BEVEZETÉS

Elektromos ellenállás DC az ellenállások fő paramétere. Ezenkívül fontos mutatója az elektromos rádióáramkörök számos más eleme - csatlakozó vezetékek, kapcsolókészülékek, különféle típusú tekercsek és tekercsek stb. - használhatóságának és működési minőségének. mérnöki gyakorlat, széles tartományon belül van - az ezred ohmtól vagy az alattitól (vezetékszakaszok ellenállása, érintkezési csomópontok, árnyékolások, söntök stb.) egészen több ezer megohmig (szigetelési ellenállás és kondenzátorok szivárgása, felületi és térfogati ellenállás) elektromos szigetelő anyagok stb.). Leggyakrabban átlagos értékek ellenállását kell mérni - körülbelül 1 Ohm és 1 MOhm között.

A mért ellenállás határaitól függően az ellenállásmérőket milliohm méterekre osztják (alsó határérték tizedmilliohm); ohmmérők (alsó határral ohm egységben); kiloohméterek (kb. 1 MOhm felső határral); megohmmérők (legfeljebb 1000 MOhm felső határral); teraohméterek (106 MOhm-nál nagyobb felső határral).

A kurzusprojekt célja egy ohmmérő tervezése, amely 200 Ohm és 2 Mohm ellenállást mér.

ELLENÁLLÁSMÉRÉSI MÓDSZEREK

Közvetlen értékelési módszerek

Módszer az ellenállás időintervallummá konvertálására

1. ábra.

Működés elve:

BAN BEN kezdő pozíció a kapcsoló „0” állásban van, a kondenzátor U0 feszültségre van feltöltve, az összehasonlító eszköz (SU) kimeneti jele nulla. A mérés indító jele (t1 idő) a kapcsolót „1” helyzetbe állítja, miközben a vezérlőrendszer nem invertáló bemenetén az első pillanatban a feszültség meghaladja az invertáló bemeneten ható feszültséget, a vezérlőegység kimeneti jele pedig a vezérlőrendszer egységszintet vesz fel. A kondenzátor kisülése során a nem invertáló bemenet feszültsége folyamatosan csökken, és amikor ez alacsonyabb (t2), a vezérlőrendszer kimeneti jele visszatér az eredeti nulla szintre.

Ennek eredményeként a mért ellenállás értékével egyenesen arányos időtartamú jel jelenik meg a vezérlőrendszer kimenetén.

Konverziós egyenlet:

Előnyök:

A kimeneti mennyiség az idő, a kvantáláshoz kényelmes mennyiség;

Megfelelően nagy pontosság;

Széles mérési tartomány;

Nincs szükség nagy ellenállású referenciaellenállásokra;

Hibák:

Csak gyakorlatilag nem reaktív ellenállások mérésére használható;

Feszültségfüggő ellenállások mérésének képtelensége (nem vezetékes ellenállások, dielektrikumok);

Terjedelmes.

Az ellenállás árammá alakításának módszerei

3. ábra. Az ellenállás árammá alakításának blokkdiagramja

Működés elve:

Az áramkör referencia feszültségforrást tartalmaz, melynek áramköre tartalmazza a mért ellenállást. A mért ellenállásra adott feszültség Ix áramot idéz elő az áramkörben, fordítottan arányos a mért ellenállással.

Konverziós egyenlet:

Előnyök:

Egyszerűség;

A további árammérés nagy pontossága;

Nincs szükség példaértékű nagy impedanciájú ellenállásra

Hibák:

Az áramkörben lévő áram inverz függése a mért ellenállástól.

3. ábra.

Működés elve:

A nagyfeszültségű forrás áramot hoz létre az áramkörben: egy további R0 ellenállású áramkörben I0 áramerősség, és egy Rx-Ix mért ellenállású áramkörben; Ezen áramok aránya arányos a mért ellenállással.

Konverziós egyenlet:

Előnyök:

Egyszerűség;

Hibák:

Nemlineáris skála;

Nagyfeszültségű generátor szükségessége;

Korlátozott pontosság.

Az ellenállás feszültséggé alakításának módszerei

a) ideális áramgenerátort használva

4. ábra. A feszültségátalakítással szembeni ellenállás blokkdiagramja

Működés elve:

Az áramkör egy nagyon nagy bemeneti ellenállású referencia áramforrást tartalmaz, melynek áramkörébe a mért ellenállás be van kötve. Az ellenálláson lévő feszültség egyenesen arányos a mért ellenállással.

Konverziós egyenlet:

Hibák:

Nagyon nagy kimeneti áramú áramforrás szükségessége;

Nagyon nagy ellenállású erősítő szükségessége a későbbi feszültségátalakítás során.

Előnyök:

Nagyobb érzékenység;

Egyszerűség.

b) valós áramforrás használatával

5. ábra.

Működés elve:

Az I0 áramot az U0 feszültségforrás hozza létre, és egyenlő az U0 / R0-val, amikor az erősítő bemeneti ellenállása sokkal nagyobb, mint a mért, szinte az egész az Rx-en keresztül folyik, és az erősítő kimenetén lévő feszültség; arányos lesz a mért ellenállással.

