Дополнительные сопротивления при измерениях

Содержание
  1. Расчет добавочного сопротивления
  2. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
  3. Общие сведения
  4. Электрические пробники
  5. Косвенные методы измерения сопротивлений
  6. Омметры с последовательной схемой измерения
  7. Многопредельные омметры и мегомметры
  8. Омметры с логометрическими измерителями
  9. Электронные омметры и мегомметры
  10. Омметры с равномерной шкалой
  11. Мостовой метод измерения электрических сопротивлений
  12. Замер сопротивления мультиметром – советы электрика
  13. Что такое Омметр? Практика измерения сопротивления омметром
  14. Структурная схема и обозначение на схемах Омметра
  15. Подготовка Омметра для измерений
  16. Примеры из практики измерения сопротивления изделий
  17. Проверка ламп накаливания
  18. Измерение номинала резистора (сопротивления)
  19. Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов по цветовой маркировке
  20. Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов маркированных 4 цветными кольцами
  21. Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов маркированных 5 цветными кольцами
  22. Проверка электролитических конденсаторов
  23. Проверка сопротивления мультиметром
  24. Общие сведения о сопротивлении
  25. Виды устройств для проведения замеров
  26. Как измерить сопротивление мультиметром – что надо знать
  27. Как мультиметр измеряет сопротивление
  28. Какой мультиметр использовать
  29. Специализированные измерительные приборы
  30. Цифровой и аналоговый мультиметры
  31. Включение мультиметра в режим омметра и выбор пределов измерений
  32. Прозвонка проводов – проверка целостности участка электрической цепи
  33. Проведение измерений сопротивления и какие могут возникнуть нюансы
  34. Как измерять сопротивление мультиметром – итоги
  35. Как правильно проверить и определить сопротивление мультиметром
  36. Особенности измерения сопротивления
  37. Описание работы мультиметра
  38. Проверка показателя тестером
  39. Процесс прозвонки проводов
  40. Нюансы измерения сопротивления
  41. Особенности действий при изоляции
  42. Инструкция по применению – как измерить сопротивление мультиметром
  43. Подключение щупов
  44. Выбор диапазона измерения
  45. Схема измерения сопротивлений
  46. Измерение на контактах проверяемой цепи
  47. Измерение сопротивлений с малым номиналом
  48. Измерение сопротивления нелинейных элементов

Расчет добавочного сопротивления

Понятия и формулы

Если потребитель нужно включить на более высокое напряжение, чем то, на которое он рассчитан, последовательно с ним включают добавочное сопротивление rд (рис. 1). На добавочном сопротивлении создается падение напряжения Uд, которое снижает напряжение на потребителе до требуемой величины Uп.

Напряжение источника равно сумме напряжений на потребителе и добавочном сопротивлении: U=Uп+Uд; U=Uп+I∙rд.

Из этого равенства можно определить необходимое добавочное сопротивление: I∙rд=U-Uп, rд=(U-Uп)/I.

Снижение напряжения с помощью добавочного сопротивления неэкономично, так как в сопротивлении электрическая энергия переходит в тепло.

Рис. 1. Добавочное сопротивление

1. Дуговая лампа (рис. 2) потребляет ток I=4 А при напряжении на дуге Uл=45 В. Какое сопротивление необходимо включить последовательно с лампой, если напряжение питающей сети постоянного тока U=110 В?

На рис. 2 приведены схема включения графитовых электродов и добавочного сопротивления, а также упрощенная схема с обозначением сопротивления и дуговой лампы.

Ток I=4 А, проходящий через лампу и добавочное сопротивление rд, создаст на дуге полезное падение напряжения Uл=45 В, а на добавочном сопротивлении падение напряжения Uд=U-Uл=110-45=65 В.

Добавочное сопротивление rд=(U-Uл)/I=(110-45)/4=65/4=16,25 Ом.

2. Ртутная лампа с рабочим напряжением 140 В и током 2 А подключена к сети напряжением 220 В через добавочное сопротивление, величину которого надо подсчитать (рис. 3).

Напряжение сети равно сумме падений напряжения на добавочном сопротивлении и в ртутной лампе:

Падение напряжения возникает на добавочном сопротивлении только при протекании через него тока. При включении на лампу падает полное напряжение сети, так как ток при этом мал. Ток и падение напряжения на добавочном сопротивлении увеличиваются постепенно.

3. Газоразрядная лампа мощностью 40 Вт с рабочим напряжением 105 В и током 0,4 А подключена к сети напряжением 220 В. Подсчитайте величину добавочного сопротивления rд (рис. 4).

Добавочное сопротивление должно снижать напряжение сети U до рабочего напряжения лампочки Uл.

Напряжение сети 220 В вначале необходимо для зажигания лампы.

rд=(115 B)/(0,4 A)=287,5 Ом.

Падение напряжения на сопротивлении приводит к потерям электрической энергии, которая превращается в тепло. При переменном токе вместо добавочного сопротивления применяется дроссель, что гораздо экономичнее.

4. Пылесос, рассчитанный на напряжение Uс=110 В и мощность 170 Вт, должен работать при U=220 В. Каким должно быть добавочное сопротивление?

На рис. 5 показаны эскиз и принципиальная схема пылесоса, где видны двигатель Д с вентилятором и добавочное сопротивление.

Напряжение сети распределяется между двигателем и добавочным сопротивлением rд пополам, так чтобы на двигатель приходилось 110 В.

Ток подсчитаем по данным пылесоса:

I=P/Uс =170/110=1,545 А;

5. Двигатель постоянного тока на напряжение 220 В и ток 12 А имеет внутреннее сопротивление rв=0,2 Ом. Каким должно быть сопротивление пускового реостата, чтобы бросок тока при пуске был не больше 18 А (рис. 6)?

Если включить двигатель непосредственно в сеть, без пускового сопротивления, то пусковой ток двигателя будет иметь недопустимое значение Iв=U/rв =220/0,2=1100 А.

Поэтому для включения двигателя необходимо этот ток снизить примерно до величины I=1,5∙Iн. При нормальной работе двигателя реостат замкнут накоротко (движок находится в положении 5), так как двигатель сам создает напряжение, направленное против напряжения сети; поэтому номинальный ток двигателя имеет сравнительно малую величину (Iн=12 А).

При пуске ток ограничивается только пусковым реостатом и внутренним сопротивлением двигателя: I=U/(rд+rв );

18= 220/(rд+0,2); rд=220/18-0,2=12,02 Ом.

6. Вольтметр имеет диапазон измерений Uв=10 В, а его сопро-тивление rв=100 Ом. Каким должно быть добавочное сопротивление rд, чтобы вольтметр измерял напряжения до 250 В (рис. 7)?

Диапазон измерений вольтметра увеличивается при включении последовательного добавочного сопротивления. Измеряемое напряжение U разделяется на два напряжения: падение напряжения на сопротивлении Uд и напряжение на зажимах вольтметра Uв (рис. 8):

Ток, проходящий через прибор, при полном отклонении стрелки будет равен: Iв=Uв/rв =10/100=0,1 А.

Тот же ток должен проходить через вольтметр и при измерении напряжения 250 В (при включенном добавочном сопротивлении).

Тогда 250 B=Iв∙rд+10 B;

Добавочное сопротивление rд=240/0,1=2400 Ом.

При любом добавочном сопротивлении отклонение стрелки вольтметра будет максимальным при напряжении на вольтметре 10 В, однако его шкала градуируется в зависимости от добавочного сопротивления.

В нашем случае максимальному отклонению стрелки должно соответствовать деление 250 В.

В общем случае увеличение диапазона вольтметра будет:

n=U/Uв, или n=(Uд+Uв)/Uв =Uд/Uв +1;

7. Внутреннее сопротивление вольтметра 80 Ом при диапазоне измерений 30 В. Подсчитайте необходимую величину добавочного сопротивления rд для того, чтобы вольтметром можно было замерить напряжение 360 В.

По выведенной в предыдущем расчете формуле добавочное сопротивление равно: rд=(n-1)∙rв,

где увеличение диапазона n=360/30=12.

Добавочное сопротивление rд для нового диапазона измерений 360 В будет 880 Ом.

Источник

ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Общие сведения

Электрическое сопротивление постоянному току является основным параметром резисторов. Оно также служит важным показателем исправности и качества действия многих других элементов электрорадиоцепей — соединительных проводов, коммутирующих устройств, различного рода катушек и обмоток и т. д. Возможные значения сопротивлений, необходимость измерения которых возникает в радиотехнической практике, лежат в широких пределах — от тысячных долей ома и менее (сопротивления отрезков проводников, контактных переходов, экранировки, шунтов и т. п.) до тысяч мегом и более (сопротивления изоляции и утечки конденсаторов, поверхностное и объёмное сопротивления электроизоляционных материалов и т. п.). Наиболее часто приходится измерять сопротивления средних значений — примерно от 1 Ом до 1 МОм.

Основными методами измерения сопротивлений постоянному току являются: косвенный метод (с применением измерителей напряжения и тока); метод непосредственной оценки при помощи омметров и мегомметров; мостовой метод. При проведении измерений на переменном токе будет определяться полное сопротивление электрических цепей или их элементов, содержащее активную и реактивную составляющие. Если частота переменного тока не велика (область низких частот) и в проверяемой цепи преобладают элементы активного сопротивления, то результаты измерений могут оказаться близкими к получаемым при измерениях на постоянном токе.

При отсутствии специальных приборов приближенное представление о порядке электрических сопротивлений цепей и элементов можно получить с помощью простейших индикаторных устройств — электрических пробников.

Если измерение сопротивлений резисторов (или иных параметров электрорадиодеталей) производится непосредственно в монтаже какой-либо установки, необходимо предварительно убедиться, что источники питания отключены, высоковольтные конденсаторы разряжены, а параллельно проверяемой детали не присоединены другие элементы, могущие оказать влияние на результаты измерений.

Электрические пробники

Основным назначением электрических пробников является проверка монтажа радиоустановок и выявление обрывов или коротких замыканий в электрических цепях и радиодеталях; обычно пробники позволяют грубо оценить сопротивление проверяемой цепи или детали.

Электрические пробники могут быть низкоомными или высокоомными. Низкоомные пробники пригодны для проверки цепей (деталей), сопротивление которых не превышает десятков или сотен ом, с их помощью выявляются короткие замыкания в цепях. Высокоомные пробники обнаруживают заметную реакцию лишь при значительных отклонениях сопротивления проверяемой цепи от нормального значения, например, при наличии в ней обрыва.

Рис. 1. Схемы электрических пробников индикаторного типа

В зависимости от принципа действия различают пробники индикаторного и генераторного типа. Индикаторные пробники в общем случае (рис. 1.) состоят из индикатора и обеспечивающего его действие источника питания.

Пробник подключается к проверяемой цепи или элементу с помощью пары проводников со щупами на концах. Если сопротивление этой цепи Rx мало, то индикатор под воздействием напряжения или тока источника создаёт хорошо заметный зрительный или звуковой сигнал. С возрастанием сопротивления Rx наблюдаемый сигнал ослабляется вплоть до его исчезновения; последнее обычно имеет место при Rx, превышающем в несколько раз сопротивление индикатора. Поэтому в низкоомных пробниках в качестве индикаторов используют миниатюрные лампочки накаливания, громкоговорители, микрофонные капсюли, низковольтные электрические звонки и др. Звуковые индикаторы удобны тем, что для восприятия сигнала не требуется зрительного наблюдения за ними.

Индикаторами высокоомных пробников часто являются неоновые лампочки, соединённые последовательно с высокоомным (в десятки килоом) резистором, и высокоомные головные телефоны. Питание пробника с неоновой лампочкой (рис. 1, б) может производиться от любого источника постоянного или переменного тока с выходным напряжением, превышающим напряжение зажигания лампочки (пользуясь таким пробником, нужно соблюдать меры предосторожности). Яркость свечения будет заметно изменяться лишь при значениях Rx не менее килоом. Поэтому наличие коротких замыканий в цепях с малым сопротивлением таким пробником установить нельзя. Пробник с головными телефонами (или громкоговорителем) можно питать от звукового генератора, трансляционной сети, радиоприёмника, накальной обмотки сетевого трансформатора и т. п.; возможно его питание и от низковольтной батареи постоянным напряжением, при этом о порядке сопротивлений можно судить по громкости щелчков, прослушиваемых в телефонах в момент присоединения пробника к цепи.

Индикатором высокоомного пробника может служить вольтметр постоянного или переменного тока (рис. 2, а). При этом желательно выбирать такой источник питания, который обеспечивал бы при короткозамкнутых входных зажимах отклонение стрелки вольтметра в пределах второй половины его шкалы. Вместо вольтметра в пробник можно включить стрелочный измеритель И (милли- или микроамперметр), соединённый последовательно с добавочным резистором Rд (рис. 2, б). При пользовании входными зажимами 1 и 2 такой пробник будет действовать как высокоомный. Этот же пробник можно сделать низкоомным, если замкнуть накоротко зажимы 1 и 2, а проверяемые цепи или элементы подключать параллельно измерителю (к точкам а и б); при этом отклонение стрелки будет тем меньшим, чем меньше сопротивление шунтирующей измеритель цепи.

Рис. 2. Схемы пробников со стрелочными индикаторами.

В пробнике генераторного типа используется простейший генератор низкочастотных колебаний (типа LC, RC, мультивибратор и т. п.), нагруженный на звуковой индикатор Сопротивление проверяемого элемента воздействует на режим работы генератора, что приводит к изменению частоты или интенсивности воспроизводимого индикатором звукового сигнала. Так, пробник, схема которого приведена на рис. 3, представляет собой генератор, возбуждающий импульсные колебания, характерные для блокинг-генераторов. Желательная частота повторения импульсов в пределах от нескольких сотен герц до единиц килогерц может устанавливаться переменным резистором R2 при нажатой кнопке Кн, замыкающей входные гнезда. Проверяемый элемент оказывается включённым в цепь эмиттера транзистора Т и чем больше его сопротивление Rx, тем выше будут частота генерируемых колебаний и тон звукового сигнала, воспроизводимого громкоговорителем Гр, по сравнению со значениями последних при нажатой кнопке Кн.

