Измерение активного сопротивления постоянного тока. Измерение токов, напряжений и сопротивлений. Измерение сопротивления при постоянном токе

Если требуются измерения малых сопротивлений, каковыми, к примеру, являются сопротивления паек якорных обмоток на машинах постоянного тока, то следует использовать , такие, как М246. Такими приборами логометрического типа, оснащёнными оптическим указателем и специальными самозачищающими щупами, легко можно выполнить такие измерения. Кроме того, малые сопротивления измеряются посредством контактомеров:

• марки Мосэнерго, имеющих предел измерения 0 - 50000 мкОм. При этом погрешность измерения у них не превышает полутора процентов;
• марки КМС-63 и КМС-68 с пределом измерения 500-2500 мкОм и погрешностью не более пяти процентов.

Потенциометры постоянного тока, такие как КП-59 и ПП-63, используются для измерения сопротивлений широкого спектра приборов это обмотки силовых трансформаторов, а также генераторов. При этом точность измерений является достаточно большой. В таких потенциометрах применяется принцип компенсационного измерения, который заключается в следующем – для уравновешивания падения напряжения на измеряемом сопротивлении используется заранее известное падение напряжения.

Наложение постоянного тока постоянной величины между токовыми контактами и на часть. Используя измерительный усилитель для определения разности потенциалов постоянного тока между потенциальными контактами и формирования выходного сигнала, указывающего разность.

Измерение очень больших сопротивлений

Способ по п. 1, который также включает в себ этап низкочастотной фильтрации выходного сигнала дл подавлени сигнала переменного тока, присутствующего в выходном сигнале. Два токовых контакта для контакта с частью. Два потенциальных контакта для контакта с частью.

Среди методов косвенной оценки особо следует выделить метод амперметра-вольтметра, поскольку он является самым универсальным. В его основе лежит принцип измерения тока, протекающего по измеряемому сопротивлению, а также падения напряжения на этом сопротивлении.

На Рис. 1 представлены основные схемы, применяемые для измерения данным методом – схема измерения больших сопротивлений методом амперметра-вольтметра (а) и схема измерения малых сопротивлений методом амперметра-вольтметра (б).

Средство для электрической изоляции токовых контактов от части в ответ на второй сигнал. Средство тока для индуцирования по существу постоянного постоянного тока известной величины в части, когда токовые контакты соединены с частью. Устройство по п. 5, в котором, по меньшей мере, один из токовых контактов имеет активирующий элемент, и активирующий элемент электрически изолирует упомянутое текущее средство от упомянутой части, если только упомянутый, по меньшей мере, один из токовых контактов не прижат к контакту с указанной частью.

Измерение зазоров в подшипниках скольжения

Устройство по п. 5, отличающеес тем, что оно включает в себ: единственный источник питания дл подачи энергии на средство тока, первое средство, средство дл электрической изоляции токовых контактов и средство обнаружени. Устройство по п. 5, в котором текущее средство представляет собой схему источника постоянного тока, содержащую полевой транзистор, работающий в его омической области, и операционный усилитель, управляющий транзисторным затвором для управления током, проходящим через транзистор.

Рис. 1. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.

Результаты измерений напряжения и тока позволяют получить нужное сопротивление. По схеме 1а формулами для определения искомого сопротивления и относительной погрешности являются



Настоящее изобретение относится к тестированию силовых соединений для электрического распределительного оборудования путем измерения сопротивления пути соединения. Электрическое распределительное оборудование ухудшается со временем и использованием. Термическое циклирование оборудования в конечном итоге приводит к ослаблению соединений. Кроме того, окисление из-за высоких уровней тока и воздействия воздуха приводит к тому, что проводимость силовых соединений разрушается и в конечном итоге терпит неудачу.

Измерение зазоров между сталью ротора и статора

Незапланированные сбои, вызванные сбоем энергосистемы, представляют собой дорогостоящие прерывания обслуживания. Неисправность соединения также может привести к опасностям, связанным с безопасностью персонала и материальному ущербу из-за пожара. Избежание незапланированных отключений приводит к повышению надежности оборудования и минимизации простоев. Программы профилактического обслуживания используются для попытки выявления потенциальных сбоев до их возникновения и планирования запланированного отключения для ремонта.

здесь Rx – это измеряемое сопротивление, а Rа – это сопротивление амперметра.

Для схемы 1б эти же параметры определяются следующим образом:



здесь Rв – это сопротивление вольтметра.

