INTRODUCERE

Rezistenta electrica DC este parametrul principal al rezistențelor. De asemenea, servește ca un indicator important al funcționalității și calității funcționării multor alte elemente ale circuitelor radio electrice - fire de conectare, dispozitive de comutare, diferite tipuri de bobine și înfășurări etc. Posibile valori ale rezistenței, necesitatea de a măsura care apare în radio practica inginerească, se află într-o gamă largă - de la miimi de ohmi sau mai puțin (rezistența secțiunilor conductoarelor, joncțiuni de contact, ecranare, șunturi etc.) până la mii de megaohmi sau mai mult (rezistența de izolație și scurgerea condensatorilor, rezistența de suprafață și de volum a materialelor electroizolante etc.). Cel mai adesea este necesar să se măsoare rezistența valorilor medii - de la aproximativ 1 Ohm la 1 MOhm.

În funcție de limitele rezistenței măsurate, rezistențele sunt împărțite în miliohmi (cu o limită inferioară de zecimi de miliohmi); ohmmetre (cu o limită inferioară în unități Ohm); kiloohmmetre (cu o limită superioară de aproximativ 1 MOhm); megaohmmetre (cu o limită superioară de până la 1000 MOhm); teraohmmetre (cu o limită superioară mai mare de 106 MOhm).

Scopul acestui proiect de curs este de a proiecta un Ohmmetru care măsoară rezistența la 200 Ohm și 2 Mohm.

METODE DE MĂSURARE A REZISTENTĂ

Metode de evaluare directă

Metodă de conversie a rezistenței la interval de timp

Fig.1.

Principiul de funcționare:

ÎN pozitia de pornire comutatorul este în poziția „0”, condensatorul este încărcat la tensiunea U0, semnalul de ieșire al dispozitivului de comparare (SU) are un nivel zero. Semnalul de pornire a măsurării (timpul t1) mută comutatorul în poziția „1”, în timp ce tensiunea la intrarea neinversoare a sistemului de comandă în primul moment depășește tensiunea care acționează la intrarea inversoare, iar semnalul de ieșire al sistemul de control ia un nivel de unitate. În timpul descărcării condensatorului, tensiunea de la intrarea neinversoare scade continuu și în momentul în care este mai scăzută (t2), semnalul de ieșire al sistemului de control revine la nivelul inițial zero.

Ca urmare, la ieșirea sistemului de control va apărea un semnal cu o durată direct proporțională cu valoarea rezistenței măsurate.

Ecuația de conversie:

Avantaje:

Cantitatea de ieșire este timpul, o cantitate convenabilă pentru cuantizare;

Precizie suficient de mare;

Domeniu larg de măsurare;

Nu sunt necesare rezistențe de referință de mare rezistență;

Defecte:

Poate fi folosit doar pentru măsurarea rezistențelor practic nereactive;

Incapacitatea de a măsura rezistențe dependente de tensiune (rezistoare fără fire, dielectrice);

Voluminos.

Metode de conversie a rezistenței în curent

Fig.3. Schema bloc a conversiei rezistenței în curent

Principiul de funcționare:

Circuitul conține o sursă de tensiune de referință, al cărei circuit include rezistența măsurată. O tensiune aplicată rezistenței măsurate determină un curent Ix în circuit, invers proporțional cu rezistența măsurată.

Ecuația de conversie:

Avantaje:

Simplitate;

Precizie ridicată a măsurătorilor ulterioare de curent;

Nu este necesar un rezistor de înaltă impedanță exemplar

Defecte:

Dependența inversă a curentului din circuit de rezistența măsurată.

Fig.3.

Principiul de funcționare:

O sursă de înaltă tensiune creează un curent în circuit: într-un circuit cu rezistență suplimentară R0 curent I0, și într-un circuit cu rezistență măsurată Rx-Ix; Raportul acestor curenți este proporțional cu rezistența măsurată.

Ecuația de conversie:

Avantaje:

Simplitate;

Defecte:

scară neliniară;

Necesitatea unui generator de înaltă tensiune;

Precizie limitată.

Metode de conversie a rezistenței în tensiune

a) folosind un generator de curent ideal

Fig.4. Schema bloc a rezistenței la conversia tensiunii

Principiul de funcționare:

Circuitul conține o sursă de curent de referință cu o rezistență de intrare foarte mare, în circuitul căreia este conectată rezistența măsurată. Tensiunea pe rezistor este direct proporțională cu rezistența măsurată.

