Kā mēra uparu?

Kas ir rezistences mērīšana?

Rezistences definīcija

Rezistence ir pretestība elektriskajam strāvas plūsmam, kas ir pamatjēdziens elektrotehnikā.

Zemas rezistences (<1Ω) mērīšana

Kelvina dubultais mosts

Kelvina dubultais mosts ir vienkārša Vētstona mosta izmaiņa. Zemāk redzamā shēma parāda Kelvina dubultā mosta shēmu.

Kā redzams augšējā shēmā, ir divi ķermeņu kompleksi, viens ar rezistenci P un Q, otrs ar rezistenci p un q. R ir nezināma zema rezistence, S ir standarta rezistence. Šeit r pārstāv kontaktrezistenci starp nezināmo rezistenci un standarta rezistenci, kuras ietekmi mēs vēlamies eliminēt. Mērīšanai mēs padarām attiecību P/Q vienādu ar p/q, tādējādi veidojot līdzsvarota Vētstona mostu, kas ved pie nulles novirzes galvanometrā. Tādēļ līdzsvarota mosta gadījumā mēs varam rakstīt

Ievietojot vienādojumu 2 vienādojumā 1 un izmantojot attiecību P/Q = p/q, mēs iegūstam šādu rezultātu:

Tātad, izmantojot līdzsvarotas divas ķermeņu sistēmas, mēs varējam pilnībā eliminēt kontaktrezistenci un tādējādi arī kļūdu, ko tā rada. Lai eliminētu citu kļūdu, ko rada termoelektriskā EMF, mēs ņemam vēl vienu mērījumu, mainot baterijas savienojumu, un beigās ņemam abu mērījumu vidējo vērtību. Šis mosts ir noderīgs rezistencēm no 0.1µΩ līdz 1.0 Ω.

Duktora Ohmmeters

Duktora ohmmeters, elektromehānisks instruments, mēra zemas rezistences. Tas ietver pastāvīgu magnētu, līdzīgu PMMC instrumentam, un divus spuldzes, kas atrodas magnētiskajā laukā un stāv perpendikulāri viena otram, brīvi rotējot ap kopīgo asi. Zemāk minētā diagramma parāda Duktora ohmmeteri un nepieciešamos savienojumus, lai mērītu nezināmu rezistenci R.

Viens no spuldzēm, saukts par strāvas spuldzi, ir savienots ar strāvas termināļiem C1 un C2, savukārt otra spuldze, saukta par uzspiediena spuldzi, ir savienota ar potenciāla termināļiem V1 un V2. Uzspiediena spuldze nes strāvu, kas proporcionāla uzspiedienam pa R, un tādējādi tās torques arī ir proporcionāls. Strāvas spuldze nes strāvu, kas proporcionāla strāvai caur R, un tādējādi tās torques arī ir proporcionāls. Abi torques darbojas pretējos virzienos, un rādītājs apturās, kad abi torques ir vienādi. Šis instruments ir noderīgs rezistencēm no 100µΩ līdz 5Ω.

Vidējas rezistences (1Ω – 100kΩ) mērīšana

Ammetrs Voltmetrs metode

Šī ir visprimitīvākā un vienkāršākā rezistences mērīšanas metode. Tā izmanto vienu ammetru, lai mērītu strāvu I, un vienu voltmeteri, lai mērītu uzspiedienu V, un mēs iegūstam rezistences vērtību kā

Tagad mums ir divas iespējamās ammetra un voltmetera savienojuma varianti, kas parādīti zemāk redzamajā diagrammā.Tagad 1. diagrammā voltmeters mēra uzspiediena nobīdi pa ammetru un nezināmo rezistenci, tādējādi

Tātad, relatīvā kļūda būs,

Savienojumā 2. diagrammā ammeters mēra strāvas summu caur voltmeteru un rezistenci, tādējādi

Relatīvā kļūda būs,

Var novērot, ka relatīvā kļūda ir nulle, ja Ra = 0 pirmajā gadījumā un Rv = ∞ otrajā gadījumā. Tagad jautājums ir, kuru savienojumu lietot kādā gadījumā. Lai to noskaidrotu, mēs vienādojam abas kļūdas

Tātad, lielākām rezistencēm nekā tas, kas dāsts augšējā vienādojumā, mēs izmantojam pirmo metodi, bet mazākām rezistencēm - otro metodi.

