Измерение сопротивления постоянному току методом амперметра вольтметра

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Все сопротивления условно делятся на:

Ø малые (до 1 кОм);

Ø средние (от 1 до 100 кОм);

Ø большие (более 100 кОм).

Для измерения сопротивлений применяют следующие методы:

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

Ø метод непосредственной оценки (с помощью омметра)

Ø метод сравнения (с помощью моста постоянного тока).

Косвенный метод

Для измерения этим методом применяются следующие схемы измерений:

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

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

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

Для измерения средних сопротивлений можно использовать любую из этих схем.

Метод непосредственной оценки

Для измерения величин сопротивления применяют омметры.

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

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

Различают две схемы омметров.

с последовательным включением измеряемого резистора R_X относительно измерительного прибора

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

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

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

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

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

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

( R _i – сопротивление источника питания Е).

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

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

Рисунок 2 – Схема омметра с последовательным включением R_Х

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

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

Рисунок 3 – Схема омметра с параллельным включением R_Х

Источник

§103. Измерение электрического сопротивления

Измерение методом амперметра и вольтметра.

Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток I_x, но и ток I_v, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

R_x = U / (I – U/R_v) (110)

где R_v — сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра U_A = IR_А. Поэтому

где R_А — сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений — схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током I_v, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током I_x и напряжением U_x.

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Измерение сопротивлений электрическими мостами.

Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением R_x (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания — в другую (питающую).

Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в таком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом. К зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление R_x (например, обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 — гальванометр, а к зажимам 5 и 6 — источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R1, R2 и R3 (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемые соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).

Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление R_x отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением R_x и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом.

Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями R_x и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

Двойные мосты позволяют измерить сопротивления от 10 до 0,000001 Ом.

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления R_x.

Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления R_x или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Применяют также различные мосты переменного тока, которые дают возможность измерить с большой точностью индуктивности и емкости.

Измерение омметром.

Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением R_x (рис. 341) и добавочным резистором R_Д в цепь постоянного тока.

Рис. 341. Схема включения омметра

При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора R_Д ток в цепи зависит только от сопротивления R_x. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением R_x подключают к различным зажимам.

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами.

Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 342. Устройство мегаомметра

рого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи. Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор R_д, в цепь другой катушки — резистор сопротивлением R_x.

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500 В, благодаря чему мегаомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Как было показано в § 100, положение подвижной

Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б)

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении R_x будет изменяться угол α отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой — к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку — с зажимом Л.

Источник

Измерение сопротивления методом амперметра вольтметра

Объект: . Офис

Площадь: . 42 м.кв

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Объект: . Стоматология

Площадь: . 54 м.кв

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Статьи / Электролаборатория / Измерение сопротивления методом амперметра вольтметра

На чем основан метод измерения амперметра-вольтметра

Для измерения уровня сопротивления в электрической сети могут быть использованы различные методики, наиболее популярными являются косвенный, мостовой и метод оценки. Выбор методики проведения исследования осуществляется на основе необходимой точности конечных результатов и предполагаемого уровня сопротивления.

Среди существующих косвенных методик измерение сопротивления методом амперметра-вольтметра можно назвать самым универсальным, подходящим для применения практически в любых условиях и разных электрических системах.

Данная методика измерения величины сопротивления электрическому току основывается на определении параметров тока, проходящего через сопротивление, а также на измерении снижения напряжения. Для измерения в проектах электроснабжения коттеджей или других объектов малых и больших сопротивлений должны использоваться различные схемы замеров. Примеры таких схем представлены на рисунке ниже, где «а» – схема большого сопротивления, а «б» – малого.

На основе исследования, делается вывод о величине сопротивления.

Сопротивление для схем больших сопротивлений, а также возможная погрешность определяется по формуле:

Здесь:

Rx – величина сопротивления в измеряемой сети,

Ra – уровень сопротивления измерительного устройства.

Для схем малого сопротивления, сопротивление в сети определяется по формуле:

В которой,Rb – уровень сопротивления прибора.

Для измерения в схемах большого сопротивления используют амперметр, а для малых сопротивлений – вольтметр.

Данные формулы и схемы позволяют определить уровень сопротивления в различных сетях с минимальными погрешностями. Сам уровень погрешности по данной методике можно определить с помощью формулы:

В данной формуле, γв, γa, выражают уровень точности используемых измерительных устройств, а Uп, Iп – это допустимые пределы измерения устройствами.

Для измерения сопротивления по данной методике допускается использовать точные измерительные приборы. Для снятия показаний параметров сети вольтметр должен быть подключен к сети, уровень тока в которой должен достигать таких величин, чтобы конечные показания снимались с большей половины шкалы величин. С такими же условиями должен осуществляться выбор шунта, используемого для измерения тока. Чтобы исключить вероятность нагрева сопротивления и не допустить ощутимого снижения точности замеров, ток при измерении не должен сильно превышать номинальные параметры.

Чтобы получить максимально точный результат измерения сопротивления, специалисты рекомендуют проводить не менее 3-х измерений с различными уровнями электрического тока. После проведения ряда испытаний основной величиной считается усредненное значение полученных данных.

Измерение величины сопротивления методом непосредственной оценки

Такая методика измерения предполагает использование омметра для снятия показаний параметров электрической системы и определения уровня ее сопротивления. Такой вариант измерений допускается только в тех ситуациях, когда заказчик может мириться с возможностью получения не совсем точных результатов.

Из-за недостаточной точности метод измерения омметром применяется для определения примерных значений сопротивления, а также в случаях, когда требуется проверка коммутационных сетей. Для измерения сопротивления следует использовать омметры с диапазоном измерения сопротивлений от 0,1 Ом до 1000 кОм.

В качестве основного омметра для измерения малых сопротивлений, обычно используются приборы логометрического типа М246, оснащенные оптическим указателем и щупальцами, способными зачищаться самостоятельно.

Стоит также отметить, что в некоторых случаях для измерения сопротивления малых величин могут быть использованы приборы, называемые контактомерами. Это качественное оборудование, способное определять сопротивление с погрешностью не более полутора процентов.

В качестве основных измерительных устройств, для проверки сопротивления на обмотках трансформаторов выступают современные потенциометры, отличающиеся высокой точностью. Они работают по методу компенсационного измерения сопротивления.

Мостовая методика измерения сопротивления предполагает применение двух схем измерения – для двойного и одинарного моста. Примеры подобных схем представлены на рисунке ниже.

Одинарные мосты используются при необходимости измерить уровень сопротивления, номинальная величина которого располагается в пределах от 1 Ом до 1 МОм. Такой мост может выдавать результаты с ощутимыми погрешностями, в некоторых случаях достигающими величины в 15%.

Источник