Ecuația de conversie:

Defecte:

Necesitatea unei surse de curent cu un curent de ieșire foarte mare;

Necesitatea unui amplificator cu o rezistență foarte mare în timpul conversiei ulterioare a tensiunii.

Avantaje:

Sensibilitate mai mare;

Simplitate.

b) folosind o sursă de curent real

Fig.5.

Principiul de funcționare:

Curentul I0 este creat de sursa de tensiune U0 și este egal cu U0 / R0 atunci când rezistența de intrare a amplificatorului este mult mai mare decât cea măsurată, aproape toată trece prin Rx, iar tensiunea la ieșire a amplificatorului; va fi proporţională cu rezistenţa măsurată.

Ecuația de conversie:

Defecte:

Necesitatea unui amplificator cu o impedanță de intrare foarte mare;

Sensibilitate scăzută;

Avantaje:

Dependența directă a tensiunii de ieșire de rezistența măsurată;

Simplitate.

c) metoda divizorului (tensiunea este eliminată de la Rx)

Fig.6.

Principiul de funcționare:

La intrarea divizorului format din rezistența măsurată Rx și rezistența de referință R0 >> Rx este alimentată o tensiune continuă stabilizată U0; O tensiune proporțională cu rezistența măsurată este îndepărtată din rezistorul Rx.

Ecuația de conversie:

Avantaje:

Simplitate

Defecte:

Necesitatea unei rezistențe de înaltă rezistență mai mare decât cea măsurată;

Necesitatea unui amplificator cu o impedanță de intrare foarte mare pentru conversia ulterioară a tensiunii.

d) metoda divizorului (tensiunea este eliminată din R0)

Fig.7.

Principiul de funcționare:

Similar cu (c), cu diferența că o tensiune proporțională cu rezistența măsurată este îndepărtată din rezistența de referință R0<< Rх.

Ecuația de conversie:

Avantaje:

Nu este nevoie de rezistență de referință de mare rezistență;

Simplitate

Defecte:

Precizie scăzută a măsurătorilor ulterioare de tensiune;

Relație inversă între tensiune și rezistența măsurată

Metode de comparare

Metoda podului

Principiul de funcționare:

Prin modificarea raportului R1/R2 și a rezistenței R3 se realizează echilibrul, determinat de absența curentului în circuitul indicator nul. În acest caz, rezultatul măsurării este determinat de valorile R1/R2 și rezistența R3.

eroare a amplificatorului de tensiune de rezistență

Fig.8. Diagrama bloc

Stare de echilibru:

Avantaje:

Precizie mai mare;

Sensibilitate ridicată;

Defecte:

Necesitatea unor măsuri de referință de înaltă rezistență;

În timpul fabricării, instalării și exploatării dispozitivelor și instalațiilor de inginerie electrică și radio, este necesară modificarea rezistenței electrice.

În practică, pentru măsurarea rezistenței se folosesc diverse metode, în funcție de natura obiectelor și de condițiile de măsurare (de exemplu, conductoare solide și lichide, conductori de împământare, izolație electrică); din cerințele privind acuratețea și viteza schimbării; asupra valorii rezistenţelor măsurate.

Metodele de măsurare a rezistențelor mici diferă semnificativ de metodele de măsurare a rezistențelor mari, deoarece în primul caz este necesar să se ia măsuri pentru a elimina influența rezistenței firelor de conectare și a contactelor de tranziție asupra rezultatelor măsurării.

Mecanisme de măsurare ale ohmmetrelor. Pentru măsurarea directă a rezistenței se folosesc mecanisme de măsurare magnetoelectrice cu cadru simplu și dublu.

Mecanism cu un singur cadru, poate fi folosit pentru a măsura rezistența. În acest scop, un rezistor suplimentar cu o rezistență constantă R d este introdus în dispozitiv și alimentat cu o sursă de alimentare (de exemplu, o baterie cu celule uscate). Rezistența măsurată R x este conectată cu contorul în serie (Fig. 6.16) sau în paralel.

Cu o conexiune în serie, curentul din contor este I=U/(R și +R d +R x) unde R și este rezistența contorului; U este tensiunea sursei de alimentare.

Ținând cont de formula (6.2), constatăm că unghiul de deviere al acului instrumentului la U = const depinde doar de valoarea rezistenței măsurate R x:

Dacă scara este calibrată folosind această expresie în unități de rezistență, atunci dispozitivul va fi un ohmmetru. Tensiunea elementelor uscate scade în timp, astfel încât în ​​măsurători se introduce o eroare, cu atât mai mare cu atât tensiunea reală diferă mai mare de tensiunea la care a fost calibrată scara.