Konverziós egyenlet:

Hibák:

Nagyon nagy bemeneti impedanciájú erősítő szükségessége;

Alacsony érzékenység;

Előnyök:

A kimeneti feszültség közvetlen függése a mért ellenállástól;

Egyszerűség.

c) osztómódszer (a feszültség eltávolítása az Rx-ből)

6. ábra.

Működés elve:

A mért Rx ellenállás és az R0 >> Rx referenciaellenállás által alkotott osztó bemenetére U0 stabilizált egyenfeszültség kerül; A mért ellenállással arányos feszültséget eltávolítanak az Rx ellenállásról.

Konverziós egyenlet:

Előnyök:

Egyszerűség

Hibák:

A mértnél nagyobb ellenállás szükségessége;

Nagyon nagy bemeneti impedanciájú erősítő szükségessége a további feszültségátalakításhoz.

d) osztómódszer (a feszültség eltávolítása az R0-ból)

7. ábra.

Működés elve:

Hasonlóan (c), azzal a különbséggel, hogy a mért ellenállással arányos feszültséget eltávolítjuk az R0 referenciaellenállásból<< Rх.

Konverziós egyenlet:

Előnyök:

Nincs szükség nagy ellenállású referencia-ellenállásra;

Egyszerűség

Hibák:

A további feszültségmérés alacsony pontossága;

Inverz kapcsolat a feszültség és a mért ellenállás között

Összehasonlítási módszerek

Bridge módszer

Működés elve:

Az R1/R2 arány és az R3 ellenállás megváltoztatásával egyensúly jön létre, amelyet a nulljelző áramkörben lévő áram hiánya határoz meg. Ebben az esetben a mérési eredményt az R1/R2 és az R3 ellenállás értékei határozzák meg.

ellenállási feszültségerősítő hiba

8. ábra. Szerkezeti séma

Egyensúlyi állapot:

Előnyök:

Nagyobb pontosság;

Magas érzékenység;

Hibák:

Nagy ellenállású referenciaintézkedések szükségessége;

Villamos- és rádiótechnikai eszközök, berendezések gyártása, szerelése és üzemeltetése során szükséges az elektromos ellenállás változtatása.

A gyakorlatban különféle módszereket alkalmaznak az ellenállás mérésére, a tárgyak jellegétől és a mérési feltételektől függően (például szilárd és folyékony vezetők, földelő vezetékek, elektromos szigetelés); a változtatás pontosságára és gyorsaságára vonatkozó követelményektől; a mért ellenállások értékén.

A kis ellenállások mérési módszerei jelentősen eltérnek a nagy ellenállások mérési módszereitől, mivel az első esetben intézkedéseket kell hozni a csatlakozó vezetékek és az átmeneti érintkezők ellenállásának a mérési eredményekre gyakorolt ​​​​hatásának kiküszöbölésére.

Ohmmérők mérési mechanizmusai. A közvetlen ellenállásméréshez egy- és kétkeretes magnetoelektromos mérőmechanizmusokat használnak.

Egykeretes mechanizmus, ellenállásmérésre használható. Ebből a célból egy állandó ellenállású R d kiegészítő ellenállást vezetnek be a készülékbe, és áramforrással (például szárazcellás akkumulátorral) látják el. Az R x mért ellenállás sorosan (6.16. ábra) vagy párhuzamosan csatlakozik a mérőhöz.

Soros bekötés esetén a mérőben lévő áram I=U/(R és +R d +R x) ahol R és a mérő ellenállása; U az áramforrás feszültsége.

A (6.2) képletet figyelembe véve azt találjuk, hogy a műszertű elhajlási szöge U = constnál csak az R x mért ellenállás értékétől függ:

Ha a skálát ezzel a kifejezéssel, ellenállási egységben kalibrálják, akkor az eszköz egy ohmmérő lesz. A száraz elemek feszültsége az idő múlásával csökken, így hiba kerül a mérésekbe, minél nagyobb a tényleges feszültség, annál nagyobb eltérést mutat a skála kalibrálásának feszültségétől.

A tápforrás feszültségének változékonyságából eredő hiba nem fordul elő, ha a mérőmechanizmusban két tekercs van, amelyek egy közös tengelyen, egymással szemben bizonyos szögben helyezkednek el (6.17. ábra).

A kétkeretes mérőmechanizmusban, amelyet aránymérőnek neveznek, nincsenek ellenrugók, a forgó és ellensúlyozó nyomatékokat elektromágneses erők hozzák létre. Ezért a tekercsekben áram hiányában a készülék jól kiegyensúlyozott mozgó része közömbös egyensúlyban van (a tű bármely skálaosztásnál megáll, ha áram van a tekercsekben, a mozgó részre kettő hat). ellentétes irányú elektromágneses nyomatékok.

A mérőmechanizmus mágneses áramköre úgy van kialakítva, hogy a légrés mentén a mágneses indukció egyenlőtlenül oszlik el, de úgy, hogy a mozgó alkatrész tetszőleges irányba történő elforgatásakor a forgatónyomaték csökken, az ellennyomaték pedig nő (az ellennyomatéktól függően). forgásirány, a nyomatékok szerepe megváltozik).