Как видно из формул, относительная погрешность в первом случае будет меньшей, когда измеряются большие сопротивления, а во втором – когда измеряются сопротивления малых значений. Для измерения погрешности измерения следует применить формулу

Тем не менее, стоимость профилактического обслуживания может стать значительно дорогой. Методы профилактического обслуживания, требующие запланированного отключения системы, приводят к снижению производительности, когда оборудование не работает. Другие методы, основанные на инфракрасном осмотре электрических соединений для нагрева, связанных с ухудшенной проводимостью, требуют доступа, который недоступен в закрытых зонах. Кроме того, инфракрасный контроль может быть неэффективным, если ток нагрузки недостаточно высок, чтобы обеспечить обнаруживаемые уровни тепла.



здесь γв, γa, - это классы точности вольтметра и амперметра, а Uп, I п - их пределы измерения.

Следует помнить, что приборы, применяемые в данном измерении, должны обладать классом точности не более 0,2, а вольтметры при измерении подключаются прямо к измеряемому сопротивлению. Величина тока должна быть такой, чтобы показания можно было снимать во второй половине шкалы. Исходя из этих соображений, выбирается шунт. Ток в измерительной схеме не должен быть выше 20 процентов от номинального значения. В противном случае сопротивление будет нагреваться, а, следовательно, будет снижаться точность измерения.

Обычные методы затяжки болтов также недостаточны, когда зоны покрыты и увеличивают частоту разрушения в системе. Чтобы снизить стоимость и повысить надежность обслуживания системы, выгодно иметь возможность напрямую протестировать сопротивление подключенных к источнику питания соединений. Однако обычные омметры не предназначены для измерения сопротивления живого контура и могут быть повреждены или представлять серьезную угрозу безопасности при использовании для такой цели.

Проблемы, рассмотренные выше, решаются в настоящем изобретении, которое представляет собой систему, которая измеряет сопротивление части силовой цепи питания. В предпочтительном варианте осуществления изобретение включает вольтметр, подключенный к измерительному устройству, датчики которого находятся в контакте с проверяемой частью. В других предпочтительных вариантах осуществления каждый зонд представляет собой изолированный ручной стилус. В качестве альтернативы можно использовать другие типы зондов.

При использовании данного метода рекомендуется проводить порядка трёх-пяти измерений на разных величинах тока, конечным результатом берётся среднее значение из полученных величин сопротивления. При работе с цепями, которые обладают большой индуктивностью, вольтметр следует подключать только тогда, когда ток в этих цепях уже установился. А отключать нужно ещё до разрыва цепи тока. Данная процедура необходима ввиду того, что в противном случае возможно повреждение вольтметра от ЭДС самоиндукции в цепи измерения.

Зонды подключаются проводящими кабелями к клеммам измерительной аппаратуры. Когда хотя бы один зонд является стилусом, стилус предпочтительно включает нормально открытый магнитный геркон и нормально открытый тестовый переключатель. Когда оба переключателя закрыты, приводятся два реле изоляции в измерительном устройстве, тем самым завершая электрический путь от точки стилуса до измерительного устройства. В типичной операции один датчик удерживается против проверяемой шины. Затем другой зонд размещается на некотором расстоянии от первого зонда на той же шине.

В мостовом методе используются две схемы – это схемы одинарного и двойного моста. На Рис.2 представлены соответствующие схемы измерения.




Рис. 2. Схемы измерительных мостов: а - одинарного моста; б - двойного моста.

Сопротивления со значениями от одного Ома до одного мегаОма измеряются посредством одинарных мостов постоянного тока, таких как ММВ, МО-62 и Р333. Они обладают погрешностью измерений не более пятнадцати процентов. В таких мостах результат измерения учитывает целый ряд значений, в том числе и сопротивление, имеющееся на проводах, соединяющих мост и измеряемое сопротивление. Именно по этой причине сопротивления, имеющие значение менее одного Ома такими мостами измерять не стоит – в этом случае величина погрешности будет слишком велика. Правда, следует сделать исключения для моста Р333, который способен измерять как большие, так и малые сопротивления (5-10 Ом). В первом случае он подключается по двухзажимной, а во втором – по четырёхзажимной схемам (здесь влияние сопротивления соединительных проводов исключено почти полностью, что объясняется тем, что два плеча попадают в цепь гальванометра, а ещё два – в цепь плеч сопротивления моста, которые, в свою очередь, обладают сравнительно более высокими сопротивлениями).

