Измерения сопротивления: Методы и средства измерения электрических сопротивлений

Содержание

Система четырехточечного зондового измерения RMS-EL-Z

Комплектация и технические характеристики

Multiheight Probe – Предметный стол-основание с механизмом перемещения по высоте и цилиндрической измерительной головкой — автоматическое перемещение по оси Z (опция).

Multiposition Stage – Предметный стол с точной регулировкой по оси X 

  • Изменяемая высота, чтобы измерять образцы от тонких слоев до слитков.
  • Уровень работы измеряющей головы с переключаемым током, чтобы предотвратить замыкание.
  • Образцы измерения высотой до 200 мм.
  • Ширина образца, ограничена только размером рабочего столика.

Источник постоянного тока и цифровой вольтметр RM3000

Вырабатывает постоянный ток между 10nA и 99.99mA, и измеряет напряжения от 0.01mV до 1250 милливольт.

Диапазон измерения:

1 мОм/□ до 500 МОм/□ (поверхностное сопротивление), где □ – площадь пленочного резистора квадратной формы любых размеров.

1 мОм*см до 1 Мом*см (объёмное удельное сопротивление)

Единица измерения: мВ, Ом/площадь, Ом*см

Встроенная память: 50 показаний

Программное обеспечение: для операции и чтения результатов поставляется бесплатно

Автодиапазон: определяет соответствующие текущие параметры настройки

Ток: обратимый для проверки хороших контактов и измерений

Точность: 0.3 %, самая высокая точность 0,1 % 

Возможность введение данных по толщине подложки и интервал измерений.

Соединение: USB или RS-232

Реестр поставок системы четырех-зондвого измерения сопротивления

 Jandel RMSELZ

Год поставки

Предприятие заказчик

2010

ОАО «ФНПЦ «ННИИРТ»

2011

ЗАО «Элпресс»

2011

ОАО «ИЭМЗ «Купол»

2011

ФГУП «КЗРТА»

2011

ФГУП «НПП «Восток»

2011

ФГБОУ ВПО «ЧГУ им.

И.Н. Ульянова»

2012

ОАО «ОКБ-Планета»

2012

ООО «ЦЕНТРРЕГИОНСТРОЙ»

2012

ЗАО «Нанотех-Трейд»

2012

ЗАО «ВЗПП-Микрон»

2012

ОАО «Гос.Рязанский прибор.завод»

2012

ОАО «НПП «Радар ммс»

2012

ОАО «НПО НИИИП-НЗиК»

2013

ООО»Премьер»

2013

ФГУП «НПП «Исток»

2013

ООО «ЭСТО-Вакуум»

2013

ЗАО «Торговый Дом «Научное оборудование»

2013

ОАО «Корпорация «Комета»

2013

ООО «ДальАналит»

2013

ОАО «НПП «Завод Искра»

2013

ДООО «Ижевский радиозавод»

2013

ФКП «НТИИМ»

2013

ОАО «НИИЭТ»

2014

ООО «СОЛЭКС-С»

2014

ОАО «НПО НИИИП-НЗиК»

2014

ООО «УЦТТ»

2014

ОАО «НИИЭП»

2014

Московский физико-математический институт

2014

ИОФ РАН

2015

ОАО «Корпорация «Комета»

2015

АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко

2015

ОАО «РКБ «Глобус»

2016

АО «ММЗ»

2016

ПАО «НПО «Стрела»

2016

АО «НИИ «Экран»

2017

АО «НИИП имени В.В. Тихомирова»

2017

ФГУП «Уральский электромеханический завод»

2017

АО «ЦНИИ Электрон»

2018

АО «КОНЦЕРН ВКО «АЛМАЗ — АНТЕЙ»

2018

ФГУП «НПЦАП»

2018

ФГБОУ ВО «ТГТУ»

 

 

Измерение сопротивления обмотки

Ухудшение сопротивления изоляции трансформатора — одна из наиболее частых причин выхода трансформатора из строя: вышедший из строя трансформатор — дорогостоящая работа при замене в энергосистеме с потенциалом длительного простоя. Если Вы не обслуживаете трансформатор регулярными проверками сопротивления изоляции (это может быть выпонено с помощью измерительного оборудования для трансформаторов Megger MTO), то он, скорее всего, выйдет их строя до достижения  максимального срока службы. 

Измеряя сопротивление обмотки трансформатора от одного ввода к другому, можно выявить много информации о самом трансформаторе. Помимо очевидного повреждения обмотки трансформатора (например, обрыва обмотки или короткого замыкания), могут быть обнаружены менее заметные проблемы. Постоянный ток, помимо протекания через обмотку, также протекает через ПБВ или РПН, а также через множество сварных болтовых соединений. Следовательно, целостность всех этих компонентов может быть проверена с помощью приборов для проверки сопротивления обмотки постоянному току. Подача испытательного тока DC через регулятор напряжения РПН при переходе (переключение ответвлений) подтверждает правильность работы. Статистика отказов трансформаторов также подтверждает уязвимость устройств РПН, как единственных движущихся механизмов в баке трансформатора.

 

Проблемы или неисправности трансформатора возникают из-зи его несовершенной конструкции, сборки, транспортировки к месту установки, влияния окружающей среды, перегрузок или некачественного обслуживания. Измерение сопротивления обмоток трансформатора гарантирует правильность соединений, а измерения сопротивления показывают отсутствие серьезных несоответствий или обрывов. В большинство силовых трансформаторов встроены устройства регулирования напряжения. Изменения коэффициента трансформации связаны с мезаническим перемещением контакта из одного положения в другое, и испытание переключателя РПН трансформатора также должно проводиться во время испытания сопротивления обмотки трансформатора, чтобы подтвердить правильность работы. 

Конвертер электрического сопротивления • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Нагретый до 800°C резистивный нагревательный элемент.

Введение

Резисторы на этой плате из блока питания обведены красными прямоугольниками и составляют половину ее элементов

Термину сопротивление в некотором отношении повезло больше, чем другим физическим терминам: мы с раннего детства знакомимся с этим свойством окружающего мира, осваивая среду обитания, особенно когда тянемся к приглянувшейся игрушке в руках другого ребёнка, а он сопротивляется этому. Этот термин нам интуитивно понятен, поэтому в школьные годы во время уроков физики, знакомясь со свойствами электричества, термин электрическое сопротивление не вызывает у нас недоумения и его идея воспринимается достаточно легко.

Число производимых в мире технических реализаций электрического сопротивления — резисторов — не поддаётся исчислению. Достаточно сказать, что в наиболее распространённых современных электронных устройствах — мобильных телефонах, смартфонах, планшетах и компьютерах — число элементов может достигать сотен тысяч. По статистике резисторы составляют свыше 35% элементов электронных схем, а, учитывая масштабы производства подобных устройств в мире, мы получаем умопомрачительную цифру в десятки триллионов единиц. Наравне с другими пассивными радиоэлементами — конденсаторами и катушками индуктивности, резисторы лежат в основе современной цивилизации, являясь одним из китов, на которых покоится наш привычный мир.

Кабели должны обладать возможно меньшим электрическим сопротивлением

Определение

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая некоторые электрические свойства материи препятствовать свободному, без потерь, прохождению электрического тока через неё. В терминах электротехники электрическое сопротивление есть характеристика электрической цепи в целом или её участка препятствовать протеканию тока и равная, при постоянном токе, отношению напряжения на концах цепи к силе тока, протекающего по ней.

Электрическое сопротивление связано с передачей или преобразованием электрической энергии в другие виды энергии. При необратимом преобразовании электрической энергии в тепловую, ведут речь об активном сопротивлении. При обратимом преобразовании электрической энергии в энергию магнитного или электрического поля, если в цепи течет переменный ток, говорят о реактивном сопротивлении. Если в цепи преобладает индуктивность, говорят об индуктивном сопротивлении, если ёмкость — о ёмкостном сопротивлении.

Полное сопротивление (активное и реактивное) для цепей переменного тока описывается понятиям импеданса, а для переменных электромагнитных полей — волновым сопротивлением. Сопротивлением иногда не совсем правильно называют его техническую реализацию — резистор, то есть радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Закон Ома

Сопротивление обозначается буквой R или r и считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

Закон Ома

R = U/I

где

R — сопротивление, Ом;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника, В;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов, А.

Эта формула называется законом Ома, по имени немецкого физика, открывшего этот закон. Немаловажную роль в расчёте теплового эффекта активного сопротивления играет закон о выделяемой теплоте при прохождении электрического тока через сопротивление — закон Джоуля-Ленца:

Q = I2 · R · t

где

Q — количество выделенной теплоты за промежуток времени t, Дж;

I — сила тока, А;

R — сопротивление, Ом;

t — время протекания тока, сек.

Георг Симон Ом

Единицы измерения

Основной единицей измерения электрического сопротивления в системе СИ является Ом и его производные: килоом (кОм), мегаом (МОм). Соотношения единиц сопротивления системы СИ с единицами других систем вы можете найти в нашем конвертере единиц измерения.

Историческая справка

Первым исследователем явления электрического сопротивления, а, впоследствии, и автором знаменитого закона электрической цепи, названного затем его именем, стал выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом. Опубликованный в 1827 году в одной из его работ, закон Ома сыграл определяющую роль в дальнейшем исследовании электрических явлений. К сожалению, современники не оценили его исследования, как и многие другие его работы в области физики, и, по распоряжению министра образования за опубликование результатов своих исследований в газетах он даже был уволен с должности преподавателя математики в Кёльне. И только в 1841 году, после присвоения ему Лондонским королевским обществом на заседании 30 ноября 1841 г. медали Копли, к нему наконец-то приходит признание. Учитывая заслуги Георга Ома, в 1881 г. на международном конгрессе электриков в Париже было решено назвать его именем теперь общепринятую единицу электрического сопротивления («один ом»).

Физика явления в металлах и её применение

По своим свойствам относительной величины сопротивления, все материалы подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы. Отдельным классом выступают материалы, имеющие нулевое или близкое к таковому сопротивление, так называемые сверхпроводники. Наиболее характерными представителями проводников являются металлы, хотя и у них сопротивление может меняться в широких пределах, в зависимости от свойств кристаллической решётки.

По современным представлениям, атомы металлов объединяются в кристаллическую решётку, при этом из валентных электронов атомов металла образуется так называемый «электронный газ».

