Измерение сопротивления электрической цепи омметром

Измерение сопротивлений омметром

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Цель работы:изучить три способа измерения сопротивлений: методом амперметра и вольтметра, с помощью омметра, компенсационным методом.

Принадлежности: измеряемые резисторы, источник тока, вольт­метр, амперметр, ключ, реостат, магазины сопротивлений, реохорд, гальванометр, омметр, мост постоянного тока.

Вопросы, знание которых обязательно для допуска

К выполнению работы

1. Что такое сопротивление?

2. Как называется элемент цепи, осуществляющий противодействие току?

3. От чего зависит сопротивление R?

4. Какие способы измерения сопротивлений Вы знаете?

5. Что измеряет амперметр? Какие требования предъявляют к амперметрам. Каковы правила включения их в цепь?

6. Что измеряет вольтметр? Какие требования предъявляют к вольтметрам? Каковы правила включения их в цепь?

7. Метод амперметра и вольтметра.

8. Как пользоваться омметром?

9. Поясните принцип действия моста Уитстона.

10. Расскажите порядок выполнения работы.

Введение

Сопротивлением (R) называют физическую величину, характеризующую противодействие протеканию тока в электрической цепи. Очень часто сопротивлением называют и элемент цепи, осуществляющий это противодействие. Для этого элемента применяется термин резистор. Величину сопротивления резистора или всей цепи необхо­димо знать (измерить) для того, чтобы правильно рассчитать, например, ток в цепи. Сопротивление резистора зависит от материала проводника и его размеров R = r·l / S .

На величину сопротивления резистора влияют и различные внешние факторы: температура, освещенность, магнитное поле, давление, приложенное напряжение и др. Специальные устройства, обладающие сильно выраженной зависимостью сопротивления от указанных выше факторов, называются, соответственно, терморезисторами (или коротко – термисторами), фоторезисторами, магниторезисторами, тензорезисторами, варисторами и т.д. Таким образом, по изменению сопротивления резистора можно судить о таких сугубо неэлектрических величинах, как температура, давление и др.

Существует несколько способов измерения сопротивлений.

1. Метод амперметра и вольтметра.

Это наиболее простой по применяемым приборам и потому широко используемый на практике метод.

2. Метод непосредственного измерения при помощи омметров.

Этот метод не обеспечивает большой точности измерений, но и не требует сборки схемы измерения.

3. Мостовые методы, обеспечивающие очень высокую точность измерения (мосты Уитстона, Кольрауша, Томсона и др.).

Перечисленные выше методы широко применяются для измерения сопротивлений в диапазоне от 1 Ом до, примерно, 10 9 Ом. При измерениях сопротивлений меньших 1 Ом необходимо исключить переходные сопротивления контактов и сопротивления соединительных проводов. Это осуществляется в методе компенсации и в методе двойного моста. При измерениях очень больших сопротивлений (до 10 15 Ом) применяется метод разрядки конденсатора через измеряемое сопротивление.

Часть 1. Метод амперметра и вольтметра

Применение этого метода основано на использовании закона Ома:

Для расчета неизвестного сопротивления резистора RХ необходимо одновременноизмерить ток I через этот резистор и напряжение U на его концах. Но поскольку все электроизмерительные приборы также обладают сопротивлением, включение их в электрическую цепь приведет к изменению тока и падения напряжения на остальных элементах цепи, в том числе и на исследуемом резисторе. Причем, в зависимости от того, как подключены амперметр и вольтметр, выдавать искаженные данные будет либо один, либо другой прибор.

При использовании схемы, изображенной на рис. 1, следует учитывать, что амперметр измеряет не ток IХ, протекающий через резистор RХ , а сумму токов, протекающих через сопротивление и вольтметр: I = IХ + IV . Если сопротивление вольтметра RV >>RХ, то током через вольтметр IV можно пренебречь и считать, что через резистор с неизвестным сопротивлением идет ток I. Тогда

Если же соотношение между RV и RХ неизвестно, то следует предварительно определить сопротивление вольтметра. Сопротивление вольтметра часто указывается на шкале или на корпусе прибора. Его можно рассчитать по используемому пределу измерения и номинальному току, который обычно указывается на шкале многопредельных приборов.

RХ = . (3)

Если для расчета RХ применять формулу (3), то схему на рис. 1 можно использовать при любом соотношении между RХ и RV .

