На рис. 5-6 приведена принципиальная схема омметра первой группы с последовательной схемой, а на рис. 5-7 с параллельной схемой включения измеряемого сопротивления.
В качестве источников питания в приборах этого типа применяется встроенная внутрь прибора батарея сухих элементов, либо питание от внешнего источника- Для схемы рис. 5-6 ток Iр в рамке измерительного механизма (при разомкнутом ключе «К») равен:
, (5-13)
где U— напряжение источника питания и rp — сопротивление рамки механизма.
Для схемы рис. 5-7 ток Ip (при замкнутом ключе «К») равен
.
(5-14)
Из выражений (5-13) и (5-14) следует, что для данного значения напряжения Uшкала измерительного механизма может быть проградуирована в значениях rх.
Так как питающее напряжение с течением времени может изменяться, в омметрах данного типа перед измерением необходимо произвести подрегулировку конечных значений тока Ip . Для этого в омметрах с последовательной схемой при замкнутом ключе «К» (rx=0) с помощью сопротивления г устанавливают указатель омметра на отметку «0», а в омметрах с параллельной схемой при разомкнутом ключе «К» — на отметку “∞”.
В некоторых конструкциях омметров регулировку производят перемещением магнитных шунтов, устанавливаемых на измерительном механизме.
Омметры по схеме рис. 5-6 применяются для измерения относительно больших сопротивлений, а омметры по схеме рис. 5-7—для измерения относительно малых сопротивлений.
На рис. 5-8 изображена принципиальная схема омметра с применением логометрического измерительного механизма для измерения относительно больших сопротивлений, а на рис. 5-9 — схема для измерения относительно малых сопротивлений.
Для схемы рис. 5-8 имеем
и
,
где rд — известное сопротивление.
Так как
отклонение указателя в логометрах пропорционально отношению токов, то
Анализируй выражение (5-15), нетрудно видеть, что
1) Отклонение указателя прибора является однозначной функцией измеряемого сопротивления.
2) Показания прибора не зависят, в известных пределах, от величины приложенного напряжения.
Нетрудно показать, что сделанные выводы полностью относятся и к омметрам, имеющим принципиальную схему, изображенную на рис. 5-9.
Требования к омметрам и мегомметрам нормированы ГОСТом 8038-60, который предусматривает следующие классы точности: 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Так как шкалы омметров и мегомметров резко неравномерны, то допустимые значения погрешностей для них указываются не в процентах от верхнего предела, а в процентах от длины шкалы.
В настоящей работе используются омметры типа М-371 с последовательной схемой включения rx и типа М-218 с логометрическим механизмом.
Правила пользования приборами приведены на крышках приборов.
III. Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра
Метод амперметра и вольтметра является косвенным методом измерения и применяется для ориентировочных измерений относительно малых сопротивлений (например, сопротивлений замкнутых контактов) и при измерениях средних сопротивлений, значение которых зависит от величины протекающего по ним тока.
Значение измеряемого сопротивления гх, независимо от схемы включения приборов (рис. 5-10), подсчитывается по показаниям вольтметра (U) и амперметра, (I) по формуле:
. (5-16)
Точность измерения rх зависит от точности применяемых приборов и погрешности метода измерения, обусловленной собственным потреблением амперметра и вольтметра.
Так, в схеме рис. 5-10 а напряжение, измеренное вольтметром равно сумме падений напряжений на измеряемом сопротивлении (Uх) и на сопротивлении амперметра (Uа=Ira). Подставив составляющие измеренного напряжения в формулу (5-16), имеем:
,
где rxД — действительное значение измеряемого сопротивления, откуда
rxД = rx-rA
Абсолютная
погрешность метода измерения по схеме рис.
5-10а равна:
,
а относительная погрешность метода измерения
[%]. (5-17)
Включение приборов по схеме рис. 5-1a следует применять в случае, когда rх>> rА , то есть при измерении относительно больших сопротивлений.
При включении приборов по схеме рис. 5-106 искомое сопротивление rх определяется также по формуле (5-16). Однако в этом случае ток, измеренный амперметром, является суммой тока Iх , протекающего через измеряемое сопротивление rх, и тока Iu, протекающего через вольтметр.
При этом формула (5-16) примет вид:
,
где ru— сопротивление вольтметра,
откуда действительная величина измеряемого сопротивления rхд равна
Так как относительная погрешность метода измерения
[%]
то, подставляя значение rхД после несложных преобразований, получаем:
[%]
Включение приборов по схеме рис. 5-10 следует применять в случае, когда кх < rU, то есть при измерении относительно малых сопротивлений.
Если сопротивления амперметра и вольтметра известны, то можно ввести поправки в измерение.
IV. Измерение больших сопротивлений тераомметрами
Электронные тераомметры служат для непосредственного измерения очень больших сопротивлений порядка тераом (1 тераом = 1012 ом).
Рассмотрим принцип работы тераомметра. Измеряемое сопротивление rх(рис. 5-11) включается последовательно с образцовым сопротивлением r0образуя делитель. Питание делителя осуществляется от стабилизированного источника напряжения, встроенного в прибор. Падение напряжения (Uq) на выходе делителя, однозначно связанное с измеряемым сопротивлением, измеряется электронным вольтметром постоянного тока с магнитоэлектрическим измерительным механизмом (ИМ) на выходе.
Шкала выходного прибора проградуирована в единицах сопротивления.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.