O eroare din variabilitatea tensiunii de alimentare nu apare dacă mecanismul de măsurare are două înfășurări situate pe o axă comună la un anumit unghi una față de cealaltă (Fig. 6.17).

Într-un mecanism de măsurare cu două cadre, care se numește raportmetru, nu există arcuri de contracarare, momentele de rotație și de contracarare sunt create de forțele electromagnetice. Prin urmare, în absența curentului în înfășurări, partea mobilă bine echilibrată a dispozitivului este în echilibru indiferent (acul se oprește la orice diviziune de scară, când există curent în bobine, partea mobilă este acționată de doi). momente electromagnetice îndreptate în direcții opuse.

Circuitul magnetic al mecanismului de măsurare este proiectat astfel încât inducția magnetică de-a lungul spațiului de aer să fie distribuită neuniform, dar în așa fel încât atunci când piesa mobilă este rotită în orice direcție, cuplul scade și momentul de contracarare crește (în funcție de sensul de rotație, rolul momentelor se schimbă).

Piesa mobilă se oprește la M 1 Bp = M 2 ap sau N 1 SB 1 I 1k = N 2 SB 2k I 2k. Rezultă că poziția săgeții pe scară depinde de raportul curenților din înfășurări, adică. α=f (I 1 k /I 2 k), dar nu depinde de tensiunea sursei de alimentare.

În diagrama fig. 6.17 se poate observa că rezistența măsurată R x este inclusă în circuitul uneia dintre bobinele ratiometrului, prin urmare curentul din aceasta, precum și deviația acului dispozitivului, depind în mod unic de valoarea lui R x.

Folosind această dependență, scara este calibrată în unități de rezistență și apoi dispozitivul este un ohmmetru. Ohmmetrele pentru măsurarea rezistenței de izolație sunt furnizate cu o sursă de alimentare cu o tensiune de până la 1000 V pentru a efectua măsurarea la o tensiune aproximativ egală cu tensiunea de funcționare a instalației. O astfel de sursă poate fi un generator magnetoelectric încorporat cu o acționare manuală sau un transformator cu un redresor conectat la rețeaua de curent alternativ.

Ohmmetrele concepute pentru a măsura rezistențe mari (mai mult de 1 MOhm) se numesc megaohmmetre.

Metode indirecte de măsurare a rezistenței. Rezistența unui rezistor sau a altui element al unui circuit electric poate fi determinată din citirile unui voltmetru și a unui ampermetru (la curent constant) folosind legea lui Ohm: R X =U/I (circuite Fig. 6.18, a, b). Conform diagramei din fig. 6.19 determinați rezistența R x în funcție de citirile unui voltmetru. În poziția 1 a comutatorului P, voltmetrul măsoară tensiunea rețelei U, iar în poziția 2 - tensiunea la bornele voltmetrului U V. În acest din urmă caz, U B /R B = U x /R x. De aici

Pentru măsurarea rezistențelor medii se folosesc metode indirecte, iar rezistențele mari se măsoară și cu un voltmetru. Precizia acestor metode depinde în mod semnificativ de raportul dintre valorile rezistenței măsurate R x și rezistențele interne ale ampermetrului (R a) și voltmetrului (R B). Rezultatele măsurătorilor pot fi considerate satisfăcătoare din punct de vedere al preciziei dacă sunt îndeplinite următoarele condiții: R x ≥100R a (vezi diagrama Fig. 6.18, a); R x ≤R în /100 (vezi diagrama Fig. 6.18, 6); R X ≤ R B (vezi diagrama Fig. 6.19).

Metode și dispozitive de comparare. Pentru măsurarea rezistențelor mici și medii se folosește metoda de comparare a rezistenței măsurate R x cu referința R o. Aceste două rezistențe din diagrama din Fig. 6.20 sunt conectate în serie, deci curentul din ele este același. Valoarea acestuia este ajustată cu ajutorul unui rezistor R p astfel încât să nu depășească curentul admis pentru rezistențele Rx și Ro U x /R x =Uo/Ro- Prin urmare R X = R O U X /U 0. Căderile de tensiune necunoscute U x și Uo sunt măsurate cu un voltmetru sau potențiometru. Rezultatele măsurătorilor sunt mai precise dacă rezistențele R x și Ro sunt de aceeași ordine, iar rezistența voltmetrului este suficient de mare, astfel încât conectarea acestuia să nu afecteze modul circuitului principal.

La măsurarea rezistențelor mici folosind această metodă, voltmetrul este conectat folosind cleme de potențial, care fac posibilă excluderea rezistenței contactelor circuitului principal din rezultatele măsurării.