В некоторых случаях более удобной может оказаться другая схема измерений, представленная на рис. 2. В этой схеме амперметр показывает ток, протекающий через резистор с неизвестным сопротивле­нием, а вольтметр – сумму падений напряжений на RХ и на амперметре: U = UХ+UA. При этом отношение показаний вольтметра U к показаниям амперметра I (I = IХ) равно сумме сопротивлений RХ и амперметра RA и R = U / IХ = (UХ + UA) / IХ = RХ + RA . Отсюда

Таким образом, для определения сопротивления RХ необходимо знать сопротивление амперметра RA, которое либо указывается на шкале прибора, либо определяется по используемому пределу измерения и номинальному падению напряжения на амперметре.

Если заведомо известно, что RA

37.112.108.63 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И КОМПОНЕНТОВ

Общие сведения

Сопротивление, емкость и индуктивность суть основные параметры электрических цепей, с измерением которых часто приходится встречаться на практике. Известно много методов их измерения, а приборостроительная промышленность выпускает для этой цели средства измерения широкой номенклатуры. Выбор того или иного метода измерения и измерительной аппаратуры зависит от вида измеряемого параметра, его значения, требуемой точности измерения, особенностей объекта измерения и т. п. Например, измерение сопротивлений твердых проводников, как правило, производится на постоянном токе, поскольку прибор для измерений в этом случае проще по конструкции и дешевле, чем аналогичный прибор для измерений на переменном токе. Однако измерение в средах, имеющих высокую влажность, или сопротивлений заземлений производится только на переменном токе, так как результат измерения на постоянном токе будет содержать большие погрешности из-за влияния электрохимических процессов.

Основные методы и средства измерения сопротивления электрической цепи постоянному току

Диапазон измеряемых на практике сопротивлений широк (от 10 8 до 10 ь Ом), и его условно делят по значениям сопротивлений на малые (менее 10 Ом), средние (от 10 до 10 6 Ом) и большие (свыше 10 6 Ом), в каждой из которых измерение сопротивлений имеет свои особенности.

Сопротивление — параметр, проявляющийся только при прохождении в цепи электрического тока, поэтому измерения проводятся в работающем устройстве или используется измерительный прибор с собственным источником тока. Необходимо позаботиться о том, чтобы полученная электрическая величина правильно отражала только измеряемое сопротивление и не содержала излишней информации, которая воспринимается как погрешность измерения. Рассмотрим с этой точки зрения особенности измерения малых и больших сопротивлений.

При измерении малых сопротивлений, например обмоток трансформаторов или коротких проводов, через сопротивление пропускается ток, а возникшее на этом сопротивлении падение напряжения измеряется. На рис. 10.1 показана схема соединений при измерении сопротивления Кх короткого проводника. Последний подключается к источнику тока I посредством двух соединительных проводников с собственным сопротивлением Яп. В местах соединения этих проводников с измеряемым сопротивлением образуются переходные сопротивления контактов /?к. Значение Яи зависит от материала соединительного проводника, его длины и сечения, значение /?к — от площади соприкасающихся частей, их чистоты и силы сжатия. Таким образом, числовые значения Яи и зависят от многих причин и определить их заранее трудно, но им можно дать примерную оценку. Если соединительные проводники выполнены коротким медным проводом с сечением в несколько квадратных милли-

Рис. 10.1. Схема соединений при измерении сопротивления короткого

метров, а контактные сопротивления имеют чистую и хорошо сжатую поверхность, то для приближенных оценок можно принять 2(Яи + Як) * 0,01 Ом.

В качестве измеряемого напряжения в схеме рис. 10.1 можно использовать 11п, И22 или ?/33. Если выбрано IIп, то результат измерения отражает полное сопротивление цепи между зажимами 1—Г:

Здесь второе слагаемое представляет собой погрешность, относительное значение которой 5 в процентах равно:

Смотрите так же:  Какие виды провода есть

Ях 100 = 2 Кп + Як 100.

При измерении малых сопротивлений эта погрешность может быть большой. Например, если принять 2(Яи + Як) * 0,01 Ом, а Ях = 0,1 Ом, то 5 * 10 %. Погрешность 5 уменьшится, если в качестве измеряемого напряжения выбрать и22:

Здесь сопротивление подводящих проводов исключается из результата измерения, но остается влияние Лк.