A mozgó rész megáll M 1 Bp = M 2 ap vagy N 1 SB 1 I 1k = N 2 SB 2k I 2k helyen. Ebből következik, hogy a nyíl helyzete a skálán a tekercsekben lévő áramok arányától függ, azaz. α=f (I 1 k /I 2 k), de nem függ a tápforrás feszültségétől.

A diagramon Fig. 6.17 látható, hogy a mért R x ellenállást az egyik aránymérő tekercs áramköre tartalmazza, ezért a benne lévő áram, valamint a készüléktű eltérítése egyértelműen az R x értékétől függ.

Ezt a függőséget felhasználva a skálát ellenállási egységekben kalibrálják, majd az eszköz egy ohmmérő. A szigetelési ellenállás mérésére szolgáló ohmmérőket legfeljebb 1000 V feszültségű áramforrással látják el, hogy a mérést a berendezés üzemi feszültségével megközelítőleg megegyező feszültségen végezzék el. Ilyen forrás lehet egy kézi hajtású beépített magnetoelektromos generátor vagy a váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatott egyenirányítós transzformátor.

A nagy ellenállások (több mint 1 MOhm) mérésére tervezett ohmmérőket megohmmérőknek nevezik.

Indirekt módszerek az ellenállás mérésére. Egy elektromos áramkör ellenállásának vagy más elemének ellenállását voltmérő és ampermérő leolvasásából (állandó áram mellett) az Ohm-törvény segítségével határozhatjuk meg: R X =U/I (áramkörök 6.18. ábra, a, b). ábra diagramja szerint. 6.19 határozza meg az R x ellenállást egy voltmérő leolvasása alapján. A P kapcsoló 1. állásában a voltmérő az U hálózati feszültséget, a 2. állásban pedig a feszültségmérő U V kapcsain méri a feszültséget. Ez utóbbi esetben U B /R B = U x /R x. Innen

A közepes ellenállások mérésére indirekt módszereket alkalmaznak, a nagy ellenállásokat is egy voltmérővel mérik. Ezeknek a módszereknek a pontossága jelentősen függ az R x mért ellenállás értékeinek és az ampermérő (Ra) és voltmérő (RB) belső ellenállásainak arányától. A mérési eredmények pontosság szempontjából kielégítőnek tekinthetők, ha a következő feltételek teljesülnek: R x ≥100R a (lásd 6.18. ábra, a diagram); R x ≤R in /100 (lásd a 6.18., 6. ábrát); R X ≤ R B (lásd a 6.19. ábrát).

Módszerek és összehasonlító eszközök. Kis és közepes ellenállások mérésére az R x mért ellenállás és az R o referencia összehasonlításának módszerét alkalmazzuk. ábra diagramján ez a két ellenállás. 6.20 sorba vannak kötve, tehát az áram bennük azonos. Értékét az R p ellenállás segítségével úgy állítjuk be, hogy az ne haladja meg az Rx és Ro U x /R x =Uo/Ro- ellenállások megengedett áramát, így R X = R O U X /U 0. Az U x és Uo ismeretlen feszültségeséseket voltmérővel vagy potenciométerrel mérik. A mérési eredmények pontosabbak, ha az R x és Ro ellenállások azonos nagyságúak, és a voltmérő ellenállása elég nagy ahhoz, hogy a bekötés ne befolyásolja a főáramkör üzemmódját.

Kis ellenállások ezzel a módszerrel történő mérésekor a voltmérőt potenciálbilincsekkel csatlakoztatják, amelyek lehetővé teszik a főáramkör érintkezőinek ellenállásának kizárását a mérési eredményekből.

A közepes és nagy ellenállások szubsztitúciós módszerrel mérhetők (6.21. ábra). Az A ampermérő úgy méri az áramerősséget, hogy a P kapcsolót 1, majd 2 állásba állítja. Az áramkör bemeneti kapcsain a feszültség azonos, tehát U - I x R x = IoRo. Ezért R x = R o I o /I x

Nagy ellenállások mérésekor az ampermérőt sönttel ellátott galvanométerre cserélik, ami jelentősen növeli a mérés pontosságát.

Az ellenállásmérés során a legpontosabb eredményeket a hídáramkörök biztosítják, amelyeket a gyakorlatban a mért ellenállások értékétől és a szükséges mérési pontosságtól függően különféle változatokban használnak.

Másoknál gyakrabban találhatunk a séma szerint épített eszközt (6.22. ábra), amelyet a gyakorlatban „egyhídnak” neveznek. Ebben az esetben a hídáramkör R 1 ;R 2 ;R;R x ellenállásokat tartalmaz, amelyek zárt hurkot alkotnak. A, B, C, D négy ágból (ezeket „hídkaroknak” nevezik).

Az áramkör egyik átlója egyenáramforrást, a másik kétoldalas skálájú galvanométert tartalmaz (nulla a skála közepén).

Tételezzük fel, hogy egy bizonyos R x ellenálláshoz más ellenállásokat választunk úgy, hogy az áram a mérési átlóban I g = 0, azaz a V B és V r potenciálok azonosak legyenek, amikor a K 1 és K 2 kapcsolók zárva vannak. Ebben az esetben I 1 = I 2; I x = I; I 1 R 1 = I x R x; I 2 R 2 = IR.