Rezistențele medii și mari pot fi măsurate prin metoda substituției (Fig. 6.21). Ampermetrul A măsoară curentul punând comutatorul P în poziția 1 și apoi 2. Tensiunea la bornele de intrare ale circuitului este aceeași, deci U - I x R x = IoRo. Prin urmare, R x = R o I o /I x

La măsurarea rezistențelor mari, ampermetrul este înlocuit cu un galvanometru cu șunt, ceea ce mărește semnificativ precizia măsurării.

Cele mai precise rezultate la măsurarea rezistenței sunt furnizate de circuitele de punte, care în practică sunt utilizate în diferite versiuni, în funcție de valorile rezistențelor măsurate și de precizia de măsurare necesară.

Mai des decât alții puteți găsi un dispozitiv construit conform schemei (Fig. 6.22), care în practică se numește „punte unică”. În acest caz, circuitul de punte include rezistenţele R1;R2;R;Rx, care formează o buclă închisă. A, B, C, D din patru ramuri (se numesc „brațe de pod”).

O diagonală a circuitului include o sursă de curent continuu, cealaltă un galvanometru cu o scară cu două fețe (zero în mijlocul scalei).

Să presupunem că pentru o anumită rezistență R x sunt selectate alte rezistențe astfel încât curentul în diagonala de măsurare I g = 0, adică potențialele V B și V r sunt aceleași atunci când comutatoarele K 1 și K 2 sunt închise. În acest caz, I1 =I2;Ix =I;I1R1 =IxRx;I2R2 =IR.

Folosind aceste egalități, este ușor de obținut o expresie pentru rezistența măsurată R X = RR 1 / R 2. Dacă rezistențele R 1 și R 2 au aceeași valoare, atunci R X = R. Într-un dispozitiv industrial, R este un set de rezistențe (magazin de rezistență), compilat după principiul zece zile. Pe capacul de sus există întrerupătoare cu care poți forma, în anumite limite, orice valoare a rezistenței cu o precizie care este determinată de cel mai mic pas de schimbare a rezistenței.

Pentru a extinde limitele de măsurare, valorile lui R 1 și R 2 sunt selectate astfel încât raportul lor să poată fi modificat și folosind sistemul zecimal (de exemplu, R/R 2 = 100; 10; 1; 0,1; 0,01; 0,001) 0,0001).

Punțile simple sunt utilizate în principal pentru măsurarea rezistențelor medii. La măsurarea rezistențelor mici, elementul măsurat este conectat conform unui circuit special sau se folosesc punți speciale proiectate în acest scop.

MAȘINI ELECTRICE

Informații generale

Mașinile electrice ale căror acțiuni se bazează pe fenomene electromagnetice și care servesc la transformarea energiei mecanice și a energiei electrice se numesc generatoare de mașini electrice, iar cele care transformă energia electrică în energie mecanică se numesc motoare electrice. Mașinile electrice sunt, de asemenea, folosite pentru a converti energia electrică de la un parametru la altul, care se numesc convertoare. Pot fi convertite: tipul de curent, frecvența, tensiunea, numărul de faze și alți parametri ai energiei electrice.

Generatoarele electrice sunt acționate de turbine cu abur și apă, motoare cu ardere internă etc. Motoarele electrice sunt folosite pentru a conduce mașini-unelte, diverse mașini, echipamente de transport etc.

Mașinile electrice includ transformatoare - dispozitive statice care nu au părți mobile, dar în structura și principiul lor de funcționare au multe în comun cu mașinile electrice.

Mașinile electrice au proprietatea de reversibilitate, adică pot funcționa ca generator. Dacă sunt rotite de un fel de motor sau le este furnizată energie electrică, pot fi folosite ca motoare electrice. Cu toate acestea, la proiectarea mașinilor electrice, se iau în considerare cerințele impuse de particularitățile funcționării acestora de către un generator sau un motor electric.

Mașinile electrice sunt împărțite în mașini AC și DC.

Mașinile electrice de curent alternativ sunt împărțite în sincrone, asincrone și colectoare.

Cele mai utilizate sunt generatoarele de curent alternativ sincron trifazat și motoarele electrice asincrone trifazate. Motoarele cu perii de curent alternativ au o utilizare limitată din cauza complexității dispozitivului, întreținere și costuri mai mari. Principalul lor avantaj este capacitatea de a controla viteza de rotație pe o gamă largă, ceea ce este dificil la motoarele asincrone.