Результат измерения будет полностью свободен от влияния Яп и Як, если в качестве измеряемого напряжения выбрать ?/33.

Схему включения Ях в таком случае называют четырехзажимной: первая пара зажимов 2—2′ предназначена для подвода тока и называется токовыми зажимами, вторая пара зажимов 3—3′ — для съема напряжения с измеряемого сопротивления и называется потенциальными зажимами.

Применение токовых и потенциальных зажимов при измерении малых сопротивлений является основным приемом для устранения влияния соединительных проводов и переходных сопротивлений на результат измерения.

При измерении больших сопротивлений, например сопротивлений изоляторов, поступают так: к объекту прикладывают напряжение, а возникший ток измеряют и по нему судят о значении измеряемого сопротивления.

При испытании диэлектриков следует иметь в виду, что их электрическое сопротивление зависит от многих условий — окружающей температуры, влажности, утечек по грязной поверхности, значения испытательного напряжения, продолжительности его действия и т. д.

Измерение сопротивления электрической цепи постоянному току на практике производится наиболее часто методом амперметра и вольтметра, логометрическим или мостовым методом.

Метод амперметра и вольтметра. Этот метод основан на раздельном измерении тока I в цепи измеряемого сопротивления Кх и напряжения и на его зажимах и последующем вычислении значения по показаниям измерительных приборов:

Обычно ток / измеряют амперметром, а напряжение и — вольтметром, этим объясняется название метода. При измерении высокоомных сопротивлений, например сопротивления изоляции, ток / мал и его измеряют миллиамперметром, микроамперметром или гальванометром. При измерении низкоомных сопротивлений, например куска провода, оказывается малым значение и и для его измерения применяют милливольтметры, микровольтметры или гальванометры. Однако во всех этих случаях метод измерения сохраняет свое наименование— амперметра и вольтметра. Возможные схемы включения приборов показаны на рис. 10.2, а, б.

Рис. 10.2. Схемы для измерений малых (а) и больших (б) сопротивлений

методом амперметра и вольтметра

Достоинство метода заключается в простоте его реализации, недостаток — в сравнительно невысокой точности результата измерения, которая ограничена классом точности применяемых измерительных приборов и методической погрешностью. Последняя обусловлена влиянием мощности, потребляемой измерительными приборами в процессе измерения, другими словами — конечным значением собственных сопротивлений амперметра ЯА и вольтметра Яу.

Выразим методическую погрешность через параметры схемы.

В схеме рис. 10.2, а вольтметр показывает значение напряжения на зажимах Ях, а амперметр — сумму токов 1У + /. Следовательно, результат измерения Я, вычисленный по показаниям приборов, будет отличаться от Ях:

Относительная погрешность измерения в процентах

  • 1 + Яху
  • 100

Здесь приближенное равенство справедливо, так как при правильной организации эксперимента предполагается выполнение условия Яу» Ях.

В схеме рис. 10.2, 6 амперметр показывает значение тока в цепи с Ях, а вольтметр — сумму падений напряжений на Ях и и амперметре иА. Учитывая это, можно по показаниям приборов вычислить результат измерения:

Относительная погрешность измерения в процентах в данном случае равна:

Из полученных выражений для относительных погрешностей видно, что в схеме рис. 10.2, а на методическую погрешность результата измерения оказывает влияние только сопротивление Яу; для снижения этой погрешности необходимо обеспечить условие Ях« Яу. В схеме рис. 10.2, б на методическую погрешность результата измерения оказывает влияние только ЯА; снижение этой погрешности достигается выполнением условия Ях » ЯА. Таким образом, при практическом использовании данного метода можно рекомендовать правило: измерение малых сопротивлений следует производить по схеме рис. 10.2, а при измерении больших сопротивлений предпочтение следует отдавать схеме рис. 10.2, б.