Ezekkel az egyenlőségekkel könnyen megkaphatjuk az R X = RR 1 / R 2 mért ellenállás kifejezését. Ha az R 1 és R 2 ellenállások azonos értékűek, akkor R X = R. Ipari készülékben R az ellenállások halmaza (ellenállástároló), amelyet a tíznapos elv szerint állítanak össze. A felső burkolaton kapcsolók találhatók, amelyekkel bizonyos határokon belül tetszőleges ellenállásértéket tárcsázhat olyan pontossággal, amelyet az ellenállásváltozás legkisebb lépése határoz meg.

A mérési határok bővítése érdekében az R 1 és R 2 értékeit úgy választjuk meg, hogy arányuk decimális rendszerrel is módosítható legyen (például R/R 2 = 100; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001 0,0001).

Az egyhidakat főként átlagos ellenállások mérésére használják. Kis ellenállások mérésekor a mérendő elemet speciális áramkör szerint csatlakoztatják, vagy speciális, erre a célra kialakított hidakat használnak.

ELEKTROMOS AUTÓK

Általános információ

Azokat az elektromos gépeket, amelyek működése elektromágneses jelenségeken alapul, és amelyek a mechanikai energia és az elektromos energia átalakítására szolgálnak, elektromos gépgenerátornak, az elektromos energiát mechanikai energiává alakító elektromos motornak nevezzük. Elektromos gépeket is használnak elektromos energia átalakítására egyik paraméterről a másikra, ezeket konvertereknek nevezzük. A következők konvertálhatók: áram típusa, frekvencia, feszültség, fázisok száma és az elektromosság egyéb paraméterei.

Az elektromos generátorokat gőz- és vízturbinák, belső égésű motorok hajtják, stb. Az elektromos motorokat szerszámgépek, különféle gépek, szállítóeszközök stb.

Az elektromos gépek közé tartoznak a transzformátorok - statikus eszközök, amelyek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, de felépítésükben és működési elvükben sok közös vonásuk van az elektromos gépekkel.

Az elektromos gépek reverzibilitási tulajdonsággal rendelkeznek, azaz generátorként működhetnek. Ha valamilyen motor forgatja őket, vagy elektromos áramot kapnak, akkor elektromos motorként használhatók. Az elektromos gépek tervezésénél azonban figyelembe kell venni azokat a követelményeket, amelyeket generátorral vagy villanymotorral történő működésük sajátosságai támasztanak.

Az elektromos gépeket AC és DC gépekre osztják.

Az AC elektromos gépeket szinkron, aszinkron és kollektoros gépekre osztják.

A legszélesebb körben használt háromfázisú szinkron váltakozó áramú generátorok és háromfázisú aszinkron villanymotorok. Az AC kefés motorok használata korlátozott az eszköz összetettsége, a karbantartás és a magasabb költségek miatt. Fő előnyük a forgási sebesség széles tartományban történő szabályozásának képessége, ami az aszinkron motoroknál nehéz.

Az egyenáramú elektromos gépek váltóáramú gépek kombinációja, amelyeknek szerves részét képezik egy mechanikus egyenirányító-kollektor. Egy kollektor segítségével a váltakozó áramot egyenárammá alakítják.

Az egyenáramú elektromos gépek alkalmazási köre korlátozott, mivel ezeknek a gépeknek a költsége magasabb, és működésük bonyolultabb a váltakozó áramú gépekhez képest.

Transzformátorok

A transzformátor egy olyan eszköz, amely az egyik értékű váltóáram feszültségét egy másik értékű váltakozó áram feszültségévé alakítja.

A legegyszerűbb transzformátor (2.1. ábra) egy zárt magból áll, amely különálló, egymástól szigetelt transzformátoracél lemezekből áll. A tekercseket a magra helyezzük. Az AC forráshoz csatlakoztatott tekercset primer tekercsnek nevezzük. A tekercset, amelyhez a terhelés kapcsolódik, másodlagosnak nevezzük.

A primer tekercsen átfolyó váltakozó áram F mágneses fluxust hoz létre. Egyszerre hatol be minden tekercsbe, és mindegyikben mért emf-et indukál, amelynek nagysága arányos a tekercsben lévő fordulatok számával. Minél több fordulat, annál nagyobb az EMF:

ahol E ( - az elsődleges tekercs EMF-je (önindukciós EMF); E 2 - a szekunder tekercs EMF-je (kölcsönös indukciós EMF); 1 és 2 - a primer és szekunder tekercsek fordulatszáma.

A tekercsekben lévő szabályozott EMF megegyezik a primer és szekunder tekercsekre ható feszültségekkel:

Következésképpen minél nagyobb a szekunder tekercs feszültsége, annál nagyobb a fordulatok száma. Feszültségarány

az elsődleges tekercs kapcsainál a szekunder tekercs feszültségéhez viszonyítva K transzformációs aránynak nevezzük:

A transzformátort leléptető transzformátornak nevezzük, ha a szekunder tekercs feszültsége kisebb, mint a primer tekercs feszültsége (K>1).