Перегорание нити лампы накаливания в воздухе

Относительно малое сопротивление металлов связано именно с тем обстоятельством, что в них имеется большое количество носителей тока — электронов проводимости — принадлежащих всему ансамблю атомов данного образца металла. Возникающий при приложении внешнего электрического поля, ток в металле представляет собой упорядоченное движение электронов. Под действием поля электроны ускоряются и приобретают определённый импульс, а затем сталкиваются с ионами решётки. При таких столкновениях, электроны изменяют импульс, частично теряя энергию своего движения, которая преобразуется во внутреннюю энергию кристаллической решётки, что и приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока. Необходимо заметить, что сопротивление образца металла или сплавов металлов данного состава зависит от его геометрии, и не зависит от направления приложенного внешнего электрического поля.

Дальнейшее приложение всё более сильного внешнего электрического поля приводит к нарастанию тока через металл и выделению всё большего количества тепла, которое, в конечном итоге, может привести к расплавлению образца. Это свойство применяется в проволочных предохранителях электрических цепей. Если температура превысила определенную норму, то проволока расплавляется, и прерывает электрическую цепь — по ней больше не может течь ток. Температурную норму обеспечивают, выбирая материал для проволоки по его температуре плавления. Прекрасный пример того, что происходит с предохранителями, даёт опыт съёмки перегорания нити накала в обычной лампе накаливания.

Наиболее типичным применением электрического сопротивления является применение его в качестве тепловыделяющего элемента. Мы пользуемся этим свойством при готовке и подогреве пищи на электроплитках, выпекании хлеба и тортов в электропечах, а также при работе с электрочайниками, кофеварками, стиральными машинами и электроутюгами. И совершенно не задумываемся, что своему комфорту в повседневной жизни мы опять же должны быть благодарны электрическому сопротивлению: включаем ли бойлер для душа, или электрический камин, или кондиционер в режим подогрева воздуха в помещении — во всех этих устройствах обязательно присутствует нагревательный элемент на основе электрического сопротивления.

В промышленном применении электрическое сопротивление обеспечивает приготовление пищевых полуфабрикатов (сушка), проведение химических реакций при оптимальной температуре для получения лекарственных форм и даже при изготовлении совершенно прозаических вещей, вроде полиэтиленовых пакетов различного назначения, а также при производстве изделий из пластмасс (процесс экструдирования).

Физика явления в полупроводниках и её применение

В полупроводниках, в отличие от металлов, кристаллическая структура образуется за счёт ковалентных связей между атомами полупроводника и поэтому, в отличие от металлов, в чистом виде они имеют значительно более высокое электрическое сопротивление. Причем, если говорят о полупроводниках, обычно упоминают не сопротивление, а собственную проводимость.

Микропроцессор и видеокарта

Привнесение в полупроводник примесей атомов с большим числом электронов на внешней оболочке, создаёт донорную проводимость n-типа. При этом «лишние» электроны становятся достоянием всего ансамбля атомов в данном образце полупроводника и его сопротивление понижается. Аналогично привнесение в полупроводник примесей атомов с меньшим числом электронов на внешней оболочке, создаёт акцепторную проводимость р-типа. При этом «недостающие» электроны, называемые «дырками», становятся достоянием всего ансамбля атомов в данном образце полупроводника и его сопротивление также понижается.

Наиболее интересен случай соединения областей полупроводника с различными типами проводимости, так называемый p-n переход. Такой переход обладает уникальным свойством анизотропии — его сопротивление зависит от направления приложенного внешнего электрического поля. При включении «запирающего» напряжения, пограничный слой p-n перехода обедняется носителями проводимости и его сопротивление резко возрастает. При подаче «открывающего» напряжения в пограничном слое происходит рекомбинация носителей проводимости в пограничном слое и сопротивление p-n перехода резко понижается.

На этом принципе построены важнейшие элементы электронной аппаратуры — выпрямительные диоды. К сожалению, при превышении определённого тока через p-n переход, происходит так называемый тепловой пробой, при котором как донорные, так и акцепторные примеси перемещаются через p-n переход, тем самым разрушая его, и прибор выходит из строя.

Главный вывод о сопротивлении p-n переходов заключается в том, что их сопротивление зависит от направления приложенного электрического поля и носит нелинейный характер, то есть не подчиняется закону Ома.

Несколько иной характер носят процессы, происходящие в МОП-транзисторах (Металл-Окисел-Полупроводник). В них сопротивлением канала исток-сток управляет электрическое поле соответствующей полярности для каналов p- и n-типов, создаваемое затвором. МОП-транзисторы почти исключительно используются в режиме ключа — «открыт-закрыт» — и составляют подавляющее число электронных компонентов современной цифровой техники.

Вне зависимости от исполнения, все транзисторы по своей физической сути представляют собой, в известных пределах, безынерционные управляемые электрические сопротивления.

В ксеноновой лампе-вспышке (обведена красной линией) вспышка происходит после ионизации газа в результате уменьшения его электрического сопротивления

Физика явления в газах и её применение

В обычном состоянии газы являются отличными диэлектриками, поскольку в них имеется очень малое число носителей заряда — положительных ионов и электронов. Это свойство газов используется в контактных выключателях, воздушных линиях электропередач и в воздушных конденсаторах, так как воздух представляет собой смесь газов и его электрическое сопротивление очень велико.

Так как газ имеет ионно-электронную проводимость, при приложении внешнего электрического поля сопротивление газов вначале медленно падает из-за ионизации всё большего числа молекул. При дальнейшем увеличении напряжения внешнего поля возникает тлеющий разряд и сопротивление переходит на более крутую зависимость от напряжения. Это свойство газов использовалась ранее в газонаполненных лампах — стабисторах — для стабилизации постоянного напряжения в широком диапазоне токов. При дальнейшем росте приложенного напряжения, разряд в газе переходит в коронный разряд с дальнейшим снижением сопротивления, а затем и в искровой — возникает маленькая молния, а сопротивление газа в канале молнии падает до минимума.

Основным компонентом радиометра-дозиметра Терра-П является счетчик Гейгера-Мюллера. Его работа основана на ударной ионизации находящегося в нем газа при попадании гамма-кванта, в результате которой резко снижается его сопротивление, что и регистрируется.

Свойство газов светиться при протекании через них тока в режиме тлеющего разряда используется для оформления неоновых реклам, индикации переменного поля и в натриевых лампах. То же свойство, только при свечении паров ртути в ультрафиолетовой части спектра, обеспечивает работу и энергосберегающих ламп. В них световой поток видимого спектра получается в результате преобразования ультрафиолетового излучения флуоресцентным люминофором, которым покрыты колбы ламп. Сопротивление газов точно так же, как и в полупроводниках, носит нелинейный характер зависимости от приложенного внешнего поля и так же не подчиняется закону Ома.

Физика явления в электролитах и её применение

Сопротивление проводящих жидкостей — электролитов — определяется наличием и концентрацией ионов различных знаков — атомов или молекул, потерявших или присоединивших электроны. Такие ионы при недостатке электронов называются катионами, при избытке электронов — анионами. При приложении внешнего электрического поля (помещении в электролит электродов с разностью потенциалов) катионы и анионы приходят в движение; физика процесса заключается в разрядке или зарядке ионов на соответствующем электроде. При этом на аноде анионы отдают излишние электроны, а на катоде катионы получают недостающие.

Гальваническое покрытие хромом пластмассовой душевой головки. На внутренней стороне, не покрытой хромом, виден тонкий красный слой меди.

Существенным отличием электролитов от металлов, полупроводников и газов является перемещение вещества в электролитах. Это свойство широко используется в современной технике и медицине — от очистки металлов от примесей (рафинирование) до внедрения лекарственных средств в больную область (электрофорез). Сверкающей сантехнике наших ванн и кухонь мы обязаны процессам гальваностегии – никелированию и хромированию. Излишне вспоминать, что качество покрытия достигается именно благодаря управлению сопротивлением раствора и его температурой, а также многими другими параметрами процесса осаждения металла.

Поскольку человеческое тело с точки зрения физики представляет собой электролит, применительно к вопросам безопасности существенную роль играет знание о сопротивлении тела человека протеканию электрического тока. Хотя типичное значение сопротивления кожи составляет около 50 кОм (слабый электролит), оно может варьироваться в зависимости от психоэмоционального состояния конкретного человека и условий окружающей среды, а также площади контакта кожи с проводником электрического тока. При стрессе и волнении или при нахождении в некомфортных условиях оно может значительно снижаться, поэтому для расчётов сопротивления человека в технике безопасности принято значение 1 кОм.

Любопытно, что на основе измерения сопротивления различных участков кожи человека, основан метод работы полиграфа — «детектора» лжи, который, наряду с оценкой многих физиологических параметров, определяет, в частности, отклонение сопротивления от текущих значений при задавании испытуемому «неудобных» вопросов. Правда этот метод ограниченно применим: он даёт неадекватные результаты при применении к людям с неустойчивой психикой, к специально обученным агентам или к людям с аномально высоким сопротивлением кожи.

В известных пределах к току в электролитах применим закон Ома, однако, при превышении внешнего прилагаемого электрического поля некоторых характерных для данного электролита значений, его сопротивление также носит нелинейный характер.

Физика явления в диэлектриках и её применение

Сопротивление диэлектриков весьма высоко, и это качество широко используется в физике и технике при применении их в качестве изоляторов. Идеальным диэлектриком является вакуум и, казалось бы, о каком сопротивлении в вакууме может идти речь? Однако, благодаря одной из работ Альберта Эйнштейна о работе выхода электронов из металлов, которая незаслуженно обойдена вниманием журналистов, в отличие от его статей по теории относительности, человечество получило доступ к технической реализации огромного класса электронных приборов, ознаменовавших зарю радиоэлектроники, и по сей день исправно служащих людям.

Магнетрон 2М219J, установленный в бытовой микроволновой печи

Согласно Эйнштейну, любой проводящий материал окружён облаком электронов, и эти электроны, при приложении внешнего электрического поля, образуют электронный луч. Вакуумные двухэлектродные приборы обладают различным сопротивлением при смене полярности приложенного напряжения. Раньше они использовались для выпрямления переменного тока. Трёх- и более электродные лампы использовались для усиления сигналов. Теперь они вытеснены более выгодными с энергетической точки зрения транзисторами.

Однако осталась область применения, где приборы на основе электронного луча совершенно незаменимы — это рентгеновские трубки, применяемые в радиолокационных станциях магнетроны и другие электровакуумные приборы. Инженеры и по сей день всматриваются в экраны осциллографов с электронно-лучевыми трубками, определяя характер происходящих физических процессов, доктора не могут обойтись без рентгеновских снимков, и все мы ежедневно пользуемся микроволновыми печами, в которых стоят СВЧ-излучатели — магнетроны.

