Funktioner för att mäta små och stora motstånd

Motstånd är en av de viktigaste parametrarna elektrisk kretsbestämma driften av någon krets eller installation.

Att erhålla vissa resistansvärden vid tillverkning av elektriska maskiner, apparater, apparater under installation och drift av elektriska installationer är en förutsättning för att säkerställa deras normala drift.

Vissa motstånd behåller sitt värde praktiskt taget oförändrat, medan andra tvärtom är mycket känsliga för förändringar från tid till annan, från temperatur, fuktighet, mekanisk ansträngning etc. Därför både vid tillverkning av elektriska maskiner, apparater, apparater och i Under installationen måste elektriska installationer oundvikligen mäta motstånd.

Förutsättningarna och kraven för att göra resistansmätningar är mycket olika. I vissa fall krävs hög noggrannhet, i andra, tvärtom, räcker det att hitta ett ungefärligt värde på motståndet.

Beroende på värdet elektriska motstånd delas in i tre grupper:

• 1 ohm och mindre — lågt motstånd,

• från 1 ohm till 0,1 Mohm — medelstora resistanser,

• på 0,1 Mohm och mer — höga resistanser.

Vid mätning av lågt motstånd är det nödvändigt att vidta åtgärder för att eliminera påverkan på resultatet av mätningen av motståndet hos anslutningstrådar, kontakter och termo-EMF.

När du mäter genomsnittliga resistanser kan du ignorera resistanserna för anslutningstrådar och kontakter, du kan ignorera påverkan av isolationsmotstånd.

Vid mätning av höga motstånd är det nödvändigt att ta hänsyn till närvaron av volym och ytmotstånd, påverkan av temperatur, fuktighet och andra faktorer.

Mätegenskaper med lågt motstånd

Gruppen av små resistanser inkluderar: armaturlindningar av elektriska maskiner, resistanser hos amperetrar, shuntar, resistanser hos lindningar av strömtransformatorer, resistans hos korta bussledare, etc.

Vid mätning av låga resistanser bör man alltid ta hänsyn till möjligheten att anslutningstrådarnas resistans och transientmotstånd kan påverka mätresultatet.

Testledningsresistanserna är 1 x 104 - 1 x 102 ohm, kopplingsresistansen - 1 x 105 - 1 x 102 ohm

Vid transienta motstånd eller kontaktmotstånd förstå de motstånd som en elektrisk ström möter när den går från en tråd till en annan.

Transienta motstånd beror på storleken på kontaktytan, på dess natur och tillstånd - slät eller grov, ren eller smutsig, såväl som på kontaktdensiteten, presskraften etc.Låt oss förstå, med hjälp av ett exempel, påverkan av övergångsmotstånd och resistanser hos anslutningstrådar på mätresultatet.

I fig. 1 är ett diagram för att mäta resistans med användning av exempel på amperemeter- och voltmeterinstrument.

Ris. 1. Fel kopplingsschema för mätning av lågt motstånd med amperemeter och voltmeter.

Säg det nödvändiga motståndet rx — 0,1 ohm och voltmeterns motstånd rv = 500 ohm. Eftersom de är parallellkopplade så är rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, dvs strömmen i voltmetern är 0,02% av strömmen i önskat motstånd. Således, med en noggrannhet på 0,02%, kan amperemeterströmmen anses vara lika med strömmen i det erforderliga motståndet.

Dela avläsningarna för voltmetern ansluten till punkterna 1, 1′ av avläsningen av amperemetern får vi: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, där r'x är det hittade värdet för det erforderliga motståndet ; rpr är motståndet hos anslutningstråden; gk — kontaktmotstånd.

Med tanke på rNS =rk = 0,01 ohm får vi mätresultatet r'x = 0,14 ohm, varifrån mätfelet på grund av resistanserna hos anslutningstrådarna och kontaktresistanser lika med 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Det är nödvändigt att uppmärksamma det faktum att med en minskning av det erforderliga motståndet ökar mätfelet på grund av ovanstående skäl.

Genom att ansluta en voltmeter till strömklämmorna — punkterna 2 — 2 i fig.1, det vill säga till de terminaler av motstånd rx till vilka ledningarna i strömkretsen är anslutna, får vi avläsningen av voltmetern U «v mindre än U'v från mängden spänningsfall i anslutningskablarna och därför hittat värde för önskat motstånd rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk kommer att innehålla ett fel som endast beror på kontaktresistanserna.