A transzformátort emelő transzformátornak nevezzük, ha a szekunder tekercs feszültsége nagyobb, mint a primer tekercs feszültsége (K<1).

Amikor egy fogyasztó csatlakoztatva van, egy I 2 áram folyik át a szekunder tekercsen, ami az elsődleges tekercs mágneses fluxusa felé irányított mágneses fluxust hoz létre. A primer tekercs áramlása csökken, ez az önindukciós emf E 1 csökkenését okozza benne, aminek következtében az I 1 áram a primer tekercsben megnő. Ez addig fog történni, amíg a transzformátor primer tekercsének mágneses fluxusa nem lesz azonos.

Így a szekunder tekercsben lévő áram növekedésével a primer tekercsben lévő áram növekszik, és a szekunder tekercsben lévő áram csökkenésével az elsődleges tekercsben lévő áram csökken.

Ha nem vesszük figyelembe a transzformátor tekercseinek veszteségeit, akkor az elsődleges és a szekunder tekercs teljesítményét azonosnak tekinthetjük:

ennélfogva,

Ez azt jelenti, hogy egy fokozatos transzformátorban a szekunder tekercsben a feszültség növekedése következik be a benne lévő áram csökkenése miatt, és egy lefelé irányuló transzformátorban a feszültség csökkenése az áramerősség növekedése miatt következik be. a szekunder tekercs.

A transzformátor hatásfoka magas és 80-99% között mozog. Néha transzformátorok helyett autotranszformátorokat használnak. Az autotranszformátor olyan transzformátor, amelyben a váltakozó áramforrás és a fogyasztó ugyanannak a tekercsnek különböző pontjaira van kötve (2.1b. ábra). Az autotranszformátor ugyanúgy működik, mint egy hagyományos transzformátor.

Építési körülmények között transzformátorokat használnak: villamos energia továbbítására; hegesztési munkák; elektromos szerszámok; beton és talaj elektromos fűtése; mérő

Villamos- és rádiótechnikai eszközök, berendezések gyártása, szerelése és üzemeltetése során szükséges az elektromos ellenállás mérése.

A gyakorlatban különféle módszereket alkalmaznak az ellenállás mérésére, a tárgyak jellegétől és a mérési feltételektől függően (például szilárd és folyékony vezetők, földelő vezetékek, elektromos szigetelés); a mérés pontosságára és sebességére vonatkozó követelményekről; a mért ellenállások értékén.

A kis ellenállások mérési módszerei jelentősen eltérnek a nagy ellenállások mérési módszereitől, mivel az első esetben intézkedéseket kell hozni a csatlakozó vezetékek és az átmeneti érintkezők ellenállásának a mérési eredményekre gyakorolt ​​​​hatásának kiküszöbölésére.

Ohmmérők mérési mechanizmusai. A közvetlen ellenállásméréshez egy- és kétkeretes magnetoelektromos mérőmechanizmusokat használnak.

Egykeretes mechanizmus használható az ellenállások mérésére. Ebből a célból egy további állandó ellenállású ellenállást vezetnek be a készülékbe

és lássa el áramforrással (például szárazcellás akkumulátorral). A mérendő ellenállás sorosan (1. ábra) vagy párhuzamosan csatlakozik a mérőhöz.

Soros csatlakozással az áram a mérőben , Ahol

- mérőellenállás; - tápfeszültség.

Tekintve, hogy

, Ahol - a készülék áramérzékenysége (állandó érték), azt találjuk, hogy az eszköztű elhajlási szöge csak a mért ellenállás értékétől függ:

Ha a skálát ezzel a kifejezéssel, ellenállási egységben kalibrálják, akkor az eszköz egy ohmmérő lesz. A száraz elemek feszültsége az idő múlásával csökken, így hiba kerül a mérésekbe, minél nagyobb a tényleges feszültség, annál nagyobb eltérést mutat a skála kalibrálásának feszültségétől.

A tápfeszültség változékonyságából eredő hiba nem fordul elő, ha a mérőberendezésnek két tekercs van, amelyek egy közös tengelyen, egymással szemben bizonyos szögben helyezkednek el (2. ábra).

Rizs. 1. ábra. 2.

A kétkeretes mérőmechanizmusban, amelyet aránymérőnek neveznek, nincsenek ellenrugók, a forgó és ellensúlyozó nyomatékokat elektromágneses erők hozzák létre. Ezért a tekercsekben áram hiányában a készülék jól kiegyensúlyozott mozgó része közömbös egyensúlyban van (a tű bármely skálajelnél megáll). Amikor áram van a tekercsekben, két ellentétes irányú elektromágneses nyomaték hat a mozgó részre.

A mérőmechanizmus mágneses áramköre úgy van kialakítva, hogy a légrés mentén a mágneses indukció egyenlőtlenül oszlik el, de úgy, hogy a mozgó alkatrész tetszőleges irányba történő elforgatásakor a forgatónyomaték csökken, az ellennyomaték pedig nő (az ellennyomatéktól függően). forgásirány, a nyomatékok szerepe megváltozik).

