Mis on vastusmeetodi mõõtmine?

Mis on vastusmõõtmise mõiste?

Vastuse definitsioon

Vastus on vastand elektriliikumisele, elektriteaduses põhiline mõiste.

Madala vastuse (<1Ω) mõõtmine

Kelvini topeltpüstitus

Kelvini topeltpüstitus on lihtsa Vheatstone'i püstituse muutkond. Allpool näidatakse Kelvini topeltpüstituse skeem.

Nagu näha, on selles kaheks armi kaks komplekti, üks vastustega P ja Q ning teine vastustega p ja q. R on tundmatu madal vastus ja S on standardvastus. Tähistis r tähistab kontaktvastust tundmatu vastuse ja standardvastuse vahel, mille mõju me peame eemaldama. Mõõtmiseks seadme P/Q suhte võrdseks p/q suhtega, mis viib nullideflitseerimiseni galvaanomeetris. Seega tasakaalustatud püstituse korral kirjutame:

Asendades Võrrandi 2 Võrrandisse 1 ja kasutades suhet P/Q = p/q, saame järgmise tulemuse:

Seega näeme, et tasakaalustatud kaheks armi abil saame täielikult eemaldada kontaktvastuse ja nii ka selle mõju. Et eemaldada teine viga, mis tekib termoelektrilise EMF tõttu, võtame uue lugemuse akuküljed pöördides ja lõpuks võtame kahe lugemuse keskmise. See püstitus on kasutatav 0,1µΩ kuni 1,0 Ω ulatuses olevate vastustega.

Ducteri ohmmeter

Ducteri ohmmeter, elektromehaaniline seade, mõõdab madalaid vastuseid. See sisaldab püsivamagnetit, nagu PMMC seadmes, ja kaks spooli, mis asuvad magnetväli sees ja nurga all teineteise suhtes, pöörates vabadalt ühise telje ümber. Allpool on näidatud Ducteri ohmmeter ja vajalikud ühendused tundmatu vastuse R mõõtmiseks.

Üks spool, nimetatud voolispool, on ühendatud vooliterminalidega C1 ja C2, samas kui teine spool, nimetatud pingespoo, on ühendatud potentsiaalterminalidega V1 ja V2. Pingespoo kannab voolu, mis on proportsionaalne R läbipääsul tekkinud pingevahetusega, ja seega on ka tema torss. Voolispoo kannab voolu, mis on proportsionaalne R läbipääsul tekkinud vooluga, ja seega on ka tema torss. Mõlemad torssid tegutsevad vastastikku vastandlikult ja näitaja jääb paigale, kui need on võrdsed. See seade on kasutatav 100µΩ kuni 5Ω ulatuses olevate vastustega.

Keskmine vastus (1Ω – 100kΩ) mõõtmine

Ammeter-Voltmeter meetod

See on kõige primitiivsem ja lihtsam vastuse mõõtmise meetod. See kasutab üht ammetrit voolu I mõõtmiseks ja üht voltmeterit pingevahetuse V mõõtmiseks, ja saame vastuse väärtuse:

Nüüd saame ammetri ja voltmeteri kaks võimalikku ühendust, mida on näidatud allpool.Nüüd esimeses joonis, voltmeter mõõdab pingevahetust ammetri ja tundmatu vastuse kaudu, seega:

Seega, suhteline viga on:

Teises ühenduses, ammetri mõõdab summaarset voolu voltmeteri ja vastuse kaudu, seega:

Suhteline viga on:

On näha, et suhteline viga on null, kui Ra = 0 esimeses juhul ja Rv = ∞ teises juhul. Nüüd küsimus seisneb selles, millist ühendust kasutada. Leidmaks seda võrdleme mõlemat vigu:

Seega, suuremate vastustega, kui see antud võrrandiga, kasutame esimest meetodit ja väiksemate vastustega teist meetodit.

Wheatstone'i püstituse meetod

See on lihtsaim ja põhiline silmapüstituse skeem mõõtmisteadustes. See koosneb neljast vastusest P, Q; R ja S. R on tundmatu vastus, mille uurime, samas kui S on standardvastus. P ja Q on tuntud kui suhete armid. Elektromotorkallaliühend on ühendatud punktide a ja b vahel, samas kui galvaanomeeter on ühendatud punktide c ja d vahel.

Silmapüstitus alati töötab nullideflitseerimise printsiibil, st me muutme parameetrit, kuni detektor näitab nulli, ja siis kasutame matemaatilist suhet, et määrata tundmatu suurus muutuva parameetri ja muude konstantide suhtes. Siin ka muutme standardvastust S, et saada nullideflitseerimine galvaanomeetris. Nullideflitseerimine tähendab, et punktide c ja d vahel ei ole voolu, mis tähendab, et punktide c ja d pingevahetuse on sama. Seega:

Kombineerides need kaks võrrandit saame kuulsasti:

Asendusmeetod

Allpool on näidatud skeem tundmatu vastuse R mõõtmiseks. S on standardmuutuv vastus ja r on reguleeriv vastus.

Esiteks asetatakse lülitik positsiooni 1 ja ammetri lugemist saab muuta r muutes. Ammetri lugemist märgitakse. Nüüd lülitik asetatakse positsiooni 2 ja S muudetakse, et saavutada sama ammetri lugem kui eelmisel juhul. S väärtus, mille korral ammetri lugem on sama kui positsioonis 1, on tundmatu vastus R, kui elektromotorkallali on kogu katse ajal konstantne.

Kõrge vastuse (>100kΩ) mõõtmine

Laialihtumise meetod

Sel meetodil kasutame laialihtuvat kondensaatorit, et leida tundmatu vastuse R väärtus. Allpool on näidatud skeem ja kaasnevad võrrandid:

Kuid ülaltoodud juhul eeldatakse, et kondensaatoril ei ole vedelikku. Seega, et arvestada sellega, kasutame allpool näidatud skeemi. R1

Järgime sama protseduuri, kuid esiteks lülitiku S1 sulgudes ja seejärel avatud. Esimese juhu korral saame:

Teise juhu korral, kui lülitik on avatud, saame:

Kasutades R1 ülaltoodud võrrandist võrrandis R' saame leida R.

Megohm-püstituse meetod

Sel meetodil kasutame kuulsat Wheatstone'i püstituse filosoofiat, kuid veidi muutetud viisil. Kõrge vastus on näidatud järgmisel joonisel.

G on kaitseterminal. Nüüd saame vastuse ka järgmisel joonisel, kus RAG ja RBG on vedelikud. Mõõtmise skeem on näidatud allpool.

On näha, et tegelikult saame vastuse, mis on paralleelne kombinatsioon R ja RAG. Kuigi see tekitab väga märkimatu vea.