Mașinile electrice de curent continuu sunt o combinație de mașini de curent alternativ cu un redresor-colector mecanic care este parte integrantă a acestor mașini. Cu ajutorul unui colector, curentul alternativ este transformat în curent continuu.

Mașinile electrice cu curent continuu au un domeniu de aplicare limitat datorită costului mai mare al acestor mașini și a complexității funcționării lor în comparație cu mașinile cu curent alternativ.

Transformatoare

Un transformator este un dispozitiv conceput pentru a converti tensiunea de curent alternativ de o valoare în tensiune de curent alternativ de altă valoare.

Cel mai simplu transformator (Fig. 2.1) constă dintr-un miez închis format din foi separate de oțel pentru transformator, izolate între ele. Înfășurările sunt plasate pe miez. Înfășurarea care este conectată la sursa de curent alternativ se numește înfășurare primară. Înfășurarea la care este conectată sarcina se numește secundar.

Curentul alternativ care curge prin înfășurarea primară creează un flux magnetic F. El pătrunde în toate înfășurările simultan și în fiecare dintre ele induce o femură măsurată, a cărei mărime este proporțională cu numărul de spire din înfășurare. Cu cât sunt mai multe viraje, cu atât este mai mare EMF:

unde E ( - EMF al înfășurării primare (EMF de auto-inducție); E 2 - EMF al înfășurării secundare (EMF de inducție reciprocă); 1 și 2 - numărul de spire în înfășurările primare și secundare.

EMF controlat în înfășurări este egal cu tensiunile care acționează asupra înfășurărilor primare și secundare:

În consecință, cu cât este mai mare numărul de spire pe care le are, cu atât este mai mare tensiunea pe înfășurarea secundară. Raportul de tensiune

la bornele înfășurării primare la tensiunea de pe înfășurarea secundară se numește raport de transformare K:

Un transformator se numește transformator descendente dacă tensiunea de pe înfășurarea secundară este mai mică decât tensiunea de pe înfășurarea primară (K>1).

Un transformator se numește transformator step-up dacă tensiunea de pe înfășurarea secundară este mai mare decât tensiunea de pe înfășurarea primară (K<1).

Când un consumator este conectat, un curent I 2 va circula prin înfășurarea secundară, care va crea un flux magnetic îndreptat către fluxul magnetic al înfășurării primare. Debitul înfășurării primare va scădea, aceasta va determina o scădere a fem-ului de auto-inducție E 1 în ea, ca urmare a căreia curentul I 1 din înfășurarea primară va crește. Acest lucru se va întâmpla până când fluxul magnetic al înfășurării primare a transformatorului devine același.

Astfel, pe măsură ce curentul din înfășurarea secundară crește, curentul din înfășurarea primară crește, iar pe măsură ce curentul din înfășurarea secundară scade, curentul din înfășurarea primară scade.

Dacă nu luăm în considerare pierderile în înfășurările transformatorului, atunci putem considera că puterile înfășurărilor primare și secundare sunt aceleași:

prin urmare,

Aceasta înseamnă că într-un transformator step-up, o creștere a tensiunii în înfășurarea secundară are loc datorită unei scăderi a curentului din acesta, iar într-un transformator step-down, o scădere a tensiunii are loc datorită creșterii curentului în înfăşurarea secundară.

Eficiența transformatorului este mare și variază de la 80-99%. Uneori se folosesc autotransformatoare în locul transformatoarelor. Un autotransformator este un transformator în care sursa de curent alternativ și consumatorul sunt conectate la puncte diferite ale aceleiași înfășurări (Fig. 2.1b). Un autotransformator funcționează în același mod ca un transformator obișnuit.

In conditii de constructie se folosesc transformatoare: pentru transmiterea energiei electrice; lucrari de sudare; scule electrice; încălzirea electrică a betonului și a solului; măsurare

În timpul fabricării, instalării și exploatării dispozitivelor și instalațiilor de inginerie electrică și radio, este necesară măsurarea rezistenței electrice.

În practică, pentru măsurarea rezistenței se folosesc diverse metode, în funcție de natura obiectelor și de condițiile de măsurare (de exemplu, conductoare solide și lichide, conductori de împământare, izolație electrică); privind cerințele privind precizia și viteza de măsurare; asupra valorii rezistenţelor măsurate.

Metodele de măsurare a rezistențelor mici diferă semnificativ de metodele de măsurare a rezistențelor mari, deoarece în primul caz este necesar să se ia măsuri pentru a elimina influența rezistenței firelor de conectare și a contactelor de tranziție asupra rezultatelor măsurării.