Методическую погрешность результата измерения можно исключить путем введения соответствующих поправок, но для этого необходимо знать значения ЯА и Яу. Если они известны, то из результата измерения по схеме рис. 10.2, б следует вычесть значение ЯА; в схеме рис. 10.2, а результат измерения отражает параллельное соединение сопротивлений Ях и Яу, поэтому значение Ях вычисляется по формуле

Если при данном методе применить источник питания с заранее известным напряжением, то необходимость измерения напряжения вольтметром отпадает, а шкалу амперметра можно сразу отградуировать в значениях измеряемого сопротивления. На этом принципе основано действие многих моделей выпускаемых промышленностью омметров непосредственной оценки. Упрощенная принципиальная схема такого омметра показана на рис. 10.3. Схема содержит источник ЭДС ?, добавочный резистор Яд и амперметр (обычно микроамперметр) А. При подключении к зажимам схемы измеряемого сопротивления Ях в цепи возникает ток I, под действием которого подвижная часть амперметра поворачивается на угол а, а его указатель отклоняется на а делении шкалы:

где С, — цена деления (постоянная) амперметра; ЯА сопротивление амперметра.

Рис. 10.3. Принципиальная схема омметра с последовательным включением

Как видно из этой формулы, шкала омметра нелинейна, и стабильность градуировочной характеристики требует обеспечения стабильности всех величин, входящих в уравнение. Между тем источник питания в такого рода приборах обычно реализуется в виде сухого гальванического элемента, ЭДС которого падает по мере его разряда. Ввести поправку на изменение ?, как видно из уравнения, можно путем соответствующей регулировки С„ или Яя. В некоторых омметрах С, регулируется путем изменения индукции в зазоре магнитной системы амперметра с помощью магнитного шунта.

В этом случае поддерживается постоянство отношения ё/С, и градуировочная характеристика прибора сохраняет свое значение независимо от значения ё. Регулировка С, производится так: зажимы прибора, к которым подключается Кх, замыкаются накоротко х = 0) и регулировкой положения магнитного шунта добиваются установки указателя амперметра на нулевую отметку шкалы; последняя расположена на крайней правой точке шкалы. На этом регулировка заканчивается, и прибор готов к измерению сопротивлений.

В комбинированных приборах ампервольтомметрах регулировка С, недопустима, так как это приведет к нарушению градуировки прибора в режимах измерений токов и напряжений. Поэтому в таких приборах поправку на изменение ЭДС ё вводят регулировкой сопротивления переменного добавочного резистора Процедура регулировки та же, что и в приборах с регулируемой магнитным шунтом магнитной индукцией в рабочем зазоре. В этом случае градуировочная характеристика прибора изменяется, что приводит к дополнительным методическим погрешностям. Однако параметры схемы выбираются так, чтобы указанная погрешность была небольшой.

Возможен другой способ подключения измеряемого сопротивления — не последовательно с амперметром, а параллельно ему (рис. 10.4). Зависимость между Ях и углом отклонения подвижной части в данном случае также нелинейна, однако нулевая отметка на шкале расположена слева, а не справа, как это имеет место в предыдущем варианте. Такой способ подключения измеряемого сопротивления применяется при измерении малых сопротивлений, так как позволяет ограничить потребляемый ток.

Электронный омметр может быть реализован на базе усилителя постоянного тока с большим коэффициентом усиления, на-

Рис. 10.4. Принципиальная схема омметра с параллельным включением

пример, на операционном усилителе (ОУ). Схема такого прибора показана на рис. 10.5. Его главное достоинство — линейность шкалы для отсчета результатов измерений. ОУ охвачен отрицательной обратной связью через измеряемый резистор Ях, питающее стабилизированное напряжение ?/ подано на вход усилителя через вспомогательный резистор /. а к выходу подключен вольтметр РУ При большом собственном коэффициенте усиления ОУ, низком выходном и высоком входном его сопротивлениях, выходное напряжение ОУ есть:

и для заданных значений и0 и /. шкалу измерительного прибора можно проградуировать в единицах измерения сопротивления для отсчета значения Кх, причем она будет линейной в пределах изменения напряжения от 0 до ?/вых тах — максимального напряжения на выходе ОУ.

Смотрите так же:  Станок скрутки проводов

Рис. 10.5. Электронный омметр

Из формулы (10.1) видно, что максимальное значение измеряемого сопротивления есть:

Для изменения пределов измерений переключают значения сопротивления резистора /?, или напряжения ?/.