Поскольку характер проводимости в вакууме носит только электронный характер, сопротивление большинства электровакуумных приборов подчиняется закону Ома.

Резисторы поверхностного монтажа

Резисторы: их назначение, применение и измерение

Переменный регулировочный резистор

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — элемент электрической цепи, предназначенный для использования его в качестве электрического сопротивления. Помимо этого, резисторы, являясь технической реализацией электрического сопротивления, также характеризуются паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

Резистор — электронный прибор, необходимый во всех электронных схемах. По статистике, 35% любой радиосхемы составляют именно резисторы. Конечно, можно попытаться выдумать схему без резисторов, но это будут лишь игры разума. Практические электрические и электронные схемы без резисторов немыслимы. С точки зрения инженера-электрика любой прибор, обладающий сопротивлением, может называться резистором вне зависимости от его внутреннего устройства и способа изготовления. Ярким примером тому служит история с крушением дирижабля «Италия» полярного исследователя Нобиле. Радисту экспедиции удалось отремонтировать радиостанцию и подать сигнал бедствия, заменив сломанный резистор грифелем карандаша, что, в конечном итоге, и спасло экспедицию.

10-ваттный керамический резистор

Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться в качестве дискретных компонентов или составных частей интегральных микросхем. Дискретные резисторы классифицируются по назначению, виду вольтамперной характеристики, по способу защиты и по способу монтажа, характеру изменения сопротивления, технологиям изготовления и рассеиваемой тепловой энергии. Обозначение резистора в схемах приведено на рисунке ниже:

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех резисторов:

R = R1 + R2 + … + Rn

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление цепи равно

R = R1 · R2 · … · Rn/(R1 + R2 + … + Rn)

По назначению резисторы делятся на:

  • резисторы общего назначения;
  • резисторы специального назначения.

По характеру изменения сопротивления резисторы делятся на:

По способу монтажа:

  • для печатного монтажа;
  • для навесного монтажа;
  • для микросхем и микромодулей.

По виду вольт-амперной характеристики:

Цветовая маркировка резисторов

В зависимости от габаритов и назначения резисторов, для обозначения их номиналов применяются цифро-символьная маркировка или маркировка цветными полосками для резисторов навесного или печатного монтажа. Символ в маркировке может играть роль запятой в обозначении номинала: для обозначения Ом применяются символы R и E, для килоом — символ К, для мегаом — символ М. Например: 3R3 означает номинал в 3,3 Ом, 33Е = 33 Ом, 4К7 = 4,7 кОм, М56 = 560 кОм, 1М0 = 1,0 Мом.

Цветовая маркировка резисторов

Измерение сопротивления резистора с помощью мультиметра

Для малогабаритных резисторов навесного монтажа и печатного применяется маркировка цветными полосками по имеющимся таблицам. Чтобы не рыться в справочниках, в Интернете можно найти множество различных программ для определения номинала резистора.

Резисторы для поверхностного монтажа (SMD) маркируются тремя или четырьмя цифрами или тремя символами, в последнем случае номинал тоже определяется по таблице или по специальным программам.

Измерение резисторов

Наиболее универсальным и практичным методом определения номинала резистора и его исправности является непосредственное измерение его сопротивления измерительным прибором. Однако при измерении непосредственно в схеме следует помнить, что ее питание должно быть отключено и что измерение будет неточным.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Повышение точности и надежности при четырехпроводном измерении сопротивления

Когда точность действительно имеет значение, следует выполнять четырехпроводное измерение сопротивления. Иногда называемый методом Кельвина, метод четырехпроводного сопротивления часто используется в приложениях автоматизированного тестирования, когда между цифровым мультиметром (DMM) и тестируемым устройством (DUT) имеются кабели большой длины, многочисленные соединения или переключатели.

В этой статье мы обсудим преимущества четырехпроводного измерения сопротивления, чем отличаются цифровые мультиметры VTI Instruments EX1200 от AMETEK Programmable Power в качестве высокоточных инструментов измерения сопротивления, а также как справиться с распространенными ошибками, которые могут возникнуть при выполнении этих измерений.

Откройте для себя преимущества четырехпроводного измерения сопротивления

Четырехпроводные измерения сопротивления позволяют:

  • Измерьте сопротивление в миллиомном (мОм) диапазоне. Это может быть важно при тестировании разъемов, кабелей, рассчитанных на большие токи, и кабелей, используемых в приложениях с высокой надежностью.
  • Компенсация ошибок, вызванных сопротивлением измерительного провода и испытательного приспособления.
  • Измерьте сопротивление сильному току, что может позволить вам сделать более точные измерения.

Повышение точности с помощью цифровых мультиметров EX1200

VTI EX1200 6-1/2-разрядные цифровые мультиметры — в частности, EX1200-2165 и EX1200-2365 — позволяют выполнять высокоточные четырехпроводные измерения сопротивления. На рис. 1 показано, как подключить сопротивление к цифровому мультиметру VTI EX1200 для выполнения четырехпроводного измерения.

Рисунок 1: Как подключить сопротивление к цифровому мультиметру VTI EX1200

 

Благодаря возможности выполнять четырехпроводные измерения сопротивления, цифровой мультиметр VTI EX1200 может вычесть сопротивление проводов измерительных проводов из конечного результата, фактически делая провода измерительных проводов равными 0 Ом.С помощью этой функции вы можете измерять сопротивление ниже 0,1 Ом, так как вы не увидите сопротивления подводящего провода. В качестве альтернативы можно измерить компонент на некотором расстоянии от цифрового мультиметра или через несколько соединений и реле, предполагая, что все провода проложены через одинаковое количество соединений и контактов реле.

Поскольку все цифровые мультиметры производят испытательный ток для измерения падения напряжения на сопротивлении, это может привести к эффекту нагрева, особенно на ИУ с низким сопротивлением. Поскольку более высокий испытательный ток создает большее падение напряжения, этот больший отклик обеспечивает лучшую точность и улучшенное отношение сигнал/шум.Однако слишком большой испытательный ток может создать эффект нагрева, что может привести к изменению сопротивления ИУ и нестабильности измерений. Таким образом, необходим баланс, чтобы обеспечить достаточный испытательный ток для обеспечения хорошей точности без возникновения эффекта самонагрева.

Цифровой мультиметр VTI EX1200 позволяет конечному пользователю запрограммировать тестовый ток в диапазоне, который лучше всего подходит для его/ее теста. Эта гибкость в сочетании с четырехпроводной измерительной функцией цифрового мультиметра обеспечивает максимальную точность испытаний.В таблице 1 показаны доступные испытательные токи для выбранного диапазона и разрешения.

Таблица 1: Доступные испытательные токи для определенных диапазонов и разрешений

 

Свести к минимуму распространенные ошибки

Четырехпроводные измерения сопротивления подвержены многим из тех же ошибок, что и высокоточные измерения постоянного напряжения. Кроме того, при четырехпроводном измерении сопротивления вы можете столкнуться со следующими ошибками:

.
  • Ошибки самонагрева: Когда ток проходит через тестируемое сопротивление, температура резистора увеличивается и может вызвать ошибку самонагрева.Это неизбежно. Когда ИУ нагревается, температура ИУ увеличивается, изменяя значение сопротивления ИУ. Величина этой ошибки зависит от температурного коэффициента ИУ и поэтому не может быть указана. Чтобы свести к минимуму эту ошибку, примените передовой опыт по минимизации времени, в течение которого ток подается на ИУ.
  • Ошибки времени установления: В некоторых случаях сопротивление измерительного провода в сочетании с емкостью ИУ достаточно велико, так что постоянная времени резистор-конденсатор (RC) становится значимой.Время установления из-за этой постоянной времени RC может быть довольно продолжительным, особенно при измерении сопротивлений более 100 кОм. Некоторые типы прецизионных резисторов, например, имеют большую сосредоточенную емкость, подключенную к клеммам для подавления шума. В этих случаях снятие показаний сопротивления без расчета времени схватывания даст неточный результат.

Функция автоматической задержки цифрового мультиметра VTI EX1200 поможет вам избежать ошибок постоянной времени RC. Когда вы включаете автоматическую задержку, цифровой мультиметр VTI EX1200 будет ждать, пока входной сигнал установится, прежде чем выполнять измерение.Однако в некоторых случаях вам, возможно, придется установить время задержки вручную.

  • Ошибки сопротивления изоляции и чистоты поверхности: Влагопоглощающая изоляция и «грязные» поверхностные пленки в испытательных кабелях и приспособлениях могут увеличить токи утечки, что может привести к ошибкам измерения при измерении сопротивлений 1 МОм и более. Чтобы уменьшить ошибки этого типа, поддерживайте «чистую» систему с высоким сопротивлением.

Правильный выбор изоляции кабеля также может уменьшить количество ошибок.Нейлон и поливинилхлорид (ПВХ) являются относительно плохими изоляторами (109 Ом) по сравнению с политетрафторэтиленом (Тефлон®) (1013 Ом). Утечка через нейлоновые или ПВХ изоляторы может легко привести к ошибке 0,1% при измерении сопротивления 1 МОм во влажных условиях. Следует избегать физического прикосновения к тестируемому устройству во время измерения сопротивления, так как тело выступает в качестве пути утечки испытательного тока. Подключение второго прибора к испытательному сопротивлению изменит измерение сопротивления, выполняемое цифровым мультиметром VTI EX1200.Вместо простого тестового сопротивления цифровой мультиметр будет измерять параллельную комбинацию тестового сопротивления и импеданса второго тестового прибора.

Подробнее
Для получения дополнительной информации о семействе приборов VTI EX1200 свяжитесь с одним из наших торговых представителей, посетив сайт www.powerandtest.com/sales-reps/programmable-power-sales. Вы также можете написать нам по адресу [email protected] или позвонить по бесплатному телефону 800-733-5427 или 858-450-0085.

Четырехпроводное измерение сопротивления

Четырехпроводное измерение сопротивления

При простом измерении сопротивления измерительные провода и контактные сопротивления соединены последовательно с образцом.

Измерительные провода обычно имеют сопротивление порядка Ом, но контактное сопротивление может быть в диапазоне МОм или ГОм. В этих случаях часто используется 4-проводное измерение. Эквивалентная схема этого измерения показана ниже.