Genom att ansluta en voltmeter enligt fig. 2, till de potentiella terminalerna som är belägna mellan de nuvarande, får vi avläsningarna av voltmetern U»'v är mindre än U «v av storleken på spänningsfallet över kontaktresistanserna, och därför det hittade värdet för det erforderliga motståndet r » 'x = U»v / Ia = rx

Ris. 2. Rätt anslutningsschema för mätning av små motstånd med en amperemeter och en voltmeter

Således kommer det hittade värdet att vara lika med det faktiska värdet av det erforderliga motståndet, eftersom voltmetern kommer att mäta det faktiska värdet på spänningen över det erforderliga motståndet rx mellan dess potentialklämmor.

Användningen av två par klämmor, ström och potential, är huvudtekniken för att eliminera påverkan av motståndet hos anslutningstrådarna och transienta motstånd på resultatet av mätningen av små motstånd.

Egenskaper för att mäta höga resistanser

Dåliga strömledare och isolatorer har hög resistans. Vid mätning av motståndet hos ledningar med låg elektrisk ledningsförmåga, isoleringsmaterial och produkter gjorda av dem måste ta hänsyn till faktorer som kan påverka graden av deras motstånd.

Dessa faktorer inkluderar främst temperatur, till exempel är konduktiviteten hos elektrisk kartong vid en temperatur på 20 ° C 1,64 x 10-13 1 / ohm och vid en temperatur på 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Således orsakade en temperaturförändring på 20 °C en 13-faldig förändring i resistans (konduktivitet)!

Siffrorna visar tydligt hur farligt det är att underskatta temperaturens inverkan på mätresultaten. Likaså är en mycket viktig faktor som påverkar storleken på motståndet fukthalten i både testmaterialet och luften.

Dessutom kan typen av ström som testet utförs med, storleken på spänningen som testas, spänningens varaktighet etc. påverka resistansvärdet.

Vid mätning av motståndet hos isoleringsmaterial och produkter tillverkade av dem, måste möjligheten att ström passerar genom två vägar också beaktas:

1) med volymen av det testade materialet,

2) på ytan av det testade materialet.

Ett materials förmåga att leda en elektrisk ström på ett eller annat sätt kännetecknas av mängden motstånd som strömmen möter i detta skämt.

Följaktligen finns det två begrepp: volymresistivitet tillskriven 1 cm3 av materialet och ytresistivitet tillskriven 1 cm2 av materialets yta.

Låt oss ta ett exempel för illustration.

När man mäter en kabels isolationsresistans med hjälp av en galvanometer kan stora fel uppstå på grund av att galvanometern kan mäta (fig. 3):

a) ström Iv som passerar från kabelns kärna till dess metallmantel genom isoleringens volym (ström Iv på grund av kabelisoleringens volymresistans kännetecknar kabelns isolationsresistans),

b) ström som passerar från kabelns kärna till dess mantel längs ytan av det isolerande skiktet (eftersom ytresistansen inte bara beror på egenskaperna hos isoleringsmaterialet utan också på dess ytas tillstånd).

Ris. 3. Yt- och volymström i kabeln

För att eliminera påverkan av ledande ytor vid mätning av isolationsmotståndet appliceras en trådspole (säkerhetsring) på isoleringsskiktet, som är anslutet som visas i fig. 4.

Ris. 4. Schema för mätning av kabelns volymström

Då kommer strömmen Is att passera utöver galvanometern och kommer inte att införa fel i mätresultaten.

I fig. 5 är ett schematiskt diagram för bestämning av bulkresistiviteten hos ett isolerande material. — plattor A. Här BB — elektroder på vilka spänning U appliceras, G — galvanometer som mäter strömmen på grund av volymresistansen hos plattan A, V — skyddsring.

Ris. 5. Mätning av volymresistans hos ett fast dielektrikum

I fig. 6 är ett schematiskt diagram för bestämning av ytresistansen hos ett isolerande material (platta A).

Ris. 6. Mätning av ytresistansen hos ett fast dielektrikum

Vid mätning av höga resistanser måste man också fästa stor uppmärksamhet vid isoleringen av själva mätinstallationen, för annars kommer en ström att flyta genom galvanometern på grund av själva installationens isolationsresistans, vilket kommer att leda till ett motsvarande fel i mätningen.

Det rekommenderas att använda skärmning eller utföra en isoleringskontroll av mätsystemet före mätning.