При измерении низкоомных сопротивлений можно в схеме поменять местами измеряемый и вспомогательный резисторы. Тогда выходное напряжение будет обратно пропорционально величине Ях:

Следует заметить, что данный способ включения не позволяет измерять низкоомные сопротивления менее десятков Ом, поскольку внутреннее сопротивление источника опорного напряжения, которое составляет доли или единицы Ом, оказывается включенным последовательно с измеряемым сопротивлением и вносит существенную погрешность в измерения. Кроме того, в этом случае теряется основное преимущество прибора — линейность отсчета измеряемого сопротивления, а сдвиг нуля и входной ток усилителя могут вносить существенные ошибки

Рассмотрим специальную схему для измерения малых сопротивлений, свободную от этих недостатков (рис. 10.6). Измеряемый резистор Ях вместе с резистором Я3 образует делитель напряжения на входе ОУ. Напряжение на выходе схемы в этом случае равно:

Рис. 10.6. Электронный омметр для измерения малых сопротивлений

Если выбрать » Ях, то выражение упростится и шкала прибора будет линейной относительно Ях:

Электронный омметр не позволяет измерять реактивные сопротивления, так как включение измеряемой индуктивности или

емкости в схему изменит фазовые соотношения в цепи обратной связи ОУ и формулы (10.1)—(10.4) станут неверными. Кроме того, ОУ может потерять устойчивость, и в схеме возникнет генерация.

Логометрический метод. Этот метод основан на измерении отношения двух токов /, и /2, один из которых протекает по цепи с измеряемым сопротивлением, а другой — по цепи, сопротивление которой известно. Оба тока создаются одним источником напряжения, поэтому нестабильность последнего практически не влияет на точность результата измерения. Принципиальная схема омметра на основе логометра представлена на рис. 10.7. Схема содержит измерительный механизм на основе логометра, магнитоэлектрической системы с двумя рамками, одна из которых при протекании тока создает отклоняющий, а другая — возвращающий момент. Измеряемое сопротивление может быть включено последовательно (рис. 10.7, а) или параллельно (рис. 10.7, б) относительно рамки измерительного механизма.

Рис. 10.7. Схемы омметров на основе логометра для измерения больших (а)

и малых (б) сопротивлений

Последовательное включение применяется при измерении средних и больших сопротивлений, параллельное — при измерении малых сопротивлений. Рассмотрим работу омметра на примере схемы рис. 10.7, а. Если пренебречь сопротивлением обмоток рамок логометра, то угол поворота подвижной части а зависит только от отношения сопротивлений: где /, и /2 — токи через рамки логометра; Я сопротивление рамок логометра; /?, — известное сопротивление; Ях измеряемое сопротивление.

Сопротивлением резистора /?, задается диапазон измеряемых омметром сопротивлений. Напряжение питания логометра влияет на чувствительность его измерительного механизма к изменению измеряемого сопротивления и не должно быть ниже определенного уровня. Обычно напряжение питания логометров устанавливают с некоторым запасом для того, чтобы его возможные колебания не влияли на точность результата измерения.

Выбор напряжения питания и способ его получения зависят от назначения омметра и диапазона измеряемых сопротивлений: при измерении малых и средних сопротивлений применяют сухие батареи, аккумуляторы или источники питания от промышленной сети, при измерении больших сопротивлений — специальные генераторы с напряжением 100, 500, 1000 В и более.

Логометрический метод применен в мегаомметрах ЭС0202/1Г и ЭС0202/2Г с внутренним электромеханическим генератором напряжения. Они применяются для измерения больших (10..10 9 Ом) электрических сопротивлений, для измерения сопротивления изоляции электрических проводов, кабелей, разъемов, трансформаторов, обмоток электрических машин и других устройств, а также для измерения поверхностных и объемных сопротивлений изоляционных материалов.

При измерении с помощью мегаомметра сопротивления электрической изоляции следует учитывать температуру и влажность окружающего воздуха, от значения которых зависят возможные неконтролируемые утечки тока.

Цифровые омметры применяются в научно-исследовательских, поверочных и ремонтных лабораториях, на промышленных предприятиях, изготовляющих резисторы, т. е. там, где требуется повышенная точность измерений. В этих омметрах предусматривается ручное, автоматическое и дистанционное управление диапазонами измерений. Вывод информации о диапазоне измерений, числовом значении измеряемой величины производится в параллельном двоично-десятичном коде.

Структурная схема омметра Щ306-2 представлена на рис. 10.8. Омметр включает в себя блок преобразования /, блок индикации 10, блок управления 9, блок питания, микроЭВМ 4 и блок вывода результатов 11.

