Hvað er mæling á viðbóti?

Hvað er mæling motstandar?

Skilgreining á motstandi

Motstandur er mótlæki við rafstraum, grunnhugmynd í rafmagnsverkfræði.

Mæling lágmotsands (<1Ω)

Kelvin svifbogi

Kelvin svifbogi er útgáfa af einföldu Wheatstone boga. Myndin að neðan sýnir skemasetningu Kelvins svifbogs.

Svo sem við sjáum á myndinni hér að ofan, eru þarna tvær setningar af hornum, annar með motstandum P og Q og hinn með p og q. R er óþekktur lágmotstandur og S er staðal motstandur. Hér táknar r snertimotstandinn milli óþekkta motstandsins og staðalsins, sem við viljum eyða. Til mælingar gerum við hlutfallið P/Q jafnt p/q og þá er balanseruð Wheatstone-boginn myndaður, sem leifir til núllskil á galvanometrinu. Því fyrir balansaðan boga getum við skrifað

Með því að setja jöfnu 2 inn í jöfnu 1 og nota hlutfallið P/Q = p/q, fáum við eftirfarandi niðurstöðu:

Þannig sjáum við að með balansaðum tveggja hornum getum við alveg eytt snertimotstandnum og þannig villu vegna hans. Til að eyða öðru villa vegna varmegjafar, tökum við aðra mælingu með stromstöðvarnar snúðar og taka síðan meðaltal af tveimur mælingunum. Þessi bogi er gagnlegur fyrir motstanda í bilinu 0.1µΩ til 1.0 Ω.

Ducter Ohmmeter

Ducter Ohmmeter, ein eldmagnsmælari, mælir lágmotsand. Hann inniheldur fastmagn, eins og PMMC tæki, og tvær spulur settar inn í magnsvæði og hornrétt á hver öðrum, sem snúa fritt um sameiginlegt akse. Myndin að neðan sýnir Ducter Ohmmeter og nauðsynlega tengingar til að mæla óþekktan motstand R.

Einhverjar af spulunum, kölluð straumspula, er tengd straumtengingum C1 og C2, en hin, kölluð spenna-spula, er tengd spennutengingum V1 og V2. Spenna-spulan fer með straum sem er samhverfa spennusleifni yfir R og svo er torquinn. Straumspulan fer með straum sem er samhverfa straumi sem fer yfir R og svo er torquinn. Bæði torquin virka í móði og vísarinn stoppar þegar báðir eru jafnir. Þetta tæki er gagnlegt fyrir motstanda í bilinu 100µΩ til 5Ω.

Mæling miðlungs motstands (1Ω – 100kΩ)

Ammetervoltmetri metód

Þetta er einfaldasta og mest primitívulega aðferð til að mæla motstand. Hún notar einn ammeter til að mæla straum, I, og einn voltmetri til að mæla spennu, V, og við fáum gildi motstandsins sem

Nú getum við haft tvær mögulegar tengingar ammetrar og voltmetrar, sýndar á myndinni hér að neðan.Nú í mynd 1, mælir voltmetrin spennusleifni yfir ammetrann og óþekktan motstand, þannig að

Þannig verður hlutfallvilla,

Fyrir tenginguna í mynd 2, mælir ammetrin summu straums yfir voltmetran og motstand, þannig að

Hlutfallvilla verður,

Það má sjá að hlutfallvilla er núll fyrir Ra = 0 í fyrstu tilfelli og Rv = ∞ í öðru tilfelli. Nú kemur spurningin hvort tenging skal nota í hvaða tilfelli. Til að finna þetta jöfnum við báðar villurnar

Þannig fyrir motstanda sem eru stærri en gefið af ofangreindri jöfnu notum við fyrsta aðferðina og fyrir minni en það notum við öðru aðferðina.

Wheatstone boggametód

Þetta er einfaldasta og grundvallarlegasta boggakassi notuð í mælingarannsóknum. Hann bestur af fjórum hornum af motstandi P, Q; R og S. R er óþekktur motstandur undir tilraun, en S er staðal motstandur. P og Q eru kendir sem hlutfallshorn. EMF upphafi er tengdur á punktum a og b, en galvanometer er tengt á punktum c og d.

Boggakassi vinna alltaf á grunnskránum nullskil, þ.e. við breyjum aðgerð til að fá nullskil á skilari og nota svo stærðfræðilega samband til að ákvarða óþekktan í stærðir af breytu og öðrum fastastærðum. Hér er staðal motstandurinn, S, breyttur til að fá nullskil á galvanometrinu. Þetta nullskil merkir engan straum frá punkti c til d, sem merkir að spennu punkta c og d sé sama. Þannig

Með því að sameina ofangreindar tvær jöfnur fáum við velkendu jöfnuna –

Innsetningaraðferð

Myndin að neðan sýnir skemasetningu fyrir mælingu óþekktar motstands R. S er staðal breytilegur motstandur og r er reglu motstandur.

Fyrst er skiptið á stöðu 1 og ammetrinu er látið lesa ákveðinn straum með því að breyta r. Gildi ammetrislesarinnar er tekið upp. Nú er skiptið á stöðu 2 og S er breytt til að ná sama ammetrislesu sem í upphafi. Gildi S fyrir sama ammetrislesu og á stöðu 1, er gildi óþekktar motstands R, ef EMF upphafinn er fastur í heilli tilrauninni.

Mæling háa motstands (>100kΩ)

Leyndar aflaðs metód

Í þessari aðferð notum við jöfnu spennu yfir aflaðan kondensator til að finna gildi óþekktar motstands R. Myndin að neðan sýnir skemasetningu og jöfnur sem eru með

En ofangreind tilfærsla fer fram með því að ekki taka tillit til lekkjar motstands kondensatorsins. Til að taka tillit til þess notum við kassann sýndan á myndinni hér að neðan. R1

Við fylgjum sömu aðferð en fyrst með skipti S1 lokuð og næst með skipti S1 opnuð. Fyrir fyrsta tilfelli fáum við

Fyrir annað tilfelli með skipti opin fáum við

Með því að nota R1 úr ofangreindri jöfnu í jöfnu fyrir R' getum við fundið R.

Megohm boggametód

Í þessari aðferð notum við famaða Wheatstone boga en í einhverju lagi breytt. Háa motstandur er lýst eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.

G er vörðurtening. Nú getum við líka lýst motstandinn eins og sýnt er á myndinni hér að neðan, þar sem R AG og RBG eru lekkjar motstandar. Kassinn fyrir mælingu er sýndur á myndinni hér að neðan.

Það má sjá að við fáum raunverulega motstand sem er parallel samsetning R og R AG. Þó þetta valdi mun vera ómerkilegri villa.