secțiunii acestuia la curentul electric. Rezistența poate fi numită și o parte (mai des numită rezistor) care oferă rezistență electrică la curent. Rezistența electrică se datorează transformării energie electricaîn alte tipuri de energie și se măsoară în ohmi.

Măsurare folosind metoda ampermetrului și voltmetrului. Rezistența oricărei instalații electrice sau secțiune a unui circuit electric poate fi determinată folosind un ampermetru și un voltmetru folosind legea lui Ohm. La pornirea dispozitivelor conform diagramei din Fig. 1.2, (a) nu numai curentul măsurat I x trece prin ampermetru, ci și curentul I v trece prin voltmetru. Prin urmare rezistența

R X = U / (I - U/R v ) (110)

Unde R v - rezistenta voltmetrului.

La pornirea dispozitivelor conform diagramei din Fig. 1.2, b, voltmetrul va măsura nu numai căderea de tensiune Ux la o anumită rezistență, ci și căderea de tensiune în înfășurarea ampermetrului U A = IR A. Prin urmare

R X = U/I - R A (111)

Unde R A - rezistenta ampermetrului.

În cazurile în care rezistența dispozitivelor este necunoscută și, prin urmare, nu poate fi luată în considerare, este necesar să se folosească circuitul din Fig. 1 la măsurarea rezistențelor mici. 1.2a, iar la măsurarea rezistențelor mari - cu circuitul din Fig. 1.2, b. În acest caz, eroarea de măsurare, determinată în primul circuit de curentul I v, iar în al doilea de căderea de tensiune UA, va fi mică în comparație cu curentul I x și tensiunea U x.

Măsurarea rezistenței cu punți electrice. Circuitul de punte (Fig. 1.3a) este format dintr-o sursă de alimentare, un dispozitiv sensibil (galvanometru G) și patru rezistențe incluse în brațele punții: cu o rezistență necunoscută R x (R4) și rezistențe cunoscute R1, R2, R3 , care poate fi utilizat în timpul modificării măsurătorilor. Dispozitivul este conectat la una dintre diagonalele podului (măsurare), iar sursa de alimentare este conectată la cealaltă (alimentare).

Rezistențele R1 R2 și R3 pot fi selectate astfel încât atunci când contactul B este închis, citirile dispozitivului să fie egale cu zero (în acest caz, se obișnuiește să spunem că puntea este echilibrată). În același timp, rezistență necunoscută

R X = (R 1 /R 2 )R 3 (112)

Orez. 1.2

Orez. 1.3.

În unele poduri, raportul brațelor R1/R2 este setat constant, iar echilibrul punții se realizează doar prin selectarea rezistenței R3. În altele, dimpotrivă, rezistența R3 este constantă, iar echilibrul se realizează prin selectarea rezistențelor R1 și R2.

Măsurarea rezistenței cu o punte de curent continuu se efectuează după cum urmează. O rezistență necunoscută R x este conectată la bornele 1 și 2 (de exemplu, o înfășurare mașină electrică sau aparat), la bornele 3 și 4 - un galvanometru, iar la bornele 5 și 6 - o sursă de alimentare (celulă galvanică uscată sau baterie). Apoi, prin schimbarea rezistențelor R1, R2 și R3 (care sunt utilizate ca rezervoare de rezistență comutate de contactele corespunzătoare), se realizează echilibrul punții, care este determinat de citirea zero a galvanometrului (cu contactul B închis).

Exista diverse modele Punți de curent continuu, a căror utilizare nu necesită calcule, deoarece rezistența necunoscută R x este măsurată pe scara instrumentului. Depozitele de rezistență montate în ele vă permit să măsurați rezistențe de la 10 la 100.000 ohmi.

Atunci când se măsoară rezistențe mici cu punți convenționale, rezistențele firelor de conectare și ale conexiunilor de contact introduc erori mari în rezultatele măsurării. Pentru a le elimina, se folosesc punți duble DC (Fig. 1.3, b). În aceste poduri, firele care conectează un rezistor cu o rezistență măsurată R x și un rezistor standard cu o rezistență R0 cu alte rezistențe ale punții, iar conexiunile lor de contact sunt conectate în serie cu rezistențele brațelor corespunzătoare, a căror rezistență. este setat la cel puțin 10 ohmi. Prin urmare, practic nu au niciun efect asupra rezultatelor măsurătorilor. Firele care conectează rezistențele cu rezistențele R x și R0 sunt incluse în circuitul de putere și nu afectează condițiile de echilibru ale punții. Prin urmare, precizia măsurării rezistențelor mici este destul de mare. Podul este proiectat astfel încât la reglarea acestuia să fie îndeplinite următoarele condiții: R1 = R2 și R3 = R4. În acest caz

R X = R 0 R 1 /R 4 (113)

Punțile duble vă permit să măsurați rezistențe de la 10 la 0,000001 ohmi.