Vētstona mosta metode

Šī ir vienkāršākā un pamata mosta shēma, kas izmantota mērījumu studijās. Tā sastāv no četriem rezistences ķermeņiem P, Q, R un S. R ir eksperimentālā nezināmā rezistence, savukārt S ir standarta rezistence. P un Q tiek saukti par attiecības ķermeņiem. EMF avots ir savienots starp punktiem a un b, savukārt galvanometers ir savienots starp punktiem c un d.

Mosta shēma vienmēr darbojas nullēšanas principā, t.i., mēs maiņojam parametru, līdz detektors rāda nulles vērtību, un tad izmantojam matemātisko sakarību, lai noteiktu nezināmo vērtību atkarībā no maiņas parametra un citiem konstantiem. Arī šeit standarta rezistenci S maiņo, lai iegūtu nulles novirzi galvanometrā. Šī nulles novirze nozīmē, ka no punkta c uz d nav strāvas, kas nozīmē, ka punktu c un d potenciāli ir vienādi. Tātad

Apvienojot augšminētos divus vienādojumus, mēs iegūstam slaveno vienādojumu –

Aizstāšanas metode

Zemāk redzamā shēma parāda nezināmas rezistences R mērīšanas shēmu. S ir standarta maināma rezistence, r ir regulējoša rezistence.

Pirmais sliekšķis tiek novietots pozīcijā 1, un ammetra lasījums tiek pielāgots, maiņojot r. Ammetra lasījums tiek ierakstīts. Tad sliekšķis tiek pārvietots uz pozīciju 2, un S tiek maiņots, lai sasniegtu tādu pašu ammetra lasījumu, kāds bija sākotnējā gadījumā. S vērtība, pie kuras ammeters lasa tādu pašu vērtību kā pozīcijā 1, ir nezināmā rezistences R vērtība, ja EMF avots saglabā nemainīgu vērtību visā eksperimenta laikā.

Augstās rezistences (>100kΩ) mērīšana

Lādējuma zuduma metode

Šajā metodē mēs izmantojam vienādojumu, kas apraksta uzspiedienu uz atlādējošā kondensatora, lai atrastu nezināmās rezistences R vērtību. Zemāk redzamā shēma un iesaistītie vienādojumi ir -

Tomēr augšminētais gadījums pieņem, ka kondensatoram nav noplūdes rezistences. Lai to ņemtu vērā, mēs izmantojam zemāk redzamo shēmu. R1

Mēs sekojam tam pašam procedūrai, pirmā reize ar sliekšķi S1 aizvērtu un otrā reize ar sliekšķi S1 atvērtu. Pirmajā gadījumā, kad sliekšķis ir aizvērts, mēs iegūstam

Otrajā gadījumā, kad sliekšķis ir atvērts, mēs iegūstam

Izmantojot R1 no augšminētā vienādojuma vienādojumā R', mēs varam atrast R.

Megommosta metode

Šajā metodē mēs izmantojam slaveno Vētstona mosta filozofiju, bet nedaudz modificētā formā. Augsta rezistence ir attēlotā kā zemāk redzamā shēmā.

G ir aizsargterminals. Tagad mēs varam arī attēlot rezistoru kā zemāk redzamā blakus esošajā shēmā, kur R AG un RBG ir noplūdes rezistences. Mērīšanas shēma ir parādīta zemāk redzamā diagrammā.

Var novērot, ka mēs patiešām iegūstam rezistenci, kas ir paralēla kombinācija R un R AG. Neraugoties uz to, tas rada ļoti neseno kļūdu.