Mecanisme de măsurare ale ohmmetrelor. Pentru măsurarea directă a rezistenței se folosesc mecanisme de măsurare magnetoelectrice cu cadru simplu și dublu.

Un singur mecanism de cadru poate fi utilizat pentru a măsura rezistențele. În acest scop, în dispozitiv este introdus un rezistor suplimentar cu o rezistență constantă

și furnizați-l cu o sursă de alimentare (de exemplu, o baterie cu celule uscate). Rezistența măsurată este conectată cu contorul în serie (Fig. 1) sau în paralel.

Cu o conexiune în serie, curentul din contor , Unde

- rezistenta contorului; - tensiunea de alimentare.

Având în vedere că

, Unde - sensibilitatea curentă a dispozitivului (valoare constantă), constatăm că unghiul de deviere al acului dispozitivului la depinde doar de valoarea rezistenței măsurate:

Dacă scara este calibrată folosind această expresie în unități de rezistență, atunci dispozitivul va fi un ohmmetru. Tensiunea elementelor uscate scade în timp, astfel încât în ​​măsurători se introduce o eroare, cu atât mai mare cu atât tensiunea reală diferă mai mare de tensiunea la care a fost calibrată scara.

O eroare din variabilitatea tensiunii sursei de alimentare nu apare dacă mecanismul de măsurare are două înfășurări situate pe o axă comună la un anumit unghi una față de cealaltă (Fig. 2.).

Orez. 1. Fig. 2.

Într-un mecanism de măsurare cu două cadre, care se numește raportmetru, nu există arcuri de contracarare, momentele de rotație și de contracarare sunt create de forțe electromagnetice. Prin urmare, în absența curentului în înfășurări, partea mobilă bine echilibrată a dispozitivului se află într-un echilibru indiferent (acul se oprește la orice semn de scară). Când există curent în bobine, asupra piesei mobile acționează două momente electromagnetice direcționate în direcții opuse.

Circuitul magnetic al mecanismului de măsurare este proiectat astfel încât inducția magnetică de-a lungul spațiului de aer să fie distribuită neuniform, dar în așa fel încât atunci când piesa mobilă este rotită în orice direcție, cuplul scade și momentul de contracarare crește (în funcție de sensul de rotație, rolul momentelor se schimbă).

Partea în mișcare se oprește când

sau . Rezultă că poziția săgeții pe scară depinde de raportul curenților din înfășurări, adică. , dar nu depinde de tensiunea sursei de alimentare.

În diagrama fig. 2. Se poate observa că rezistenţa măsurată

este inclus în circuitul uneia dintre bobinele logometrului, prin urmare curentul din acesta, precum și deviația acului instrumentului, depind în mod clar de valoarea .

Folosind această dependență, scara este calibrată în unități de rezistență și apoi dispozitivul este un ohmmetru. Ohmmetrele pentru măsurarea rezistenței de izolație sunt furnizate cu o sursă de alimentare cu o tensiune de până la 1000 V pentru a efectua măsurarea la o tensiune aproximativ egală cu tensiunea de funcționare a instalației. O astfel de sursă poate fi un generator magnetoelectric încorporat cu o acționare manuală sau un transformator cu un redresor conectat la rețeaua de curent alternativ.

Ohmmetrele concepute pentru a măsura rezistențe mari (mai mult de 1 MOhm) se numesc megaohmmetre.

Metode indirecte de măsurare a rezistenței. Rezistența unui rezistor sau a altui element al unui circuit electric poate fi determinată din citirile unui voltmetru și a unui ampermetru (la curent constant) folosind legea lui Ohm:

(diagramele Fig. 3, a, b). Conform diagramei din Fig. 4 determinați rezistența pe baza citirilor unui voltmetru. În poziţia 1 a comutatorului P voltmetrul masoara tensiunea retelei, iar in pozitia 2 - tensiune la bornele voltmetrului. În acest din urmă caz . De aici

Pentru măsurarea rezistențelor medii se folosesc metode indirecte, iar rezistențele mari se măsoară și cu un voltmetru. Precizia acestor metode depinde în mod semnificativ de raportul dintre valorile rezistenței măsurate

și rezistențele interne ale ampermetrului și voltmetrului. Rezultatele măsurătorilor pot fi considerate satisfăcătoare ca acuratețe dacă sunt îndeplinite următoarele condiții: (vezi diagrama Fig. 3, a); (vezi diagrama Fig. 3, b); (vezi diagrama Fig. 4).