Рис. 10.8. Структурная схема омметра типа Щ306-2

Блок преобразования содержит входной масштабный преобразователь 2, интегратор 8 и блок управления 3. Измеряемый резистор 7 подключается в цепь обратной связи операционного усилителя. Через измеряемый резистор в зависимости от такта измерения пропускается ток, соответствующий диапазону измерения, включая дополнительный ток, вызванный смещением нуля операционных усилителей. С выхода масштабного преобразователя напряжение подается на вход интегратора, выполненного по принципу многотактного интегрирования с измерением величины разрядного тока.

Алгоритм управления обеспечивает работу масштабного преобразователя и интегратора, а также связь с микроЭВМ.

В блоке управления происходит заполнение интервалов времени тактовыми импульсами, поступающими затем на входы четырех счетчиков старших и младших разрядов. Информация, полученная на выходах счетчиков, считывается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) микроЭВМ.

Съем информации с блока управления о результате измерения и режиме работы омметра, обработка и приведение данных к виду, необходимому для индикации, математическая обработка результата, вывод данных во вспомогательное ОЗУ блока управления, управление работой омметра и другие функции возложены на микропроцессор 5, расположенный в блоке микро-ЭВМ. В этом же блоке находятся стабилизаторы 6 для питания устройств омметра.

Омметр построен на микросхемах повышенной степени интеграции.

Диапазон измерений 10Л..10 9 Ом. Класс точности для пределов измерений: 0,01/0,002 для 100 Ом; 0,005/0,001 для 1,10, 100 кОм; 0,005/0,002 для 1 МОм; 0,01/0,005 для 10 МОм; 0,2/0,04 для 100 МОм; 0,5/0,1 для 1 Гом (в числителе даны значения в режиме без накопления данных, в знаменателе — с накоплением).

Число десятичных разрядов: 4,5 в диапазонах с верхним пределом 100 МОм, 1 ГОм; 5,5 в остальных диапазонах в режиме без суммирования, 6,5 в режиме с суммированием.

Портативные цифровые мультиметры, например серии М83 производства Мазїес/і могут использоваться как омметры класса точности 1.0 или 2.5.

Омметры, микроомметры

Омметром называют такой электроизмерительный прибор, с помощью которого производится измерение размера активного сопротивления цепи или определенной нагрузки радиоэлемента.

Назначение омметров

Применяется омметр преимущественно для локального определения сопротивления на определенном участке электрической цепи. В результате сравнения эталонного сопротивления самого прибора с измеряемым сопротивлением, стрелка устройства указывает его величину. Как правило, измерения активного сопротивления производятся при наличии в сети постоянного тока, но не исключено применение этих электроизмерительных приборов и для сетей с переменным током.

Диапазоны измерений омметров

Наиболее распространенными омметрами являются следующие типы этих приборов с соответствующими им диапазонами измерений:

Микроомметр – измеряет сопротивления, значение которых входит в диапазон с верхней границей, равной 1 мОм;

Миллиомметр – измеряет сопротивления, значение которых входит в диапазон с нижней границей, равной 1 мОм и верхней – 0,1 Ом соответственно;

Мегаомметр – измеряет сопротивления, значение которых входит в диапазон с нижней границей, равной 1 Ом и верхней – 1 ГОм соответственно;

Гигаомметр – измеряет сопротивления, значение которых входит в диапазон с нижней границей, равной 1 ГОм;

Тераомметр – имеет очень широкий диапазон измерений, который охватывает промежуток 1 Ом – 1 ПОм;

Измеритель заземлительного сопротивления – омметр, предназначенный для специальных измерений переходного сопротивления устройств заземления.

Источники погрешностей

Как правило, граница погрешности для омметра определяется его классом точности, условиями эксплуатации (температурными и влажностными), диапазоном измерений и соответствием калибровки эталонной шкале. Чаще всего эта погрешность не бывает больше 5%.

Смотрите так же:  Таль электрическая 1т 220 вольт

Область применения омметров

Область использования омметров зависит от их конструктивных особенностей и диапазонов измерений. Например, по типу исполнения и конструкции, омметры разделятся на переносные, лабораторные и щитовые приборы. Для переносных омметров свойственно использование в качестве измерительного прибора в процессе ремонтных работ и диагностирования радиоустройств, электрических приборов или других бытовых устройств. Лабораторными омметрами, отличающимися очень высокой точностью, пользуются исключительно в лабораторных и исследовательских целях. Для щитовых омметров свойственно громоздкость конструкции, широкий диапазон измерений и использование на предприятиях или крупных электроустановках.