Пробник является низкоомным, он реагирует заметным (на слух) изменением частоты колебаний на сопротивления в единицы ом, а при сопротивлениях в несколько десятков ом его колебания срываются.

Рис. 3. Схема электрического пробника генераторного типа на одном транзисторе

Пробник становится высокоомным, если проверяемые элементы включать в разрыв цепи источника питания, например в точке 1. В этом случае с возрастанием Rx будет уменьшаться интенсивность колебаний и повышаться их частота. Колебания срываются при сопротивлениях в десятки килоом, а если увеличить напряжение питания до 15-20 В — при сопротивлениях в сотни килоом. Этот же пробник может быть отнесён к индикаторному типу, если Rx включать последовательно с громкоговорителем.

Косвенные методы измерения сопротивлений

Косвенное измерение сопротивлений производится при помощи измерителей напряжения и тока.

Вольтметр с известным входным сопротивлением Rв, включённый по схеме на рис. 2, а, пригоден для измерения сопротивлений одного порядка с Rв. Для этого при короткозамкнутых щупах измеряют вольтметром напряжение U0 на зажимах источника питания. Затем щупы присоединяют к резистору Rx, что приводит к уменьшению напряжения, приложенного к вольтметру, до некоторого значения Ux. Сопротивление резистора Rx определяют по формуле:

Погрешность измерений зависит от напряжения источника (оно должно быть близким к пределу измерений вольтметра), класса точности вольтметра и отношения Rx/Rв. Наименьшая погрешность имеет место при Rx ≈ 1,4 Rв; она примерно в 6 раз превышает основную погрешность вольтметра. Например, при вольтметре класса 1,5 погрешность измерений может достигать 9% и более.

Измерение сопротивлений может производиться и при помощи схемы на рис. 2, б, если известны сопротивление измерителя Rи и сопротивление Rд. В этом случае измеряют токи Iи и Ix соответствующие показаниям измерителя И при замкнутых входных зажимах 1 и 2 и подключении к схеме резистора Rx. Резисторы большого сопротивления включают в разрыв цепи (между зажимами 1 и 2), а их сопротивление рассчитывают по формуле

Rx =(Rи +Rд)*(Iи/Ix — 1)

Резисторы малого сопротивления включают параллельно измерителю И, а их сопротивление находят по формуле

Rx = RиRд/Rи+Rд) * (Iи/Ix — 1)

При наличии калиброванного (опорного) переменного резистора измерение сопротивлений по схемам на рис. 2 может производиться методом сравнения, если даже сопротивления измерительных цепей неизвестны. В этом случае в измерительную схему включают резистор Rx и замечают показания прибора. Затем вместо резистора Rx подсоединяют опорный резистор и изменением его сопротивления добиваются того же показания прибора. Значение Rx отсчитывают по шкале опорного резистора.

Особо точные (прецизионные) измерения сопротивлений производят с помощью потенциометров (компенсаторов) постоянного тока. Последовательно в одну и ту же цепь постоянного тока включают резистор Rx и опорный резистор Ro. Падения напряжения на этих резисторах Ux и Uo, пропорциональные их сопротивлениям, измеряют компенсационным методом. Измеряемое сопротивление определяют по формуле

Погрешность измерений уменьшается при близких значениях сопротивлений Ro и Rx.

В ряде случаев возникает необходимость измерения сопротивлений элементов при определённом режиме их работы. Это особенно существенно для нелинейных элементов, сопротивление которых Rx зависит от приложенного напряжения U, значения или направления протекающего по ним тока I. Например, сопротивление нитей накала радиоламп, измеренное при малом токе, будет в несколько раз меньшим их сопротивления при нормальном токе накала. Измерение таких сопротивлений обычно производят методом вольтметра — амперметра, который основан на прямом использовании закона Ома:

Схема измерений представлена на рис. 4. Напряжение источника выбирают близким к пределу измерений вольтметра V. Требуемый режим измерений по напряжению или току устанавливается реостатом R по показаниям вольтметра V или миллиамперметра (амперметра) mА. Ограничительный резистор Ro и реостат R выбирают такого сопротивления, чтобы при короткозамкнутых входных зажимах и выведенном реостате R ток в цепи не превышал 5-кратного значения тока полного отклонения Iп миллиамперметра мА, а при вводе реостата R — уменьшался до значения, меньшего Iп.

При установке переключателя В2 в положение «Б» напряжение U, показываемое вольтметром V, представляет собой сумму падений напряжений на миллиамперметре мА и резисторе Rx. Поэтому сопротивление последнего будет точно определяться формулой

где Rма — сопротивление миллиамперметра. В данном случае формулой (1) можно пользоваться лишь при измерении больших сопротивлений, когда соблюдается условие Rx >> Rма. При Rx = 10 Rма вычисление по формуле (1) даёт дополнительную ошибку 9%, а при Rx = 100 Rма эта ошибка не превышает 1%. Сопротивление Rмa, если оно неизвестно, можно вычислить по формуле (1) на основе показаний обоих приборов при замкнутых зажимах 1 и 2.

При установке переключателя В2 в положение «М» ток I, показываемый миллиамперметром, равен сумме токов, протекающих через вольтметр и резистор Rx. Поэтому сопротивление последнего будет точно определяться формулой

где Rв — входное сопротивление вольтметра. В данном случае расчёт значения Rx по формуле (1) можно производить лишь при измерении малых сопротивлений, когда соблюдается условие Rx 2 + X 2 ) 0,5 = U/I.

Омметры с последовательной схемой измерения

Непосредственное измерение электрических сопротивлений с удовлетворительной для многих практических целей точностью осуществляется омметрами постоянного тока. Схемы омметров разделяются на две основные группы: последовательные, применяемые для измерения сопротивлений средних и больших значений (от 1 Ом и выше), и параллельные, используемые при измерении малых сопротивлений.

Простейшая последовательная схема омметра соответствует приведённой на рис. 2, б. Она содержит последовательно включённые магнитоэлектрический измеритель И с внутренним сопротивлением Rи, добавочный резистор Rд, источник постоянного напряжения U0 и исследуемый резистор Rx, присоединяемый к зажимам 1 и 2. Сопротивление добавочного резистора, выбранное по формуле

обеспечивает при коротком замыкании входных зажимов, т. е. при Rx = 0, протекание через измеритель тока полного отклонения Iи.

Каждый омметр характеризуется входным сопротивлением Rом, под которым понимают сопротивление его схемы между входными зажимами. Для рассматриваемой схемы

Rом = Rи + Rд = U0/Iи. (4)

При Rx = 0 через измеритель протекает наибольший ток

При подключении резистора Rx ток через измеритель уменьшается до значения

и при Rx = ∞ (т. е. при свободных зажимах 1 и 2) становится равным нулю.

Градуировка шкалы омметра определяется отношением токов:

Iх/Iи = Rом / (Rом + Rх) = 1 / (1+ Rх/Rом) (5)

Из формулы следует, что при Rx = Rом ток 1x = 0,5*Iи, следовательно, середине шкалы омметра соответствует измеряемое сопротивление, равное входному. На рис. 5 приведена развёрнутая шкала омметра, отметки которой даны в относительных единицах Rx/Rом и справедливы по численному значению при входных сопротивлениях 1 Ом, 1 кОм и 1 МОм. Второй (равномерный) ряд отметок показывает изменение вдоль шкалы отношения Ix/Iи, пропорционально которому отклоняется стрелка измерителя. Эта шкала справедлива и для омметров с любым входным сопротивлением при условии умножения отсчёта по шкале на соответствующий множитель. Например, при Rом = 3 кОм отсчёт по шкале в кило-омах умножают на 3, при Rом = 30 кОм — на 30 и т. д.

Рис. 5. Развёрнутая шкала и график основной погрешности последовательных схем омметров

Крайние значащие деления, которые удаётся нанести на шкалу, в зависимости от размеров её лежат со стороны малых сопротивлений в пределах Rом/20 — Rом/100, а со стороны больших сопротивлений — в пределах (20 100)/Rом. Следовательно, входное сопротивление омметра определяет порядок измеряемых сопротивлений. Поэтому при расчёте предел измерений омметра часто задают его входным сопротивлением. Из формулы (4) следует, что требуемое значение входного сопротивления можно обеспечить как подбором напряжения питания U0, так и выбором измерителя. Чем чувствительнее измеритель, тем меньшее напряжение питания требуется для получения выбранного значения Rом.

Если пределы измерений заданы наименьшим и максимальным значениями измеряемых сопротивлений Rxн и Rхм, то входное сопротивление омметра выбирают, исходя из формулы

Например, для измерения сопротивлений от 10 до 5000 Ом следует взять Rом ≈ 50000 0,5 = 224 Ом, или округлённо 200 Ом.

В верхней части рис. 5 приведён график основной относительной погрешности омметра δo, выраженной в процентах от значения производимого отсчёта. Из графика видно, что при измерителе класса точности 1,0 наименьшая погрешность (примерно 4%) имеет место при отсчёте в средней части шкалы, а к краям шкалы погрешность быстро возрастает. Поэтому диапазон измерений обычно ограничивают пределами (0,1. 10)Rом. В общем случае отсчёт по графику следует умножать на класс точности применённого в омметре измерителя. Например, при работе омметра с измерителем класса 2,5 основная погрешность для середины шкалы составляет примерно 10%. В связи с резко неравномерным характером шкалы допустимое значение основной погрешности омметров часто выражают в процентах от длины шкалы. Например, при длине шкалы 100 мм и классе точности 1,5 основная погрешность омметра не превышает ± 1,5 мм; это означает, что действительному значению измеряемого сопротивления Rx может соответствовать отсчёт по шкале омметра в пределах ± 1,5 мм от полученной точки отсчёта.

Источниками питания большинства омметров служат малогабаритные сухие или аккумуляторные элементы. Они имеют начальную э. д. с. примерно 1,5 В, которая в процессе эксплуатации постепенно уменьшается. При расчёте омметра обычно предусматривают возможность измерений при уменьшении э. д. с. каждого элемента примерно до 1 В. Внутреннее сопротивление одного элемента не превышает 1-2 Ом и при расчёте последовательных схем омметров им можно пренебречь.

Если напряжение питания U отличается от расчётного напряжения U0, которому соответствует шкала омметра, то при Rx = 0 стрелка измерителя не будет устанавливаться на нуль шкалы и появится дополнительная погрешность измерений. С целью её уменьшения простейшая схема (рис. 16-2, б) дополняется регулятором, позволяющим устанавливать перед началом измерений стрелку измерителя на нуль шкалы омметра при Rx = 0. В некоторых омметрах установка нуля осуществляется при помощи магнитного шунта посредством регулировки тока полного отклонения измерителя Iи; при этом остаются неизменными входное сопротивление омметра и, следовательно, его градуировочная характеристика. В комбинированных измерительных приборах, в которых один и тот же измеритель используется как в схеме омметра, так и в схемах измерения напряжения, тока и т. д., применение измерителя с регулируемым при измерении сопротивлений магнитным шунтом недопустимо, поскольку это приведёт к возрастанию погрешности измерения других электрических величин. Поэтому в большинстве приборов применяют схемы омметров, в которых компенсация изменения напряжения питания осуществляется с помощью переменных резисторов или потенциометров.

На рис. 6, а приведена схема омметра с последовательным включением реостата установки нуля R. Выбор сопротивления добавочного резистора по формуле

обеспечивает при Rx = 0, полностью выведенном реостате (R = 0) и наименьшем допустимом напряжении питания Uн отклонение стрелки измерителя И на всю шкалу. Если же омметр работает при напряжении, превышающем Uн, ток в цепи понижают до значения Iи вводом реостата R. Полное сопротивление реостата Rм выбирается из условия обеспечения установки нуля при максимально возможном напряжении питания Uм:

Входное сопротивление рассматриваемой схемы изменяется пропорционально изменению напряжения питания U. Поскольку шкала омметра выполнена для определённого входного сопротивления, то изменение последнего создаёт дополнительную погрешность измерения, равную относительному изменению напряжения питания. Например, если напряжение U отличается от расчётного U0 на 20%, то для любой точки шкалы погрешность измерений возрастёт на 20%.

Рис. 6. Последовательные схемы омметров с последовательным (а) и параллельным (б) включением регулятора нуля.

Более совершенной является схема омметра с параллельным включением реостата установки нуля R, изображённая на рис. 6, б. Элементы этой схемы рассчитываются таким образом, чтобы при Rx = 0, полностью введённом реостате (R = Rм) и напряжении питания Uн через измеритель протекал ток Iи. Если же U > Uн, то для установки стрелки на нуль частично выводится реостат R, благодаря шунтирующему действию которого ток через измеритель уменьшается до Iи.

Входное сопротивление данной схемы

Rом = Rд + R*Rи/(R+Rи) = Rд + Rи/(1+Rи/R)

в процессе установки реостатом R нуля будет несколько изменяться. Однако это изменение при любом сопротивлении R не превышает значения Rи. Обычно Rи = 1,1*Iи*Rом(Uм/Uн) (8)

выбираем максимальное напряжение Uм; оно должно быть кратным максимальной э. д. с. одного элемента выбранного типа источника питания. Например, при использовании элементов с э. д. с. 1,5 В напряжение Uм может быть равно 1,5; 3; 4,5 В и т. д.

3. Находим наименьшее допустимое напряжение питания:

4. Определяем сопротивление добавочного резистора:

Rд = Rом*[1-2*IиRи/(Uм + Uн)].

5. Выбираем реостат установки нуля из условия

Rм >= IиRиRд/[Uн-Iи(Rи + Rд)]

Рис. 7. Схема омметра с балансной регулировкой нуля.