A mozgó rész megáll, amikor

vagy . Ebből következik, hogy a nyíl helyzete a skálán a tekercsekben lévő áramok arányától függ, azaz. , de nem függ a tápforrás feszültségétől.

A diagramon Fig. 2. Látható, hogy a mért ellenállás

benne van az egyik logométertekercs áramkörében, ezért a benne lévő áram, valamint a műszertű eltérítése egyértelműen az értéktől függ .

Ezt a függőséget felhasználva a skálát ellenállási egységekben kalibrálják, majd az eszköz egy ohmmérő. A szigetelési ellenállás mérésére szolgáló ohmmérőket legfeljebb 1000 V feszültségű áramforrással látják el, hogy a mérést a berendezés üzemi feszültségével megközelítőleg megegyező feszültségen végezzék el. Ilyen forrás lehet egy kézi hajtású beépített magnetoelektromos generátor vagy a váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatott egyenirányítós transzformátor.

A nagy ellenállások (több mint 1 MOhm) mérésére tervezett ohmmérőket megaohmmérőknek nevezik.

Indirekt módszerek az ellenállás mérésére. Az ellenállás vagy az elektromos áramkör más elemének ellenállása a voltmérő és az ampermérő leolvasásából (állandó áram mellett) az Ohm törvénye alapján határozható meg:

(diagramok 3. ábra, a, b).ábra diagramja szerint. 4 határozza meg az ellenállást egy voltmérő leolvasásával. 1-es kapcsolóállásban P a voltmérő méri a hálózati feszültséget, és 2-es állásban - feszültség a voltmérő kapcsain. Az utóbbi esetben . Innen

A közepes ellenállások mérésére indirekt módszereket alkalmaznak, a nagy ellenállásokat is egy voltmérővel mérik. Ezeknek a módszereknek a pontossága jelentősen függ a mért ellenállás értékeinek arányától

valamint az ampermérő és voltmérő belső ellenállásai. A mérési eredmények pontossága kielégítőnek tekinthető, ha az alábbi feltételek teljesülnek: (lásd diagram 3. ábra, a); (lásd diagram 3. ábra, b); (lásd a 4. ábrát).

Rizs. 3 ábra. 4

Módszerek és összehasonlító eszközök. Kis és közepes ellenállások mérésére a mért ellenállás összehasonlításának módszerét alkalmazzuk

példamutatóval . ábra diagramján ez a két ellenállás. 5 sorba vannak kötve, így az áramerősség bennük azonos. Értékét ellenállás segítségével állítjuk be úgy, hogy ne haladja meg az ellenállások és az ellenállások megengedett áramát . Innen . Az ismeretlen feszültségesést voltmérővel vagy potenciométerrel mérik. A mérési eredmények pontosabbak, ha az ellenállások azonos sorrendűek, és a voltmérő ellenállása elég nagy ahhoz, hogy a bekötés ne befolyásolja a főáramkör üzemmódját.

Kis ellenállások ezzel a módszerrel történő mérésekor a voltmérőt potenciálbilincsekkel csatlakoztatják, amelyek lehetővé teszik a főáramkör érintkezőinek ellenállásának kizárását a mérési eredményekből.

Bevezetés………………………………………………………………………………2

Egyenáramú ellenállás mérése…………………..…….3

Ampermérő-voltmérő módszer………………………………………………………………3

Közvetlen értékelési módszer……………………………………………………………..4

Hidak egyenáramú ellenállás mérésére……………………6

Nagyon nagy ellenállások mérése………………………………………9

AC ellenállás mérése………………….…...10

Imitanciamérő…………………………………………………

Mérővonal………………………………………………………………..……….11

Ultra-alacsony ellenállások mérése…………………………………………………………………………………………

következtetéseket………………………………………………………………….………..…14

Bevezetés

Az elektromos ellenállás a vezető fő elektromos jellemzője, egy elektromos áramkör vagy szakaszának elektromos árammal szembeni ellenállását jellemző érték. Az ellenállást olyan alkatrésznek is nevezhetjük (gyakrabban ellenállásnak), amely elektromos ellenállást biztosít az árammal szemben. Az elektromos ellenállást az elektromos energia más energiaformává történő átalakítása okozza, és Ohmban mérik.

Az ellenállást (gyakran R betűvel jelölik) bizonyos határokon belül egy adott vezető állandó értékének tekintjük, és így definiálható.

R - ellenállás;

U az elektromos potenciálkülönbség a vezető végén, voltban mérve;

I a vezető végei között potenciálkülönbség hatására folyó áram, amperben mérve.

Az ellenállás gyakorlati mérésére sokféle módszert alkalmaznak, a mérési körülményektől és az objektumok természetétől, a mérések szükséges pontosságától és sebességétől függően. Például vannak módszerek egyenáramú és váltakozó áramú ellenállás mérésére, nagy ellenállások, kis és ultra-kis ellenállások mérésére, közvetlen és közvetett stb.

A munka célja a fő, a gyakorlatban legelterjedtebb ellenállásmérési módszerek azonosítása.