Orez. 3 Fig. 4

Metode și dispozitive de comparare. Pentru măsurarea rezistențelor mici și medii se folosește metoda de comparare a rezistenței măsurate

cu exemplar . Aceste două rezistențe din diagrama din Fig. 5 sunt conectate în serie, deci curentul din ele este același. Valoarea acestuia este ajustată cu ajutorul unui rezistor astfel încât să nu depășească curentul admisibil pentru rezistențe și . De aici . Căderile de tensiune necunoscute sunt măsurate cu un voltmetru sau potențiometru. Rezultatele măsurătorilor sunt mai precise dacă rezistențele sunt de aceeași ordine, iar rezistența voltmetrului este suficient de mare, astfel încât conectarea acestuia să nu afecteze modul circuitului principal.

La măsurarea rezistențelor mici folosind această metodă, voltmetrul este conectat folosind cleme de potențial, care fac posibilă excluderea rezistenței contactelor circuitului principal din rezultatele măsurării.

Introducere………………………………………………………………………………2

Măsurarea rezistenței DC…………………..…….3

Metoda ampermetru-voltmetru………………………………………………………………….……3

Metoda de evaluare directă…………………………………………………………………..4

Punți de măsurare a rezistenței DC…………………6

Măsurarea rezistențelor foarte mari……………………………………9

Măsurarea rezistenței AC………………….…...10

Contor de imitație……………………………………………………………...10

Linia de măsurare…………………………………………………………………..……….11

Măsurarea rezistențelor ultra-scăzute………………………………………13

Concluzii………………………………………………………………….………..…14

Introducere

Rezistența electrică este principala caracteristică electrică a unui conductor, o valoare care caracterizează rezistența unui circuit electric sau a secțiunii acestuia la curentul electric. Rezistența poate fi numită și o parte (mai des numită rezistor) care oferă rezistență electrică la curent. Rezistența electrică este cauzată de conversia energiei electrice în alte forme de energie și se măsoară în Ohmi.

Rezistența (deseori notată cu litera R) este considerată, în anumite limite, a fi o valoare constantă pentru un conductor dat și poate fi definită ca

R - rezistenta;

U este diferența de potențial electric la capetele conductorului, măsurată în volți;

I este curentul care circulă între capetele conductorului sub influența unei diferențe de potențial, măsurat în amperi.

Pentru măsurarea practică a rezistenței se folosesc multe metode diferite, în funcție de condițiile de măsurare și de natura obiectelor, de precizia și viteza necesară măsurătorilor. De exemplu, există metode de măsurare a rezistenței la curent continuu și la curent alternativ, măsurarea rezistențelor mari, rezistențelor mici și ultra-mici, directe și indirecte etc.

Scopul lucrării este de a identifica principalele, cele mai comune în practică, metode de măsurare a rezistenței.

Măsurarea rezistenței DC

Principalele metode de măsurare a rezistenței DC sunt metoda indirectă, metoda estimării directe și metoda punții. Alegerea metodei de măsurare depinde de valoarea așteptată a rezistenței măsurate și de precizia de măsurare necesară. Dintre metodele indirecte, cea mai universală este metoda ampermetru-voltmetru.

Metoda ampermetru-voltmetru

Această metodă se bazează pe măsurarea curentului care curge prin rezistența măsurată și a căderii de tensiune pe aceasta. Se folosesc două scheme de măsurare: măsurarea rezistențelor mari (a) și măsurarea rezistențelor mici (b). Pe baza rezultatelor măsurării curentului și tensiunii, se determină rezistența dorită.

Pentru circuitul (a), rezistența dorită și eroarea metodologică relativă pot fi determinate folosind formulele:

unde Rx este rezistența măsurată și Ra este rezistența ampermetrului.

Pentru circuitul (b), rezistența dorită și eroarea metodologică relativă de măsurare sunt determinate de formulele:

Din formula reiese clar că atunci când se calculează rezistența dorită folosind o formulă aproximativă, apare o eroare, deoarece la măsurarea curenților și tensiunilor în al doilea circuit, ampermetrul ia în considerare și curentul care trece prin voltmetru, iar în primul circuit. , voltmetrul masoara tensiunea in plus fata de rezistenta si pe ampermetru .