Очень малую зависимость от напряжения питания обеспечивает схема омметра с балансной регулировкой нуля, приведённая на рис. 7. Здесь установка нуля осуществляется с помощью потенциометра R, включённого параллельно измерителю и используемого в качестве универсального шунта с плавной регулировкой. Предположим, что в процессе установки куля приходится уменьшать сопротивление R нижней (по чертежу) части потенциометра. При этом одновременно будет увеличиваться сопротивление цепи измерителя, в которую входит сопротивление Rм — R второго участка потенциометра. В результате при надлежащем выборе элементов схемы входное сопротивление омметра при изменении напряжения питания остаётся почти неизменным и дополнительная погрешность измерений не превышает 1 %.

При известных значениях Rом, Uм/Uн и выбранном измерителе расчёт схемы омметра на рис. 7 проводится в следующем порядке.

1. Выбираем максимальное напряжение питания из условия

Uм >= Iи*Rом*(l+Uм/Uн) (10)

2. По формуле (9) находим напряжение Uн.

3. Выбираем полное сопротивление потенциометра R из условия

Rм >= Iи*Rи*Rом/(Uн — Iи*Rом).

4. Сопротивление добавочного резистора находим по формуле

Rд = Rом — Rм*Rи/(Rм + Rи)

Градуировка омметров с последовательной схемой измерения может производиться расчётным путём на основе формулы (5), которая позволяет при известном входном сопротивлении Rом для каждого значения Rx определить отношение токов Iх/Iи, полностью характеризующее положение стрелки измерителя.

Задача 1. Рассчитать омметр по схеме на рис. 6, б, на основе исходных данных: Rом = 20 кОм; Uм/Uн = 1,5; измеритель омметра имеет параметры: Iи = 150 мкА и Rи = 1500 Ом.

Ответ: Uм = 6 В; Uн = 4 В; Rд = 19,1 кОм; Rм = 5 кОм.

Задача 2. Рассчитать омметр по схеме на рис. 7 по следующим данным: Rом = 100 Ом; Uм/Uн = 2; Iи = 5 мА; Rи = 15 Ом.

Ответ: Uм = 1,5 В; Uи = 0,75 В; Rд = 90 Ом; Rм >= 30 Ом.

Многопредельные омметры и мегомметры

Чтобы уменьшить погрешность измерений, диапазон измерений омметра стремятся ограничить центральным участком его шкалы, выбираемым в пределах от (0,1. 0,3)Rом до (3. 10)Rом. Для расширения диапазона измеряемых сопротивлений применяют многопредельные омметры. Переход с одного предела измерений на другой осуществляют изменением в определённое число раз N входного сопротивления Rом, производимым с таким расчётом, чтобы при Rx = 0 сохранялось отклонение стрелки измерителя на всю шкалу. Обычно берут N = 10, что позволяет использовать на всех пределах общую шкалу с множителями к ней, кратными 10, при ограничении диапазона измерений значениями Rом/l0 0,5 . l0 0,5 *Rом. Отметке в центре шкалы многопредельного омметра обычно соответствует отсчёт значения входного сопротивления того предела измерений, для которого оно выражается числом от 10 до 100. Сопротивление измеряют на том пределе,при котором отсчёт наиболее близок к центру шкалы.

Рис. 8. Схемы расширения предела измерений омметра в сторону больших (а) и малых (б) сопротивлений.

Расширение предела измерений в сторону больших сопротивлений производят по схеме на рис. 8, а. При переходе от предела 1 с входным сопротивлением Rомl к пределу 2, который должен иметь входное сопротивление Rом2 = 10Rомl, увеличивают сопротивление добавочного резистора до значения Rд2 = Rом2 — Ra-б. где Ra-б — сопротивление параллельной цепи из шунта и измерителя (между точками схемы а и б), определённое при сопротивлении шунта R ≈ 0,75Rм. Для сохранения установки нуля одновременно повышают напряжение питания до значения U2 = 10U1. При использовании высоковольтных источников и чувствительных измерителей можно получить сопротивление Rом в десятки мегом и более. Данную схему можно применить и для изменения предела измерений в сторону малых сопротивлений, однако лишь при условии, если возможно уменьшить в N раз напряжение источника питания.

При входном сопротивлении Rом в тысячи ом и менее необходимое напряжение питания обеспечивается одним сухим элементом или аккумулятором. В этом случае расширение предела измерений в сторону малых сопротивлений производят при неизменном напряжении питания по схеме на рис. 8, б. Предположим, что при переходе с предела 1 на предел 2 входное сопротивление нужно уменьшить в 10 раз до значения Rом2 = 0,1Rом1. Тогда ток в цепи питания при Rx = 0 увеличится в 10 раз и станет I2 = 10*I1. Для сохранения в цепи измерителя тока Iи параллельно измерителю включают универсальный шунт Rш и цепь питания присоединяют к участку шунта Rш2 = 0,1Rш. При этом 90% тока I2 будет ответвляться через Rш2, а 0,1*I2 = I1 пойдёт через обеспечивая протекание через измеритель тока Iи. Сопротивление добавочного резистора Rд2 рассчитывается так, чтобы дополнить общее сопротивление Rб-в параллельной цепи из шунта и измерителя, определённое между точками б и в, до значения Rом2, т. е. Rд2 = Rом2 — Rб-в.

В некоторых случаях при уменьшении входного сопротивления омметра в N раз напряжение питания может быть уменьшено только в Н = (Uм — Uн)(Rш — Rом)/(Iи-Rш).

Минимальное сопротивление Rом, которое может быть получено при параллельной схеме, определяется максимально допустимым значением тока источника и при использовании аккумуляторных батарей большого заряда или низковольтных мощных выпрямителей (в сетевых омметрах) может достигать тысячных долей ома и менее. В таких омметрах приходится учитывать сопротивление проводников, соединяющих цепь измерителя с объектом измерений. Эти соединения выполняются толстым проводом возможно меньшей длины. Для уменьшения переходных сопротивлений выходные зажимы 1 и 2 делают массивными, а выводы омметра снабжаются толстыми, заострёнными на конце металлическими щупами.

Для работы в параллельных схемах следует выбирать измеритель с малым напряжением полного отклонения Uи = Iи*Rи. При прочих равных условиях такой измеритель обеспечивает более высокую точность измерений и меньший расходный ток в цепи питания. Точность измерений также повышается с увеличением напряжения питания, так как при этом возрастает необходимое сопротивление резистора Rд, что уменьшает зависимость входного сопротивления от напряжения источника. Для того чтобы дополнительная погрешность измерений не превышала 5%, напряжение питания следует выбирать из условия

Uм >= 10*Iи*Rи*(Uм/Uн)*(Uм/Uн — 0,9)/(Uм/Uн + 1)

Для предохранения батареи питания от непроизводительного разряда омметры снабжаются выключателями или кнопками, замыкающими цепь питания лишь на время измерений.

Омметры, диапазон измерений которых должен охватывать и малые и большие сопротивления, строятся по параллельно-последовательной (комбинированной) схеме, примером которой может служить та же схема на рис. 10. Малые сопротивления подключаются параллельно измерителю (к зажимам 1 и 2), а большие — последовательно в цепь питания (через зажимы 3 и 4 при разомкнутом выключателе В). Для отсчёта значений Rx необходимы две шкалы, аналогичные представленным на рис. 5 и 11.

Задача 4. Рассчитать параллельную схему омметра (рис. 10), если Rом = 1 Ом; Uм/Uн = 1,5. Данные измерителя: Iи = 5 мА, Rи = 15 Ом.

Ответ: Uм = 1,5В (> 0,27В); Uн = 1 В; Rш ≈ 1,1 Ом; Rд = 12,3 Ом; Rм = 7 Ом.

Омметры с логометрическими измерителями

Логометры, применяемые в схемах омметров (мегомметров), представляют собой магнитоэлектрические измерители с двумя рамками, расположенными под углом друг к другу и укреплёнными на одной оси со стрелкой (рис. 12). Ток к рамкам подводится с помощью гибких ленточек, практически не создающих противодействия повороту рамок. Поэтому при отсутствии тока в рамках подвижная часть находится в состоянии безразличного равновесия. В зазоре между полюсными наконечниками и сердечником создаётся неравномерное магнитное поле вследствие применения, например, сердечника с эллиптической формой сечения. Цепи обеих рамок подключают к общему источнику питания. Через рамки текут токи I1 и I2, магнитные поля которых, взаимодействуя с полем постоянного магнита, создают вращающие моменты противоположных направлений. Подвижная часть устанавливается в такое положение, при котором встречные вращающие моменты рамок равны. Это положение равновесия зависит лишь от отношения токов I2/I1 и не зависит (в определённых пределах) от значений этих токов. Поэтому приборы с логометрическими измерителями не требуют предварительной установки нуля и их показания не зависят от напряжения питания при его изменении в достаточно широких пределах.

Рис. 12. Схема омметра с логометрическим измерителем

Большие сопротивления измеряются по последовательной схеме, при включении объекта измерений в цепь одной из рамок через зажимы 1 и 2. Отношение токов а следовательно, и угол поворота подвижной системы зависят от значения Rx, отсчитываемого по одной из шкал логометра («MΩ»). Пределы измерений определяются сопротивлениями R1 и R2+R3. Относительно малые сопротивления измеряются по параллельной схеме, для чего объект измерений через зажимы 2 и 3 (при замкнутых зажимах 1 и 2) включается параллельно цепи одной из рамок измерителя. Отсчёт производится по второй шкале логометра («кΩ»).

Электронные омметры и мегомметры

Любой электронный вольтметр постоянного тока может быть применён для измерения электрических сопротивлений средних и больших значений. Для этого вольтметр дополняется измерительной схемой, создающей на его входе постоянное напряжение, уровень которого зависит от соотношения между измеряемым сопротивлением Rx и опорным сопротивлением Ro.

Электронный омметр можно выполнить на основе одного из двух вариантов, поясняемых схемами на рис. 13. В обоих случаях во входной цепи прибора необходимо включить источник постоянного напряжения U0, равного или близкого предельному напряжению Uп, измеряемому вольтметром; резисторы Ro и Rx образуют делитель этого напряжения.

При входной цепи, выполненной по схеме на рис. 13, а, на вход вольтметрового компонента подаётся напряжение, снимаемое с опорного резистора Ro. При разомкнутых входных зажимах (Rx = ∞) это напряжение равно нулю. Замыкание входных зажимов (при Rx = 0) приводит к воздействию на вольтметр всего напряжения U0 ≈ Uп и отклонению стрелки его измерителя до конца шкалы, что обеспечивается специальным регулятором установки «нуля» омметра. В общем случае при измеряемом сопротивлении Rx на вход вольтметра поступает напряжение

Ux = U0*R0*(R0+Rx) = U0/(1+Rx/Ro).

Зависимость этого напряжения от отношения Rx/Ro позволяет снабдить измеритель вольтметра дополнительной шкалой с отсчётом в значениях Rx/Ro или непосредственно Rx. При Rx = Ro напряжение Ux = 0,5Uo. Следовательно, середине омметровой шкалы соответствует измеряемое сопротивление, равное Ro, и шкала получается такой же, как у омметров с последовательной схемой, имеющих входное сопротивление Rом = Ro (см. рис. 5).

Рис. 13. Схемы компоновки электронных омметров и мегомметров

При втором варианте входной цепи (рис. 13, б) на вход вольтметрового компонента подаётся напряжение, снимаемое с резистора Rx; в общем случае

Ux = U0*Rx/(Ro+Rx) = U0*Rx/Ro/(1+Rx/Ro).

Когда Rx = 0 вход вольтметра закорочен и Ux = 0. При Rx = ∞ на вольтметр воздействует напряжение U0 ≈ Uп и специальным регулятором установки омметра на «∞» добиваются отклонения стрелки измерителя на всю шкалу. В этом случае шкала омметра располагается в обратном (по сравнению с предыдущим вариантом) направлении и оказывается такой же, как у омметров с параллельной схемой, имеющих входное сопротивление Rом = Ro (см. рис. 11).

Таким образом, предел измерений электронного омметра определяется сопротивлением резистора Ro. Это позволяет построить многопредельный электронный омметр, в котором изменение пределов осуществляется переключением резисторов Ro различных номиналов. Чаще всего сопротивления резисторов Ro смежных пределов различаются в 10 раз, что позволяет использовать для отсчёта общую шкалу с десятичными множителями к ней.

Наименьший предел измерений ограничивается возрастанием тока, потребляемого от источника напряжения U0 при малом Ro, а также влиянием внутреннего сопротивления источника. Наибольший предел измерений ограничивается входным сопротивлением вольтметрового компонента, которое должно быть больше сопротивления Ro, по крайней мере, в 30-100 раз. Поэтому электронные омметры, имеющие высокоомные пределы измерений, базируются на вольтметрах, у которых входной каскад выполнен на лампе, работающей без тока в цепи управляющей сетки, либо представляет собой балансный истоковый повторитель на полевых транзисторах. При монтаже входных зажимов на высококачественном изоляционном материале, применении переключателей с керамическими платами и аккуратном выполнении монтажа удаётся осуществить измерение сопротивлений до 1000 МОм и более, но для этого необходимо иметь сопротивление Ro примерно 100 МОм. Трудность подбора достаточно точных и стабильных резисторов Ro большого сопротивления препятствует расширению предела измерений. В электронных приборах промышленного изготовления (тераомметрах) специальными приёмами достигается измерение сопротивлений до 100000 МОм.

Для измерения сопротивлений удобно использовать вольтметровые компоненты с пределом измерения 1,5. 3 В, так как в этом случае источник напряжения U0 может состоять из одного или двух сухих элементов. Но при измерении очень больших сопротивлений, например сопротивления изоляции, работа при низком напряжении U0 не всегда целесообразна, поскольку значение этих сопротивлений существенно зависит от приложенного к ним напряжения, уменьшаясь с возрастанием последнего. Изменение больших сопротивлений в основном наблюдается до напряжений примерно 100 В. Для получения такого (или большего) напряжения в зависимости от первичного источника питания используют стабилизированные выпрямители или преобразователи.