Технические характеристики омметров

Принцип действия омметра заключается в их конструкции. Например, аналоговые или цифровые омметры используют разные технологии получения данных, о величине активного сопротивления измеряемой нагрузки, а также предоставляются разными классами точности (как правило, аналоговые приборы менее точные). Для мегаомметров с магнитоэлектрическим логометром или для омметров на основе магнитоэлектрического измерителя свойственно использование магнитоэлектрического принципа действия, который заключается в отклонении магнитной стрелки в результате прохождения определенного тока через исследуемое сопротивление.

Купить омметры, микроомметры

В нашем интернет-магазине Вы можете приобрести омметры, микроомметры с поверкой и доставкой по Санкт-Петербургу, по низким ценам.

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Цель работы: изучить устройство и схему включения ваттметра, произвести измерения значений мощности электрической цепи.

Теоретические сведения

Измерение мощности осуществляется в процессе эксплуатации различной измерительной, электротехнической, радиоприемной и передающей аппаратуры.

Методы измерения существенно отличаются друг от друга в зависимости от параметров цепи, в которой производится измерение мощности, предела измерения мощности и частотного диапазона.

В цепях постоянного тока мощность потребления P нагрузки R определяется произведением тока I в нагрузке на падение напряжения на ней:

В цепях переменного тока мгновенное значение мощности потребления:

Мощность измеряется в абсолютных единицах – Ваттах и кратных и дольных значениях Ватта.

Для измерения мощности используют прямые и косвенные виды. Прямые виды измерения осуществляются с помощью электродинамических, ферродинамических и электронных ваттметров, косвенные виды сводятся к определению мощности посредством амперметра и вольтметра или осциллографа.

Порядок выполнения работы

1. Начертить принципиальную схему включения ваттметра в цепь однофазного тока. На этой же схеме изобразить подключение амперметра и вольтметра.

2. Изучить лицевую панель ваттметра и шкалу прибора.- Паспортные данные ваттметра занести в табл. 7.1.

3. Собрать схему измерения мощности электрической цепи способом амперметра и вольтметра и методом непосредственной оценки ваттметром.

4. Произвести измерения при различных значениях нагрузки, результаты занести в табл. 7.2.

5. Произвести расчет наибольшей допускаемой абсолютной погрешности ваттметра.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют методы измерения мощности?

2.Способы расширения пределов измерения мощности.

Литература: [1], [2], [3], [9]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8.1

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ СИГНАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МОСТОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: на основании знания устройства измерительного моста постоянного тока и последовательного выполнения подготовительных операций научиться производить измерения значений сопротивления с уче­том допустимых погрешностей.

Теоретические сведения

Основными параметрами элементов и цепей с сосредоточенными постоянными являются сопротивления резисторов, емкость конденсаторов, тангенс угла диэлектрических потерь конденсаторов, индуктивность и добротность катушки, взаимоиндуктивность двух катушек, сопротивление колебательного контура.

Измерение параметров элементов и цепей может быть прямое и косвенное. Прямые измерения выполняются методами непосредственной оценки и сравнения (мостовыми). Косвенные измерения проводятся с помощью амперметра и вольтметра.

При косвенном измерении погрешность измерения составляет 5-10% при использовании приборов класса точности – 0,5-1,5. Сопротивление может быть измерено по показаниям одного прибора: амперметра, измеряющего ток в цепи при U=const или вольтметра, измеряющего падение напряжения на сопротивлении при I=const.

Измерение сопротивления R амперметром реализуется в электромеханическом омметре, а вольтметром в электронном омметре.

Измерение R, L, C в лабораторной и инженерной практике осуществляют с помощью различных мостов.

Выбор метода и прибора для измерения параметров элементов и цепей с сосредоточенными постоянными определяются характером и значением измеряемого параметра, требуемой точностью, диапазоном рабочих частот и приложенного напряжения, температурой и т.п.

Для непосредственного измерения сопротивления резисторов применяют омметр-прибор, состоящий из магнитоэлектрического миллиамперметра, последовательно с обмоткой которого ra включается добавочный резистор rд и источник питания с ЭДС E и внутренним сопротивлением ro. (Рис. 8.1.1)

Рисунок 8.1.1. Схема электромеханического омметра.

