Kenmerken van het meten van kleine en grote weerstanden

Weerstand is een van de belangrijkste parameters electronisch circuithet bepalen van de werking van een circuit of installatie.

Het verkrijgen van bepaalde weerstandswaarden bij de productie van elektrische machines, apparaten, apparaten tijdens de installatie en werking van elektrische installaties is een voorwaarde om hun normale werking te waarborgen.

Sommige weerstanden behouden hun waarde praktisch onveranderd, terwijl andere daarentegen zeer onderhevig zijn aan verandering van tijd tot tijd, door temperatuur, vochtigheid, mechanische inspanning, enz. Daarom zowel bij de vervaardiging van elektrische machines, apparaten, apparaten en in Elektrische installaties moeten tijdens de installatie onvermijdelijk weerstand meten.

De voorwaarden en eisen voor het uitvoeren van weerstandsmetingen zijn zeer divers. In sommige gevallen is een hoge nauwkeurigheid vereist, in andere gevallen is het voldoende om een ​​geschatte waarde van de weerstand te vinden.

Afhankelijk van de waarde elektrische weerstanden zijn verdeeld in drie groepen:

• 1 ohm en minder - lage weerstand,

• van 1 ohm tot 0,1 Mohm - gemiddelde weerstanden,

• van 0,1 Mohm en meer - hoge weerstanden.

Bij het meten van lage weerstand is het noodzakelijk maatregelen te nemen om de invloed op het resultaat van de meting van de weerstand van aansluitdraden, contacten en thermo-EMF te elimineren.

Bij het meten van gemiddelde weerstanden kunt u de weerstanden van aansluitdraden en contacten negeren, u kunt de invloed van isolatieweerstand negeren.

Bij het meten van hoge weerstanden moet rekening worden gehouden met de aanwezigheid van volume- en oppervlakteweerstand, de invloed van temperatuur, vochtigheid en andere factoren.

Meetkarakteristieken met lage weerstand

De groep kleine weerstanden omvat: ankerwikkelingen van elektrische machines, weerstanden van ampèremeters, shunts, weerstanden van wikkelingen van stroomtransformatoren, weerstand van korte geleiders van de bus, enz.

Houd bij het meten van lage weerstanden altijd rekening met de mogelijkheid dat de weerstand van de aansluitdraden en transiënte weerstanden het meetresultaat kunnen beïnvloeden.

De weerstanden van de meetsnoeren zijn 1 x 104 — 1 x 102 ohm, junction weerstand — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

Bij voorbijgaande weerstanden of contact weerstanden de weerstanden begrijpen die een elektrische stroom tegenkomt bij het passeren van de ene draad naar de andere.

Tijdelijke weerstanden zijn afhankelijk van de grootte van het contactoppervlak, van de aard en toestand ervan - glad of ruw, schoon of vuil, evenals van de contactdichtheid, perskracht, enz.Laten we aan de hand van een voorbeeld begrijpen wat de invloed is van overgangsweerstanden en weerstanden van aansluitdraden op het meetresultaat.

In afb. 1 is een diagram voor het meten van weerstand met behulp van bijvoorbeeld ampèremeter- en voltmeterinstrumenten.

Rijst. 1. Verkeerd bedradingsschema voor het meten van lage weerstand met ampèremeter en voltmeter.

Zeg de vereiste weerstand rx - 0,1 ohm en de voltmeterweerstand rv = 500 ohm. Omdat ze parallel zijn aangesloten, is rNS/rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, dwz de stroom in de voltmeter is 0,02% van de stroom in de gewenste weerstand. Met een nauwkeurigheid van 0,02% kan de stroom van de ampèremeter dus worden beschouwd als gelijk aan de stroom in de vereiste weerstand.

Als we de waarden van de voltmeter die is aangesloten op de punten 1, 1′ van de waarde van de ampèremeter delen, krijgen we: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, waarbij r'x de gevonden waarde is van de vereiste weerstand ; rpr is de weerstand van de verbindingsdraad; gk - contactweerstand.

Rekening houdend met rNS =rk = 0,01 ohm, krijgen we het meetresultaat r'x = 0,14 ohm, vandaar de meetfout vanwege de weerstanden van de verbindingsdraden en contactweerstanden gelijk aan 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) × 100%.

Het is noodzakelijk erop te letten dat met een afname van de vereiste weerstand de meetfout vanwege de bovengenoemde redenen toeneemt.

Door een voltmeter aan te sluiten op de stroomtangen — punten 2 — 2 in afb.1, dat wil zeggen, op die weerstandsklemmen rx waarop de draden van het stroomcircuit zijn aangesloten, krijgen we de aflezing van de voltmeter U «v kleiner dan U'v uit de hoeveelheid spanningsverlies in de verbindingsdraden en dus de gevonden waarde van de gewenste weerstand rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk bevat alleen een fout vanwege de contactweerstanden.

