Funksjoner for å måle små og store motstander

Motstand er en av de viktigste parametrene elektrisk kretsbestemme driften av enhver krets eller installasjon.

Å oppnå visse motstandsverdier ved produksjon av elektriske maskiner, apparater, enheter under installasjon og drift av elektriske installasjoner er en forutsetning for å sikre normal drift.

Noen motstander beholder sin verdi praktisk talt uendret, mens andre tvert imot er svært utsatt for endringer fra tid til annen, fra temperatur, fuktighet, mekanisk innsats osv. Derfor både ved produksjon av elektriske maskiner, apparater, enheter og i Under installasjonen må elektriske installasjoner uunngåelig måle motstand.

Betingelsene og kravene for å gjøre motstandsmålinger er svært forskjellige. I noen tilfeller kreves høy nøyaktighet, i andre, tvert imot, er det nok å finne en omtrentlig verdi av motstanden.

Avhengig av verdien elektriske motstander er delt inn i tre grupper:

• 1 ohm og mindre - lav motstand,

• fra 1 ohm til 0,1 Mohm - middels motstand,

• på 0,1 Mohm og mer — høy motstand.

Når du måler lav motstand, er det nødvendig å ta tiltak for å eliminere påvirkningen på resultatet av målingen av motstanden til tilkoblingsledninger, kontakter og termo-EMF.

Når du måler gjennomsnittlige motstander, kan du ignorere motstandene til tilkoblingsledninger og kontakter, du kan ignorere påvirkningen av isolasjonsmotstand.

Ved måling av høye motstander er det nødvendig å ta hensyn til tilstedeværelsen av volum og overflatemotstand, påvirkning av temperatur, fuktighet og andre faktorer.

Måleegenskaper med lav motstand

Gruppen av små motstander inkluderer: armaturviklinger av elektriske maskiner, motstander av amperemeter, shunter, motstander av viklinger av strømtransformatorer, motstand til korte ledere på bussen, etc.

Ved måling av lave motstander bør du alltid ta hensyn til muligheten for at motstanden til tilkoblingsledningene og transientmotstander kan påvirke måleresultatet.

Testledningsmotstander er 1 x 104 - 1 x 102 ohm, koblingsmotstand - 1 x 105 - 1 x 102 ohm

Ved forbigående motstand eller kontaktmotstander forstå motstandene som en elektrisk strøm møter når den går fra en ledning til en annen.

Forbigående motstand avhenger av størrelsen på kontaktflaten, av dens natur og tilstand - glatt eller grov, ren eller skitten, samt av kontakttettheten, trykkkraft, etc.La oss forstå, ved å bruke et eksempel, påvirkningen av overgangsmotstander og motstander til tilkoblingsledninger på måleresultatet.

I fig. 1 er et diagram for måling av motstand ved bruk av eksempler på amperemeter- og voltmeterinstrumenter.

Ris. 1. Feil koblingsskjema for måling av lav motstand med amperemeter og voltmeter.

Si den nødvendige motstanden rx — 0,1 ohm og voltmetermotstanden rv = 500 ohm. Siden de er parallellkoblet, så er rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, dvs. strømmen i voltmeteret er 0,02 % av strømmen i ønsket motstand. Således, med en nøyaktighet på 0,02 %, kan amperemeterstrømmen betraktes som lik strømmen i den nødvendige motstanden.

Ved å dele avlesningene til voltmeteret koblet til punktene 1, 1′ av avlesningen av amperemeteret får vi: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, hvor r'x er den funnet verdien av den nødvendige motstanden ; rpr er motstanden til tilkoblingsledningen; gk — kontaktmotstand.

Tatt i betraktning rNS =rk = 0,01 ohm, får vi måleresultatet r'x = 0,14 ohm, hvorav målefeilen på grunn av motstandene til tilkoblingsledningene og kontaktmotstander lik 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Det er nødvendig å ta hensyn til det faktum at med en reduksjon i den nødvendige motstanden, øker målefeilen på grunn av de ovennevnte årsakene.

Ved å koble et voltmeter til strømklemmene — punktene 2 — 2 i fig.1, det vil si til de terminalene med motstand rx som ledningene til strømkretsen er koblet til, får vi avlesningen av voltmeteret U «v mindre enn U'v fra mengden spenningsfall i forbindelsesledningene og derfor funnet verdi av ønsket motstand rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk vil inneholde en feil som kun skyldes kontaktmotstandene.

