Как называется прибор для измерения электрического сопротивления

Зачем измерять сопротивление

Изоляция является защитой провода от прохождения электротока сквозь него. Во время работы электрических установок их конструкция подвергнется влиянию внешних факторов, старению и изнашиванию в процессе нагревания. Это отрицательно отразится на функциональности оборудования, потому необходимо периодически измерять сопротивления изоляции провода.

Прибор для измерения сопротивления

Чтобы измерить сопротивление, требуется иметь спецразрешение. Электропровод испытывают лишь спецкомпании и организации, имеющие квалифицированных специалистов. Они проходят обучение и получают необходимый разряд по электрической безопасности.

Важно! Проведение замеров требуется, чтобы своевременно обнаруживать повреждения в технике. Изоляция имеет важное значение в безопасности работ с оборудованием. Когда провод имеет повреждения, то установка будет опасна во время работы, так как появляется риск возгорания.

Когда вовремя проверить провод на исправность изоляции, это предупредит такие проблемы:

Потому крайне важно измерять показатели сопротивления изоляционного материала провода.

Измерение сопротивления (реферат) 2008г

Семестровая работа по метрологии на тему «Измерение сопротивления».

Фрагменты из реферата

Оглавление

• Введение
• Измерение сопротивления при постоянном токе Метод амперметра-вольтметра
• Метод непосредственной оценки
• Мосты для измерения сопротивления на постоянном токе
• Измерение очень больших сопротивлений

Введение

Электрическое сопротивление — основная электрическая характеристика проводника, величина, характеризующая противодействие электрической цепи или ее участка электрическому току. Также сопротивлением могут называть деталь (её чаще называют резистором) оказывающую электрическое сопротивление току. Электрическое сопротивление обусловлено преобразованием электрической энергии в другие виды энергии и измеряется в Омах.

Сопротивление (часто обозначается буквой R) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника и её можно определить как .

где

• R — сопротивление;
• U — разность электрических потенциалов на концах проводника, измеряется в вольтах;
• I — ток, протекающий между концами проводника под действием разности потенциалов, измеряется в амперах.

Для практического измерения сопротивлений применяют множество различных методов, в зависимости от условий измерения и характера объектов, от требуемой точности и быстроты измерений. Например различают методы для измерения сопротивления при постоянном токе и при переменном, измерение больших сопротивлений, сопротивлений малых и ультрамалых, прямые и косвенные и т.д.

Целью работы является выявление основных, наиболее часто встречающихся в практике, методов измерения сопротивлений.

Измерение сопротивления при постоянном токе

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются косвенный метод, метод непосредственной оценки, а также мостовой метод. Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности измерений. Из косвенных методов наиболее универсальным является метод амперметра-вольтметра.

Метод амперметра-вольтметра

Данный метод основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (а) и измерение малых сопротивлений (б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.

Для схемы (а) искомое сопротивление и относительную методическую погрешность можно определить по формулам: .

где Rx — измеряемое сопротивление, а Rа — сопротивление амперметра.

Для схемы (б) искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются по формулам: .

Из формулы видно, что при подсчете искомого сопротивления по приближенной формуле возникает погрешность, оттого, что при измерении токов и напряжений во второй схеме амперметр учитывает и тот ток, который проходит через вольтметр, а в первой схеме вольтметр измеряет напряжение помимо резистора еще и на амперметре.

Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме (а) обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме (б) — при измерении малых сопротивлений. Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению: .

«Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежание нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального».[4]

Достоинство схем метода измерение амперметром и вольтметром заключается в том, что по резистору с измеряемым сопротивлением можно пропускать тот же ток, как и в условии его работы, что является важным при измерении сопротивлений, значения которых зависят от тока.

Метод непосредственной оценки

Метод непосредственной оценки предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Омметром называют измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (активные сопротивлений также называют омическими сопротивлениями) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, тераомметры, гигаомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений.