На значение сопротивлений изоляции и утечки влияют внешние условия (влажность, температура воздуха и др.), при которых производится измерение, а также длительность воздействия испытательного напряжения. Поэтому условия испытания детали или цепи желательно приближать к действительным условиям её эксплуатации; отсчёт следует производить не ранее чем через 1 мин после подключения исследуемого объекта к входным зажимам.

Структура электронного омметра (мегомметра) делает целесообразным его использование в качестве комбинированного прибора — многопредельного вольтомметра постоянного тока. Примером может служить схема вольтомметра постоянного тока, представленная на рисунке.

Здесь схема измерения сопротивлений образуется при установке переключателя В2 в положение «R». При этом в качестве источника напряжения U0 используется элемент Б2, а резисторы R1 — R3 входного делителя напряжения вольтметра в том или ином сочетании (определяемом установкой переключателя пределов измерений В1) играют роль опорного резистора Ro. Установка нуля омметра (при Rx = 0) может производиться потенциометром R6, используемом при измерении напряжений для калибровки вольтметра. Если нарушение калибровки вольтметра нежелательно, то, добавив ещё одну секцию к переключателю В2, можно обеспечить включение в цепь измерителя И специального регулятора нуля омметра.

При наличии батареи питания, не имеющей отвода, необходимое напряжение U0 может быть получено с помощью делителя напряжения, включаемого параллельно батарее. В этом случае можно осуществлять установку нуля омметра посредством плавной регулировки напряжения U0.

Омметры с равномерной шкалой

Основным недостатком омметров и мегомметров рассмотренных выше типов является резкая неравномерность их шкал, охватывающих несколько порядков значений измеряемых сопротивлений, и связанная с этим значительная погрешность измерений. Более высокая точность при некотором усложнении процесса измерений достигается в омметрах с равномерными (линейными) шкалами.

Для получения равномерной шкалы в омметрах используют либо метод сравнения измеряемого сопротивления Rx с сопротивлением опорного резистора, либо метод измерения падения напряжения на резисторе Rx, создаваемого током фиксированного уровня.

Рис. 14. Схема омметра с равномерной шкалой и параллельным соединением резисторов Rx и Rп

Метод сравнения может быть реализован в двух вариантах. Схема первого варианта (рис. 14) характерна наличием магнитоэлектрического измерителя тока И и параллельным включением резисторов Rx и Rп; сопротивление последнего численно определяет верхний предел измеряемых сопротивлений. После подключения резистора Rx к входным зажимам переключатель В ставят в положение «Установка» и реостатом R устанавливают в цепи резистора Rx ток полного отклонения Iи. Затем переключатель В переводят в положение «Измерение»; при этом измеритель оказывается включённым в цепь опорного резистора Rп и протекающий через него ток определяется формулой

где Uи = IиRи — напряжение полного отклонения измерителя.

Если напряжение на зажимах источника U >> Uи, то вторым членом знаменателя можно пренебречь и тогда ток в цепи сказывается пропорциональным отношению Rx/Rп, причём сопротивлению Rx = Rп отвечает отклонение стрелки измерителя до конца шкалы. При наличии у измерителя равномерной шкалы с числовыми отметками от 0 до 100 отсчёт по ней будет давать отношение Rx/Rп, выраженное в процентах с точностью, близкой к классу точности измерителя. Соответствующим выбором сопротивления Rп можно обеспечить непосредственный отсчёт Rx по имеющейся шкале измерителя с использованием множителя к ней, кратного 10. Например, при шкале измерителя с отметками от 0 до 30 желательно выбирать сопротивления Rп из ряда значений 3, 30, 300 Ом (кОм, МОм).

Шкала омметра будет достаточно точно соответствовать равномерной шкале измерителя, если при Rx = 0 перевод переключателя В из положения «Установка» в положение «Измерение» не будет вызывать заметного изменения тока I в цепи питания; это достигается при сравнительно больших значениях сопротивления Rд + R и напряжения питания U. Наибольшая относительная погрешность, вызываемая несовпадением шкал омметра и измерителя, определяется формулой

пользуясь которой можно найти наименьшее напряжение питания Uн, при котором погрешность δшк не превосходит допустимого значения. При выборе измерителя, очевидно, следует отдавать предпочтение приборам с меньшим значением Uи = IиRи.

При выбранном измерителе наименьший предел измерений омметра Rп.н ограничивается предельно допустимым током Iдоп источника питания:

Rп.н >= Iи*Rи/(Iдоп-2*Iи) ≈ (IиRи)/Iдоп,

а максимально возможный предел измерений Rп.и зависит от напряжения Uн:

Например, при измерителе с параметрами Iи = 100 мкА, Rи = 900 Ом и верхнем пределе Rп = 1 МОм напряжение Uн = 100 В. Отсюда видно, что для измерения больших сопротивлений необходим высоковольтный источник питания.

При известных пределах изменения напряжения питания Uм — Uн необходимые сопротивления добавочного резистора Rд и реостата R определяются формулами:

R >= Rп*(Uv/Iи-Rи)/(Rп+Rи) — Rд

Из этих формул следует, что при выполнении омметра многопредельным переключение пределов измерений должно сопровождаться изменением номиналов не только опорных резисторов Rп, но и резисторов Rд и R.

Рис. 15. Схема омметра с равномерной шкалой и последовательным соединением резисторов Rx и Rп.

Второй вариант метода сравнения представлен на рис. 15 схемой омметра, в которой сопротивления Rx и Rп включены последовательно в цепи источника постоянного напряжения U, а индикатором является вольтметр постоянного тока V; последний дополняется плавным регулятором чувствительности, например входным высокоомным потенциометром или реостатом в цепи измерителя. Сравнение сопротивлений Rx и Rп производится по размеру падений напряжений Ux и Uп, создаваемых на них одним и тем же током I источника питания. При установке переключателя В2 в положение «Установка» вольтметр V подключается к опорному резистору Rп; подбором предела измерений вольтметра и регулировкой его чувствительности добиваются отклонения стрелки измерителя до конца шкалы. Затем переключатель В2 переводят в положение «Измерение» для измерения напряжения Ux. Так как отношение напряжений

то отсчёт сопротивлений Rx может производиться по равномерной шкале напряжений вольтметра, считая верхним её пределом значение Rп. Изменение пределов измерений омметра производится переключением резисторов Rп различных номиналов.

Рассматриваемая схема омметра обладает двумя замечательными особенностями: результаты измерений не зависят ни от напряжения U источника питания, ни от входного сопротивления Rв вольтметра.

Недостатком омметров, действующих методом сравнения, является то, что измерению каждого нового значения сопротивления Rx должна предшествовать установка стрелки измерителя на конечное деление шкалы. В этом отношении более удобны омметры, в измерительной цепи которых создаётся фиксированный ток.

Рис. 16. Схема омметра с равномерной шкалой и резистивной фиксацией уровня тока

Простейший, но довольно эффективный способ фиксации уровня тока, иллюстрируемый схемой на рис. 16, состоит во включении в цепь источника постоянного напряжения U ограничительного резистора Ro, сопротивление которого в десятки или даже сотни раз превышает предельное значение Rп измеряемых омметром сопротивлений Rx. Падение напряжения на резисторе Rx фиксируется электронным вольтметром постоянного тока V с большим входным сопротивлением Rв. Если Ro >> Rп и Rв >> Rп, то сопротивлению Rx отвечает падение напряжения на нём

а предельному сопротивлению Rп — напряжение

при котором стрелка измерителя вольтметра должна отклоняться на всю шкалу. Отсчёт по этой шкале может производиться непосредственно в значениях Rx.

Из последней формулы следует:

и чем больше эти отношения, тем меньше будет нарушаться линейность шкалы при измерении сопротивлений. С этой точки зрения желательно использование в омметре источника питания возможно большего напряжения и вольтметрового компонента высокой чувствительности, чтобы указанные отношения были, по крайней мере, не менее 30-100.

Омметр рассматриваемого вида может быть выполнен как многопредельный с переключаемыми резисторами Ro различных номиналов. Выбранному предельному значению Rп должно соответствовать сопротивление

Входное сопротивление вольтметрового компонента Rв ограничивает максимальный предел измеряемых сопротивлений условием Rп.м > Rп, и особенно при свободных входных зажимах возможна значительная перегрузка вольтметрового компонента. Поэтому измерение производят лишь после подключения к входным зажимам резистора Rx при кратковременном нажатии кнопки Кн1. Если порядок сопротивления Rx неизвестен, то первоначально устанавливают наиболее высокоомный предел измерений. Защиту входа вольтметра от перегрузок можно также обеспечить с помощью стабилитрона (см. схему вольтомметра постоянного тока) или, учитывая весьма малое значение Uп, посредством специально подобранного точечного диода, включённого в прямом направлении.

Если напряжение U источника питания не стабилизировано, то перед началом измерений следует выполнять калибровку прибора. Для этого нажатием кнопки Кн2 на одном из пределов измерений омметра к входу вольтметрового компонента подключают резистор с сопротивлением Rк = Rп и регулятором чувствительности вольтметра добиваются отклонения стрелки его измерителя до конца шкалы.

Рис. 17. Схема омметра с равномерной шкалой и транзисторным стабилизатором тока.

Омметры с равномерной шкалой могут быть выполнены на базе транзисторного стабилизатора тока. принцип действия которого поясняется схемой на рис. 17. Транзистор Т, коллекторной нагрузкой которого является резистор Rх, включён по схеме с общей базой. Поэтому его коллекторный ток практически не зависит от напряжения на коллекторе, а следовательно, и от сопротивления нагрузки при их изменении в широких пределах. При фиксированном коллекторном токе показания вольтметра V, включённого параллельно нагрузке, будут пропорциональны сопротивлению Rx при условии, что входное сопротивление вольтметра Rв >> Rx.

Стабилизированное напряжение, падающее на стабилитроне Д, создаёт ток эмиттера, который может принимать определённые фиксированные уровни, например, равные 10, 100 и 1000 мкА, в зависимости от значения сопротивления включённого в цепь эмиттера резистора R1 — R3. При выборе транзистора с высоким коэффициентом передачи тока Вст ток эмиттера почти полностью передаётся в цепь коллектора. Очевидно, что различным фиксированным значениям коллекторного тока будут отвечать различные пределы измерения сопротивлений по одной и той же шкале вольтметра V. Чем выше напряжение источника, тем большим оказывается верхний предел измеряемых омметром сопротивлений, при котором ещё сохраняется стабилизация тока коллектора. Практически удаётся измерять сопротивления примерно до 100 кОм.

Вольтметры, используемые в большей части рассмотренных схем омметров, часто являются составными компонентами последних, образуя совместно с ними комбинированные приборы — вольтомметры постоянного тока с общими равномерными шкалами для измерения напряжений и сопротивлений.

Задача 5. Рассчитать омметр по схеме на рис. 16 для измерения сопротивлений на трёх пределах: 1 МОм, 10 кОм и 100 Ом, если предельная чувствительность вольтметра равна 1 В.

Ответ: Выбираем отношение U/Uп = 100. Тогда U = 100 В, Rо1 = 100 МОм, Rо2 = 1 МОм, Ro3 = 10 кОм; Rк = 100 Ом.

Задача 6. Произвести ориентировочный расчёт омметра, выполненного по схеме на рис. 17, на пределы измерений 3 и 30 кОм, если в нём применён транзистор с коэффициентом Вст ≈ 100, стабилитрон типа Д808 с параметрами: Uст = 7,5 В; Iст = 5 мА и вольтметр с пределом измерений 3 В.

Ответ: Выбираем источник питания с максимальным напряжением 13,5 В. Тогда R4 ≈ 600 Ом; Iэ1 ≈ Iк1 = 1 мА; Iэ2 ≈ Iк2 = 0,1 мА; R1 ≈ 7,5 кОм; R2 ≈ 75 кОм.

Мостовой метод измерения электрических сопротивлений

Высокая точность измерения сопротивлений может быть достигнута при использовании мостового метода. Для измерения сопротивлений средних значений применяются одинарные измерительные мосты постоянного тока. В общем случае одинарный мост, типовая схема которого представлена на рис. 18, состоит из четырёх резисторов R1 — R4, образующих замкнутый четырёхугольник. Стороны последнего называются плечами моста. В одну диагональ моста включается источник постоянного напряжения U, а в другую — чувствительный индикатор (гальванометр или микроамперметр) с нулём посредине шкалы, предназначенный для индикации нулевого значения тока. Мост считается уравновешенным, или сбалансированным, если в его индикаторной диагонали отсутствует ток. В уравновешенном мосте через резисторы R1 и R2 протекает один и тот же ток I1; одинаковый ток I2 проходит и через резисторы R3 и R4. Поскольку разность потенциалов между концами а и б индикаторной диагонали отсутствует, то эти токи создают одинаковые падения напряжения на резисторах R1 и R4, а также R2 и R3, а именно:

Разделив почленно первое равенство на второе, находим R4/R3 = R1/R2, откуда

Следовательно, в уравновешенном мосте произведения сопротивлений противоположных плеч равны. Если одно из этих сопротивлений, например R4, является неизвестным (Rx), то его можно рассчитать по формуле

В зависимости от способа уравновешивания мосты разделяются на магазинные и линейные (реохордные). Магазинный мост (рис. 18) уравновешивают при фиксированном отношении сопротивлений R3/R2 посредством изменения сопротивления резистора R1; последний часто выполняется в виде магазина сопротивлений, а в простейшем случае представляет собой реостат со шкалой с непосредственной оценкой установленного значения сопротивления.