Egyenáramú ellenállás mérése

Az egyenáramú ellenállás mérésének fő módszerei az indirekt módszer, a direkt becslési módszer és a hídmódszer. A mérési módszer megválasztása a mért ellenállás várható értékétől és a szükséges mérési pontosságtól függ. A közvetett módszerek közül a leguniverzálisabb az ampermérő-voltmérő módszer.

Ampermérő-voltmérő módszer

Ez a módszer a mért ellenálláson átfolyó áramerősség és a rajta áthaladó feszültségesés mérésén alapul. Két mérési séma használatos: nagy ellenállások mérése (a) és kis ellenállások mérése (b). Az áram- és feszültségmérés eredményei alapján meghatározzák a szükséges ellenállást.

Az (a) áramkör esetében a kívánt ellenállás és a relatív módszertani hiba a következő képletekkel határozható meg:

ahol Rx a mért ellenállás, Ra pedig az ampermérő ellenállása.

A (b) áramkörnél a kívánt ellenállást és a mérés relatív módszertani hibáját a következő képletek határozzák meg:

A képletből egyértelműen kiderül, hogy a kívánt ellenállás közelítő képlettel történő kiszámításakor hiba lép fel, mivel a második áramkörben az áramok és feszültségek mérésekor az ampermérő figyelembe veszi a voltmérőn áthaladó áramot is, és az első áramkörben. , a voltmérő méri a feszültséget az ellenálláson kívül az ampermérőn is .

A relatív módszertani hibák definíciójából az következik, hogy az (a) séma szerinti mérés kisebb, míg a (b) séma szerinti mérés kis ellenállások mérésekor kisebb hibát ad. Ezzel a módszerrel a mérési hiba kiszámítása a következő kifejezéssel történik:

„A méréshez használt műszerek pontossági osztálya legfeljebb 0,2 lehet. A voltmérő közvetlenül a mért ellenálláshoz csatlakozik. A mérés során az áramerősségnek olyannak kell lennie, hogy a leolvasott értékek a skála második felében legyenek mérve. Ennek megfelelően a 0.2 osztályú készülékkel árammérésre használt sönt is kiválasztásra kerül. Az ellenállás felmelegedésének elkerülése és ennek megfelelően a mérési pontosság csökkentése érdekében a mérőáramkörben az áram nem haladhatja meg a névleges érték 20%-át.

Az ampermérő és voltmérő mérési módszer áramkörök előnye, hogy a mért ellenállással ugyanaz az áram vezethető át az ellenálláson, mint annak működési körülményei között, ami fontos az áramerősségtől függő ellenállások mérésekor.

Közvetlen értékelési módszer.

A közvetlen értékelési módszer magában foglalja az egyenáramú ellenállás mérését ohmmérővel. Az ohmmérő egy közvetlen leolvasású mérőeszköz az elektromos aktív (az aktív ellenállásokat ohmos ellenállásoknak is nevezik) ellenállások meghatározására. Általában a mérés egyenárammal történik, azonban egyes elektronikus ohmmérők váltakozó áramot is használhatnak. Ohmmérők típusai: megohmmérők, teraohmmérők, gigaohmmérők, milliohmmérők, mikroohmmérők, a mért ellenállások tartományában eltérőek.

A működési elv szerint az ohmmérők feloszthatók magnetoelektromosra - magnetoelektromos mérővel vagy magnetoelektromos logométerrel (megohmmérők) és elektronikusra, amelyek analógok vagy digitálisak.

„A magnetoelektromos ohmmérő működése a mért ellenálláson átfolyó áram mérésén alapul, az áramforrás állandó feszültsége mellett. A több száz ohmtól több megaohmig terjedő ellenállások méréséhez a mérőt és a mért rx ellenállást sorba kell kötni. Ebben az esetben a mérőben lévő I áramerősség és a készülék mozgó részének eltérése a arányos: I = U/(r0 + rx), ahol U az áramforrás feszültsége; r0 a mérő ellenállása. Kisebb rx-értékeknél (több ohmig) a mérő és az rx párhuzamosan kapcsol be.

A viszonymérő megaohméterek egy aránymérőre épülnek, melynek karjaira példaértékű belső ellenállások és a mért ellenállás csatlakozik különböző kombinációkban (a mérési határtól függően), a viszonymérő leolvasása ezen ellenállások arányától függ. Az ilyen mérések elvégzéséhez szükséges nagyfeszültség forrásaként az ilyen eszközök általában mechanikus induktort használnak - egyes megohmmérőkben kézi hajtású elektromos generátort, induktor helyett félvezető feszültség-átalakítót használnak.

Az elektronikus ohmmérők működési elve azon alapul, hogy a mért ellenállást műveleti erősítővel azzal arányos feszültséggé alakítják át. A mért ellenállás a visszacsatoló áramkörre (lineáris skála) vagy az erősítő bemenetére csatlakozik. A digitális ohmmérő egy mérőhíd automatikus kiegyenlítéssel. A kiegyensúlyozást digitális vezérlőkészülék végzi, a hídkarokban precíziós ellenállások kiválasztásával, majd a vezérlőkészülék mérési információi a kijelző egységbe kerülnek.