Dacă puntea nu este echilibrată, atunci acul din galvanometru se va abate de la poziția zero, deoarece curentul diagonalei de măsurare la valori constante ale rezistențelor R1, R2, R3 etc. d.s. sursa de curent va depinde doar de modificarea rezistenței R x. Acest lucru vă permite să calibrați scala galvanometrului în unități de rezistență R x sau orice alte unități (temperatura, presiune, etc.) de care depinde această rezistență. Prin urmare, o punte de curent continuu dezechilibrat este utilizată pe scară largă în diferite dispozitive pentru măsurarea cantităților neelectrice prin metode electrice.

De asemenea, sunt utilizate diverse punți de curent alternativ, care fac posibilă măsurarea inductanței și capacității cu mare precizie.

Măsurând cu un ohmmetru. Ohmmetrul este un miliampermetru 1 cu mecanism de măsurare magnetoelectric și este conectat în serie cu rezistența măsurată R x (Fig. 1.4.) și un rezistor suplimentar R D în circuitul de curent continuu. La e constantă. d.s. sursa și rezistența rezistenței R D curentul din circuit depinde doar de rezistența R x. Acest lucru vă permite să calibrați scala instrumentului direct în ohmi. Dacă bornele de ieșire ale dispozitivului 2 și 3 sunt scurtcircuitate (vezi linia întreruptă), atunci curentul I din circuit este maxim și săgeata dispozitivului deviază spre dreapta la cel mai mare unghi; pe scară aceasta corespunde unei rezistențe de zero. Dacă circuitul dispozitivului este deschis, atunci I = 0 și săgeata este la începutul scalei; acestei poziții îi corespunde o rezistență egală cu infinitul.

Dispozitivul este alimentat de o celulă galvanică uscată 4, care este instalată în corpul dispozitivului. Aparatul va da citiri corecte numai dacă sursa de curent are o constantă e. d.s. (la fel ca la calibrarea cântarului instrumentului). Unele ohmmetre au două sau mai multe domenii de măsurare, cum ar fi 0 până la 100 ohmi și 0 până la 10.000 ohmi. În funcție de aceasta, un rezistor cu rezistența măsurată R x este conectat la diferite terminale.

Măsurarea rezistențelor mari cu megaohmmetre. Pentru a măsura rezistența de izolație, se folosesc cel mai des megaohmetrii sistemului magnetoelectric. Ei folosesc logometrul 2 ca mecanism de măsurare (Fig. 1.5), ale cărui citiri nu depind de tensiunea sursei de curent care alimentează circuitele de măsurare. Bobinele 1 și 3 ale dispozitivului sunt situate în câmpul magnetic al unui magnet permanent și sunt conectate la o sursă de alimentare comună 4.

Orez. 1.4.

Orez. 1.5.

Un rezistor suplimentar R d este conectat în serie cu o bobină, iar un rezistor cu rezistența R x este conectat în circuitul celeilalte bobine.

Un mic generator de curent continuu 4 numit inductor este de obicei folosit ca sursă de curent; Armătura generatorului este rotită de un mâner conectat la acesta printr-o cutie de viteze. Inductoarele au tensiuni semnificative de la 250 la 2500 V, datorită cărora pot fi măsurate rezistențe mari cu un megaohmmetru.

Când curenții I1 și I2 circulă prin bobine interacționează cu camp magnetic un magnet permanent creează două momente direcționate opus M1 și M2, sub influența cărora partea în mișcare a dispozitivului și indicatorul vor ocupa o anumită poziție. După cum sa arătat în § 100, poziția părții mobile a raportorului depinde de raportul I1/I2. Prin urmare, atunci când R x se schimbă, se va schimba unghiul? abaterile săgeților. Scara megaohmmetrului este calibrată direct în kilo-ohmi sau mega-ohmi (Fig. 1.6, a).

Orez. 1.6.

Pentru a măsura rezistența de izolație dintre fire, trebuie să le deconectați de la sursa de curent (din rețea) și să conectați un fir la borna L (linie) (Fig. 1.6b), iar celălalt la borna 3 (masă). Apoi, prin rotirea mânerului inductorului de 1 megaohmmetru, rezistența de izolație este determinată pe scara raportometrului 2. Comutatorul 3 din dispozitiv vă permite să modificați limitele de măsurare. Tensiunea inductorului și, prin urmare, viteza de rotație a mânerului său, teoretic nu afectează rezultatele măsurătorii, dar în practică se recomandă rotirea acestuia mai mult sau mai puțin uniform.

La măsurarea rezistenței de izolație între înfășurările unei mașini electrice, deconectați-le unele de altele și conectați una dintre ele la borna L și cealaltă la borna 3, după care, prin rotirea mânerului inductorului, se determină rezistența de izolație. Când se măsoară rezistența de izolație a înfășurării în raport cu carcasă, aceasta este conectată la borna 3, iar înfășurarea la borna L.