Рис. 18. Схема магазинного моста постоянного тока

Из последней формулы следует, что при R3 = R2 (т. е. при отношении R3/R2 = 1) равновесие моста имеет место при сопротивлении R1 = Rx и, следовательно, отсчёт Rx можно производить непосредственно по шкале реостата (магазина) R1. Наибольшее значение измеряемых сопротивлений определяется полным сопротивлением реостата R1 (например, 10 Ом). Для расширения пределов измерений с помощью переключателя В в мост включают резисторы R3 другого сопротивления, большего первоначального в 10, 100, 1000 и т. д. раз, при котором отношение R3/R2 становится равным 10, 100, 1000 и т. д. При этом отсчёт по шкале R1 необходимо умножать на соответствующий множитель, равный отношению R3/R2, а верхний предел измеряемых сопротивлений возрастает до 100, 1000, 10 000 Ом и более.

Погрешность измерений зависит от стабильности и точности подбора сопротивлений постоянных резисторов плеч моста, правильности показаний резистора переменного сопротивления и точности фиксации состояния равновесия. В мостах промышленного изготовления, использующих образцовые резисторы и высокочувствительные зеркальные гальванометры, погрешность измерений не превышает десятых долей процента.

Рис. 19. Схема реохордного моста постоянного тока с «бесконечным» пределом измерений

Реохордный мост (рис. 19) уравновешивается при фиксированном сопротивлении R1 посредством плавного изменения отношения сопротивлений R3/R2. Резисторы R3 и R2 заменяют реохордом, который представляет собой натянутую по прямой линии или окружности высокоомную (например, манганиновую) проволоку со скользящим по ней движком. Отношение сопротивлений R3/R2 двух участков проволоки, разделённых движком, равно отношению длин этих участков L3/L2; в значениях этих отношений градуируется шкала, располагаемая параллельно проволоке. Шкала имеет градуировку от 0 до ∞, причём середине её отвечает отношение L3/L2 = 1. Уравновешивание моста производится перемещением движка реохорда. Измеряемое сопротивление определяется по формуле

Расширение диапазона измерений производится включением в схему резисторов R1 различных номиналов, численные значения которых являются множителями к отсчёту по шкале реохорда.

Сопротивление реохорда, выполненного из отрезка проволоки, обычно равно нескольким омам. С целью уменьшения нагрузки на источник питания вместо реохордов иногда применяют проволочные потенциометры сопротивлением в несколько сотен или тысяч ом, имеющие плотную равномерную намотку.

Логарифмический характер шкалы реохорда ограничивает её рабочий участок значениями отношений L3/L2 примерно от 0,1 до 10. В схеме реохордного моста, приведённой на рис. 20, неравномерность шкалы уменьшается благодаря включению последовательно с реохордом двух одинаковых резисторов R21 и R31; если их сопротивления удовлетворяют условию: R21 = R31 = R/9, где R — полное сопротивление реохорда, то крайним положениям движка будут отвечать отношения R3/R2, равные 0,1 и 10.

Реохордные мосты могут быть выполнены весьма компактными, однако по точности измерений они уступают магазинным мостам.

Рис. 20. Схема реохордного моста постоянного тока с ограниченными пределами измерений.

Равновесие любого моста постоянного тока не нарушится, если поменять местами индикаторную диагональ и диагональ питания. При малом сопротивлении реохорда мост обычно включают по схеме на рис. 20, так как при этом источник питания меньше нагружается, чем в схеме включения по рис. 19.

Когда мост не уравновешен, через чувствительный индикатор может протекать большой, опасный для него ток. Поэтому в начале измерений искусственно понижают чувствительность индикатора, включая последовательно с ним (рис. 18) или параллельно ему (рис. 19) резистор (R5), сопротивление которого берётся соответственно в несколько раз большим или меньшим сопротивления индикатора. После грубого уравновешивания моста нажатием кнопки Кн резистор R5 выключают, после чего производят точную балансировку моста.

Управление мостом упрощается при автоматической регулировке чувствительности его индикатора с помощью нелинейного шунта. В схеме моста на рис. 20 шунт представляет собой кремниевый диод Д, включённый параллельно индикатору и резистору R5. Если напряжение на индикаторной диагонали мало, то диод Д имеет большое сопротивление, его шунтирующее действие незначительно и индикатор обладает максимальной чувствительностью. При повышении приложенного к индикаторной диагонали напряжения сопротивление диода уменьшается и чувствительность индикатора резко понижается; при этом большая часть напряжения гасится на балластном резисторе R6.

При фиксированной полярности включения батареи питания и индикатора можно всегда установить, в какую сторону от нуля отклоняется стрелка, если отсчитываемое по положению ручек управления сопротивление больше или меньше измеряемого. Выполнив на шкале индикатора соответствующие отметки («Мало», «Много»), можно легко определить направление, в котором следует изменять сопротивления резисторов моста для достижения равновесия.

Точность уравновешивания моста существенно зависит от чувствительности индикатора и напряжения питания. Последнее берут таким, чтобы при любой установке ручек управления и любом значении Rx ток через индикатор не превышал предельно допустимого для него значения. Чем большие сопротивления должен измерять мост, тем большие напряжения требуются для получения заметного отклонения стрелки при неуравновешенном мосте. Если напряжение питания моста выбрано из условия обеспечения работы его на самом высокоомном пределе, то для ограничения напряжения, подводимого к мосту на низкоомных пределах, в цепь питания включают резистор (Rо на рис. 19) необходимого сопротивления.

Мосты, применяемые для измерения сопротивлений постоянному току, можно питать и от источников тока низкой частоты при условии, что исследуемые детали или цепи не обладают заметными реактивными параметрами. При этом используют индикаторы баланса переменного тока, например головные телефоны, уравновешивая мост по минимальной слышимости тона частоты питания.

Одинарные мосты непригодны для измерения сопротивлений, меньших 0,1-1 Ом, вследствие влияния сопротивлений соединительных проводников и контактов. Для измерения весьма малых сопротивлений (от 1 мкОм до 10 Ом) служат двойные мосты постоянного тока.

Мосты постоянного тока широко применяются для косвенного измерения многих неэлектрических величин (температуры, давления и др.), изменения которых с помощью специальных преобразователей удаётся превратить в изменение сопротивления одного из плеч мостовой схемы.

Недостатками уравновешенных мостов являются отсутствие непосредственной оценки, необходимость регулировок и вычислений для определения результатов измерений; они преодолеваются, правда, за счёт некоторого возрастания погрешности измерений или усложнения конструкции, в неуравновешенных и автоматических мостах.

Неуравновешенные мосты обычно применяются для многократных измерений степени соответствия сопротивлений (или других величин, преобразуемых в сопротивления) некоторому заданному номинальному значению Rн. Эти мосты уравновешиваются для сопротивления Rx = Rн. При Rx ≠ Rн в цепи индикатора возникает ток, который в общем случае определяется формулой

Ix = U(R1R3-R2R4)/(Rин*(R1+R2)*(R3+R4) + R1R4*(R2+R3) + R2R3*(R1+R4)), (13)

где Rин — полное сопротивление цепи индикатора. При стабильном напряжении питания U отсчёт по шкале индикатора можно производить в значениях сопротивлений Rx = R4 (близких к номиналу Rн) или в процентах отклонения значения измеряемой величины от номинала, что облегчает разбраковку контролируемых изделий по различным нормам допуска. Такие мосты часто называют процентными.

Автоматические мосты работают на принципе самоуравновешивания. Их основой является реохордный мост. Напряжение, возникающее при разбалансе на концах индикаторной диагонали, после усиления воздействует на электродвигатель, который посредством специальной передачи перемещает движок реохорда. По мере приближения к положению равновесия напряжение, подводимое к двигателю, уменьшается и после остановки двигателя по шкале реохорда определяется значение измеряемой величины.

Источник

Замер сопротивления мультиметром – советы электрика

Что такое Омметр? Практика измерения сопротивления омметром

Омметр – это измерительный прибор, служащий для определения величины сопротивления в электрических цепях. Сопротивление измеряется в Омах и обозначается латинской буквой R. О том, что такое Ом в популярной форме изложено в статье сайта «Закон силы тока».

Структурная схема и обозначение на схемах Омметра

Измерительный прибор Омметр структурно представляет собой стрелочный или цифровой индикатор с последовательно включенной батарейкой или источником питания, как показано на фотографии.

Функцию измерения сопротивления имеют все комбинированные приборы – стрелочные тестеры и цифровые мультиметры.

На практике, прибор, который измеряет только сопротивление, используется для особых случаев, например, для измерения сопротивления изоляции при повышенном напряжении, сопротивления заземляющего контура или как образцовый, служащий для поверки других омметров боше низкой точности.

На электрических измерительных схемах омметр обозначается греческой буквой омега заключенной в окружность, как показано на фотографии.

Подготовка Омметра для измерений

Ремонт электропроводки, электротехнических и радиотехнических изделий заключается в проверке целостности проводов и в поиске нарушения контакта в их соединениях.

В одних случаях сопротивление должно быть равно бесконечности, например сопротивление изоляции. А в других – равно нулю, например сопротивление проводов и их соединений. А в некоторых случаях равно определенной величине, например сопротивление нити накала лампочки или нагревательного элемента.

Внимание! Измерять сопротивление цепей, во избежание выхода из строя Омметра, допускается выполнять только при полном их обесточивании.

Необходимо вынуть вилку из розетки или вынуть батарейки из отсека.

Если в схеме есть электролитические конденсаторы большей емкости, то их необходимо разрядить, закоротив выводы конденсатора через сопротивление номиналом около 100 кОм на несколько секунд.

Как и при измерениях напряжения, перед измерением сопротивления, необходимо подготовить прибор. Для этого нужно установить переключатель прибора в положение, соответствующее минимальному измерению величины сопротивления.

Перед измерениями следует проверить работоспособность прибора, так как могут быть плохими элементы питания и Омметр может не работать. Для этого нужно соединить между собой концы щупов.

У тестера стрелка при этом должна установиться точно на нулевую отметку, если не установилась, то можно покрутить ручку «Уст. 0». Если не получится, надо заменить батарейки.

Для прозвонки электрических цепей, например, при проверке электрической лампочки накаливания, можно пользоваться прибором, у которого сели батарейки и стрелка не устанавливается на 0, но хоть немного реагирует при соединении щупов.

Судить о целостности цепи будет возможно по факту отклонения стрелки.

Цифровые приборы должны тоже показывать нулевые показания, возможно отклонение в десятых долях омов, за счет сопротивления щупов и переходного сопротивления в контактах подключения их к клеммам прибора.

При разомкнутых концах щупов, стрелка тестера должна установиться в точку, обозначенную на шкале ∞, а в цифровых приборах, мигать перегрузка или высвечиваться цифра 1 на индикаторе с левой стороны.

Омметр готов к работе. Если прикоснуться концами щупов к проводнику, то в случае его целостности, прибор покажет нулевое сопротивление, в противном случае, показания не изменятся.

В дорогих моделях мультиметров есть функция прозвонки цепей со звуковой индикацией, обозначенная в секторе измерения сопротивлений символом диода.

Она очень удобна при прозвонке низкоомных цепей, например проводов кабеля витых пар для Интернета или бытовой электропроводки.

Если провод цел, то прозвонка сопровождается звуковым сигналом, что освобождает от необходимости считывать показания с индикатора мультиметра.

Примеры из практики измерения сопротивления изделий

Теоретически обычно все понятно, однако на практике часто возникают вопросы, на которые лучше всего помогут ответить примеры проверки омметром наиболее часто встречающихся изделий.

Проверка ламп накаливания

Перестала светить лампочка накаливания в светильнике или в автомобильных бортовых приборах, как узнать причину? Неисправен может быть выключатель, электрический патрон или электропроводка.

С помощью тестера легко проверяется любая лампа накаливания из домашнего светильника или фары автомобиля, нити накала ламп дневного света и энергосберегающих ламп.

Для проверки достаточно установить переключатель прибора в положение измерения минимального сопротивления и прикоснуться концами щупов к выводам цоколя лампочки.

Сопротивление нити накала лампочки составило 51 Ом, что свидетельствует о ее исправности. Если бы нить была в обрыве, то прибор показал бы бесконечное сопротивление. Сопротивление галогенной лампочки на 220 В мощностью 50 ватт при свечении составляет около 968 Ом, автомобильной лампочки на 12 вольт мощностью 100 ватт, около 1,44 Ом.

Стоит заметить, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном состоянии (когда лампочке не горит) в несколько раз меньше, чем в разогретом. Это связано с физическим свойством вольфрама. Его сопротивление с разогревом нелинейно возрастает. Поэтому лампы накаливания, как правило, перегорают в момент включения.

К сожалению светодиодные и энергосберегающие лампы без разборки мультиметром не проверить, так как питающее напряжение с выводов цоколя подается на диодный мост драйвера.

С помощью онлайн калькулятора вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление любой лампочки накаливания или нагревательного элемента, например, ТЭНа, электрического паяльника.

Бывает у наушников в одном из излучателей, или в обоих сразу, звук искажаться, периодически исчезает или отсутствует. Тут возможны два варианта, либо неисправны наушники, или устройство, с которого поступает сигнал. С помощью омметра легко проверить, в чем причина и локализовать место неисправности.

Для проверки наушников нужно подсоединить концы щупов к их разъему. Обычно наушники подключаются к аппаратуре с помощью разъема типа Джек 3,5 мм, показанному на фотографии.

Одним концом щупа прикасаются к общему выводу, а вторым по очереди к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть одинаковым и составлять около 40 Ом. Обычно в паспорте на наушники сопротивление указывается.

Если сопротивление каналов сильно отличается, то возможно в проводах имеется короткое замыкание или обрыв провода. Убедиться в этом легко, достаточно концы щупов подсоединить к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть в два раза больше, чем одного наушника, то есть уже 80 Ом. Практически измеряется суммарное сопротивление последовательно включенных излучателей.