Метод преобразования сопротивления в интервал времени

Путь сопротивления, который должен быть измерен, представляет собой область шины между двумя зондами. Каждый зонд прижимается к шине, в результате чего два пружинных контакта в каждом зонде возвращаются обратно в корпус зонда. Это действие приводит к тому, что небольшой магнит на одном из контактов закрывает магнитный геркон, позволяя тестовому переключателю. Нажатие тестового выключателя на датчики приводит в действие реле изоляции, завершающее цепь, из измерительного устройства через проверяемое силовое соединение.

Для изготовления плечей одинарных мостов применяются магазины сопротивлений. Бывают случаи, когда плечи R2 и R3 изготавливаются из калиброванной проволоки, называемой также реохордом. По ней перемещается движок, имеющий соединение с гальванометром. По формуле Rх = R3 (R1/R2) определяется равновесие моста. Посредством плеча R1 устанавливается отношение R1/R2, которое, как правило, является кратным десяти. Посредством плеча R3 уравновешивается сам мост, а в мостах с реохордом для подобного уравновешивания следует изменять R3/R2, при этом изменения этого отношения нужно делать очень плавно, а значение R1 должно оставаться фиксированным.

Контролируемый источник тока в измерительном устройстве вводит известный ток в испытательную цепь. Дифференциальный усилитель измеряет падение напряжения между тестовыми зондами, которое соответствует сопротивлению тестируемого соединения. Измеренное напряжение усиливается с помощью выбираемого значения усиления и отображается приложением вольтметра.

Сигнал тревоги также включает тревогу панели в измерительном устройстве. Особенности и преимущества измерения сопротивления в реальном времени в соответствии с настоящим изобретением будут более понятны из последующего описания, взятого в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых.

Что касается двойных мостов, то в них сопротивлениями соединительных проводов пренебрегают, поэтому в них можно измерять сопротивления величиной от шести до десяти Ом. Чаще используются одинарно-двойные мосты, такие как МОД-61, P329 и P3009, имеющие диапазон измерений 8 Ом – 104 Мом, а погрешность измерений у них колеблется от одной десятой до двух процентов. В таких мостах для равновесия измеряются сопротивления R1, R2, R3 и R4, достигая равенств R1 = R3 и R2 = R4. Формула равновесия моста в данном случае выглядит как Rх= RN (R1/R2), где RN – это ни что иное, как образцовое сопротивление, являющееся составной частью моста.

Комбинированный ток и потенциальный зонд 20 показаны в контакте с шинной шиной 6 с другим объединенным датчиком тока и потенциала 22, находящимся в контакте с шиной 18 на стороне нагрузки той же силовой фазы. Зонд 20 прикреплен к измерительному блоку 32 проводящим кабелем 24, прикрепленным к клемме. Аналогично, зонд 22 прикреплен к клемме 30 измерительного блока 32 проводящим кабелем. Измеренное сопротивление будет отображаться при считывании.

Система измерения сопротивления живого шины работает от 6-вольтовой свинцово-кислотной батареи 90, обеспечивая общую мощность системы из одного источника. Это падение напряжения подается на инвертирующий вход усилителя. Усилитель 106 изолирует схему 78 источника тока от измерительной схемы 100 и обеспечивает избирательный выигрыш в десятичных шагах от 10 до. Выходной сигнал усилителя 106 затем регулируется фильтром нижних частот 10 Гц.

Берётся измеряемое сопротивление Rх и к нему подсоединяются четыре провода. При этом провод 1 – это составная часть моста, он должен быть по максимуму толстым и коротким, провод 2 является продолжением цепи питания моста, поэтому его сопротивление на точности измерений никак не отражается, а провода 3 и 4 включаются последовательно с сопротивлениями R1 и R2, имеющими величину более 10 Ом, поэтому их влияние также невелико, хотя и имеет место.

Для проведения измерений зонды 20 и 22 помещаются на проверяемую деталь. Затем переключатели «Тест» 36 и 52 на каждом датчике подавляются, и измерение завершается. Это напряжение затем подается на вход компаратора. Это приводит к тому, что транзистор 124 переходит в состояние включения.