În practica radioamatorilor, uneori este necesar să se măsoare rezistențe mici a căror valoare este sub 1 Ohm, de exemplu, în cazul verificării înfășurărilor transformatorului pentru scurtcircuite, contacte rele, diverse șunturi. Cum se măsoară rezistențele mici de miliohmi sau microohmi? După cum se știe din cursul de inginerie electrică, măsurarea rezistenței se bazează pe efectul conversiei valorii lor în curent sau tensiune. Circuitul atașamentului multimetrului se bazează pe acest principiu.

Acest circuit simplu utilizat la măsurarea unor valori mici de rezistență - de la 0,001 la 1,999 ohmi. Vom avea nevoie de o baterie separată pentru a alimenta designul radio amator. Tensiunea de alimentare este stabilizată de LM317LZ IC. Trimmer-ul trebuie ajustat cu precizie la 100 mA pentru a asigura o precizie ridicată și o eroare redusă.

Placa de circuit imprimat este prezentată în figura de mai jos și este cel mai ușor de utilizat. La asamblarea structurii, încercați să reduceți la minimum lungimea firelor de instalare.

Un multimetru digital standard D830 va afișa o valoare în ohmi, variind de la 0,001 la 1,999 ohmi. Pentru a testa dispozitivul, determinați valoarea mai multor rezistențe de un ohm conectate în paralel.

Dacă doriți, puteți lipi nu doar o consolă, ci și un dispozitiv independent complet finisat. Acest miliohmetru analogic folosește două moduri pentru determinarea rezistenței. La un curent stabil de 1 A, scara este 1 diviziune = 0,002 Ohm și la un curent stabil de 0,1 A, scara este 1 diviziune = 0,02 Ohm. Cu un curent de 0,1 A, dispozitivul va putea determina rezistența de la 0,02 Ohm la un Ohm.

Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe determinarea căderii de tensiune pe rezistența măsurată atunci când trece un anumit curent stabil prin aceasta. Rezistența cadrului dispozitivului de măsurare a indicatorului este de 1200 Ohmi, curentul total de abatere este de 0,0001 A, ceea ce înseamnă că dacă folosim acest indicator ca voltmetru, este necesar să-i aplicăm tensiune U = IxR = 0,0001x1200 = 0,12 V = 120 mV pentru devierea săgeții la ultima diviziune a scalei. Această tensiune ar trebui să scadă pe o rezistență de 1 Ohm la limita de măsurare a dispozitivului de la 0,02 Ohm la 1 Ohm. Aceasta înseamnă că la această limită trebuie să trecem un curent stabil I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120 mA prin rezistența măsurată. Prin analogie, calculăm limita pentru alte valori.

Principiul de funcționare al acestui circuit se bazează pe metoda de măsurare a căderii de tensiune pe rezistența măsurată când sens cunoscut curentul care curge prin ea. Tranzistorul VT1 creează o valoare constantă a curentului și își menține stabilitatea amplificator operațional, care controlează VT1.

Evaluare DC la măsurarea rezistențelor de până la 20 ohmi -10 mA și 100 mA la măsurarea de până la 2 ohmi. Pentru o funcționare stabilă a set-top box-ului, cipul DA1 este alimentat de un stabilizator de tensiune 78L05. Comutatorul SA1 selectează limita de măsurare. Apăsăm butonul SA3 doar în momentul măsurătorilor. Pentru a proteja voltmetrul, la circuit este adăugată o diodă VD1.

Configurarea designului

Mai întâi, setați butoanele de rezistență variabilă R2 și R5 în pozițiile de mijloc. apoi se aplică structurii o tensiune de 8-24 V. Valoarea constantă a curentului care circulă prin rezistența care se măsoară se stabilește folosind următoarea metodă. Este necesar să conectați sondele unui ampermetru precis la bornele rezistenței măsurate. Setați comutatorul SA1 în poziția pentru măsurarea rezistenței de până la 2 ohmi, apoi apăsați SA3 și prin schimbarea rezistenței variabile R5 setați curentul la 100 mA. Apoi, setați SA1 la o poziție de până la 20 ohmi, apăsați SA3 și apoi R2 setează curentul la 10 mA. Repetați această metodă de calibrare a curentului de mai multe ori, apoi acoperiți motoarele cu rezistență variabilă cu lac sau vopsea.

Prin natura lor fizică, toate substanțele reacționează diferit la fluxul de curent electric prin ele. Unele corpuri o transmit bine și sunt clasificate drept conductoare, în timp ce altele o transmit foarte slab. Acestea sunt dielectrice.

Se evaluează proprietățile substanțelor de a rezista curgerii curentului expresie numerică- mărimea rezistență electrică. Principiul definirii sale a fost propus de Georg Ohm. Unitatea de măsură a acestei caracteristici poartă numele lui.

Relația dintre rezistența electrică a unei substanțe, tensiunea aplicată acesteia și curentul electric care curge este de obicei numită legea lui Ohm.