Если сопротивление при шевелении проводников во время измерений изменяется, значит, провод в каком-то месте перетертый. Обычно провода перетираются в местах выхода из Джека или излучателей.

Для локализации места обрыва провода нужно во время измерений, изгибать провод локально, зафиксировав остальную его часть. По нестабильности показаний омметра вы определите место дефекта. Если у Джека, то нужно приобрести разборный разъем, откусить старый с участком плохого провода и распаять провод на контакты нового Джека.

Если обрыв находится у входа в наушники, то нужно их разобрать, удалить дефектную часть провода, зачистить концы и припаять, к тем же контактам, к которым провода были припаяны раньше. В статье сайта «Как паять паяльником» Вы можете ознакомиться об искусстве пайки.

Измерение номинала резистора (сопротивления)

Резисторы (сопротивления) широко применяются в электрических схемах. Поэтому при ремонте электронных устройств возникает необходимость проверки исправности резистора или определения его величины.

На электрических схемах резистор обозначается в виде прямоугольника, внутри которого иногда пишут римскими цифрами его мощность. I – один ватт, II – два ватта, IV – четыре ватта, V – пять ватт.

Проверить резистор (сопротивление) и определить его номинал можно с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. В секторе режима измерения сопротивления, предусмотрено несколько положений переключателя. Это сделано для того, чтобы повысить точность результатов измерений.

Например, положение 200 позволить измерять сопротивления величиной до 200 Ом. 2k – до 2000 Ом (до 2 кОм). 2M – до 2000000 Ом. (до 2 МОм). Буква k после цифр обозначает приставку кило – необходимость умножения числа на 1000, M обозначает Мега, и число нужно умножить на 1 000 000.

Если переключатель установить в положение 2k, то при измерении резистора номиналом 300 кОм прибор покажет перегрузку. Необходимо переключить его в положение 2М. В отличие, от измерения напряжения, в каком положении находится переключатель, не имеет значения, всегда можно в процессе измерений его переключить.

Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке

Иногда при проверке резистора, омметр показывает, какое-то сопротивление, но если резистор в результате перегрузок изменил свое сопротивление и оно уже не соответствует маркировке, то такой резистор применять недопустимо. Современные резисторы маркируются с помощью цветных колец. Определить номинала резистора, маркированного цветными кольцами удобней всего с помощью онлайн калькулятора.

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркированных 4 цветными кольцами

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркированных 5 цветными кольцами

Полупроводниковые диоды широко применяются в электрических схемах для преобразования переменного в постоянный ток, и обычно при ремонте изделий, после внешнего осмотра печатной платы в первую очередь проверяют диоды. Диоды изготавливают из германия, кремния и других полупроводниковых материалов.

По внешнему виду диоды бывают разной формы, прозрачные и цветные, в металлическом, стеклянном или пластмассовом корпусе. Но они всегда имеют два вывода и сразу бросаются в глаза. В схемах в основном применяются выпрямительные диоды, стабилитроны и светодиоды.

Условное обозначение диодов на схеме представляет собой стрелку, упирающуюся в отрезок прямой линии.

Обозначается диод латинскими буквами VD, за исключением светодиодов, которые обозначаются буквами HL, В зависимости от назначения диодов в схему обозначения вносятся дополнительные элементы, что и отражено на чертеже выше. Так как в схеме диодов бывает больше одного, то для удобства после букв VD или HL добавляется порядковый номер.

Проверить диод гораздо легче, если представлять, как он работает. А работает диод как ниппель. Когда Вы надуваете мячик, резиновую лодку или автомобильное колесо, то воздух в них входит, а обратно его не пускает ниппель.

Диод работает точно также. Только пропускает в одну сторону не воздух, а электрический ток. Поэтому для проверки диода нужен источник постоянного тока, которым и может служить мультиметр или стрелочный тестер, так как в них установлена батарейка.

Выше представлена структурная схема работы мультиметра или тестера в режиме измерения сопротивления. Как видно, на клеммы подается напряжение постоянного тока определенной полярности.

Плюс принято подавать на красную клемму, а минус на черную. При прикосновении к выводам диода таким образом, что плюсовой выход прибора окажется на анодном выводе диода, а минусовой на катоде диода, то ток через диод пойдет.

Если щупы поменять местами, то диод ток не пропустит.

Диод обычно может иметь три состояния – быть исправным, пробитым или в обрыве. При пробое диод превращается в отрезок провода, будет пропускать ток при любом порядке прикосновении щупов. При обрыве напротив, ток не будет идти никогда. Редко, но бывает и еще одно состояние, когда изменяется сопротивление перехода. Такую неисправность можно определить по показаниям на дисплее.

По выше приведенной инструкции можно проверять выпрямительные диоды, стабилитроны, диоды Шоттки и светодиоды, как с выводами, так и в SMD исполнении. Рассмотрим, как проверять диоды на практике.

В первую очередь необходимо, соблюдая цветовую маркировку, вставить в мультиметр щупы. Обычно в COM вставляется черный провод, а в V/R/f – красный (это плюсовой вывод батарейки).

Далее необходимо установить переключатель режимов работы в положение прозвонки (если есть такая функция измерений), как на фотографии или в положение 2kOm.

Включить прибор, сомкнуть концы щупов и убедиться в его работоспособности.

Практику начнем с проверки древнего германиевого диода Д7, этому экземпляру уже 53 года. Диоды на основе германия сейчас практически не выпускают из-за высокой стоимости самого германия и низкой предельной рабочей температуры, всего 80-100°С. Но эти диоды имеют самое маленькое падение напряжения и уровень собственных шумов.

Их очень ценят сборщики ламповых усилителей звука. В прямом включении падение напряжения на диоде из германия составляет всего 0,129 В. Стрелочный тестер покажет приблизительно 130 Ом. При смене полярности мультиметр показывает 1, стрелочный тестер покажет бесконечность, что означает очень большое сопротивление.

Данный диод исправен.

Порядок проверки кремниевых диодов не отличается от проверки сделанных из германия. На корпусе диода, как правило, помечается вывод катода, это может быть окружность, линия или точка.

В прямом включении падение на переходе диода составляет около 0,5 В. У мощных диодов напряжение падения меньше, и составляет около 0,4 В. Точно также, проверяются стабилитроны и диоды Шоттки.

Падение напряжения у диодов Шоттки составляет около 0,2 В.

У мощных светодиодов на прямом переходе падает более 2 В и прибор может показывать 1. Но тут сам светодиод является индикатором исправности. Если при прямом включении видно, даже самое слабое свечение светодиода, то он исправен.

Надо заметить, что некоторые типы мощных светодиодов состоят из цепочки включенных последовательно несколько светодиодов и внешне это не заметно. Такие светодиоды иногда имеют падение напряжения до 30 В, и проверить их возможно только от блока питания с напряжением на выходе более 30В и включенным последовательно со светодиодом токоограничивающим резистором.

Проверка электролитических конденсаторов

Различают два основных вида конденсаторов, простые и электролитические. Простые конденсаторы можно включать в схему как угодно, а электролитические только с соблюдением полярности, иначе конденсатор выйдет из строя.

На электрических схемах конденсатор обозначается двумя параллельными линиями. При обозначении электролитического конденсатора обязательно обозначается его полярность подключения знаком «+».

Электролитические конденсаторы низко надежны, и являются самой распространенной причиной отказа электронных блоков изделий. Вздутый конденсатор в блоке питания компьютера или другого устройства, не редкая картина.

Тестером или мультиметром в режиме измерения сопротивления можно успешно проверять исправность электролитических конденсаторов, или как еще говорят, прозвонить.

Конденсатор нужно выпаять из печатной платы и обязательно разрядить, чтобы не повредить прибор. Для этого нужно закоротить его выводы металлическим предметом, например пинцетом.

Для проверки конденсатора переключатель на приборе нужно установить в режим измерения сопротивления в диапазоне сотен килоом или мегаом.

Далее нужно, прикоснутся щупами к выводам конденсатора. В момент касания стрелка прибора должна резко отклониться по шкале и медленно вернуться в положение бесконечного сопротивления.

Скорость отклонения стрелки зависит от величины емкости конденсатора. Чем емкость конденсатора больше, тем медленнее будет возвращаться на место стрелка.

Цифровой прибор (мультиметр) при прикосновении щупов к выводам конденсатора, сначала покажет маленькое сопротивление, а затем все возрастающее вплоть до сотен мегом.

Если поведение приборов отличается от выше описанного, например сопротивление конденсатора составляет ноль Ом или бесконечность, то в первом случае имеется пробой между обмотками конденсатора, а во втором, обрыв. Такой конденсатор неисправен и применению не подлежит.

Проверка сопротивления мультиметром

Во время ремонта любой аппаратуры как бытового класса, так и профессионального, часто выполняемой операцией является измерение сопротивления. Наиболее просто и быстро можно проверить сопротивление мультиметром. Как правило, для различных электронных приборов методика измерения похожа, но есть и особенности, связанные с их физическими свойствами.

Общие сведения о сопротивлении

В науке понятие сопротивление обозначает физическую величину характеризующую способность проводника препятствовать прохождению электрического сигнала, протекающего в нём.

Сопротивление в цепи переменного тока называется импеданс, а в электромагнитном поле — волновым. Существует и элемент электрической сети — резистор, который часто называется сопротивлением. Единицей измерения физической величины является Ом. На схемах и в литературе обозначение сопротивления выполняется латинской буквой R.

Наиболее востребованной является проверка сопротивления мультиметром именно резистора или переходов полупроводниковых приборов, в то время как для измерения волнового параметра кабеля используются специальные приборы, например, осциллограф или LC-метр.

Значение импеданса резистора указывается на его корпусе способом нанесения цифр или полосок. Фактическое сопротивление резистора, даже исправного, может отличаться от номинального на значение допускаемого отклонения. Вся проверка сводится к измерению тестером величины сопротивления и сравнения результата с заявленным.

При проверке электрических объектов особое значение имеет измерение сопротивления изоляции проводов. Обычно показания снимаются относительно фазового проводника и поверхности его изоляции. Применяемый для этого измерительный прибор называется мегомметр.

Виды устройств для проведения замеров

Практически во всех многофункциональных приборах для замеров существует возможность измерить значение импеданса. По своему принципу работы и функциональности выпускаемые устройства могут быть цифровыми и аналоговыми. При этом важными их характеристиками являются погрешность и диапазон измерения.

Перед началом работы с тестером нужно убедиться в исправности его элементов питания. Если на цифровом типе прибора высвечивается индикация с мигающей батарейкой, это означает что батарейку необходимо заменить. Для стрелочного прибора сигналом о замене питающих элементов будет невозможность установить стрелку в нулевое положение.

Для правильного получения результата необходимо не только использовать настроенный прибор, но и проследить за окружающей температурой. Как известно из законов физики, при нагревании величина сопротивления у проводников увеличивается, а у полупроводников уменьшается. Оптимальной температурой считается 20 градусов по Цельсию.

Как измерить сопротивление мультиметром – что надо знать

Есть немало ситуаций, когда будет полезно знать, как измерить сопротивление мультиметром и есть ли разница, каким устройством это лучше делать.

Даже если человек не является заядлым радиолюбителем, то при домашних работах с электрикой часто возникает необходимость как минимум «прозвонить» провода – по сути, убедиться, что сопротивление провода находится в пределах допустимого.

Как мультиметр измеряет сопротивление

Принцип измерения сопротивления основан на законе Ома, который в упрощенном варианте гласит, что сопротивление проводника равно отношению напряжения на этом проводе к силе тока, которая по нему протекает. Формула выглядит как R (сопротивление) = U (напряжение) / I (сила тока). То есть, 1 Ом сопротивления говорит о том, что по проводу протекает ток номиналом в 1 Ампер и напряжением 1 Вольт.

Соответственно, при пропускании заранее измеренного тока с известным напряжением через проводник, можно вычислить его сопротивление. По сути, омметр (прибор, которым измеряют сопротивление) представляет собой источник тока и амперметр, шкала которого проградуирована в Омах.

Какой мультиметр использовать

Измерительные приборы делятся на универсальные (мультиметры) и специализированные, которые предназначены для выполнения одной операции, но проводят ее максимально быстро и точно.

В мультиметре омметр является только составляющей частью прибора и его еще надо включить в соответствующий режим.

Специализированные устройства, в свою очередь, также требуют некоторых навыков использования – надо знать, как их правильно подключить и интерпретировать полученные данные.

Как пользоваться аналоговым и цифровым мультиметрами – на следующем видео:

Специализированные измерительные приборы

Из закона Ома понятно, что стандартным мультиметром не получится замерить большие сопротивления, так как в качестве источника питания там используются стандартные пальчиковые, либо батарейка типа «Крона» – прибору попросту не хватит мощности.

В качестве источника тока он использует динамомашину или мощную батарею с повышающим трансформатором – в зависимости от класса устройства он может генерировать напряжение от 300 до 3000 Вольт.

Отсюда следует вывод, что у задачи, к примеру, как измерить мультиметром сопротивление заземления, не может быть однозначного ответа – в этом случае надо воспользоваться специализированным прибором, предназначенным именно для этой цели.

Измерение проводятся по определенным правилам и применение таких устройств это удел специалистов – без профильных знаний получить правильный результат достаточно проблематично.

Теоретически можно проверить у заземления сопротивление тестером, но это потребует сборки дополнительной электроцепи, для которой потребуется как минимум мощный трансформатор, наподобие такого, что используется на сварочных аппаратах.

Цифровой и аналоговый мультиметры

Внешне эти устройства легко отличить друг от друга – у цифрового данные выводятся на дисплей цифрами, а у аналогового циферблат проградуирован и на нужное значение указывает стрелка. Соответственно, цифровое устройство проще в использовании, так как сразу показывает готовое значение, а при работе с аналоговым придется еще дополнительно интерпретировать выдаваемые данные.