По принципу действия омметры можно разделить на магнитоэлектрические — с магнитоэлектрическим измерителем или магнитоэлектрическим логометром (мегаомметры) и электронные, которые бывают аналоговые или цифровые.

Какие есть приборы для измерения электрического сопротивления

Часто возникает вопрос, как называются приборы для измерения сопротивления. Чтобы измерить электрическое сопротивление, используются следующие приборы:

Омметр

Ремонт проводки, электро- и радиотехнических изделий предполагает проверку целостности кабелей и поиск нарушения контактов в соединениях. В некоторых ситуациях сопротивление равняется бесконечности, в других — 0.

Важно! Измерять сопротивление в цепи с помощью омметра, чтобы избежать поломки, допустимо лишь при обесточивании проводов.

До замеров сопротивления омметром требуется приготовить измеритель. Требуется:

Мегаомметр

Чтобы измерить электросопротивление в диапазоне мегаомов, применяется устройство мегаомметр. Принцип функционирования устройства основывается на использовании закона Ома.

Для реализации такого закона в изделии, понадобятся:

Важно! Реализация мегаомметра нуждается в минимальном количестве элементов. Подобные изделия исправно функционируют длительное время. Напряжение в аппаратах будет выдавать генератор постоянного тока, величины которого разнятся.

Работы на электрооборудовании с таким устройством несут повышенную опасность в результате того, что устройство будет вырабатывать высокое напряжение, возникает риск травматизма. Работы с мегаомметром производит персонал, который изучил руководство по использованию устройства, правила техники безопасности во время работ в электрооборудовании. Специалист должен иметь группу допуска и время от времени проходить проверку на знание правил работы в установке.

Мультиметр

Мультиметры бывают универсальными и специализированными, предназначенными в целях выполнения одного действия, однако проводимого по максимуму точно. В устройстве омметр считается лишь элементом прибора, его нужно включить в необходимый режим. Мультиметры нуждаются в определенных навыках применения — необходимо знать об их правильном подключении и интерпретировании готовых сведений.

На вид цифровое и аналоговое устройства легко различить: в цифровом информация выводится на монитор цифрами, в аналоговом циферблат проградуирован и на показатели указывает стрелка. Цифровой мультиметр более прост в применении, поскольку тут же покажет готовые данные, а показания аналогового нужно расшифровывать.

Измерение активных сопротивлений

Лабораторная работа

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТОРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК НЕЛИНЕЙНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Цель: Ознакомиться с существующими методами измерения сопротивлений линейных резисторов и характеристик нелинейных элементов. Освоить практические навыки по выполнению эксперимента и обработке результатов измерений.

Оборудование: Лабораторная установка, содержащая средства измерений:

• мультиметры М830В;

• мост переменного тока Р 333;

• источник электропитания ВСП — 30.

Теоретическая часть

Электрические цепи представляют совокупность соединенных определенным образом источников электрической энергии и нагрузок, по которым протекает постоянный или переменный ток. С точки зрения соотношения размеров цепей и рабочей длины волны электрических колебаний, имеющих в них, место, различают цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами (постоянными).

Радиоэлектронные цепи, размеры которых гораздо меньше рабочей длины волны, называются цепями с сосредоточенными параметрами. Свойства данных цепей практически не зависят от конфигурации выводов (электродов) активных и пассивных элементов и размеров соединительных проводов. Радиоэлектронные цепи, физические размеры которых соизмеримы с рабочей длиной волны колебаний, относятся к цепям с

распределенными параметрами. Каждый элемент или соединительный провод такой цепи обладает сопротивлением (активными, т.е. невозвратимыми, потерями мощности), индуктивностью и емкостью. Такие цепи часто называют длинными линиями или СВЧ-трактами.

В электрических цепях с сосредоточенными параметрами широко применяются линейные компоненты общего назначения: резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. При определенных допущениях эти элементы можно рассматривать как линейные пассивные двухполюсники, характеризуемые некими идеальными параметрами — сопротивлением R (величина, обратная сопротивлению — проводимость Y), индуктивностью L, емкостью С.