Door een voltmeter aan te sluiten zoals getoond in afb. 2, naar de potentiaalterminals die zich tussen de huidige bevinden, krijgen we de aflezingen van de voltmeter U»'v is kleiner dan U «v van de grootte van de spanningsval over de contactweerstanden, en dus de gevonden waarde van de vereiste weerstand r » 'x = U»v / Ia = rx

Rijst. 2. Het juiste aansluitschema voor het meten van kleine weerstanden met een ampèremeter en een voltmeter

De gevonden waarde zal dus gelijk zijn aan de werkelijke waarde van de vereiste weerstand, aangezien de voltmeter de werkelijke waarde van de spanning zal meten over de vereiste weerstand rx tussen zijn potentiaalaansluitingen.

Het gebruik van twee paar klemmen, stroom en potentiaal, is de belangrijkste techniek om de invloed van de weerstand van de aansluitdraden en tijdelijke weerstanden op het resultaat van de meting van kleine weerstanden te elimineren.

Kenmerken van het meten van hoge weerstanden

Slechte stroomgeleiders en isolatoren hebben een hoge weerstand. Bij het meten van de weerstand van draden met lage elektrische geleidbaarheid, isolatiematerialen en producten die daarvan zijn gemaakt, moeten rekening houden met factoren die de mate van hun weerstand kunnen beïnvloeden.

Deze factoren omvatten voornamelijk temperatuur, zo is de geleidbaarheid van elektrisch karton bij een temperatuur van 20°C 1,64 x 10-13 1/ohm en bij een temperatuur van 40°C 21,3 x 10-13 1/ohm. Een temperatuurverandering van 20 °C veroorzaakte dus een 13-voudige verandering in weerstand (geleidbaarheid)!

De cijfers laten duidelijk zien hoe gevaarlijk het is om de invloed van temperatuur op meetresultaten te onderschatten. Evenzo is een zeer belangrijke factor die de grootte van de weerstand beïnvloedt, het vochtgehalte van zowel het testmateriaal als de lucht.

Ook het type stroom waarmee de test wordt uitgevoerd, de grootte van de te testen spanning, de duur van de spanning, enz. kunnen de weerstandswaarde beïnvloeden.

Bij het meten van de weerstand van isolatiematerialen en producten die daarvan zijn gemaakt, moet ook rekening worden gehouden met de mogelijkheid dat stroom door twee paden gaat:

1) door het volume van het geteste materiaal,

2) op het oppervlak van het geteste materiaal.

Het vermogen van een materiaal om op de een of andere manier een elektrische stroom te geleiden wordt gekenmerkt door de hoeveelheid weerstand die de stroom in deze grap tegenkomt.

Dienovereenkomstig zijn er twee concepten: volumeweerstand toegeschreven aan 1 cm3 van het materiaal en oppervlakteweerstand toegeschreven aan 1 cm2 van het oppervlak van het materiaal.

Laten we ter illustratie een voorbeeld nemen.

Bij het meten van de isolatieweerstand van een kabel met behulp van een galvanometer kunnen grote fouten optreden doordat de galvanometer kan meten (Fig. 3):

a) stroom Ivvan de kern van de kabel naar de metalen mantel door het volume van de isolatie (stroom Iv als gevolg van de volumeweerstand van de kabelisolatie karakteriseert de isolatieweerstand van de kabel),

b) stroom die van de kern van de kabel naar de mantel gaat langs het oppervlak van de isolatielaag (omdat de oppervlakteweerstand niet alleen afhangt van de eigenschappen van het isolatiemateriaal, maar ook van de toestand van het oppervlak).

Rijst. 3. Oppervlakte- en volumestroom in de kabel

Om de invloed van geleidende oppervlakken bij het meten van de isolatieweerstand te elimineren, wordt een draadspoel (veiligheidsring) aangebracht op de isolatielaag, die wordt aangesloten zoals weergegeven in Fig. 4.

Rijst. 4. Schema voor het meten van de volumestroom van de kabel

Dan zal de stroom I naast de galvanometer passeren en geen fouten in de meetresultaten introduceren.

In afb. 5 is een schematisch diagram voor het bepalen van de massaweerstand van een isolatiemateriaal. - platen A. Hier BB - elektroden waarop spanning U wordt toegepast, G - galvanometer die de stroom meet als gevolg van de volumeweerstand van plaat A, V - beschermende ring.

Rijst. 5. Meting van volumeweerstand van een vast diëlektricum

In afb. 6 is een schematisch diagram voor het bepalen van de oppervlakteweerstand van een isolatiemateriaal (plaat A).

Rijst. 6. Meting van de oppervlakteweerstand van een vast diëlektricum

Bij het meten van hoge weerstanden moet ook serieus gelet worden op de isolatie van de meetinstallatie zelf, omdat er anders door de isolatieweerstand van de installatie zelf een stroom door de galvanometer gaat vloeien wat tot een overeenkomstige fout in de meting leidt.

Het wordt aanbevolen om voor het meten afscherming te gebruiken of een isolatiecontrole van het meetsysteem uit te voeren.