Principii de măsurare a rezistenței electrice

Pe baza dependenței celor mai importante trei caracteristici ale energiei electrice prezentate în imagine, se determină valoarea rezistenței. Pentru a face acest lucru trebuie să aveți:

2. instrumente de măsurare a curentului și tensiunii.

Sursa de tensiune este conectată printr-un ampermetru la suprafața măsurată, a cărei rezistență trebuie determinată, iar căderea de tensiune pe consumator este măsurată cu un voltmetru.

După citirea curentului I cu un ampermetru și a tensiunii U cu un voltmetru, calculați valoarea rezistenței R conform legii lui Ohm. Acest principiu simplu vă permite să efectuați măsurători și să faceți calcule manual. Cu toate acestea, este dificil să îl utilizați în această formă. Pentru ușurință în operare, au fost create ohmmetre.

Proiectarea unui ohmmetru simplu

Producătorii de instrumente produc dispozitive de măsurare a rezistenței care funcționează prin:

1. analog;

2. sau tehnologii digitale.

Primul tip de instrumente se numește instrumente pointer datorită metodei de afișare a informațiilor - deplasarea săgeții față de poziția inițială la punctul de referință pe scară.

Ohmmetrele de tip pointer, ca instrumente de măsurare a rezistenței, au fost primele care au apărut și continuă să funcționeze cu succes până în prezent. Majoritatea electricienilor le au în arsenalul lor de unelte.

Designul acestor dispozitive:

1. toate componentele circuitului de mai sus sunt încorporate în carcasă;

2. sursa produce o tensiune stabilizata;

3. Ampermetrul măsoară curentul, dar scara acestuia este imediat calibrată în unități de rezistență, ceea ce elimină necesitatea efectuării unor calcule matematice constante;

4. Firele cu capete sunt conectate la bornele externe ale bornelor carcasei, asigurând realizarea rapidă a unei conexiuni electrice cu elementul testat.

Instrumentele pointer din această clasă de măsură funcționează datorită propriului sistem magnetoelectric. În interiorul capului de măsurare există o înfășurare de sârmă în care este conectat un arc conductor.

Această înfășurare transportă un curent de la sursa de alimentare prin rezistența măsurată Rx, limitată de rezistența R la nivelul miliamperi. Acesta creează un câmp magnetic care începe să interacționeze cu câmpul unui magnet permanent situat aici, care este prezentat în diagramă cu polii N-S.

Acul sensibil este fixat pe axa arcului și, sub acțiunea forței rezultante generate de influența acestor două câmpuri magnetice, se deviază cu un unghi proporțional cu puterea curentului care curge sau cu valoarea rezistenței conductor Rx.

Scara dispozitivului este realizată în diviziuni de rezistență - Ohmi. Datorită acestui fapt, poziția săgeții de pe ea indică imediat valoarea dorită.

Principiul de funcționare al unui ohmmetru digital

În forma lor pură, contoarele digitale de rezistență sunt produse pentru a efectua lucrări complexe, cu scop special. Consumatorul de masă are acum acces la dispozitive care combină în designul lor sarcinile unui ohmmetru, voltmetru, ampermetru și alte funcții.

Pentru a măsura rezistența, este necesar să comutați comutatoarele corespunzătoare în modul de funcționare necesar al dispozitivului și să conectați capetele de măsurare la circuitul testat.

Când contactele sunt deschise, afișajul va indica „I”, așa cum se arată în fotografie. Ea corespunde unei valori mai mari decât poate detecta dispozitivul într-un interval de sensibilitate dat. Într-adevăr, în această poziție, măsoară deja rezistența secțiunii de aer dintre contactele bornelor firelor de legătură.

Când capetele sunt instalate pe un rezistor sau conductor, ohmetrul digital va afișa valoarea rezistenței sale în numere reale.

Principiul de măsurare a rezistenței electrice cu un ohmmetru digital se bazează și pe aplicarea legii lui Ohm. Dar, în designul său, există deja mai multe tehnologii moderne legate de utilizare:

1. senzori corespunzători proiectați pentru măsurarea curentului și a tensiunii, care transmit informații prin tehnologie digitală;

2. dispozitive cu microprocesor care prelucrează informațiile primite de la senzori și le afișează pe afișaj într-o formă vizuală.

Fiecare tip de ohmetru digital poate avea propriile setări distinctive de utilizator care ar trebui învățate înainte de utilizare. În caz contrar, din ignoranță, puteți face greșeli grave, deoarece aplicarea tensiunii la intrarea sa are loc destul de des. Se manifestă ca epuizare elemente interne sistem.

Ohmmetrele convenționale testează și măsoară circuitele electrice formate din fire și rezistențe care au rezistențe electrice relativ scăzute de până la câteva zeci sau mii de ohmi.