Дополнительно, при работе с такими устройствами, надо учитывать, что у цифрового мультиметра есть датчик разрядки источника питания – если силы тока батареи недостаточно, то он просто откажется работать.

Аналоговый же в такой ситуации ничего не скажет, а будет просто выдавать неправильные результаты.

Включение мультиметра в режим омметра и выбор пределов измерений

Управление мультиметром производится с помощью круглой поворотной ручки, вокруг которой расчерчена шкала, поделенная на секторы.

Друг от друга они отделены линиями или просто надписи на них отличаются цветом. Чтобы включить мультиметр в режим омметра надо повернуть ручку в зону сектора, обозначенного значком «Ω» (омега).

Цифры, которыми будет обозначаться режимы работы могут быть подписаны тремя способами:

  • Ω, kΩ – x1, x10, x100, MΩ. Обычно такие обозначения используются на аналоговых устройствах, у которых то, что показывает стрелка еще надо переводить в привычные значения. Если шкала проградуирована, к примеру, от 1 до 10, то при включении каждого из режимов отображаемый результат надо домножать на указанный коэффициент.
  • 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Такая запись применяется на электронных мультиметрах и показывает в каком диапазоне можно измерять сопротивление при установке переключателя в определенную позицию. Приставка «k» обозначает префикс «кило», что в единой системе измерений соответствует цифре 1000. Если выставить мультиметр на 200k и он покажет цифру 186 – это значит, что сопротивление равно 186000 Ом.
  • Ω – Если на корпусе омметра есть только такой значок, значит мультиметр способен автоматически определять диапазон. Циферблат такого устройства обычно может отображать не только цифры, но и буквы, к примеру, 15 kОм или 2 MОм.

У первых двух способов подписи шкалы есть прямая зависимость точности отображения результатов и их погрешности. Если сразу включить максимальный диапазон, то сопротивление порядка 100-200 Ом скорее всего будет показано неправильно.

Щупы прибора надо воткнуть в соответствующие гнезда – черный в «COM», а красный в то, возле которого среди других обозначений есть значок «Ω».

Прозвонка проводов – проверка целостности участка электрической цепи

Прозванивать провода мультиметром можно двумя способами, использование которых зависит от наличия в приборе звукового сигнала. Эта функция, если она есть, на разных приборах может включаться разными положениями переключателя – поэтому надо обращать внимание на значки, что нарисованы на корпусе прибора.

Зуммер показан как точка, справа от которой нарисованы три полукруга, каждый из последующих больший предыдущего. Искать такой значок надо либо отдельно, либо над самой маленькой цифрой из сопротивлений, либо возле значка диода, который отображается как стрелка на линии, острым концом упирающаяся в еще одну, перпендикулярную первой, линию.

Наглядно про прозвонку проводов на видео:

Порядок прозвонки прост и интуитивно понятен – установить переключатель напротив значка зуммера и щупами коснуться концов проводника, который надо «прозвонить»:

  • Если провод целый, то мультиметр издаст звуковой сигнал.
  • Если провод целый, но из-за его длины сопротивление больше чем то, при котором срабатывает зуммер, то на дисплее отобразится цифра, показывающая его значение.
  • Если сопротивление значительно больше чем диапазон, на который рассчитан этот режим работы, то на дисплее отобразится единица – значит надо переставить переключатель на другой режим и повторить измерение.
  • Если целостность провода нарушена, то никакой индикации не произойдет.

Если для «прозвонки» проводников используется аналоговый мультиметр без звукового сигнала, то он выставляется на минимальный диапазон измерений – если при прикосновении щупов к проводу стрелка показывает значение стремящееся к нолю, значит провод целый. То же самое касается цифровых приборов без зуммера.

Перед тем, как проверить сопротивление проводников, сначала всегда надо выполнить тест самого устройства – прикоснуться щупами друг к другу. Также надо проверить как прибор реагирует на человеческое тело – у некоторых людей достаточно низкое сопротивление и если прижимать концы провода к щупам руками, то прибор может показать что проводник целый, даже если это не так.

Проведение измерений сопротивления и какие могут возникнуть нюансы

Щупы мультиметра подключаются в те же гнезда и в целом, измерение сопротивления выполняется практически так же, как и прозвонка проводов, но так как проверить при этом надо не просто целостность проводника, то у этого процесса есть некоторые особенности.

  • Выбор границ измерений. Когда измеряемое сопротивление хотя бы примерно известно, то регулятором выставляется ближайшее большее значение (если мультиметр не определяет его автоматически). Если сопротивление точно неизвестно, то стоит начать измерения с самого большого значения, постепенно переключая мультиметр на меньшее.
  • Когда нужна точность, то обязательно надо учитывать погрешности. К примеру, если есть на резисторе указано сопротивлением 1 кОм (1000 Ом), то во-первых надо учитывать допуски для его изготовления, которые составляют 10%. Как итог – реальные цифры могут быть в диапазоне от 900 до 1100 Ом. Во-вторых – если взять тот же резистор и выставить мультиметр на максимальное значение, к примеру 2000 kОм, то прибор может показать единицу, т.е. 1000 Ом. Если после этого перевести переключатель в положение 2 kОм, то вероятнее всего прибор покажет другую – более точную цифру, к примеру, 0,97 или 1,04.
  • Если надо проверить сопротивление детали, которая впаяна в плату, то как минимум один из ее выводов надо выпаивать. В противном случае прибор покажет неправильный результат, так как с высокой долей вероятности параллельно проверяемой детали на схеме есть другие проводники.
  • Человеческое тело проводит ток и обладает определенным электрическим сопротивлением. Поэтому, как и в случае с впаянными в плату деталями, надо исключить возможность их контакта с посторонними предметами – в данном случае это руки замеряющего. В крайнем случае можно прижимать пальцами одной руки контакт к щупу, но прикасаться другой рукой ко второму категорически недопустимо – результат измерений в таком случае будет заведомо неверным.
  • В ряде случаев надо учитывать переходное сопротивление контактов – даже чистый припой или ножки неиспользованных радиодеталей со временем может покрываться оксидной пленкой, поэтому место контакта желательно хотя бы минимально зачистить или процарапать концом щупа.

Как проверить сопротивление провода наглядно показано на видео:

Как измерять сопротивление мультиметром – итоги

Управление современных цифровых мультиметров, да и большинство аналоговых, сделано максимально удобным для оператора и не требует глубоких познаний.

Оно интуитивно понятно даже непрофессионалу без профильного образования – зачастую для освоения и правильного использования прибора достаточно вспомнить школьные уроки физики по построению и проверке электроцепей.

Желательно при проведении измерений помнить про перечисленные выше нюансы, ведь они в любом случае «вылезут» в процессе использования мультиметра.

Как правильно проверить и определить сопротивление мультиметром

Человечество начало жить в сфере цифровых технологий. В повседневной жизни повсюду компьютеры, пылесосы, электрочайники, телефоны.

Поэтому каждому хоть один раз в жизни приходилось разбираться с непредвиденными поломками. Необязательно быть электриком, чтобы определить разрыв проводов, поломку ТЭНа или утюга.

Часто надо просто прозвонить провода или лампочку накаливания, то есть проконтролировать значение сопротивления.

Для выполнения этих задач можно обойтись без сложного оборудования. Вполне подойдет мультиметр. Мультиметр — это многофункциональный измерительный прибор, позволяющий замерять значение силы тока, напряжения и сопротивления.

Особенности измерения сопротивления

Измерение сопротивления проводника основано на законе Ома. В нем сказано, что сопротивление проводника равно отношению напряжения к протекающей силе тока на участке цепи. Формула выглядит следующим образом: Сопротивление = Напряжение / Сила тока.

Единицей измерения сопротивления является Ом. Один Ом сопротивления означает, что по участку цепи протекает ток в один Ампер при напряжении один Вольт.

Поэтому, если пропустить с заданным напряжением ток, заранее измеренный, через проводник, то можно посчитать сопротивление проводника.

Таким образом, мультиметр представляют собой не что иное, как источник напряжения и амперметр для замера силы тока. Шкала амперметра размечена в Омах.

Описание работы мультиметра

На сегодняшний день разработано большое количество мультиметров. Принципиально они разделены на:

Аналоговые тестеры выводят измеренные значения на экран со стрелочкой. Некоторые профессионалы до сих пор предпочитают их, хотя эти устройства практически вытеснены с рынка цифровыми тес. На данных устройствах удобней и наглядней наблюдать изменение измеряемых параметров.

Цифровые мультиметры выводят данные на дисплей с цифрами. Эти приборы очень популярны.

Аналоговое устройство хорошо работает на отрезке радиоволн и электромагнитных полей. Им не нужно, в отличие от цифровых мультиметров, автономное питание.

На корпусе аналогового тестера находится переключатель. С его помощью выбирают режим измерения. Переключение диапазонов получается в результате умножения значения на шкале на масштабный коэффициент, который задал переключатель.

Равномерная шкала боится перегрузок. Если у нее значения от нуля до определенного числа, то возможен выход прибора из строя. Это вероятно, если при измерениях существенно выйти за допустимые пределы. Поэтому многие аналоговые мультиметры снабжены логарифмической шкалой, где диапазон возможных измеряемых значений — от нуля до бесконечности.

К прибору подключаются два щупа. Концы щупов похожи на иглы. Иногда для удобства на них надеваются металлические зажимы — «крокодилы».

В бюджетных моделях щупы не очень высокого качества, хотя внешне могут выглядеть эффектно.

При покупке прибора следует обратить внимание на то, чтобы провод был гибким и эластичным. Возле места входа он должен держаться плотно.

Для аналогового мультиметра не требуется источник питания. У него принцип работы как у амперметра.

Когда щупы подключаются к цепи или радиоэлементу, то во внутренних индукционных катушках начинает течь ток. Под воздействием созданных магнитных полей указывающая стрелка на приборе отклоняется на определенный угол и указывает значение на экране.

Цифровой тестер устроен немного иначе. Внутри его корпуса на печатной плате расположена микросхема. Она полностью отвечает за обработку входных данных.

Элементы контроля и управления размещены на передней панели:

  • переключатель режимов и диапазонов;
  • ЖК-дисплей;
  • разъемы для щупов.

Проверка показателя тестером

Для перевода мультиметра в режим измерения сопротивления нужно при помощи круговой ручки выбрать сектор «Омега». В этом секторе указаны допустимые диапазоны измерений. Они отмечены метками 200, 2к, 20к, 200к, 2 М, 20 М, 200 М. Эти метки обозначают максимальное измеряемое сопротивление, которое допустимо в этом диапазоне.

Номинал проверяемого элемента должен быть меньше, чем крайне правое значение диапазона, но больше левого. Например, если номинал проверяемого резистора составляет десятки мегаомов, то нужно выбрать диапазон в секторе «Омега» от 20 мОм до 200 мОм.

Если область сопротивления резистора заранее неизвестна, то надо начать измерения с самого большого диапазона. Затем снижать диапазоны, добиваясь нужной точности.

Если выставить диапазон меньше, чем сопротивление элемента, то данные отображаться не будут.

Щупы вставляются в соответствующие гнезда. Черный щуп прибора — в гнездо на тестере с надписью «СОМ» (сокращенно от common — общий), красный же — в то гнездо, рядом с которым имеется обозначение «Омега».

Процесс прозвонки проводов

Перед началом любых прозвонов необходимо проверить работоспособность самого прибора. Не исключено, что в самой измерительной системе есть неполадки или разрывы. Тот же недостаточный контакт щупов.

Для проверки концы щупов соединяют друг с другом. Если обрывов в цепи нет и прибор работоспособен, то дисплей отобразит нулевое значение. Иногда значения слегка отклоняются от нуля.

Это связано с сопротивлением самих щупов и их клемм.

Существует два способа прозвонки проводов. Использование их зависит от того, есть ли в приборе звуковой сигнал или нет. Если функция звука есть, то соответствующий значок будет нарисован на корпусе.

Прозвонка проста и интуитивно понятна. Надо установить переключатель в режим зуммера и поднести щупы к концам проверяемого проводника. Возможны следующие варианты поведения тестера:

  1. Если провод не поврежден, то раздастся звуковой сигнал.
  2. Провод может быть целым, но слишком длинным. Тогда его сопротивление будет больше, чем-то, при котором зуммер подает сигнал. Тогда дисплей высветит цифру со значением сопротивления.
  3. Если же сопротивление гораздо больше установленного диапазона, то на дисплее появится единица. Следует выбрать другой режим и еще раз произвести измерение.
  4. Если в проводнике произошел разрыв, то никакой индикации не будет.

В случае прозвонки радиодеталей аналоговым мультиметром, он выставляется на минимально возможный диапазон измерений. Если при контакте провода и щупов стрелка прибора находится около нуля, значит, обрыва нет.

Перед тем как померить сопротивление, кроме стандартного теста мультиметра, надо провести еще одно тестирование. Необходима проверка реакции поведения тестера на человеческое тело. Некоторые люди обладают низким сопротивлением. Если держать руками щупы в местах, где нет изоляции, то тестер может решить, что измеряемый участок не разорван. Хотя на самом деле, это будет не так.

Нюансы измерения сопротивления

Измерение сопротивления мультиметром очень похоже на прозвонку проводов, но имеет свои особенности.

В первую очередь проверяемую радиодеталь надо выпаять из электроплаты. Или хотя бы одну ножку. Иначе прибор может замерить общее сопротивление сети, а не конкретной детали. Если проверяемая деталь имеет несколько выводов, то она полностью выпаивается из платы.

Перед тем как выпаивать элемент из платы, ее нужно полностью обесточить, вынуть гальванические батареи, выключатели все выключить и разрядить конденсаторы.

Визуально осматривают, проверяя поверхность корпуса. Сгоревшая деталь (особенно резисторы) часто имеет обгоревшие колечки на корпусе, значительные потемневшие участки, признаки оплавления.