Через внешние контакты проходит ток. Напряжение на клеммах источника тока, \(I(R_{C1}+R_S+R_{C2})\), включает вклад двух контактных сопротивлений \(R_{C1}\) и \(R_{C1}\), а также сопротивления образца \(R_S\).Напряжение на образце равно \(V_S=IR_S\). Это напряжение вызывает протекание небольшого измерительного тока через вольтметр, \(I_{\text{meas}}=IR_S/(R_{C3}+R_M+R{C4})\). Здесь \(R_M\) — внутреннее сопротивление вольтметра. Напряжение, отображаемое вольтметром, равно \(V_M=\frac{V_SR_M}{R_{C3}+R_M+R_{C4}}\). Хороший вольтметр будет иметь большое внутреннее сопротивление, поэтому \(V_M\) будет приблизительно равно \(V_S\). Будут проблемы с измерением, если контактные сопротивления будут порядка \(R_M\).

Имеется четыре клеммы SMU, которые помечены как Hi, Sense-Hi, Lo и Sense-Lo. При 2-проводном измерении при постоянном токе ток поступает от Hi до Lo, а напряжение измеряется между Hi и Lo. При 2-проводном измерении при постоянном напряжении между Hi и Lo подается напряжение, и измеряется ток, протекающий между Hi и Lo. При 4-проводном измерении ток подается между Hi и Lo, а напряжение измеряется между Sense-Hi и Sense-Lo. Четырехпроводные измерения используются в нашей лаборатории для измерения удельного сопротивления тонких пленок.Четыре подпружиненных пружинных штифта прижимаются к тонкой пластине с помощью микрометрического винта. Клеммы Hi и Lo подключены к двум внешним пого-контактам, а Sense-Hi и Sense-Lo подключены к двум внутренним пого-контактам.

В приведенном ниже коде Python используется измеритель источника Keithley для выполнения двухпроводных и четырехпроводных измерений сопротивления, после чего результаты сравниваются. Каждое из этих измерений повторяют 10 раз и рассчитывают среднее значение и стандартное отклонение.

от KeithleyV15 импорт SMU26xx импортировать numpy «»» Пример Датчик с четырьмя терминалами (Vierleitermessung) с одним каналом Измеряются первые 2-проводные измерения с каналом A -> R_I + R_M. Чем измеряется 4-проводное измерение с каналом A Sense-wire R_M ——————————- | | |-| ————— | | Р_И | | |-| | |-| | | | | R_M ——- SMU_A ——- SMU_A |-| | А | напряжение | А_С | Смысл | ——- источник ——- провода | | | | —————————— А… SMU Источник напряжения канала A A_S… SMU Channel A сенсорные провода для измерения R_M используются только в 4-проводном режиме R_M… Резистор, который вы хотите измерить R_I… Резистор, мешающий прямому измерению R_M в 2-проводном режиме В этом примере R_I имитирует возможные сопротивления выводов и контактов, которые мешают прямому измерение R_M. Использование четырехконтактного датчика (Vierleitermessung) с 4-проводным режимом провод и контакт сопротивления игнорируются и измеряется только R_M.Эта установка используется для измерения электрического сопротивления в что измеряемый резистор имеет сопротивление в диапазоне сопротивлений выводов и контактов или когда очень необходимо точное измерение. При 2-проводном измерении будет измеряться последовательная цепь R_M + R_I (+ сопротивление провода и контакта) 4-проводное измерение будет измерять R_M «»» # Подключиться к источнику sm = SMU26xx(«TCPIP0::129.27.158.41::inst0::INSTR») # Выберите канал, который подключен сму = см.get_channel(sm.CHANNEL_A) #smu = sm.get_channel(sm.CHANNEL_B) «»» Определите ток для обоих измерений. Ограничение тока для всех измерений равно 10*ток.»»» «»» Ток должен быть настолько низким, чтобы измеренное напряжение было меньше 20 В!!!!»»» ток = 1e-5 R2wire=[] R2wire_cvoltage=[] R4wire=[] для я в диапазоне (0,10): «»» Настройте канал A для 2-проводного измерения «»» # сброс настроек по умолчанию сму.сброс настроек() # установить режим определения на локальный (2-проводной) — это не обязательно, если вы ранее сбросили канал smu.set_sense_2wire() # настроить режим работы и что будет отображаться на дисплее smu.set_mode_current_source() smu.display_resistance() # определить начальные параметры для канала A smu.set_voltage_range(20) smu.set_voltage_limit(20) smu.set_voltage(0) smu.set_current_range(текущий*10) сму.set_current_limit (текущий * 10) smu.set_current (0) «»» Выполните 2-проводное измерение «»» # включить выходы smu.enable_output() # установить текущий smu.set_current(текущий) # измеряем ток и напряжение current2wire = smu.measure_current() voltage2wire = smu.measure_voltage() # отключаем выходы smu.disable_output() #————————————————- ————————————————— «»» Настройте канал A для 2-проводного измерения с постоянным напряжением «»» # сброс настроек по умолчанию сму.сброс настроек() # установить режим определения на локальный (2-проводной) — это не обязательно, если вы ранее сбросили канал #smu.set_sense_2wire() # настроить режим работы и что будет отображаться на дисплее smu.set_mode_voltage_source() smu.display_resistance() # определить начальные параметры для канала A smu.set_voltage_range(20) smu.set_voltage_limit(20) smu.set_voltage(0) smu.set_current_range(текущий*10) сму.set_current_limit (текущий * 10) smu.set_current (0) «»» Выполните 2-проводное измерение, подав постоянное напряжение «»» # включить выходы smu.enable_output() # устанавливаем напряжение smu.set_voltage(20) # измеряем ток и напряжение current2wire_cvoltage = smu.measure_current() voltage2wire_cvoltage = smu.measure_voltage() # отключаем выходы smu.disable_output() #————————————————- ———————————- «»» Настройте канал A для 4-проводного измерения «»» # сброс настроек по умолчанию сму.сброс настроек() # настроить режим работы и что будет отображаться на дисплее smu.set_mode_current_source() smu.display_resistance() # установить режим управления на удаленный (4-проводной) smu.set_sense_4wire() # определить начальные параметры для канала A smu.set_voltage_range(20) smu.set_voltage_limit(20) smu.set_voltage(0) smu.set_current_range(текущий*10) smu.set_current_limit(текущий*10) сму.set_current (0) «»» Выполните 4-проводное измерение «»» # включить выходы smu.enable_output() # установить текущий #smu.set_current(текущий*(i%2)) smu.set_current(текущий) # измеряем ток и напряжение current4wire = smu.measure_current() voltage4wire = smu.measure_voltage() # отключаем выходы smu.disable_output() «»» Расчет и отображение измерения «»» R2wire.добавить (напряжение2провод / ток2провод) R2wire_cvoltage.append(voltage2wire_cvoltage / current2wire_cvoltage) R4wire.append(напряжение4провод / ток4провод) print(«Цикл: » + строка(i)) print(«Напряжение 2-Wire = » + str(voltage2wire) + «. Current 2-Wire = » + str(current2wire)) print(«Voltage 2-Wire Const. Voltage = » + str(voltage2wire_cvoltage) + «. Current 2-Wire = » + str(current2wire_cvoltage)) print(«Напряжение 4-проводной = » + str(voltage4wire) + «. Текущая 4-проводная = » + str(current4wire)) print(«Сопротивление, измеренное в двухпроводном режиме, равно » + str(R2wire[i]/1e6) + «МОм») print(«Сопротивление, измеренное в двухпроводном режиме с постоянным напряжением, равно » + str(R2wire_cvoltage[i]/1e6) + «МОм») print(«Сопротивление, измеренное в 4-проводном режиме, равно » + str(R4wire[i]/1e6) + «МОм») print(«\n\n\nСопротивление 2-проводному режиму =»+str(numpy.среднее (R2wire)/1e6)+»+/-«+str(numpy.std(R2wire)/1e6)+»МОм») print(«Сопротивление в двухпроводном режиме с постоянным напряжением =»+str(numpy.mean(R2wire_cvoltage)/1e6)+»+/-«+str(numpy.std(R2wire_cvoltage)/1e6)+»МОм») print(«Сопротивление 4-проводного режима =»+str(numpy.mean(R4wire)/1e6)+»+/-«+str(numpy.std(R4wire)/1e6)+»МОм») «»» Отключение от SMU «»» # сбросить SMU сму.сброс() # отключиться от SMU sm.disconnect()
четыре терминала_sensing_SenseMode.пи

Измерение четырех точек на тонкой пленке

Когда токовый контакт помещается на тонкую проводящую пленку с однородным удельным сопротивлением ρ и в этот контакт вводится ток I , ток распространяется радиально и плотность тока вокруг контакта составляет,

$$\vec{j}=\frac{I}{2\pi tr}\шляпа{r}.$$

Здесь t – толщина пленки. Если на тонкой пленке разместить два токовых контакта и ввести ток I 12 в положение r 1 , а вывести его из положения r 2 , то токи просто складываются. и получается следующая дипольная диаграмма.2\справа).$$

Выражение для удельного сопротивления:

$$\rho = \frac{4\pi t V_{43}}{I_{12}(l_{31}-l_{32}-l_{41}+l_{42})}.$$

Иногда толщина проводящей пленки точно неизвестна. В этом случае задано поверхностное сопротивление R квадрат . Листовое сопротивление — это сопротивление квадрата пленки.

$$ R _ {\ text {квадрат}} = \ frac {\ rho l} {wt} = \ frac {\ rho } {t} = \ frac {4 \ pi V_ {43}} {I_ {12} (l_ {31}-l_{32}-l_{41}+l_{42})}.$$

Размер квадрата не имеет значения, потому что l = w , и эти коэффициенты сокращаются в выражении для R квадрат .

 

Если толщина t неизвестна, оставьте текстовое поле для t пустым, и будет рассчитано только сопротивление листа.