Punți de măsurare DC

Instrumentele de măsurare a rezistenței electrice sub formă de ohmmetre sunt proiectate ca dispozitive portabile, mobile. Sunt convenabile de utilizat pentru evaluarea tipică, circuite standard sau continuitatea circuitelor individuale.

În condiții de laborator, unde sunt adesea necesare precizie ridicată și conformitate de înaltă calitate cu caracteristicile metrologice atunci când se efectuează măsurători, funcționează alte dispozitive - punți de măsurare DC.

Circuite electrice ale punților de măsurare DC

Principiul de funcționare al unor astfel de dispozitive se bazează pe compararea rezistențelor a două brațe și crearea unui echilibru între ele. Modul echilibrat este monitorizat de un mil- sau microampermetru de control atunci când fluxul de curent în diagonala punții se oprește.

Când acul instrumentului ajunge la zero, puteți calcula rezistența necesară Rx din valorile standardelor R1, R2 și R3.

Circuitul punții de măsurare poate avea capacitatea de a regla fără probleme rezistența standardelor din brațe sau poate fi realizat în trepte.

Aspectul punților de măsurare

Din punct de vedere structural, astfel de dispozitive sunt realizate într-o singură carcasă din fabrică, cu capacitatea de a asambla în mod convenabil un circuit pentru testarea electrică. Comenzile standard de comutare vă permit să efectuați rapid măsurători de rezistență.

Ohmmetrele și punțile sunt proiectate pentru a măsura rezistența conductoarelor de curent electric care au o rezistență rezistivă de o anumită valoare.

Instrumente pentru măsurarea rezistenței buclei de masă

Necesitatea monitorizării periodice a stării tehnice este cauzată de condițiile prezenței acestora în sol, ceea ce provoacă procese de coroziune a metalelor. Acestea înrăutățesc contactele electrice ale electrozilor cu solul, conductivitatea și proprietățile de protecție împotriva drenării descărcărilor de urgență.

Principiul de funcționare al dispozitivelor de acest tip se bazează și pe legea lui Ohm. Sonda buclei de masă este plasată permanent în pământ (punctul C), datorită căruia potențialul său este zero.

La distanțe egale de acesta, la aproximativ 20 de metri, electrozi de împământare similari (principali și auxiliari) sunt introduși în pământ, astfel încât o sondă staționară să fie amplasată între ei. Un curent de la o sursă de tensiune stabilizată este trecut prin ambii electrozi și valoarea acestuia este măsurată cu un ampermetru.

În secțiunea electrozilor dintre potențialele punctelor A și C, se folosește un voltmetru pentru a măsura căderea de tensiune cauzată de fluxul de curent I. În continuare, rezistența circuitului se calculează împărțind U la I, ținând cont de corecția. pentru pierderile de curent în electrodul principal de masă.

Dacă, în loc de ampermetru și voltmetru, utilizați un raportmetru cu bobine de curent și tensiune, atunci acul său sensibil va indica imediat rezultatul final în ohmi, salvând utilizatorul de calculele de rutină.

Pe acest principiu funcționează multe mărci de instrumente indicatoare, printre care modelele vechi MS-0.8, M-416 și F-4103 sunt populare.

Ele sunt completate cu succes de o varietate de contoare de rezistență moderne create în scopuri similare, cu un arsenal mare de funcții suplimentare.

Instrumente pentru măsurarea rezistivității solului

Folosind clasa de instrumente tocmai discutată, se măsoară și rezistivitatea solului și a diferitelor medii granulare. Pentru a face acest lucru, acestea sunt pornite conform unei scheme diferite.

Electrozii electrozilor de împământare principali și auxiliari sunt distanțați pe o distanță mai mare de 10 metri. Având în vedere că precizia măsurării poate fi afectată de obiectele conductoare din apropiere, de exemplu, conducte metalice, turnuri de oțel, fitinguri, este permisă apropierea acestora la cel puțin 20 de metri.

Restul regulilor de măsurare rămân aceleași.

Instrumentele de măsurare a rezistivității betonului și a altor medii solide funcționează pe același principiu. Pentru ei se folosesc electrozi speciali, iar tehnologia de măsurare se modifică ușor.

Cum funcționează megaohmetrii?

Ohmmetrele convenționale funcționează cu energia unei baterii sau a unui acumulator - o sursă de tensiune redusă. Energia sa este suficientă pentru a crea un curent electric slab care trece în mod fiabil prin metale, dar nu este suficient pentru a crea curenți în dielectrici.

Din acest motiv, un ohmetru convențional nu poate detecta majoritatea defectelor care apar în stratul de izolație. În aceste scopuri, a fost creat special un alt tip de dispozitiv de măsurare a rezistenței, care se numește de obicei „Megaohmmetru” în limbaj tehnic. Numele înseamnă:

mega - milion, prefix;

Ohm - unitate de măsură;

metru este o abreviere comună a cuvântului a măsura.