Нужно выставить оптимальный диапазон измерений. Некоторые модели тестеров умеют определять его автоматически.

В случае если точность измерений критична, необходимо учитывать погрешности измерения. Например, если на резисторе написано сопротивление 1кОм (1000 Ом), следует учитывать процент допуска. Этот допуск для резисторов равен 10%. В итоге реальные показатели сопротивления будут колебаться от 900 до 1100 Ом.

Тот же самый резистор, проверенный в диапазоне до 2000кОм, покажет сопротивление равное единице. Но если выставить значения диапазона 2кОм, на дисплее тестера высветится более точное число. Например, 0,97 или 1,02.

В некоторых случаях можно провести измерения, не выпаивая деталь с платы. Это используется только в особых случаях. Необходимо проверить, есть ли в электрической схеме шунтирующие цепи. На показания мультиметра влияют полупроводники.

В этом случае требуется изучить принципиальную схему. Чтобы облегчить поиск проблемных участков и деталей, на электросхемах всегда показаны контрольные точки с соответствующими правильными параметрами.

Недопустимо прикасаться во время измерений сопротивления руками к выводам проверяемого элемента. Результат будет предсказуемо неправильный.

Иногда приходится учитывать так называемое переходное сопротивление. Хвостики радиодеталей, чистый припой могут покрываться со временем оксидной пленкой. Рекомендуется немного очистить место контакта или процарапать игольчатым щупом.

Когда измеряется сопротивление, важно правильно интерпретировать данные. Например, возможен вариант, если значение измерения равно максимальному, выставленному как ограничительный предел. Это может указывать на то, что мультиметр сломался. Впрочем, это редкий вариант развития событий. Скорее всего, предел установлен неправильно, и нужно переключателем на корпусе увеличить его.

При сомнениях в правильности полученных значений желательно измерить величину сопротивления заведомо исправного и подписанного подходящего элемента.

Необходимо регулярно проверять состояние гальванической батареи внутри тестера. Со временем и при активной работе батарея разряжается. На практике это приводит к неточным результатам. К тому же погрешность растет пропорционально разрядке аккумулятора.

Особенности действий при изоляции

Узнать сопротивление обычных проводников и радиодеталей сравнительно просто. В случае с изоляцией есть особенности. Неграмотные действия электрика могут привести к очень плохим последствиям. Важное правило: эти замеры должны проводиться в обогреваемых и теплых помещениях.

Если подобные замеры производить на улице при низкой температуре воздуха, есть большая вероятность образования микроскопических льдинок внутри оплетки кабеля. Поскольку вода — это диэлектрик, ее проводимость минимальная. Мультиметры не смогут распознать эти вкрапления. Если кабель с холодной улицы переместить в теплую комнату, то внутри проводки может появиться влажность.

Собственно, измерение сопротивления изоляции кабеля происходит следующим образом: нужно определить нулевой провод, находящийся в распределительном щитке.

В конце нулевого провода устанавливается первый щуп. Второй щуп присоединяется к фазовому кабелю. При выполнении замеров желательно отсоединить концы от клемм.

Осталось подобрать правильный предел и увидеть на экране значение сопротивления.

После чего значение сопротивления сравнивается с эталонными параметрами. Они размещены в Правилах устройства электроустановок. В приведенных таблицах указаны значения в зависимости от сечения кабеля, его марки и многих других параметров. Если измеренные данные находятся в допустимом диапазоне согласно таблицам, значит, проводка не нарушена. И проблем нет.

Когда нужно выяснить наличие заземляющего контура в проводке, то есть несколько рекомендаций:

  • В новых домах значение напряжения в цепочке фаза-заземление выше, чем в фаза-нейтраль.
  • Между нулевым кабелем и заземленным возможно небольшое напряжение. Из-за слабого потенциала на нулевом проводе.

В целом измерить сопротивление с помощью современных тестеров несложно. Особенно если это новый цифровой мультиметр. Управление им очень удобно и не требует глубоких профессиональных навыков.

Проверяющему достаточно небольшого набора знаний основ построения электроцепей с уроков физики школьного курса. И конечно же, в любом случае надо соблюдать элементарные требования техники безопасности.

Инструкция по применению – как измерить сопротивление мультиметром

Сопротивление резистора может значительно отличаться от номинала, поскольку на этот параметр существует допуск в 10%.

Как измерить сопротивление мультиметром, ведь радиолюбителю зачастую требуются более точные данные, а если элемент не новый, необходимо проверить его работоспособность.

Подключение щупов

Мультиметр комплектуется двумя щупами — красного и черного цвета. Кроме окраски, они ничем не отличаются.

Рабочая часть щупа представляет собой заостренный металлический стержень, частично спрятанный в изолирующую оболочку.

Заостренный профиль позволяет прокалывать изоляцию проводов и работать с близкорасположенными проводниками, например, выводами микросхем.

К рабочей части подсоединен провод с разъемом на противоположном конце для подключения к портам мультиметра. Таких портов четыре, они помечены символами:

  1. COM: от англ. common — общий;
  2. V/Ω (напряжение и сопротивление);
  3. mA (сила тока);
  4. 20A max (сила тока свыше 200 мА).

Один щуп всегда включается в порт COM, второй — в соответствии с измеряемым параметром. Для измерения сопротивления его включают в порт «V/Ω». В этом режиме мультиметр подает на щупы постоянное напряжение и важно знать, как распределены потенциалы:

Полярность учитывается при измерении сопротивления p-n переходов полупроводниковых приборов — диодов, транзисторов и др.

При покупке мультиметра следует обращать внимание на качество щупов — от этого зависит точность измерений. В дешевых моделях разъемы в портах держатся плохо, из-за чего нарушается контакт. Для проверки переключают прибор в режим измерения сопротивления и прикладывают щупы один к другому. Если показания на дисплее постоянно меняются — контакт ненадежный и от данной модели лучше отказаться.

Низкокачественные щупы переделывают: меняют провода на более толстые (у них сопротивление ниже), припаивают их к наконечникам, чтобы не отваливались (в этом случае наконечники необходимо залудить) и подгоняют разъемы.

Цвет щупа значения не имеет, но принято в порт «COM» с отрицательным потенциалом включать черный щуп. Рекомендуется придерживаться этого правила, поскольку на него ориентированы все инструкции по измерению сопротивления в транзисторах и других полупроводниковых элементах.

Выбор диапазона измерения

Настройку мультиметра осуществляют поворотом многопозиционного переключателя. Его позиции разбиты на несколько секторов со следующими обозначениями:

  • DCV (-) или V-: измерение постоянного напряжения;
  • ACV (

: переменное напряжение;

  • DCA (-) или A-: сила постоянного тока;
  • ACA (

    : сила переменного тока;

  • Ω: сопротивление.
  • Дополнительные секторы, имеющиеся в некоторых моделях:

    Каждый сектор, за исключением «hFE» и «прозвонки», содержит несколько позиций, определяющих чувствительность прибора, то есть диапазон измеряемых величин.

    В секторе «Ω» обычно имеются позиции:

    Буква «К» — сокращение от приставки «кило». То есть максимальное сопротивление, отображаемое прибором, составляет 2 млн. Ом или 2 МОм.

    Для измерения сопротивления величиной до 200 Ом переключатель устанавливают на позицию «200». Если измеряемая величина лежит в пределах 200 – 2000 Ом, переключатель устанавливается на позицию «2000» и т.д. То есть действует правило: выбирается ближайшее наибольшее значение относительно предполагаемой величины измеряемого сопротивления.

    Если с интервалом угадать сложно – когда диапазон:

    • занижен: на дисплее отображается «1» — символ бесконечности;
    • завышен: отображается число с двумя нулями впереди, например, «005».

    При измерениях неизвестных величин переключатель устанавливают на максимальное значение и затем шаг за шагом опускаются, пока на мультиметре экстремальные показания не сменятся какими-то конечными.

    Если при измерении сопротивления это правило не является обязательным — при заниженном диапазоне прибору ничего не угрожает, то при замерах силы тока или напряжения неизвестного порядка его следует соблюдать строго: при завышенном диапазоне тестер может сгореть. Правда, современные модели оснащаются блокировками, размыкающими в случае ошибки внутренние цепи мультиметра, но лучше перестраховаться.

    Некоторые мультиметры способны измерять сопротивление до 200 МОм. В секторе «Ω» у них имеется 7 позиций:

    Но для измерения сопротивления изоляции проводов этого все равно недостаточно. Такие задачи решают с помощью мегомметра — тестера, подающего напряжение до 2500 В и способного определять сопротивление до 300 Гом.

    Существуют мультиметры, определяющие диапазон измерений самостоятельно. Стоимость у них, по сравнению с обычными, выше.

    Схема измерения сопротивлений

    При измерении сопротивления действуют в таком порядке:

    1. Черный щуп включают в разъем «COM».
    2. Красный — в разъем «V/Ω».
    3. Устанавливают переключатель на одну из позиций сектора «Ω» либо на самую большую — если порядок измеряемого сопротивления неизвестен.
    4. Проверяют работоспособность прибора, прикасаясь щупами друг к другу. Если прибор исправен, на дисплее появится некое мизерное значение. Если оно постоянно меняется или является высоким, это говорит о плохом контакте — точность измерений окажется низкой.
    5. Обесточивают исследуемую цепь или элемент.
    6. Прикасаются щупами к концам участка цепи, сопротивление которого нужно измерить. Если определяется сопротивление полупроводникового прибора, важно соблюдать полярность. Так, для измерения сопротивления диода черный щуп коротят с катодом, красный — с анодом.
    7. Если на экране отображается «1», что означает запредельно высокую величину, переключатель прибора переводят на позицию ниже и повторяют измерения.

    Принцип замера сопротивления в электрической цепи

    При измерении сопротивления резистора возможны следующие нештатные ситуации:

    • мультиметр при любом диапазоне отображает «1»: резистор перегорел;
    • величина сопротивления значительно ниже положенного: в резисторе произошло межвитковое замыкание.

    В режиме измерения сопротивления, мультиметр подает на щупы напряжение, генерируемое батарейкой на 9 В. Результат определяется на основании анализа силы тока в цепи в соответствии с законом Ома (R = U/I).

    Измерение на контактах проверяемой цепи

    Целостность электрической цепи удобно проверять в режиме прозвонки. Мультиметр при этом также осуществляет замер сопротивления и если оно ниже 50 Ом, подает сигнал (зуммер). Эта функция облегчает выполнение ряда действий:

    • ревизию целостности проводов и электрических соединений;
    • выявление коротких замыканий;
    • поиск жилы многожильного кабеля;
    • проверку диодов и других полупроводниковых элементов на пробой.

    При применении режима прозвонки пользователю не приходится вчитываться в показания на дисплее.

    Измерение сопротивлений с малым номиналом

    При измерении сопротивлений в несколько Ом погрешность мультиметра становится чрезмерной. Ситуация усугубляется тем, что сам прибор и его щупы имеют сопротивление около 0,3 – 0,7 Ом. Потому резисторы с малым номиналом проверяют косвенным методом:

    1. Формируют цепь из соединенных последовательно резисторов: исследуемого и эталонного. В качестве эталона применяют резистор с высокой точностью — допуск не превышает 0,05%. В цветовой маркировке таких элементов присутствует серая полоса (не путать с серебряной). Номинал также небольшой. К примеру, для замера сопротивления порядка 1,5 Ом подойдет эталонный резистор на 2,7 Ом.
    2. Запитывают цепь от источника постоянного тока напряжением 12 В. Этот вариант рекомендован как наиболее доступный: такое напряжение генерирует автомобильный аккумулятор или компьютерный блок питания. Если имеются источники с более высоким напряжением, но с допустимым для данных резисторов, — следует воспользоваться ими. Измерения тем точнее, чем выше напряжение.
    3. Замеряют мультиметром падение напряжения на исследуемом резисторе (разность потенциалов). Напряжение прибор определяет с гораздо большей точностью, чем сопротивление, — до 0,1 мВ. Эта особенность и побуждает применить косвенный метод измерений.

    Схема замещения мультиметра при измерении напряжения и тока

    Вычисляют сопротивление исследуемого резистора из пропорции: (12 – U) / U = Rэт / R. То есть R = Rэт * U / (12 – U), где

    Rэт — сопротивление эталонного резистора, Ом;
    R — сопротивление исследуемого резистора, Ом;
    12 — напряжение источника тока, В;
    U — падение напряжения на исследуемом резисторе.

    Для замера параметра U щупами мультиметра касаются контактов исследуемого резистора: красным — со стороны «плюса», черным — со стороны «минуса» или массы (земли), если схема запитана от автомобильного аккумулятора.

    Измерение сопротивления нелинейных элементов

    Сопротивление полупроводниковых элементов зависит от величины напряжения на выводах.

    Напряжение на щупах разных моделей мультиметров в режиме «Ω» отличается, потому и сопротивление они покажут разное. Из-за этого диоды проверяют так:

    1. В режиме «Ω» касаются щупами конденсатора средней емкости, пока он полностью не зарядится (на дисплее засветится «1»).
    2. Переключают мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (сектор DCV (-) или V-) и определяют напряжение на выводах конденсатора. Оно будет равно напряжению, подаваемому на щупы в режиме «Ω».
    3. По формуле I = U / R рассчитывают ток, протекающий через диод.

    Проверяют, лежит ли точка с координатами U и I на графике вольт-амперной характеристики диода. Если она оказалась в стороне сверхдопустимых отклонений, но диод открывается и закрывается, его допускается применять в схемах с низкими требованиями к точности.

    Измерение сопротивления мультиметром — простейшая операция, но и в ней есть свои тонкости. Придерживаясь изложенных выше советов, пользователь сможет провести измерения безопасно и с точным результатом.

    Источник

    Поделиться с друзьями
    Моя стройка
    Adblock
    detector