Формула поверхностного сопротивления принимает простую форму, если четыре контакта расположены на одной прямой и на равном расстоянии друг от друга.Если ток протекает между внутренними контактами, а напряжение измеряется между внешними контактами (или ток протекает между внешними контактами, а напряжение измеряется между внутренними контактами), поверхностное сопротивление составляет

Ом. $$R_{\text{квадрат}}=\frac{\pi V}{\ln (2) I}\,\,\Omega /\square.2}\шляпа{r}.{-1}.$$

 

Формула для удельного сопротивления принимает простую форму, если четыре контакта расположены по прямой линии и на равном расстоянии \(a\) друг от друга. Если ток протекает между внешними контактами, а напряжение измеряется между внутренними контактами, удельное сопротивление равно

. $$\rho=\frac{2\pi aV}{ I}\,\,\Omega\text{ m}.$$

Эта формула верна, если четыре контакта находятся далеко от краев пленки и толщина пленки \(t\) намного больше, чем расстояние между контактами \(t > > a\).{-1}\,\,\Omega\text{ m}.$$


Измерения сопротивления, январь 1946 г. Radio News

Появление мультиметров с FET-входом значительно снижены ошибки точности считывания из-за неучета импеданса измеряемых устройств. Некоторое знакомство с интерпретацией индикация движения счетчика на аналоговых счетчиках по-прежнему требуется на основании выбрано положение переключателя множителя и шкала, но для большинства пользователей просто чтение число под указателем — или интерполяция его положения между двумя числами — достаточно хорошо.Зеркальные весы избавляют от некоторых догадок, уменьшая проблемы с параллаксом. Наконец, цифровые мультиметры (DMM) вышли на сцену и сделали бездельников из всех нас, когда дело доходит до создания напряжения, тока и сопротивления измерения. За некоторыми исключениями, только производственные испытания, исследования и метрология. среды требуют извлечения спецификаций измерителя для определения точности и числа точности. Кроме непревышения пределов входного сигнала счетчика, создание хорошее соединение между выводами и тестируемым устройством (ИУ) важно для успех.Пуристы и старые чудаки могут утверждать обратное, но даже они, вероятно, «обманывают». когда никто не смотрит 😉

Измерение сопротивления

Шеперд Литт, W2LCC

Superior Instruments Co.

Омметр промышленного изготовления. Этот инструмент весьма портативный и содержит прецизионное стандартное сопротивление, которое используется в качестве компаньона при измерении неизвестного сопротивления.

Обзор различных методов измерения сопротивления, от от простейшей формы к более точным лабораторным методам.Представлены примеры всякий раз, когда их использование оправдано и формулы разработаны так, что любой, с небольшим Знание математики, умение производить точные измерения.

Точные измерения сопротивления являются неотъемлемой частью лабораторных процедур. Для некоторых видов работ достаточно точности ±2%, в то время как при других обстоятельствах нужна гораздо более высокая точность. В данной статье рассматриваются несколько методов сопротивления измерения, включая простой омметр, мост Уитстона и шкалу Кельвина. мост.

Среди простейших методов измерения сопротивления так называемый амперметрический метод. Этот метод, показанный на рис. 1A, использует источник потенциала, амперметр или миллиамперметр и неизвестное сопротивление.

Закон Ома гласит, что R = E/I. Сопротивление равно напряжению, приложенному к цепь, разделенная током, протекающим через цепь. Если взять 1,5-вольтовый ячейку как источник потенциала и отобразить это напряжение на амперметре и неизвестном сопротивление последовательно, а амперметр показывает 0.2 ампера, сопротивление цепи 7,5 Ом. Обратите внимание, что 7,5 Ом — это не сопротивление неизвестного сопротивления, а — сопротивление всей цепи (неизвестное сопротивление, амперметр, подключение провода и внутреннее сопротивление ячейки).

Для определения сопротивления резистора необходимо вычесть сопротивление амперметра, проводов и внутреннего сопротивления ячейки от 7,5 Ом всего. В Для получения высокой точности в этом методе необходимо иметь в виду несколько моментов.

1. Используйте большую ячейку с низким внутренним сопротивлением (идеально подходит аккумуляторная батарея).

2. Используйте соединительные провода большого диаметра с низким сопротивлением.

3. Используйте амперметр с очень низким сопротивлением.

4. Знать сопротивление амперметра.

5. Убедитесь, что показания амперметра точны.

При значениях сопротивления, в 10 раз превышающих сопротивление амперметра, амперметр сопротивление, соединительные провода и внутреннее сопротивление ячейки могут быть игнорируется.Точность амперметрического метода можно повысить, если использовать стандартный резистор и основывая расчеты на этом стандарте (рис. 1B).

Предполагая, что стандартное сопротивление равно 10 Ом, тогда, когда переключатель находится в положении №1 амперметр показывает 1 ампер. При переключателе в положении №2 амперметр показывает 0,25 ампер. Поскольку величина тока, проходящего через сопротивление, обратно пропорциональна пропорционально его сопротивлению, то

х : 10 = 4:1; или сопротивление неизвестного в 4 раза больше сопротивления стандартный или 40 Ом.

Обратите внимание, что теперь необходимо знать только сопротивление эталона.

Метод вольтметра

Рис. 1 — (A) Схема иллюстрирует метод измерения амперметром сопротивление. (B) То же, что и в (A), за исключением того, что стандартное сопротивление используется как сравнение. (C) Диаграмма иллюстрирует метод измерения сопротивления с помощью вольтметра. измерение.

Рис. 2. Обычно используемый омметр. Есть две версии этого конкретного типа: (A) последовательного типа: и (B) шунтового типа.

При отсутствии амперметра можно использовать вольтметр (рис. 1C). Если Е 1 — приложенное напряжение, считанное вольтметром, а E 2 — напряжение, считанное когда неизвестное сопротивление включено последовательно с вольтметром, то

    x сопротивление измерителя = Х Р

Например, если счетчик (имеющий сопротивление 10 000 Ом) в положении 1 считывает 6 вольт (напряжение батареи), а в положении 2 читает 4 вольта, затем

    или 5000 Ом.

Это очень важная формула, и большинство коммерческих омметров используют этот принцип.

Метод вольтметра прост и может использоваться для считывания более высоких сопротивлений, чем метод амперметра. Основным недостатком вольтметрического метода является то, что измеритель должен быть способен к близкому чтению, и его сопротивление должно быть известно.

Метод вольтметра также можно использовать в сочетании со стандартным сопротивлением. для повышения его точности.Это будет описано позже в разделе «Лабораторные измерения». поскольку он способен с высокой точностью.

Метод омметра

Обычный омметр представляет собой вариант метода вольтметра. Есть два типа омметров последовательного типа (рис. 2А) и шунтового типа (рис. 2Б).

В последовательном типе батарея, миллиамперметр и резистор соединены последовательно. последовательно с неизвестным резистором. Резистор сделан переменным, чтобы счетчик можно довести до полного масштаба.Таким образом, резистор и метр составляют вольтметр. которое можно довести до полной шкалы, чтобы оно соответствовало напряжению батареи. Значение необходимого сопротивления можно вычислить по закону Ома.

Если 1-ма. метр и 4,5-вольтовая батарея, тогда последовательный резистор быть 4500 Ом.

Это можно сделать, используя резистор на 3000 Ом и регулируемый резистор на 1500 или 2000 Ом. контроль. Когда клеммы неизвестного сопротивления замкнуты накоротко, счетчик начинает показывать полную шкалу, изменяя регулируемое управление.Затем вставляется неизвестный резистор. схема и показания отмечены. Если бы неизвестное сопротивление было равно 4500 Ом, общее сопротивление в цепи будет 9000 Ом и 1 мА. метр бы стать 9-вольтовым вольтметром, так как 4,5-вольтовая батарея используется в качестве источника потенциал, счетчик будет показывать половину шкалы. Сопротивление ниже 4500 вызовет метр для чтения более половины шкалы, в то время как сопротивление больше 4500 Ом приведет к тому, что счетчик будет показывать меньше половины шкалы.Таким образом, нулевое сопротивление будет соответствуют полной шкале и будут отображаться справа от шкалы метра. Если используется метр, имеющий обычную линейную шкалу, шкалу можно заменить на омметр масштабирование по следующей формуле:

    x делений на метр

когда R 1 = сопротивление измерителя (как вольтметр), R 2 = неизвестно сопротивление.

Используя в качестве примера вышеупомянутый счетчик и аккумулятор, и если счетчик 1-ма.тип с внутренним сопротивлением 4500 Ом и с 50 делениями по шкале, и батарея 4,5 вольта, резистор 4500 Ом будет читать:

    или 25 делений на 50-ти деленная шкала.

Резистор на 10 000 Ом показал бы 16 делений по той же шкале, а резистор на 500 Ом резистор будет, таким же образом, считывать 45 делений.

Вышеупомянутый метод — это метод, используемый автором для расчета сопротивления весы для одного производителя в области приборов.

Рис. 3 — (A) Омметр с регулятором регулировки нуля который помещается в шунт со счетчиком. (B) Омметр промышленного типа, основанный на обоих последовательные и шунтирующие цепи.

Для уменьшения диапазона счетчика можно использовать шунт. Используя шунт для изменения вышеупомянутого 1-ма. метр до 10 мА. и сокращение ряда сопротивление до 450 Ом, передаточное отношение 10 доведено и центр шкала сопротивления становится 450 Ом.Чтобы увеличить диапазон омметра, либо 45-вольтовая батарея и резистор 45 000 Ом могут использоваться с 1-мА. метр, или чувствительность измерителя можно увеличить в 10 раз до 100 микроампер.

В приведенном выше омметре резистор, включенный последовательно с измерителем, действует как «нуль». Регулятор» для компенсации изменений напряжения батареи. В многодиапазонных приборах это «управление регулировкой нуля» должно быть выполнено со специальным конусом, чтобы его можно было успешно используется для изменения счетчика на всех диапазонах.Часто лучше разместить управления через метр и использовать фиксированное последовательное сопротивление. это выгодно потому что управление имеет гораздо лучшую регулировку в этом положении и схема может быть пропорциональным, так что при смене диапазонов не требуется никаких регулировок. Рис. 3А показывает такую ​​схему.

Нижний диапазон прибора 0-5000 Ом, центральная шкала 35 Ом; а также верхний диапазон составляет 0-500 000 Ом, с центральной шкалой 3500 Ом.

Серийный омметр является наиболее распространенным типом омметра, используемого сегодня. его точность обычно составляет 2% линейной дуги; я.е., если дуга метра составляет 90°, то все показания точны до 1:8° в любой части шкалы.

Хотя серийный омметр часто используется для измерения малых сопротивлений, Было сочтено целесообразным использовать вместо него другую схему. Обращение назад к схеме на рис. 3А нижний диапазон состоит из резисторов на 24 и 11 Ом. последовательно с неизвестной и 4,5-вольтовой батареей. Если неизвестное сопротивление 10 Ом, всего 45 Ом последовательно с аккумулятором.Пренебрежение текущим используется для приведения в действие счетчика, это означает, что ток 100 мА. берется из батареи, и при постоянном использовании для испытаний на низкое сопротивление истощает батарея. Чтобы обойти это, используется шунтирующий омметр.