При постоянстве ЭДС Е показание прибора зависит только от rx, т.е. каждому значению измеряемого сопротивления соответствует определенное значение тока Ix в цепи:

Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в Омах.

Основной недостаток омметров – зависимость показаний омметра от значения напряжения (ЭДС), поэтому перед измерением проверяется правильность градуировки шкалы в Омах и выполняется соответствующая подгонка регулируемым добавочным сопротивлением.

Для более точного измерения сопротивлений применяют мостовые схемы (рис. 8.1.2).

Измерительные мосты – приборы, служащие для сравнения двух сопротивлений.

Рисунок 8.1.2. Мостовая схема.

В основе работы измерительных мостов заложен дифференциальный или нулевой метод. Измерительные мосты различают по роду тока источника питания и схемному исполнению.

В три плеча моста постоянного тока включены известные сопротивления R1, R2, R3, в четвертое плечо – измеряемое сопротивление Rx. К точкам А и В подсоединен источник питания, между точками С и D включен магнитоэлектрический гальванометр Г. изменяя сопротивление R1, R2, R3 можно добиться равновесие моста, т.е. такого состояния измерительной схемы, при котором ток в цепи гальванометра отсутствует. В этом случае напряжение между точками С и D равно нулю, токи в сопротивлениях R1 и R2 одинаковы, токи в сопротивлениях R3 и Rх также равны между собой. Учитывая это можно записать:

Разделив почленно полученные уравнения, находим

,

Из этого уравнения следует, что уравновешивание моста постоянного тока может быть выполнено регулированием отношения сопротивлений R2/R1 при некотором неизменном значении сопротивления R3 или регулированием сопротивления R3 при неизменном отношении сопротивлений R2/R1.

Равновесие моста обычно устанавливается регулировкой сопротивления R3, представляющего собой многозначную меру электрического сопротивления.

Отклонение R2/R1 является масштабным множителем, значение которого выбирается из ряда 10 n , где n – целое число или «0».

Порядок выполнения работы

1. Начертить обобщенную схему измерительного моста.

2. Записать условие равновесия моста.

3. Изучить лицевую панель моста постоянного тока измерительного Р 333.

4. Начертить измерительную часть схемы моста Р 333.

5. Описать последовательность операций, выполняемых при измерении сопротивления мостом Р 333.

6. Измерить сопротивление резистора.

7. Вычислить пределы допускаемой абсолютной погрешности, пользуясь приложением 4.

8. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 8.1.1.

Похожие статьи:

  • Удельная тепловая мощность тока единицы измерения Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца Кулоновские и сторонние силы при перемещении заряда q вдоль электрической цепи совершают работу A. Рассмотрим однородный проводник с сопротивлением R, к концам которого приложено напряжение U. […]
  • К средней точке горизонтально подвешенного провода длиной 40 м Для того, чтобы оценить ресурс, необходимо авторизоваться. В части пособия "Механика" представлены типичные задачи по кинематике, динамике, статике, гидростатике и применению законов сохранения импульса и механической энергии, […]
  • Индукция длинного провода Индукция длинного провода Применим закон Био–Савара–Лапласа для расчета магнитных полей простейших токов. Рассмотрим магнитное поле прямого тока (рис. 1.6). Все векторы от произвольных элементарных участков имеют одинаковое […]
  • Сечение кабеля ga 10 Акустический кабель из посеребренной меди сечением 10 Ga (5.2 мм2) готовый с разъемами типа "банан" DAXX S90-25 (2,5 метра) Предназначение: кабель для подключения акустических систем Особенность: cеребро отлично работает в области […]
  • Как соединить провода интернета обжать Как обжать витую пару В сегодняшней статье я расскажу о том, как правильно обжать сетевой кабель “витая пара” и какие инструменты и аксессуары для этого понадобятся. Конечно, до сих пор встречаются умельцы, которые могут это сделать с […]
  • Обрыв телефонного кабеля куда звонить Не работает стационарный телефон Ростелеком, что делать? Городской телефон, хоть давно и пережил себя, но все равно остается на дежурстве у многих абонентов. А вот проблемы, связанные с отсутствием связи или качеством работы городской […]