„Kis ellenállások mérésénél további hiba léphet fel a csatlakozási pontokon az átmeneti ellenállás hatása miatt. Ennek elkerülésére az úgynevezett négyvezetékes csatlakozási módszert alkalmazzák. A módszer lényege, hogy két pár vezetéket használnak - az egyik pár bizonyos erősségű áramot ad a mért tárgyra, a másik pár segítségével pedig a tárgy áramerősségével és ellenállásával arányos feszültségesést. a tárgytól az eszközig. A vezetékek a mérendő kétvégű hálózat kapcsaira úgy vannak csatlakoztatva, hogy az áramvezetékek egyike sem érinti közvetlenül a megfelelő feszültségű vezetéket, és kiderül, hogy az érintkezési pontokon az átmeneti ellenállásokat nem tartalmazza a a mérőkör."

A rádióamatőr gyakorlatban néha szükség van olyan kis ellenállások mérésére, amelyek értéke 1 Ohm alatt van, például a transzformátor tekercseinek rövidzárlatok, reléérintkezők, különféle söntök ellenőrzésekor. Hogyan mérhetek kis miliohm vagy mikroohm ellenállást? A villamosmérnöki kurzusból ismeretes, hogy az ellenállásmérés azon a hatáson alapul, hogy értéküket árammá vagy feszültséggé alakítják át. A multiméter rögzítésének áramköre ezen az elven alapul.

Ezt az egyszerű áramkört kis ellenállásértékek mérésére használják - 0,001 és 1,999 ohm között. Külön akkumulátorra lesz szükségünk az amatőr rádiótervezés táplálásához. A tápfeszültséget az LM317LZ IC stabilizálja. A trimmert pontosan 100 mA-re kell beállítani a nagy pontosság és az alacsony hiba érdekében.

A nyomtatott áramköri kártya az alábbi ábrán látható, és a legkönnyebben elkészíthető. A szerkezet összeszerelésekor próbálja meg a minimálisra csökkenteni a beépítő vezetékek hosszát.

A szabványos D830 digitális multiméter ohmban jelzi ki az értéket, 0,001 és 1,999 ohm között. Az eszköz teszteléséhez határozza meg több párhuzamosan kapcsolt egyohmos ellenállás értékét.

Ha akarod, nem csak egy konzolt, hanem egy teljesen kész független eszközt is forraszthatsz. Ez az analóg milliohméter két módot használ az ellenállás meghatározására. 1A stabil áram mellett a skála 1 osztás = 0,002 Ohm, 0,1 A stabil áramerősségnél pedig 1 osztás = 0,02 Ohm. 0,1 A áramerősséggel a készülék 0,02 Ohm és 1 Ohm közötti ellenállást képes meghatározni.

A készülék működési elve a mért ellenálláson mért feszültségesés meghatározásán alapul, amikor egy adott stabil áram áthalad rajta. A mutató mérőeszköz keretének ellenállása 1200 Ohm, a teljes eltérési áram 0,0001 A, ami azt jelenti, hogy ha ezt a mutatót használjuk voltmérőként, akkor feszültséget kell rá adni U = IxR = 0,0001x1200 = 0,12 V = 120 mV a nyílnak a skála utolsó osztásáig való eltérítéséhez. Ennek a feszültségnek kell leesnie az 1 Ohm ellenálláson az eszköz mérési határán 0,02 Ohm és 1 Ohm között. Ez azt jelenti, hogy ezen a határértéken stabil, I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120 mA értékű áramot kell átvezetnünk a mért ellenálláson. Hasonló módon számítjuk ki a határértéket más értékekre.

Ennek az áramkörnek a működési elve azon a módszeren alapszik, hogy a mért ellenálláson mért feszültségesést a rajta átfolyó áram korábban ismert értékével mérik. A VT1 tranzisztor állandó áramértéket hoz létre, és stabilitását a VT1-et vezérlő műveleti erősítő tartja fenn.

Egyenáram-besorolás 20 Ohm-ig -10 mA és 100 mA 2 Ohm-ig terjedő ellenállások mérésekor. A set-top box stabil működése érdekében a DA1 chipet egy 78L05 feszültségstabilizátor táplálja. Az SA1 billenőkapcsoló kiválasztja a mérési határt. Az SA3 gombot csak méréskor nyomjuk meg. A voltmérő védelme érdekében egy VD1 diódát adnak az áramkörhöz.

Tervezési beállítás

Először állítsa az R2 és R5 változó ellenállású gombokat a középső helyzetbe. majd a szerkezetre 8-24 V feszültséget kapcsolunk A mérendő ellenálláson átfolyó áram állandó értékét a következő módszerrel állítjuk be. Egy pontos ampermérő szondáit kell csatlakoztatni a mérendő ellenállás kapcsaihoz. Állítsa az SA1 kapcsolót az ellenállás mérésére 2 Ohm-ig, majd nyomja meg az SA3 gombot, és az R5 változó ellenállás megváltoztatásával állítsa az áramerősséget 100 mA-re. Ezután állítsa az SA1-et legfeljebb 20 ohmos pozícióba, nyomja meg az SA3-at, majd az R2 10 mA-re állítja az áramerősséget. Ismételje meg ezt az áramkalibrálási módszert többször, majd fedje le a változó ellenállású motorokat lakkal vagy festékkel.