Aspect

Dispozitivele de acest tip sunt, de asemenea, pointer și digitale. Ca exemplu, putem demonstra M4100/5 megaohmmetru.

Scara sa este alcătuită din două subgrupe:

1. MΩ - megaohmi;

2. KΩ - kilo-ohmi.

Schema electrica

Comparând-o cu schema de circuit a unui ohmmetru convențional, este ușor de observat că funcționează pe aceleași principii, bazate pe aplicarea legii lui Ohm.

Sursa de tensiune este un generator de curent continuu, al cărui mâner trebuie rotit uniform la o anumită viteză de aproximativ 120 rpm. Nivelul depinde de asta tensiune înaltă, eliberat circuitului. Această valoare ar trebui să străpungă stratul de defecte cu izolație redusă și să creeze un curent prin acesta, care va fi afișat prin deplasarea săgeții pe scară.

Comutatorul modului de măsurare MΩ—KΩ comută poziția grupurilor de rezistențe din circuit, asigurând funcționarea dispozitivului într-una dintre subdomeniile de funcționare.

Diferența dintre designul unui megaohmetru și al unui simplu ohmmetru este că acest dispozitiv folosește nu două terminale de ieșire conectate la zona de măsurat, ci trei: G (sol), L (linie) și E (ecran).

Terminalele de masă și de linie sunt utilizate pentru a măsura rezistența de izolație a pieselor sub tensiune față de masă sau între diferite faze. Terminalul de scut este proiectat pentru a elimina impactul curenților de scurgere creați prin izolație asupra preciziei dispozitivului.

Pentru un număr mare de megaohmetri ale altor modele, terminalele sunt desemnate puțin diferit: „rx”, „—”, „E”. Dar acest lucru nu schimbă esența funcționării dispozitivului, iar terminalul de ecran este utilizat în aceleași scopuri.

Megaohmetri digitale

Instrumentele moderne de măsurare a rezistenței de izolație a echipamentelor funcționează pe aceleași principii ca și omologii lor indicator. Dar ele diferă semnificativ o cantitate mare funcții, ușurință de măsurare, dimensiuni.

Atunci când alegeți dispozitive digitale pentru utilizare continuă, ar trebui să țineți cont de caracteristica acestora: funcționarea de la sursă autonomă nutriție. Pe vreme rece, bateriile își pierd rapid funcționalitatea și necesită înlocuire. Din acest motiv, lucrul cu modele de comutatoare cu un generator manual rămâne în căutare.

Reguli de siguranță atunci când lucrați cu megaohmetri

Tensiunea minimă generată de dispozitiv la bornele de ieșire este de 100 volți. Este folosit pentru a testa izolarea componentelor electronice și a echipamentelor sensibile.

În funcție de complexitatea și designul echipamentului schema electrica la megaohmetre, alte valori ale tensiunii sunt utilizate până la 2,5 kV inclusiv. Cel mai dispozitive puternice este posibil să se evalueze izolarea echipamentelor de linii electrice de înaltă tensiune.

Toate aceste lucrări necesită respectarea strictă a regulilor de siguranță și pot fi efectuate numai de specialiști instruiți, care au permisiunea de a lucra sub tensiune.

Pericolele tipice create de megaohmmetre în timpul funcționării sunt:

tensiune înaltă periculoasă la bornele de ieșire, cablurile de testare și echipamentele electrice conectate;

necesitatea de a preveni actiunea potentialului indus;

creând o sarcină reziduală pe circuit după finalizarea măsurătorii.

La măsurarea rezistenței unui strat de izolație, se aplică o tensiune înaltă între partea sub tensiune și bucla de masă sau echipamentul unei alte faze. Pe cablurile lungi și liniile de alimentare, acesta încarcă capacitatea formată între potențiale diferite. Orice lucrător incompetent cu corpul său poate crea o cale pentru descărcarea acestei capacități și poate primi o rănire electrică.

Pentru a elimina astfel de situații nefericite, înainte de a efectua măsurători cu un megaohmetru, verificați că nu există potențial periculos pe circuit și îndepărtați-l după ce lucrați cu dispozitivul folosind o tehnică specială.

Ohmmetrele, megaohmetrele și contoarele discutate mai sus funcționează pe curent continuu și determină doar rezistența rezistivă.

Instrumente pentru măsurarea rezistenței în circuitele de curent alternativ

Prezența unui număr mare de consumatori inductivi și capacitivi diferiți atât în ​​rețelele electrice de uz casnic, cât și în producție, inclusiv întreprinderile energetice, creează pierderi suplimentare de energie datorită componentei reactive a rezistenței electrice totale. De aici și necesitatea de a o ține pe deplin în considerare și de a efectua măsurători specifice.

Instrumente pentru măsurarea rezistenței buclei de fază zero

Când în cablaj electric Dacă apare o defecțiune, care duce la un scurtcircuit al potențialului de fază la zero, se formează un circuit prin care curge curentul de scurtcircuit. Valoarea acestuia este afectată de rezistența secțiunii cablajului electric de la scurtcircuit la sursa de tensiune. Acesta determină cantitatea de curent de urgență care trebuie oprită de întrerupătoarele.