При измерении, однако, не всегда удается определить значение того или иного параметра, соответствующее идеальному, совершенному виду элемента. Поэтому требуется знать ряд вторичных параметров элементов, например: добротность Q, тангенс угла потерь δ, характеристическое сопротивление ρ.

Методы измерения электрических параметров цепей с сосредоточенными параметрами очень разнообразны, а приборный состав включает в себя в основном электронные приборы, поэтому обозначение средств измерений может быть различным в зависимости от применяемой системы. Наиболее часто отечественные электронные измерители параметров цепей обозначаются как Е6 — Е7. Большая группа приборов (некоторые мосты и измерительные линии) обозначаются буквой «Р».

В зависимости от вида измеряемой величины, требуемой точности результата, диапазона рабочих частот и других условий для измерения параметров элементов с сосредоточенными постоянными применяют различные методы и средства измерений. Наиболее распространенными методами измерения здесь являются: метод амперметра — вольтметра, метод непосредственной оценки, мостовой метод, резонансный метод и метод

дискретного счета (цифровой метод).

Основными параметрами длинных линий, по аналогии с цепями с сосредоточенными постоянными, являются погонные

активное сопротивление, индуктивность и емкость. Однако, в отличие от цепей с сосредоточенными постоянными, эти параметры не имеют такого четкого физического смысла, и поэтому не измеряются. В то же время все основные элементы СВЧ-трактов являются аналогами двух- и четырехполюсников, из которых состоят цепи с сосредоточенными постоянными. Эта аналогия позволяет рассматривать параметры СВЧ-трактов как параметры двух- и четырехполюсников. Приборы, предназначенные для измерения параметров цепей с распределенными постоянными, классифицируются в зависимости от характера конкретных измерений и вида измеряемых величин.

Измерение активных сопротивлений

Величины измеряемых активных сопротивлений лежат в пределах от 10 8 до 1010 Ом; выпускаемые серийные приборы чаще охватывают диапазон от 0,001 до 109 Ом. Активное сопротивление может измеряться как на постоянном, так и на переменном токе. Измерение активного сопротивления на переменном токе оказывается целесообразным в цепях, где есть потери при перемагничивании (цепи со стальными сердечниками — катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы).

Среди промышленных способов измерения активных сопротивлений на постоянном токе можно выделить следующие:

•методы, основанные на использовании одного амперметра или вольт метра (могут быть электромеханические или электронные приборы);

• логометрические методы;

• мостовые методы (аналоговые и цифровые приборы).

Метод амперметра — вольтметра основан на использовании закона Ома. На рис.1 представлена реализация этого метода.

а) б)

Рис. 1.

Измерение активных сопротивлений методом амперметра-вольтметра

В схеме на рис.1, а, отклонение стрелки магнитоэлектрического миллиамперметра пропорционально току (напряжению источника Е)

(1)

и обратно пропорционально измеряемому сопротивлению Rx. Этой схемой измеряют достаточно большие сопротивления (от 1 Ом до 200 МОм). Перед измерениями зажимы замыкают ключом К и резистором устанавливают такой ток, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу, что соответствует точке 0 Ом. Подобная схема измерения активного сопротивления широко используется в комбинированных приборах — так называемых тестерах.

Для измерения небольших сопротивлений (0,01… 100 Ом) используется схема, изображенная на рис.1, б. Показания вольтметра определяются формулой

(2)

при условии, что , ,т.е. имеет место прямая зависимость напряжения (показания вольтметра) от измеряемого сопротивления . Перед измерением стрелку на приборе совмещают с отметкой со при разомкнутых зажимах х.

Точность обоих методов невысока, погрешность измерения порядка 1,5…2%. Наблюдается прямая зависимость показаний от напряжения питания Е и его стабильности. Уменьшить влияние источника питания Е на точность измерения активных сопротивлений позволяет применение магнитоэлектрического логометра. Устройство и схема включения магнитоэлектрического логометра представлены на рис.2.

а) б)

Рис. 2.

