Rezistences mērīšana
Pretestība ir viens no pamatelementiem elektrotehnikā un elektronikā. Inženierijā pretestības vērtība var mainīties no ļoti mazas, piemēram, transformatora vijuma pretestība, līdz ļoti lielai, piemēram, tāda paša transformatora izolācijas pretestība. Lai gan multimeters labi darbojas, ja mums nepieciešama aptuvena pretestības vērtība, precīzākas vērtības, it īpaši ļoti zemas un ļoti augstas vērtības, prasa specifiskas metodes. Šajā rakstā apspriedīsim dažādas pretestības mērīšanas metodes. Šim nolūkam mēs sadalām pretestību trīs klasēs-
Zemas Pretestības Mērīšana (<1Ω)
Galvenais jautājums zemas pretestības mērīšanā ir kontaktpretestība vai vadītāju pretestība mērīšanas ierīcēm, kas, lai arī ir maza, tomēr salīdzināma ar mērāmo pretestību un tādēļ rada nopietnu kļūdu.
Tāpēc, lai izbeigtu šo problēmu, zemas vērtības pretestībai tiek izmantoti četri termināli. Divi termināli ir strāvas termināli, bet citi divi - potenciāla termināli.
Zemāk redzams zemas pretestības konstrukcija.
Strāva plūst caur strāvas termināliem C1 un C2, savukārt potenciālā atkrituma mērīšana notiek uz potenciāla termināliem V1 un V2. Tādējādi mēs varam noteikt eksperimenta laikā mērāmās pretestības vērtību, izmantojot V un I, kā to parāda attēlā augšējā daļā. Šis paņēmiens palīdz mums izslēgt kontaktpretestību dēļ strāvas termināliem, un, lai arī potenciāla terminālu kontaktpretestība joprojām ir, tā ir ļoti maza daļa no augstās pretestības potenciālā kontūra un tādēļ rada nezināmu kļūdu.
Metodes, ko izmanto zemas pretestības mērīšanai, ir:-
Kelvina dubultā mosta metode
Potenciometrs
Duktors Ohmmeters.
Kelvina Dubultā Mosta Metode
Kelvina dubultā mosta metode ir vienkārša Veitsona mosta modifikācija. Zemāk redzams Kelvina dubultā mosta shēma.
Kā redzams augšējā attēlā, ir divas armiju grupas, viena ar pretestībām P un Q, otrā ar pretestībām p un q. R ir nezināma zema pretestība, S ir standarta pretestība. Šeit r pārstāv kontaktpretestību starp nezināmo pretestību un standarta pretestību, kuru efekts mums jāizslēdz. Mērīšanai mēs padarām P/Q attiecību vienādu ar p/q, tādējādi veidojot balansētu Veitsona mostu, kas ved pie nulles gālvanometra deflecijas. Tātad, balansētam mostam mēs varam rakstīt
Ievietojot eqn 2 1 un risinājumā, izmantojot P/Q = p/q, mēs iegūstam-
Tātad, izmantojot balansētus dubultus armijus, mēs varam pilnībā izslēgt kontaktpretestību un tādējādi kļūdu, ko tā rada. Lai izslēgtu citu kļūdu, ko rada termoelektriskais EMF, mēs pieņemam vēl vienu lasījumu ar baterijas savienojumu apgrieztu un beidzot ņemam abu lasījumu vidējo vērtību. Šis mosts ir noderīgs pretestībām no 0,1µΩ līdz 1,0 Ω diapazonā.
Duktors Ohmmeters
Tas ir elektromehānisks instruments, kas tiek izmantots zemu pretestību mērīšanai. Tas sastāv no pastāvīgā magnēta, līdzīga PMMC instrumentam, un diviem spuldzeniem starp magnētiskā lauka poliem, ko radījuši magnēta poli. Abi spuldzeni atrodas taisnleņķī pret sevi un ir brīvi rotējoši ap kopīgo asi. Zemāk redzams Duktors Ohmmeters un nepieciešamās savienojumi, lai mērītu nezināmu pretestību R.
Viens no spuldzeniem, kas sauc par strāvas spuldzi, ir savienots ar strāvas termināliem C1 un C2, savukārt otrs spuldze, kas sauc par sprieguma spuldzi, ir savienots ar potenciāla termināliem V1 un V2. Sprieguma spuldze nosūta strāvu, kas proporcionāla R sprieguma atkritumam, un tāpēc tā torque. Strāvas spuldze nosūta strāvu, kas proporcionāla R caurplūsojošajai strāvei, un tāpēc tā torque. Abi torques darbojas pretēji virzienā, un rādītājs stājas, kad abi ir vienādi. Šis instruments ir noderīgs pretestībām no 100µΩ līdz 5Ω diapazonā.
Vidējas Pretestības Mērīšana (1Ω – 100kΩ)
Šeit ir metodes, kas tiek izmantotas pretestības mērīšanai, kuras vērtība atrodas 1Ω – 100kΩ diapazonā –
Ampermetrs-Voltmetrs Metode
Veitsona Mosta Metode
Aizstāšanas Metode
Keri-Fostera Mosta Metode
Ohmmetrs Metode
Ampermetrs-Voltmetrs Metode
Šī ir visnenoslogākā un vienkāršākā metode pretestības mērīšanai. Tā izmanto vienu ampermetru, lai mērītu strāvu, I, un vienu voltmeteru, lai mērītu spriegumu, V, un mēs iegūstam pretestības vērtību kā
Tagad mums var būt divas iespējamās ampermetra un voltmetera savienojumu varianti, kā to parāda zemāk esošajā attēlā.
Attēlā 1 voltmeters mēra sprieguma atkritumu caur ampermetru un nezināmo pretestību, tāpēc
Tātad, relatīvā kļūda būs,
Attēlā 2 ampermetrs mēra summu no strāves caur voltmeteru un pretestību, tāpēc
Relatīvā kļūda būs,
Var novērot, ka relatīvā kļūda ir nulle, ja Ra = 0 pirmajā gadījumā un Rv = ∞ otrajā gadījumā. Tagad jautājums ir, kura savienojuma jāizmanto kādā gadījumā. Lai to atrastu, mēs vienādojam abas kļūdas
Tātad, pretestībām, kas lielākas par augšminēto vienādojumu, mēs izmantojam pirmo metodi, un mazākām izmantojam otro metodi.