Prin urmare, este necesar să o efectuați în cel mai îndepărtat punct și, ținând cont de el, să selectați valorile nominale ale întreruptoarelor.

Pentru a efectua astfel de măsurători, au fost dezvoltate mai multe metode bazate pe:

căderea de tensiune atunci când: circuitul este deconectat și peste rezistența de sarcină;

scurtcircuit cu curenți redusi de la o sursă externă.

Măsurarea rezistenței la sarcină încorporată în dispozitiv este precisă și convenabilă. Pentru a realiza acest lucru, capetele dispozitivului sunt introduse în priza cea mai îndepărtată de protecție.

Este util să luați măsurători în toate prizele. Contoarele moderne care funcționează folosind această metodă arată imediat rezistența buclei de fază zero pe afișajul lor.

Toate dispozitivele discutate reprezintă doar o parte din dispozitivele de măsurare a rezistenței. Companiile energetice operează sisteme întregi de măsurare care le permit să analizeze constant cantitățile în schimbare. parametrii electrici pe echipamente complexe de înaltă tensiune și luați măsuri de urgență pentru a elimina defecțiunile apărute.

Știința începe cu capacitatea de a măsura.
D.I.Mendeleev

În practica radioamatorilor, se întâlnește nevoia de a măsura rezistențe de rezistență scăzută (până la 1 ohm). Un miliohmetru simplu este conceput pentru a rezolva această problemă. Acest dispozitiv poate măsura rezistența de la 0,0001 la 1 Ohm cu suficientă precizie pentru un radioamator.
La măsurarea rezistențelor mici folosind multimetre digitaleîn serie cu rezistența măsurată, să-i spunem Rx, sunt incluse în mod inevitabil rezistența firelor de legătură, rezistența de tranziție a bornelor sau prizelor de intrare, contactele comutatorului etc. Această rezistență (Rpr.) este în intervalul 0,1...0,4 Ohm. Din motivele de mai sus, rezistența măsurată efectiv va fi mai mare decât Rx cu o anumită cantitate (Rx+Rpr.). Eroarea poate ajunge până la 50% la măsurarea rezistențelor foarte mici. Pentru rezistențe mari, această eroare este mică și poate fi ignorată.
Din cele de mai sus este clar că este necesar să se excludă influența firelor de conectare etc. pe rezultatul măsurării rezistenţelor foarte mici. Există o metodă de măsurare a rezistenței scăzute folosind un circuit DC cu 4 cleme. Utilizarea acestei metode elimină complet influența firelor de conectare asupra rezultatului măsurării rezistențelor mici. Această metodă este utilizată în acest miliohmmetru. Să luăm în considerare pe scurt esența metodei de măsurare cu 4 cleme.

Poza 1

Figura 1 (stânga) prezintă o diagramă pentru măsurarea rezistenței folosind un circuit cu 2 cleme. Calea curentului de măsurare este indicată cu roșu. După cum puteți vedea, curentul curge atât prin rezistența măsurată, cât și prin rezistența firului (Rpr) a multimetrului, ceea ce introduce o eroare în rezultatul măsurării. Rezistența voltmetrului nu afectează măsurarea Rx, deoarece are o rezistență internă Rin foarte mare (până la 10 MOhm). Figura 1 (dreapta) prezintă un circuit de măsurare cu 4 cleme. Din diagramă este clar că rezistența firelor nu afectează rezultatul măsurării, deoarece este conectată în serie cu rezistența internă foarte mare a voltmetrului. Curentul de măsurare circulă numai prin rezistența Rx.

Iată o diagramă a unui miliohmetru (Fig. 2).

Figura 2

Sursa de alimentare a circuitului este o baterie cu o tensiune de 9 V. Switch SB furnizează tensiune de la baterie la un cip stabilizator de tensiune tip 7806. Condensatorul C1 este utilizat pentru a suprima supratensiunile. Rezistoarele R1, VR2 sunt necesare pentru a seta tensiunea de ieșire a microcircuitului la 6 V. Potențiometrul VR2 stabilește valoarea exactă a tensiunii de ieșire de 6 V. Potențiometrul VR3 setează curentul de ieșire care curge prin rezistorul măsurat Rx egal cu 100 mA (0,1 A). Deoarece rezistența VR3 are o rezistență relativ mare în comparație cu Rx măsurat, eroarea care rezultă din prezența rezistențelor Rx (de la 1 mOhm la 1 Ohm) va afecta valoarea curentului de 100 mA în cel mult 2%.