Магнитоэлектрический логометр: а

— устройство;
б
— схема включения.

Магнитоэлектрический логометр представляет систему из двух жестко скрепленных между собой рамок, помещенных в неравномерное поле постоянного магнита (рис.2, а). Неравномерность магнитного поля достигается за счет специальной конфигурации полюсных наконечников. Неравномерным поле делается для того, чтобы вращающие моменты, приложенные к рамкам, зависели не только от токов, протекающих в рамках, но и от положения рамок в магнитном поле, т.е

(3)

где I1, Ix — токи, протекающие в рамках; , — величины потокосцеплений с соответствующими им рамками. Поскольку вращающие моменты рамок с протекающим в них током направлены в противоположные стороны, положение равновесия наступит при условии, когда М1 = М2; = и, следовательно, угол отклонения подвижной системы определится отношением токов

. (4)

Для схемы на рис. 2, б

(5)

где — сопротивления рамок; — образцовое сопротивление.

Таким образом, показания логометра практически не зависят от колебания напряжения питания, так как

.

(6)

Подобная линейная зависимость позволяет создавать лабораторные логометры с погрешностью измерений, не превышающей 0,5%. Нечувствительность логометра к колебаниям напряжения питания позволила также разработать класс приборов, питающихся от генераторов, ротор которых вращается вручную.

Еще одна реализация метода амперметра — вольтметра представлена на рис. 3.

Рис.3.

Схемы измерения сопротивлений методом амперметра — вольтметра

Пользуясь законом Ома нетрудно получить искомое значение неизвестного сопротивления.

Для схемы рис. 3. а.

.

(7)

Для схемы рис.3.б.

где: U, I — показания вольтметра и амперметра;

, (8)

, — внутренне сопротивления вольтметра и амперметра, соответственно.

При определении неизвестного сопротивления Rx методом амперметра — вольтметра имеет место методическая составляющая общей погрешности

(9)

где — истинное значение сопротивления резистора, за можно принять

результат измерения высокоточным средством измерения. На практике принимают метрологический запас (запас по точности) не менее трех крат. В этой работе для определения следует использовать мост Р 333.

Относительная методическая погрешность составит

.

(10)

Мостовые схемы измерителей

Основными методами измерения параметров R, L, С на переменном токе являются мостовые и резонансные. Мостовые методы измерения являются более точными, но могут использоваться только в ограниченной полосе частот. Существует несколько разновидностей мостовых схем: четырехплечие, шестиплечие (двойные), уравновешенные,

неуравновешенные и процентные. Управление этими мостами может быть как ручным, так и автоматическим. Наибольшее распространение получили схемы четырехплечих уравновешенных мостов. Обобщенная структурная схема такого моста показана на рис.4, а.

Рис. 4, а.

Обобщенная структурная схема четырехплечего моста

Сопротивления четырехплечего моста в общем случае носят комплексный характер:

.

(11)

Условия равновесия такого моста будут определяться двумя уравнениями:

; (12)

. (13)

Для выполнения этих условий необходимо наличие в плечах моста двух элементов с регулируемыми параметров. Этими параметрами наиболее удобно сделать активные сопротивления. В качестве элемента, обеспечивающего необходимый фазовый сдвиг, используется эталонный конденсатор емкостью С0 с малыми потерями.

Упрощенная структурная схема четырехплечего уравновешенного моста для измерений активных сопротивлений представлена на рис.4, б.

Магнитоэлектрический, электронный или цифровой нуль-индикатор (НИ) включается в диагональ моста, ток в которой в момент измерения должен быть установлен равным нулю. Согласно условию (12) равновесия моста необходимо, чтобы выполнялось равенство, откуда неизвестное сопротивление можно выразить следующей формулой:
.

(14)

Для достижения равновесия моста достаточно иметь один регулируемый параметр (резистор R4),как показано на рис.4, б.Пределы измеряемых сопротивлений для подобных мостов составляют от 10 2 до 107 Ом. Погрешности измерения — от сотых долей процента до нескольких процентов в зависимости от диапазона измерения. Наименьшие погрешности лежат в диапазоне от 100 Ом до 100 кОм. При малых измеряемых сопротивлениях вклад в погрешность измерения вносят сопротивления соединительных проводов, при больших — сопротивления утечки.