При симисторе 68 на виртуальном коротком замыкании размещаются между токовыми контактами 35 и 48, которые открывают предохранитель 64. Диод 74, двухжильный стабилитрон с напряжением 2 В обеспечивает дополнительную защиту от зажима и подавление переходных процессов. Диод 108 защищает вход усилителя 106 за счет напряжения зажима более 2 вольт и вызывает открытие предохранителя 60.

С цепями, обладающими большими значениями индуктивности, измерение проводятся уже при установившемся токе, а отключение приборов выполняется до разрыва токовой цепи. Это необходимо делать для того, чтобы предотвратить повреждения гальванометра, а также для того, чтобы избежать возникновения ряда ошибок. Кроме того, следует помнить о том, что измерения сопротивления постоянному току проводятся при установившемся тепловом режиме. Под таким режимом подразумевается ситуация, когда температуры измеряемого объекта и окружающей среды отличаются друг от друга не более, чем на три градуса. Данная мера используется независимо от того, какой метод измерения применяется в данном конкретном случае. Нельзя забывать и про формулы пересчёта, которые необходимы для перевода измеренного сопротивления к другой температуре.

Кроме того, функциональная схема может быть реализована с использованием стабилитронов с различными пороговыми значениями. Другие модификации и изменения в структуре и способе действия настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области без отхода от объема и сущности настоящего изобретения. Хотя изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что заявляемое изобретение не должно быть чрезмерно ограничено такими конкретными вариантами осуществления.

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 10 5 Ом), и,соответственно большие (свыше 10 5 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют , которые реализуют метод непосредственной оценки.

Потому что в данном случае I A ≈I R относительно R и будет выполнено равенство I V «I R . При среднем значении R рекомендована такая схема:

Так как в этом случае U V ≈U R из-за Соответственно применив закон Ома получим:

Из-за наличия внутренних сопротивлений в приборах возникает погрешность, что есть основным недостатком этого метода. Но при измерении малых R сопротивление вольтметра будет равно R V >100R, а для измерения средних R амперметра R A <100R, то в таком случае суммарная погрешность не будет более 1%.

Метод непосредственной оценки

Чтоб реализовать такой метод необходимо применить омметр, схема которого ниже:

Данное устройство состоит из измерительного механизма ИМ (тип механизма магнитоэлектрический), шкала которого градуируется в омах. Также существует источник питания постоянным током U и резистор добавочный R д. К выходным зажимам А и В производят подключения измеряемого сопротивления R X . Соответственно в цепи будет протекать ток:

Где R Д, R И, R Х – добавочный резистор и сопротивления измерительного механизма и соответственно объекта, который подлежит измерению. При этом угол отклонения стрелки прибора будет равен:

Где S 1 – чувствительность токового измерителя.

Если зажимы А и В разомкнуть () , то угол отклонения стрелки прибора будет равен нулю α=0, а если их закоротить (R=0), то угол отклонения будет максимален. Поэтому у омметра шкала обратная – ноль у него справа.

Омметры довольно таки удобны в практическом применении, но они имеют довольно высокую погрешность (класс точности 2,5). Это связано с нестабильностью источника питания и неравномерностью шкалы. Дабы устранить причину неравномерности шкалы в омметрах стали использовать логометрические измерительные механизмы:

Такие приборы получили название мегомметров. Для получения источника питания в мегомметрах используют небольшие генераторы напряжением до 2500 Вольт и приводящиеся в движение вручную. В электронных же мегомметрах в качестве источника могут быть использованы батарейки или же внешний источник питания, подключаемый через специальный блок питания устройства. Мегомметры применяют для измерений больших сопротивлений, таких как сопротивление изоляции проводников. Для измерений свыше 10 9 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Мостовой метод

Устройства, применяемые для реализации такого измерения, именуют измерительными мостами. Четырехплечевой или одинарный мост содержит в себе две диагонали и четыре плеча:

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R 2 , R 3 , R 4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить R x . В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е 0 подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток I НИ = 0 и его отклонение тоже равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I 1 = I 2 , I 3 = I 4 , R x I 1 =R 3 I 3 , R 2 I 2 =R 4 I 4 . Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R 2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R 3 и R 4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения R х. Верхний предел (10 5 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Компенсационный метод

Его применяют для получения повышенной точности измерения. Ниже показана схема подобной установки:

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R 0 , а также источник питания Е и измеряемый резистор R х. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – U R 0 =R 0 I и U R Х =R Х I. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

При выполнении измерений необходимо ток I поддерживать постоянным и не допускать изменения его значения, для обеспечения точности измерения.