Din definiția erorilor metodologice relative rezultă că măsurarea conform schemei (a) oferă o eroare mai mică la măsurarea rezistențelor mari, iar măsurarea conform schemei (b) - la măsurarea rezistențelor mici. Eroarea de măsurare folosind această metodă este calculată folosind expresia:

„Instrumentele utilizate pentru măsurare trebuie să aibă o clasă de precizie de cel mult 0,2. Voltmetrul este conectat direct la rezistența măsurată. Curentul în timpul măsurării trebuie să fie astfel încât citirile să fie măsurate pe a doua jumătate a scalei. În conformitate cu aceasta, este selectat și șuntul folosit pentru a putea măsura curentul cu un dispozitiv de clasa 0.2. Pentru a evita încălzirea rezistenței și, în consecință, a reduce acuratețea măsurătorilor, curentul din circuitul de măsurare nu trebuie să depășească 20% din cel nominal.”

Avantajul circuitelor metodei de măsurare a ampermetrului și voltmetrului este că același curent poate fi trecut prin rezistență cu rezistența măsurată ca în condițiile sale de funcționare, ceea ce este important atunci când se măsoară rezistențe ale căror valori depind de curent.

Metoda de evaluare directă.

Metoda de evaluare directă implică măsurarea rezistenței DC folosind un ohmmetru. Un ohmmetru este un dispozitiv de măsurare cu citire directă pentru determinarea rezistențelor electrice active (rezistențele active sunt numite și rezistențe ohmice). De obicei, măsurarea se face folosind curent continuu, totuși, unele ohmetre electronice pot folosi curent alternativ. Tipuri de ohmmetre: megohmmetre, teraohmmetre, gigaohmmetre, miliohmmetre, microohmmetre, care diferă în gama de rezistențe măsurate.

Conform principiului de funcționare, ohmmetrele pot fi împărțite în magnetoelectric - cu un contor magnetoelectric sau logometru magnetoelectric (megaohmmetre) și electronice, care sunt analogice sau digitale.

„Funcționarea unui ohmmetru magnetoelectric se bazează pe măsurarea curentului care circulă prin rezistența măsurată la o tensiune constantă a sursei de alimentare. Pentru a măsura rezistențe de la sute de ohmi la câțiva megaohmi, contorul și rezistența măsurată rx sunt conectate în serie. În acest caz, puterea curentului I în contor și abaterea părții mobile a dispozitivului a sunt proporționale: I = U/(r0 + rx), unde U este tensiunea sursei de alimentare; r0 este rezistența contorului. Pentru valori mici ale rx (până la câțiva ohmi), contorul și rx sunt pornite în paralel.”

Megaohmmetrele ratiometrice se bazează pe un raportmetru, la brațele căruia sunt conectate rezistențe interne exemplare și rezistența măsurată în diferite combinații (în funcție de limita de măsurare), citirea raportometrului depinde de raportul acestor rezistențe. Ca sursă de înaltă tensiune necesară pentru efectuarea unor astfel de măsurători, astfel de dispozitive folosesc de obicei un inductor mecanic - un generator electric acționat manual în unele megaohmetri, un convertor de tensiune semiconductor este utilizat în locul unui inductor.

Principiul de funcționare al ohmetrelor electronice se bazează pe conversia rezistenței măsurate într-o tensiune proporțională cu aceasta folosind un amplificator operațional. Rezistorul măsurat este conectat la circuitul de feedback (scara liniară) sau la intrarea amplificatorului. Un ohmetru digital este o punte de măsurare cu echilibrare automată. Echilibrarea este realizată de un dispozitiv de control digital prin selectarea rezistențelor de precizie în brațele punții, după care informațiile de măsurare de la dispozitivul de control sunt furnizate unității de afișare.

„La măsurarea rezistențelor mici, poate apărea o eroare suplimentară din cauza influenței rezistenței de tranziție la punctele de conectare. Pentru a evita acest lucru, se folosește așa-numita metodă de conectare cu patru fire. Esența metodei este că se folosesc două perechi de fire - o pereche furnizează un curent cu o anumită putere obiectului măsurat și, folosind cealaltă pereche, se furnizează o cădere de tensiune proporțională cu puterea curentului și rezistența obiectului. de la obiect la dispozitiv. Firele sunt conectate la bornele rețelei cu două terminale fiind măsurate în așa fel încât fiecare dintre firele de curent să nu atingă direct firul de tensiune corespunzător și se dovedește că rezistențele de tranziție la punctele de contact nu sunt incluse în circuitul de măsurare.”

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

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

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

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

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

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

Principiul de funcționare al acestui circuit se bazează pe metoda de măsurare a căderii de tensiune pe rezistența măsurată cu o valoare cunoscută anterior a curentului care circulă prin acesta. Tranzistorul VT1 creează o valoare constantă a curentului, iar stabilitatea acestuia este menținută de amplificatorul operațional, care controlează VT1.

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

Configurarea designului

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