Представленная на рис.4, бсхема может быть создана в цифровом варианте. Для этого регулируемый резистор изготавливается в виде набора ряда сопротивлений, выполненных в соответствии с двоично-десятичным кодом. Сопротивления поочередно включаются в плечо измерительного моста до тех пор, пока схема не уравновесится. Положение ключей характеризует собой код измеряемой величины, поступающий затем в цифровое отсчетное устройство.

Меры безопасности при измерении

Даже когда возникла необходимость в бытовых условиях провести измерения сопротивления изоляции провода, перед использованием мегаомметра нужно ознакомиться с требованиями по безопасности. Главные правила:

Правила несложные, однако от них будет зависеть безопасность работника.

Требования к безопасности

Чтобы оценить функциональность электропровода, проводки, требуется замерять сопротивление изоляционного материала. В этих целях используются специальный измерительные приборы. Они будут подавать в измеряемую электроцепь напряжение, после чего на мониторе будут выданы данные.

Источник

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, замкнув 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 установится 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 установится 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.

Приборы для измерения сопротивления

Стоит открыть любой учебник по электротехнике и сразу выясняется, что практически все электротехнические величины названы в честь великих физиков прошлого: Вольт, Ампер, Генри, Ом, Фарада, Тесла, Герц. Конечно, обидно, что российских физиков в этом списке нет.

Немецкий физик Георг Ом первый ввёл понятие сопротивления. В его честь единицу измерения сопротивления стали называть «Ом». Эта величина изображается греческой буквой омега – Ω.

Раньше радиоэлементы так и назывались «сопротивление» и лишь много позже в обиход вошло слово резистор. До введения маркировки с помощью цветных полосок все необходимые данные наносились непосредственно на корпус резистора. В технической литературе можно встретить такие обозначения: килоом и мегаом, что означает соответственно тысяча ом и миллион ом. На принципиальных схемах рядом с обозначением резистора можно встерить надписи: 4К7 – четыре и семь килоома (4,7 кОм) или 1М2 – один и два мегаома (1,2 МОм). На зарубежных схемах «Ом» пишется как «Ohm».

Для измерения сопротивлений используется прибор, который называется Омметр. Приборы, измеряющие только сопротивление, в радиолюбительской практике обычно не используются. Такие высокоточные приборы применяются на заводах выпускающих резисторы для определения номинала с определённой погрешностью или в научно-исследовательских лабораториях.

Зато все знают такое понятие как тестер или мультиметр. Такие приборы объединяют в себе вольтметр, амперметр и омметр + ещё функционал дополняется возможностью проверки диодов или же измерения температуры. Всё зависит от стоимости и исполнения прибора. Мультиметры бывают стрелочные и цифровые. Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Измерение сопротивлений амперметром и вольтметром

Величина сопротивления найденная по показанию амперметра и вольтметра (рис. 7-30), больше действительной величины искомого сопротивления rх

на величину сопротивления амперметра, так как в схеме на рис. 7-30 вольтметр измеряет сумму напряжений на сопротивлении
rх
и на амперметре. Если измеряемое сопротивление значительно больше сопротивления амперметра, погрешность измерения будет небольшой.

Величина сопротивления

r»

x =
U
/
I
Рис. 7-30.

Схема соединения для измерений сопротивлений амперметром и вольтметром (для больших сопротивлений).

наиденная по показанию приборов (рис. 7-31), меньше действительной величины искомого сопротивления r

xтак как амперметр измеряет сумму токов в сопротивлении
rх
и в вольтметре. Если измеряемое сопротивление значительно меньше сопротивления вольтметра, погрешность будет небольшой.

Рис. 7-31.

Схема соединения для измерений сопротивлений амперметром и вольтметром (для меньших сопротивлений).