Тип шунта (рис. 2В) представляет собой последовательный омметр с короткозамкнутыми выводами. сопротивление, приложенное к измерителю. Эффект сопротивления в этом положении должен действовать как шунт через счетчик, чтобы уменьшить показания шкалы.С короткого через счетчик приведет к тому, что счетчик вообще не будет считывать показания, нулевая точка соответствует на ноль обычного вольтметра, указывая влево и на отметку «бесконечность» Направо.

Формула для расчета шунтирующего омметра прямо противоположна формуле для серийный омметр, и можно записать:

    х делений метра шкала.

Рис. 4 — Деления шкалы серийно выпускаемого омметра.Модель Superior Instruments Company 1552.

Из-за этого сопротивление измерителя появляется в центре шкала.

Шунтовой омметр в основном используется для измерения сопротивлений менее 100 Ом. Ом. Если измеритель должен измерять сопротивления менее 6 Ом, длина и сопротивление тестовых выводов должны учитываться при расчете шкалы. Пара коммерческих испытательные выводы (36 дюймов) имеют сопротивление больше 0.06 Ом. Если бы сопротивление было не учтено при расчете шкалы метра, погрешность 1% будет существовать в точке 6 Ом. Ошибка при 0,6 Ом составит 10%. Если сопротивление щупов добавлялись к измерителю сопротивления, погрешность устранялась.

На схеме показан типичный коммерческий омметр, использующий как последовательную, так и шунтирующую цепи. на рис. 3B. Это коммерческий омметр производства Superior Instruments. Компания, их модель 1552.Масштаб этого прибора показан на рис. 4. Серийный омметр используется для верхнего диапазона 0–1000 Ом, а шунтирующий омметр используется для низкого диапазона 0-10 Ом. Обратите внимание, что окончание калибровки низкого сопротивления шкала находится не в крайнем левом углу, а немного перед концом шкалы. То нулевая точка соответствует измерительным проводам 0,06 Ом, используемым с этим прибором. Немного в коммерческих приборах отсутствует управление «настройкой нуля» за счет использования магнитного шунтировать через счетчик.Это приводит к увеличению или уменьшению чувствительности.

Вышеупомянутые методы являются коммерческими методами, используемыми в настоящее время, и, если не принимать крайних мер предосторожности, взяты, не могут быть успешно использованы для измерения лучше, чем 2%. Для достижения более высокого степени точности необходимо использовать лабораторные методы. Используются два общих метода в лаборатории: метод потенциометра и метод моста.

При потенциометрическом методе падение напряжения на эталонном сопротивлении сравнивается с падением напряжения на неизвестной.Лучше всего его можно описать как метод вольтметра, используемый с эталонным сопротивлением. (Потенциометр — это инструмент измерение напряжения ниже 1,6 В с использованием нулевого метода. Он настроен и откалиброван с помощью стандартной ячейки и имеет точность лучше 0,05%. Большинство лабораторий потенциометры имеют точность 0,01% и 0,02%)

В используемом методе ток пропускают через стандартное сопротивление, обычно с точностью 0.05 % или выше и неизвестное сопротивление. То Сначала считывается падение напряжения на эталоне, а затем падение на неизвестном, с помощью потенциометра. Если, например, стандартное сопротивление 1 Ом используется, и падение напряжения на нем оказывается равным 1 вольту, при этом падение напряжения через неизвестное 1,016 вольт, неизвестное сопротивление 1,016 Ом. Это верно так как один и тот же ток, прошедший через два сопротивления, делает их напряжение падает пропорционально их сопротивлению.

Коммерческий прибор, работающий по этому принципу, модель П-25, изготовленный компанией Superior Instruments, работает по следующему принципу: ток отправляется через прецизионное стандартное сопротивление и неизвестность. Падение напряжения по стандарту регулируется до тех пор, пока счетчик не покажет полную шкалу с помощью управления и мгновенного «нормирующего» переключателя. Когда переключатель отпущен, падение через неизвестное читается. Хотя прибор действительно измеряет напряжение падает, шкала откалибрована в омах.Показывающий прибор является прецизионным зеркальный милливольтметр, имеющий 100 делений. Диапазон прибора 0 — 0,005, 0 — 0,05, 0 — 0,5, так как он был сделан в основном для измерения малых сопротивлений, таких как сплошные металлические стержни, переключающие контакты и т. д. Наименьшее возможное значение 0,00005. Ом с пределом погрешности 1 деление или 1% в любой части шкалы. Чтения можно оценить до 1/4 деления. Хотя этот инструмент был создан в первую очередь для измерения низких сопротивлений, его можно преобразовать для считывания высоких сопротивлений с помощью небольшого изменение проводки.Следует особо отметить, что масштабы этого и подобных приборы, работающие по тому же принципу, являются линейными по сравнению со скученными шкалы обычных измерителей сопротивления.

Наиболее распространенным типом лабораторных измерителей сопротивления являются мостовые. Есть два основных типа мостов: мост Уитстона для измерения сопротивлений выше 0,1 Ом и мост Кельвина, иногда называемый двойным мостом, для измерения сопротивления менее 1 Ом.

Мост Уитстона

Мост Уитстона (рис. 5) представляет собой замкнутую сеть сопротивления из четырех ветвей. Два плеча (A и B) являются передаточными плечами и обычно представляют собой фиксированные сопротивления. То Плечо C представляет собой переменное плечо, обычно фиксированное сопротивление, управляемое переключателем и выполненное таким образом, до 1000 Ом с шагом 0,1 Ом. Рукав X — это неизвестное сопротивление. А источник напряжения в большинстве случаев применяется между плечами B и C и плечом A. и X руки.Гальванометр, обладающий высокой чувствительностью к напряжению, включен между соединения плеч А и В и плеч С и Х. Баланс моста (нет показания гальванометра) имеет место, когда:

   

Точность коммерческих лабораторных мостов Уитстона составляет от 0,5 до 1%. в переносных моделях до 0,02 % в высокоточных моделях.

Вариант моста Уитстона использует скользящую проволоку вместо фиксированного соотношения. рычаги и фиксированный эталон сопротивления вместо C-образного рычага.Хотя точность моста со скользящей проволокой обычно меньше, чем у моста с фиксированным передаточным числом. имеет преимущество в большей скорости чтения.

Мост Кельвина

Рис. 5 — Мост Уитстона.

Рис. 6 — Мост Кельвина.

Мост Уитстона нельзя успешно использовать для измерения малых сопротивлений. Если мы возьмем металлический стержень и попытаемся измерить его сопротивление с помощью Уитстона. моста, необходимо иметь в виду несколько важных фактов.Сопротивление соединения выводы должны быть точно известны, так как они вносят вклад в указанное сопротивление у моста. Сопротивление контактов между шиной и соединительными проводами должны быть известны по той же причине. Используя большой кабель с низким сопротивлением в качестве разъемов, первое можно вычесть из показаний моста, а второе (контактное сопротивление) никогда нельзя точно узнать. Из-за этого мост Уитстона никогда не используется для измерения ниже 0.1 Ом, хотя теоретически возможно.

В мосте Кельвина сопротивление соединительных проводов и контактов неважно, так как они включены последовательно со сравнительно высокоомным соотношение рук. Это можно сделать, только используя токовые и потенциальные клеммы для как стандартное, так и неизвестное сопротивление. Сопротивление, измеряемое Кельвином мост — это сопротивление только между потенциальными проводами. Рис. 6 иллюстрирует работы моста Кельвина.

A и B: Рычаги с правильным передаточным отношением, подобные тем, которые используются в мосте Уитстона.

a и b: Двойной набор передаточных рычагов.

Ярмо: это связующее звено между стандартом и неизвестным. Обратите внимание, что a и b шунтируют ярмо, поэтому его сопротивление в расчет не входит.

C и C: Токовые соединения стандартного сопротивления.

C’ и C’: Текущие соединения неизвестны.

P и P: потенциальные выводы стандарта.

P’ и P’: потенциальные зацепки неизвестного.

G: Гальванометр, который используется для определения балансировки моста.

Поскольку весь большой ток проходит через токовые клеммы (есть только низкий циркулирующий ток, протекающий через передаточное отношение) контактное сопротивление потенциальных выводов не влияет на измеряемое сопротивление. Коммерческая лаборатория версия высокоточного моста Кельвина, изготовленная компанией Leeds & Northrup Company и состоит из двух агрегатов: коробки передач с двойным передаточным числом 4320 и коробки передач с низким передаточным числом 4300. эталон сопротивления.

Двойной коэффициент состоит из 10 резисторов, по два на 100-300-400-1000 и 10000. Ом. Эти катушки настроены лучше, чем на 0,05 % от их номинального значения. Они регулируются пробками и дают коэффициенты 100, 10, 1, 0,1 и 0,01 стандарта. Другие соотношения можно получить, вставив вилки в другие комбинации разъемов. Поскольку наименьшее сопротивление плеча составляет 100 Ом, контактное и проводящее сопротивления могут быть выше 0,01 до ошибки 0.01% взято из этого источника. На практике, контактное и проводное сопротивление намного меньше 0,01 Ом.

В данном случае стандартное сопротивление состоит из девяти витков по 0,001 Ом каждый, плюс калиброванный бар 0,0011. Эти сопротивления имеют точность до 0,02%. Девять катушки в сочетании с калиброванным стержнем имеют эффект стержня в 10 раз больше, чем длинная. Девять катушек могут непрерывно нести ток 50 ампер, и только стержень может нести 150 ампер. Шкала откалибрована на 100 делений, а нониусный винт позволяет показания до 0.1 дивизия. Диапазон этого моста Кельвина от 0,000,000,011 до 1 Ом с точностью 0,04%.

Переносной мост Кельвина изображен на рис. 7. Это мост Leeds & Мостовой омметр Кельвина Northrup тип 4286. Переносной мост сравнивает неизвестное сопротивление против 5 стандартных сопротивлений с помощью рычага с двойным передаточным отношением, который является переменным. Сопротивление неизвестного равно умножению циферблата передаточного отношения плеч. по используемому стандарту, с циферблатом, откалиброванным на 0.01 до 0,11 Ом. Ассортимент переносной мост от 0,0001 Ом до 11 Ом, а погрешность менее 2% настройки.

Специальные цепи

Рис.7 — Схема портативного прибора Leeds & Northrup типа 4286 Кельвина мостовой омметр.