Ved å koble til et voltmeter som vist i fig. 2, til de potensielle terminalene som ligger mellom de nåværende, får vi avlesningene til voltmeteret U»'v er mindre enn U «v av størrelsen på spenningsfallet over kontaktmotstandene, og derfor den funnet verdien av den nødvendige motstanden r » 'x = U»v / Ia = rx

Ris. 2. Riktig koblingsskjema for måling av små motstander med et amperemeter og et voltmeter

Dermed vil verdien som er funnet være lik den faktiske verdien av den nødvendige motstanden, siden voltmeteret vil måle den faktiske verdien av spenningen over den nødvendige motstanden rx mellom dens potensielle terminaler.

Bruken av to par klemmer, strøm og potensial, er hovedteknikken for å eliminere påvirkningen av motstanden til tilkoblingsledningene og forbigående motstand på resultatet av måling av små motstander.

Kjennetegn ved måling av høye motstander

Dårlige strømledere og isolatorer har høy motstand. Når du måler motstanden til ledninger med lav elektrisk ledningsevne, isolasjonsmaterialer og produkter laget av dem må ta hensyn til faktorer som kan påvirke graden av deres motstand.

Disse faktorene inkluderer hovedsakelig temperatur, for eksempel er ledningsevnen til elektrisk papp ved en temperatur på 20 ° C 1,64 x 10-13 1 / ohm og ved en temperatur på 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Dermed forårsaket en temperaturendring på 20 °C en 13 ganger endring i motstand (konduktivitet)!

Tallene viser tydelig hvor farlig det er å undervurdere temperaturens påvirkning på måleresultatene. Likeledes er en svært viktig faktor som påvirker størrelsen på motstanden fuktighetsinnholdet i både testmaterialet og luften.

Også typen strøm som testen utføres med, størrelsen på spenningen som testes, spenningens varighet, etc., kan påvirke motstandsverdien.

Når du måler motstanden til isolasjonsmaterialer og produkter laget av dem, må muligheten for strøm som passerer gjennom to baner også tas i betraktning:

1) ved volumet av det testede materialet,

2) på overflaten av det testede materialet.

Et materiales evne til å lede en elektrisk strøm på en eller annen måte er preget av mengden motstand som strømmen møter i denne vitsen.

Følgelig er det to konsepter: volumresistivitet tilskrevet 1 cm3 av materialet og overflateresistivitet tilskrevet 1 cm2 av materialets overflate.

La oss ta et eksempel for illustrasjon.

Ved måling av isolasjonsmotstanden til en kabel ved hjelp av et galvanometer kan det oppstå store feil på grunn av at galvanometeret kan måle (fig. 3):

a) strøm Iv som går fra kjernen av kabelen til metallkappen gjennom volumet av isolasjonen (strøm Iv på grunn av volummotstanden til kabelisolasjonen karakteriserer kabelens isolasjonsmotstand),

b) strøm som går fra kjernen av kabelen til dens kappe langs overflaten av isolasjonslaget (Fordi overflatemotstanden ikke bare avhenger av egenskapene til isolasjonsmaterialet, men også av tilstanden til overflaten).

Ris. 3. Overflate- og volumstrøm i kabelen

For å eliminere påvirkningen av ledende overflater ved måling av isolasjonsmotstanden, påføres en trådspole (sikkerhetsring) på isolasjonslaget, som er koblet som vist i fig. 4.

Ris. 4. Skjema for måling av volumstrømmen til kabelen

Da vil strømmen Is passere i tillegg til galvanometeret og vil ikke introdusere feil i måleresultatene.

I fig. 5 er et skjematisk diagram for å bestemme bulk-resistiviteten til et isolerende materiale. — plater A. Her BB — elektroder som spenning U påføres, G — galvanometer som måler strømmen på grunn av volummotstanden til plate A, V — beskyttelsesring.

Ris. 5. Måling av volummotstand til et fast dielektrikum

I fig. 6 er et skjematisk diagram for bestemmelse av overflatemotstanden til et isolasjonsmateriale (plate A).

Ris. 6. Måling av overflatemotstanden til et fast dielektrikum

Ved måling av høye motstander må det også rettes seriøs oppmerksomhet til isolasjonen av selve måleinstallasjonen, fordi det ellers vil strømme en strøm gjennom galvanometeret på grunn av selve installasjonens isolasjonsmotstand, noe som vil føre til en tilsvarende feil i målingen.

Det anbefales å bruke skjerming eller utføre en isolasjonssjekk av målesystemet før måling.