So messen Sie den elektrischen Widerstand von Gleichstrom
Die Wahl einer Messmethode hängt von den erwarteten gemessenen Widerstandswerten und der erforderlichen Genauigkeit ab... Die wichtigsten Methoden zur Messung des Gleichstromwiderstands sind die indirekte, direkte Bewertung und die Pflasterung.
Abbildung 1. Schematische Darstellung der Messsonden für hohe (a) und niedrige (b) Widerstände
Abbildung 2. Schemata zur Messung großer (a) und kleiner (b) Widerstände, Amperemeter-Voltmeter-Methode. In den Hauptschaltungen der indirekten Methode werden Spannungs- und Strommesser verwendet.
Abbildung 1a zeigt eine Schaltung, die zum Messen von Widerständen in der gleichen Größenordnung wie der Eingangswiderstand Rv des Voltmeters Rn geeignet ist. Nach Messung der Spannung U0 bei Kurzschluss Rx wird der Widerstand Rx durch die Formel Rx = Ri (U0 / Ux-1) bestimmt.
Bei der Messung nach dem Diagramm in Abb. 5.1, b hochohmige Widerstände sind in Reihe mit dem Messgerät geschaltet, und kleine Widerstände sind parallel geschaltet.
Für den ersten Fall gilt Rx = (Ri + Rd) (Ii / Ix-1), wobei Ii der Strom durch das Messgerät ist, wenn Rx kurzgeschlossen ist; für den zweiten Fall
Dabei ist Ii der Strom durch das Messgerät ohne Rx und Rd ein zusätzlicher Widerstand.
Die Amperemeter-Voltmeter-Methode ist universeller und ermöglicht die Messung von Widerständen in bestimmten Betriebsarten, was bei der Messung nichtlinearer Widerstände wichtig ist (siehe Abb. 2).
Für die Schaltung von Abb. 2, a
Relativer methodischer Messfehler:
Für die Schaltung von Abb. 2, geb
Relativer methodischer Messfehler:
Ra und Rv sind die Widerstände des Amperemeters und Voltmeters.
Reis. 3. Schaltungen von Ohmmetern mit seriellen (a) und parallelen (b) Messkreisen
Reis. 4. Brückenschaltungen zur Widerstandsmessung: a – Einzelbrücke, b – Doppelbrücke.
Aus den Ausdrücken für den relativen Fehler ist ersichtlich, dass die Schaltung von Abb. 2 und liefert einen kleineren Fehler bei der Messung hoher Widerstände, und die Schaltung von Abb. 2, b — bei kleiner Messung.
Der Fehler bei der Messung mit der Amperemeter-Voltmeter-Methode wird nach der Formel berechnet
wobei gv, g die Genauigkeitsklassen des Voltmeters und Amperemeters sind; Uп, Iп – Messgrenzen von Voltmeter und Amperemeter.
Die direkte Messung des Gleichstromwiderstands erfolgt mit Ohmmetern. Bei Widerstandswerten über 1 Ohm werden Ohmmeter mit Reihenmesskreis und zur Messung niederohmiger Widerstände mit Parallelkreis verwendet. Bei Verwendung eines Ohmmeters zum Ausgleich von Änderungen der Versorgungsspannung muss der Pfeil am Gerät angebracht werden. Bei einer Reihenschaltung wird der Pfeil auf Null gesetzt, wenn der gemessene Widerstand manipuliert wird. (Das Rangieren erfolgt in der Regel über einen speziell im Gerät vorgesehenen Taster).Bei einer Parallelschaltung wird vor Beginn der Messung der Pfeil auf das Zeichen „Unendlich“ gestellt.
Um den Bereich niedriger und hoher Widerstände abzudecken, bauen Sie parallele Ohmmeter... In diesem Fall gibt es zwei Rx-Referenzskalen.
Die höchste Genauigkeit kann mit der Brückenmessmethode erreicht werden. Mittlere Widerstände (10 Ohm – 1 MΩ) werden mit einer Einzelbrücke gemessen, kleine Widerstände mit einer Doppelbrücke.
Der gemessene Widerstand Rx ist in einem der Brückenzweige enthalten, deren Diagonalen mit der Stromversorgung bzw. der Nullanzeige verbunden sind; als letzteres kann ein Galvanometer, ein Mikroamperemeter mit einer Null in der Mitte der Skala usw. verwendet werden.
Abbildung 5. Schemata zur Messung großer (a) und kleiner (b) Wechselstromwiderstände
Die Gleichgewichtsbedingung für die beiden Brücken wird durch den Ausdruck angegeben
Die Arme R1 und R3 werden üblicherweise in Form von Widerstandsspeichern (Speicherbrücke) ausgeführt. R3 legt einen Bereich von R3/R2-Verhältnissen fest, normalerweise ein Vielfaches von 10, und R1 gleicht die Brücke aus. Der gemessene Widerstand wird entsprechend dem Wert gezählt, der mit den Knöpfen an den Widerstandskästen eingestellt wird. Das Ausbalancieren der Brücke kann auch durch sanftes Ändern des Verhältnisses der Widerstände R3 / R2 in Form eines Gleitdrahts auf einen bestimmten Wert R1 (lineare Brücke) erfolgen.
Sie dienen zur wiederholten Messung des Übereinstimmungsgrades von Widerständen mit einem bestimmten eingestellten Wert Rn unsymmetrische Brücken... Sie sind bei Rx = Rн symmetrisch. Auf der Skala des Indikators können Sie die Abweichung von Rx von Rn in Prozent ermitteln.
Nach dem Prinzip des Selbstausgleichs funktionieren automatische Brücken... Die durch die Unwucht an den Enden der Brückendiagonale entstehende Spannung wirkt nach Verstärkung auf den Elektromotor, der den Gleitdrahtmotor mischt. Beim Ausbalancieren der Brücke stoppt der Motor und die Position des Gleitdrahtes bestimmt einen gemessenen Widerstandswert.
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