Помимо вышеперечисленных методов, иногда используются специальные схемы:

В омметре № 1 Weston используется механизм Д’Арсонваля, но с катушкой с отводом.Ток через одну катушку остается постоянным, а ток через вторую сечение зависит от сопротивления, подключенного к клеммам счетчика. Его катушки намотаны так, что при отсутствии сопротивления в цепи крутящий момент двух катушек равны, и счетчик показывает ноль. Когда в цепь включено сопротивление, ток в катушке «сопротивления» лишь частично сводит на нет ток «текущая» катушка, заставляющая счетчик показывать шкалу вверх.Предусмотрена возможность регулировки счетчик с помощью магнитного шунта для компенсации старения батареи. А предусмотрена зеркальная шкала, и шкала очень близка к линейной.

Меггер — это инструмент, который раньше производился в Англии, но после войны производился в Соединенных Штатах он используется в основном для измерения сопротивления изоляции. То прибор состоит из двойной катушки (тока и напряжения) в форме буквы Т, вращающейся в поле постоянного магнита.В приборе не используются пружины. Магнит также поставляет поле для небольшого постоянного тока. генератор с потенциалом 500 вольт, который приводится в действие вращением рукоятки. Во время работы кривошип вращается и сгенерированные 500 вольт подаются на катушку напряжения, поворачивая катушку так, чтобы указатель появляется на отметке «бесконечность» на шкале. 500 вольт также применяется к сопротивлению (изоляции) через катушку тока. Крутящий момент, создаваемый ток, проходящий через катушку тока и сопротивление изоляции, противодействует крутящий момент катушки напряжения, заставляющий стрелку отклоняться от бесконечности отметьте точку на шкале, соответствующую измеряемому сопротивлению.»меггер» находит свое главное применение при измерении сопротивления изоляции, где источник питания не может иметь. Диапазон этого прибора обычно составляет 100 МОм и 500 вольт. Особый приборы могут измерять сопротивление до 20 000 МОм при испытательном потенциале на 2500 вольт.

Стоит описать специальный измеритель сопротивления, недавно разработанный писателем. Он работает по принципу моста, но вместо счетчика с нулевой индикацией счетчик калибруется от 1 до 10.Диапазон прибора от 0,1 Ом до 10 МОм с шагом в декаду, т. е. от 0,1 Ом до 1 Ом, от 1 до 10 Ом, от 10 Ом до 100 ом и т. д. При шкале измерителя в 90 делений каждое деление соответствует 1% от полной шкала. Счетчик легко считывается с точностью до 1/4 деления или 25% полной шкалы. То метр был построен несколькими способами. Он использовался как ограничительный мост, температурный мост и измеритель сопротивления. В качестве ограничительного моста он выполнен чувствительным как ± 0.1% от используемого стандарта. В качестве измерителя сопротивления он заменил обычный мост, так как он быстрее в работе; сопротивления измеряются так же быстро, как в обычном омметре, но с точностью моста.

Методы, отличные от описанных выше, иногда использовались для измерения сопротивления. Однако они не так распространены и редко используются.

 

 

Опубликовано 26 января 2022 г. (оригинал 01.05.2015)

Измерения сопротивления прерывателя: справочные значения для детей в возрасте 3–13  лет

Резюме

Техника прерывания — это удобный и чувствительный метод исследования функции дыхательных путей у субъектов, которые не могут активно участвовать в (форсированных) тестах функции вентиляции.

Референтные значения для детей дошкольного возраста существуют, но отсутствуют для детей старше 7  лет. Референтные значения были получены для сопротивления прерывателя выдоха ( R int,e ) у 208 здоровых детей голландской европеоидной расы в возрасте 3–13 лет.

Наблюдалась криволинейная зависимость между R int,e и ростом, аналогичная опубликованным данным сопротивления дыхательных путей, измеренным с помощью плетизмографии. Никаких существенных различий в поперечном сечении или уровне R int,e в зависимости от пола не наблюдалось.Было обнаружено, что Z-показатели можно использовать для выражения индивидуальных значений R int,e и для описания внутри- и межиндивидуальных различий на основе эталонного уравнения: 10 log R int,e =0,645 –0,00668 × рост стоя (см) кПа·л –1 ·с –1 и остаточное стандартное отклонение (0,093 кПа·л –1 ·с –1 ).

Сопротивление прерывателя выдоха представляет собой инструмент для клинической и эпидемиологической оценки функции дыхательных путей в широком возрастном диапазоне.

Техника прерывания — один из немногих тестов функции легких, который можно использовать для оценки диаметра дыхательных путей у детей младшего возраста 1–3 лет. С помощью этой методики измерения сопротивления дыхательной системы ( R int ) можно проводить быстро, при минимальном участии ребенка. Было показано, что измерения R int воспроизводимы 1, 4–6, достаточно чувствительны для обнаружения (суб)клинической обструкции дыхательных путей 6, 7 и удовлетворительно коррелируют с измерениями сопротивления дыхательных путей 4, 8, 9.Этот метод можно использовать не только в качестве инструмента для скрининга обструкции дыхательных путей, но и для оценки реакции на бронходилататоры и бронхоконстрикторы 1, 3, 10. Он особенно подходит для детей дошкольного возраста, поскольку требует только пассивного сотрудничества. Однако пассивные измерения функции дыхательных путей могут также потребоваться для клинических исследований у детей старшего возраста или у детей старшего возраста, которые не могут выполнять маневры форсированного выдоха из-за нарушений развития или нервно-мышечных заболеваний.Справочные данные доступны для детей младшего возраста 6, 7, 11, 12 лет и взрослых 13 лет, но не для детей старше 7  лет. Таким образом, целью настоящего исследования было расширить предыдущий набор данных, чтобы лучше описать взаимосвязь между сопротивлением выдоху и размерами тела. Нормальные значения R int были получены во время выдоха ( R int,e ) у 208 здоровых детей европеоидной расы в возрасте 3–13  лет из общей популяции. Измерения предпочтительно проводить во время выдоха, а не во время вдоха, потому что R int,e , по-видимому, более чувствителен к обнаружению изменений резистентности у детей из-за респираторных инфекций, а также к лучшему различению детей с респираторными симптомами или заболеванием и без них. по сравнению со значениями R int , полученными во время вдоха 6.

Методы

Набор данных

R int,e измерения проводились с использованием идентичного оборудования и одного и того же протокола измерений у двух групп здоровых детей голландской европеоидной расы в возрасте 1–13  лет, набранных из двух детских садов, двух детских садов и двух начальных школ. Информация о респираторных симптомах, экземе, аллергии, курении родителей, врачебном диагнозе астмы и лекарствах от астмы была получена с использованием модифицированных опросников Международного исследования астмы и аллергии у детей (ISAAC) 14.Дети были включены в контрольную популяцию, если у них не было респираторных симптомов в течение месяца до или во время измерений. Критериями исключения были: астма в анамнезе, рецидивирующий ринит, экзема, кардиореспираторные или другие хронические заболевания, известные анатомические аномалии верхних или нижних дыхательных путей и заболевания голосовых связок. Авторы хотели получить эталонные значения для нормальной популяции, а не для идеальной популяции 15. Таким образом, легкие респираторные симптомы, не требующие медицинской помощи в прошлом, и непреднамеренное воздействие курения родителей без респираторных симптомов или заболеваний в анамнезе не были частью исключения. критерии.Исследование и его протокол были одобрены комитетами по медицинской этике медицинских центров, а также руководителями и советами участвующих институтов. Информированное согласие дали родители всех участвующих детей. Когда дети отказывались сотрудничать, никаких измерений не предпринималось.

Оборудование

R int,e оценивали с использованием MicroRint (Micro Medical Ltd, Рочестер, Великобритания), как описано ранее 6. R int,e рассчитано методом обратной экстраполяции до t=0 мс после закрытия затвора в течение 100 мс 1. Ежедневные калибровки давления и расхода (объема) проводились с использованием манометра и прецизионного насоса объемом 2 л. Все измерения проводились с установленным фильтром (Micro Medical Ltd) для предотвращения загрязнения и дисфункции 16.

Протокол измерения

Протокол был описан ранее 6. После того, как воспитатель объяснил детям цель измерений, на воспитателе демонстрировался обмер и последующие измерения проводились в группах по 2–4 ребенка одновременно, в знакомой и тихая комната.Дети находились в сидячем положении и не допускали никаких физических упражнений в течение 10  мин до измерения. Во время измерений детей просили дышать спокойно, сидя прямо, щеки и подбородок поддерживались сзади исследователем. Голову слегка вытягивали, использовали носовой зажим. Положение MicroRint было отрегулировано на опорном кронштейне, чтобы облегчить беспрепятственное дыхание. Минимальное количество 5 правильных записей (максимум 10) было получено на пике экспираторного дыхательного потока, потому что экспираторные паузы оказываются более чувствительными в обнаружении обструкции дыхательных путей, чем во время вдоха 6.Записи отклонялись в случаях тахипноэ, использования голосовых связок, чрезмерного сгибания или разгибания шеи или негерметичности мундштука. Записи, не показывающие время прерывания потока, или записи с горизонтальным или снижающимся сигналом давления, предполагающие утечку через рот или измененную схему вентиляции, также были отброшены 2 (рис. 1⇓).

Рис. 1.—

Примеры записей сопротивления прерывателя выдоха ( R int,e ). а) Правильный маневр, четко видимый момент прерывания на графике потока и одобренная интерполяция и экстраполяция сигнала давления.б) Видимая утечка в устье и сигнал горизонтального давления после прерывания. c) На сигнал потока влияет использование голосовых связок и горизонтальное давление. — — -: сигнал потока; —: сигнал давления.

Анализ данных

Индивидуальные данные R int,e были выражены как медианные значения, поскольку индивидуальные данные не были распределены нормально. следующие стандартные независимые переменные: рост в положении стоя, вес и возраст.Из-за физиологического сходства между R int и сопротивлением дыхательных путей, полученным с помощью плетизмографии, современные авторы предположили, что экспоненциальная модель с ростом стоя лучше всего подходит для данных R int,e , как видно из опубликованных данных. эталонные уравнения для сопротивления дыхательных путей ( R aw ) 17, 18. Тенденции остаточных значений в зависимости от роста или возраста оценивались на основе анализа линейной регрессии. Порог статистической значимости был установлен на уровне p=0.05.