Design cu miliohmmetru
Aspectul și vedere de instalare a pieselor de miliohmmetru este prezentată în fotografiile 1, 2 și 3. Piesele au fost montate folosind o metodă articulată, microcircuitul nu a fost instalat pe radiator. Rezistoarele multi-turn sunt folosite ca potențiometre VR2, VR3 pentru o setare mai precisă a tensiunii și curentului. Corpul aparatului este din plastic, dimensiuni 11*6*4 cm.Bornele K1 si K2 sunt metalice. Întrerupător de alimentare tip MT-1.

Fotografie 1

Fotografie 2

Fotografie 3

Pregătirea pentru măsurarea rezistenței
Conectați sondele voltmetrului digital la bornele K1 și K2. Aplicați tensiune de la sursa de alimentare la circuit prin pornirea comutatorului SB. Utilizați potențiometrul VR2 pentru a seta tensiunea de ieșire la 6 V când rezistența Rx nu este conectată. Apoi, după ce ați oprit SB, comutați multimetrul la măsurarea curentului (sondele rămân în același loc), porniți SB și utilizați potențiometrul VR3 pentru a seta curentul de ieșire la 0,1 A.

Fotografie 4

Fotografie 5

Preluarea măsurătorilor
În primul rând, să luăm mai multe rezistențe de valori cunoscute (0,1; 0,2; 0,5 Ohmi) și să le măsurăm rezistența pentru a ne asigura că miliohmetrul funcționează.

Fotografia 6

Fără a porni alimentarea la bornele K1 și K2, fixăm bornele rezistenței măsurate. Instalăm sondele voltmetrului digital în prizele bornelor K1 și K2, iar limita de măsurare este la 200 mV. Porniți alimentarea și citiți citirile dispozitivului.

Fotografie 7

Să presupunem că tensiunea măsurată este de 22,3 mV. Curentul a fost setat anterior la 100mA. Împărțim tensiunea la curent și obținem rezistența necesară. În cazul nostru: Rx=22,3: 100= 0,223 Ohm. Desigur, este obișnuit să se împartă volți cu amperi pentru a obține ohmi, dar acest lucru este mai convenabil; nu este nevoie să convertiți mV și mA în volți și amperi. Măsurăm alte rezistențe de referință în același mod. Dar totuși, amintiți-vă că 1 V este 1000 mV; 100mV-0,1V; 10mV-0,01V; 1mV-0,001V; 1A-1000mA; 100mA-0,1A. În multimetrul meu, cea mai mică limită de măsurare este de 200 mV, valoarea diviziunii este de 0,1 mV. Impedanța de intrare este de aproximativ 10 MOhm. Adică, teoretic este posibil să se măsoare o rezistență de 0,001 Ohm (1mOhm). Voltmetrele cu rezistență de intrare scăzută nu sunt potrivite pentru măsurătorile noastre.
Deci, am stabilit că măsurătorile efectuate au dat un rezultat real. Acum trecem la măsurarea rezistenței necunoscute. Vom folosi șunturi de la avometre dezasamblate ca rezistențe necunoscute. La măsurarea rezistenței celui mai mare șunt, căderea de tensiune a fost de 0,5 mV, curentul a fost de 100 mA.

Fotografia 8

Valoarea rezistenței la șunt, calculată conform legii lui Ohm, s-a dovedit a fi 0,005 Ohm. Rezistența șuntului mic, măsurată cu un miliohmmetru, este de 0,212 ohmi (cădere de tensiune - 21,2 mV).
Miliohmetrul poate găsi aplicație practică în selectarea șunturilor pentru încărcătoare, măsurarea rezistenței în etapele finale ale amplificatoarelor de joasă frecvență și alte dispozitive în care este necesară măsurarea rezistențelor scăzute (rezistența de tranziție a contactelor întrerupătoarelor, releelor ​​etc.).
Măsurătorile rezistenței cu rezistență scăzută pot fi făcute și la curenți mai mari de 0,1 A. Pentru a face acest lucru, este necesar să se monteze un stabilizator de curent pentru curentul corespunzător. Circuitele stabilizatoare sunt prezentate în Fig. 3.

Figura 3

Stabilizatorul este inclus în circuit în locul potențiometrului VR3. Desigur, acest lucru va presupune instalarea microcircuitului și a tranzistorului pe radiatoare de dimensiunea corespunzătoare, precum și creșterea dimensiunii dispozitivului.
Rezistențele mai mici de 1 mOhm (1000 μOhm) sunt măsurate cu ajutorul microohmmetrelor. Curentul de măsurare poate fi de până la 150 A. Tensiunea nu joacă un rol important.
Dacă este necesar să se facă un șunt pt încărcător, dar nu există nicrom, constantan sau manganin, atunci puteți folosi un știft cu un diametru adecvat, așa cum se arată în fotografia 9.

Fotografie 9

Material pentru știfturi - oțel, bronz, cupru etc. Prin deplasarea unuia dintre contacte de-a lungul pinului, se obține rezistența dorită la șunt. Calcularea rezistenței la șunt este simplă. Dacă există întrebări, le vom discuta.