Результаты

Субъектов

Первый набор данных состоял из 135 здоровых голландских детей (60 мальчиков), обследованных в Роттердаме, Нидерланды, которые были отобраны из опроса, в котором попросили принять участие родителей 698 детей. Разрешение было дано 341 (49%) ребенку, 36 отказались от участия, 12 не завершили измерения. Из оставшихся 293 детей 135 (39%) соответствовали критериям включения и завершили измерения.Сюда вошли 54 здоровых ребенка, описанных ранее 6. Второй набор данных состоял из 79 голландских детей (41 мальчик), обследованных в Утрехте, Нидерланды. Эти дети были отобраны из исследования, в котором приняли участие родители 445 детей. Разрешение было получено для 212 (48%) из этих детей. Надежные R int,e измерения были проведены у 200 детей, из которых 79 (40%) соответствовали критериям включения, перечисленным выше. Оба исследования проводились в пригородных частях городов, населенных голландскими семьями со средним достатком.Только двое из 24 детей, которым не удалось выполнить измерения, были старше 4  лет. Антропометрические данные всех 214 детей сведены в таблицу 1⇓. Дети из набора данных 1 были немного моложе детей из набора данных 2 (таблица 2⇓). Коэффициенты вариации из набора данных 1 были больше, чем из набора данных 2 (таблица 2⇓). Это, по-видимому, объяснялось разницей в возрасте между центрами; в возрасте <6  лет наблюдалась отрицательная корреляция между коэффициентом вариации и возрастом (r=-0.21, р=0,004). Эталонное уравнение было основано на 208 детях в возрасте от 3 до 13 лет, поскольку надежные измерения можно было получить только у шести детей в возрасте до 3 лет.

Таблица 1—

Антропометрические данные контрольного населения

Таблица 2-

Различия между двумя наборами данных

Эталонное уравнение для

R int

Обратная криволинейная зависимость была обнаружена между R int,e и независимыми переменными роста, возраста и веса.Когда рост стоя использовался в экспоненциальной модели вместо линейной модели с R int,e , объясняемая дисперсия увеличилась с 59 до 63%, а остаточное стандартное отклонение ( RSD ) уменьшилось с 0,150 до 0,093 кПа· л·с −1 . Остатки экспоненциальной модели были гомоскедастически распределены, не демонстрируя тенденции к росту стоя (рис. 2⇓). Когда в экспоненциальной модели к росту стоя добавляли возраст, объясняемая дисперсия увеличивалась на <3%, а улучшение RSD составляло <0.0003 кПа·л·с −1 . Когда возраст использовался как единственная независимая переменная в экспоненциальной модели с R int,e , объясняемая дисперсия составила 64% ( RSD =0,091 кПа·л·с −1 ), но распределение остатки стали гетероскедастическими для субъектов старше 10 лет. У детей старше 10 лет вариабельность роста стоя в зависимости от возраста была больше, чем у детей младшего возраста. При использовании веса в качестве единственной независимой переменной объясненная дисперсия составила 49% ( RSD = 0.108 кПа·л·с -1 ).

Рис. 2.—

Соотношение между 10 log(сопротивление прерывателя выдоха ( R int,e )) и ростом стоя для 208 детей. — и —: экспоненциальная модель (среднее значение ± 95% доверительных интервалов).

Эталонные уравнения для R int,e : для линейной модели. r=-0,77, RSD=0,150 кПа·л·с -1 (p<0,001) для экспоненциальной модели. r=-0,79, RSD =0.093 кПа·л·с -1 (p<0,001).

На основе экспоненциальной модели средние значения (sems) стандартизованных остатков для 97 мужчин и 111 женщин составили −0,079 (0,096) кПа·л·с −1 и 0,071 (0,097) кПа·л·с −1 , соответственно, со средней (95% доверительный интервал (ДИ)) разницей между мужчинами и женщинами 0,15 (-0,12–0,42) кПа·л·с -1 . Тенденций между ростом в положении стоя и стандартизированными остатками для мужчин и женщин не наблюдалось. Отдельные уравнения регрессии из двух наборов данных существенно не отличались в модели множественной регрессии, которая включала центр (p = 0.33) и взаимодействие между высотой стоя и центром (p=0,59).

Обсуждение

В нескольких исследованиях сообщалось об эталонных уравнениях для техники прерывания у детей младшего школьного возраста 6, 7, 11, 12 лет, но для детей старшего возраста они отсутствуют. Из-за возможного применения этого метода в более широком возрастном диапазоне (эпидемиологические и клинические исследования, дети, неспособные участвовать в активных измерениях функции легких), нормальные значения для R int,e были получены у 208 здоровых детей европеоидной расы в возрасте 3–13 лет.В предыдущем исследовании нынешних авторов линейная модель считалась удовлетворительной для описания взаимосвязи между ростом и R int,e 6, но в настоящем исследовании из-за большего диапазона роста появилась экспоненциальная модель. более уместно из-за криволинейной зависимости. Эта закономерность согласуется с сообщениями о R aw у здоровых детей 19.

Это крупнейшее исследование R int,e , которое до сих пор проводилось у здоровых детей дошкольного и школьного возраста.Несмотря на большое количество наблюдений, значимой половой разницы в проходимости дыхательных путей не выявлено. Это говорит о том, что возможная небольшая разница в сопротивлении дыхательных путей между полами не имеет клинического значения или что ее нельзя обнаружить при измерении сопротивления дыхательной системы с помощью этого метода.

Рост, но не возраст, использовался как независимая переменная из-за физиологических аргументов, а не потому, что взаимосвязь между ростом и R int,e была статистически превосходной.Вполне возможно, что размер тела может служить косвенным показателем калибра дыхательных путей, тогда как возраст также может косвенно отражать размер дыхательных путей у детей младше 13  лет, но не у подростков или взрослых. Возраст может также использоваться как более удобная независимая переменная в эталонных уравнениях для R int,e 7, но это, вероятно, ограничивается только маленькими детьми. Действительно, в настоящем исследовании вариабельность остатков у детей старше 10  лет была значительно выше, чем у детей младшего возраста, что объясняется большей разницей роста в зависимости от возраста.

Поскольку невязки экспоненциальной модели были нормально распределены (при RSD = 0,093 кПа·л·с −1 ), отдельные измерения могут быть выражены в виде Z-показателей: это облегчает сравнения внутри и между отдельными людьми. До тех пор, пока не будет принята международная стандартизация измерений R int,e 20, эталонные уравнения, вероятно, будут различаться в зависимости от оборудования и протокола синхронизации затвора и обратной экстраполяции. В протоколе настоящего исследования перерывы были запрограммированы на пике дыхательной скорости выдоха, что, по-видимому, стандартизирует уровни надувания 6, 9.Линейная модель настоящего исследования удивительно хорошо согласуется с эталонным уравнением ван Альтены и Гимено 13: ван Альтена и Гимено 13 изучали R int у 172 взрослых и подростков, хотя точная процедура измерения не была описана, и популяция и оснащение заметно отличалось. Текущие результаты несопоставимы с результатами Klug et al. 11, которые запрограммировали прерывание вдоха на 50  мл выше функциональной остаточной емкости. Эффект этой процедуры мог заключаться в том, что с увеличением размера тела прерывания происходили при прогрессивно снижающемся уровне инфляции.Это может объяснить меньший наклон с высотой и более низкую объясненную дисперсию их эталонных уравнений.

Трудно сравнивать значения R int,e с измерениями R aw или легочного сопротивления ( R l) в здоровых популяциях из-за различий в технике и характеристиках популяции, но эталонное уравнение присутствует в этом исследовании выгодно отличается от результатов Dab и Alexander 17 и Helliesen et al. 18 соответственно: авторы настоящего исследования смогли надежно измерить R int,e только у шести детей в возрасте до 3  лет и не рекомендуют рутинную оценку R int,e у детей этого возраста. из-за низкой выполнимости 6. Использование лицевых масок у детей младше 3  лет может повысить выполнимость теста, но R int измерения, полученные с использованием лицевых масок, могут отличаться от полученных с использованием мундштуков 21 из-за различий в соответствии сопротивление маски и степень обструкции дыхательных путей. R int Для измерений с использованием лицевых масок могут потребоваться специальные эталонные уравнения.

Техника прерывания остается одним из наиболее удобных и чувствительных тестов функции дыхательных путей у маленьких детей старше 3  лет и может использоваться в широком возрастном диапазоне.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить всех детей, родителей и сотрудников учреждений-участников за их активный вклад в это исследование.

  • Принята 8 августа 2001 г.
  • Принята 19 марта 2002 г.

Список литературы

  1. Phagoo SB, Wilson NM, Silverman M. Оценка нового прерывателя для измерения бронхиальной реактивности и реакции на бронходилататор у 3-летних детей. Eur Respir J 1996; 9: 1374–1380.

  2. Bridge PD, Rangantathan S, McKenzie SA. Измерение сопротивления дыхательных путей с помощью прерывателя у детей дошкольного возраста в амбулаторных условиях.Eur Respir J 1999; 13: 792–796.

  3. Bisgaard H, Klug B. Измерение функции легких у бодрствующих маленьких детей. Eur Respir J 1995; 8: 2067–2075.

  4. Phagoo SB, Watson RA, Pride NB, Silverman M. Точность и чувствительность метода прерывания для измерения реакции на бронхиальную провокацию у здоровых субъектов. Eur Respir J 1993; 6: 996–1003.

  5. Фагу С.Б., Уилсон Н.М., Сильверман М.Оценка метода прерывания для измерения изменения сопротивления дыхательных путей у детей 5 лет. Pediatr Pulmonol 1995; 20:387–395.

  6. Merkus PJFM, Mijnsbergen JY, Hop WCJ, de Jongste JC. Сопротивление прерывателям у детей дошкольного возраста: характеристики измерения и референтные значения. Am J Respir Crit Care Med 2001; 163: 1350–1355.

  7. McKenzie SA, Bridge PD, Healy MJR.Сопротивление дыхательных путей и атопия у детей дошкольного возраста с хрипами и кашлем. Eur Respir J 2000; 15: 833–838.

  8. Chowienczyk PJ, Lawson CP, Lane S, et al. Устройство прерывания потока для измерения сопротивления дыхательных путей. Eur Respir J 1991; 4: 623–628.

  9. Освальд-Маммоссер М., Шарлу А., Донато Л., и др. Метод Interrupter по сравнению с плетизмографией для измерения сопротивления дыханию у детей с астмой или муковисцидозом.Pediatr Pulmonol 2000; 29: 213–220.

  10. Bridge PD, Lee H, Silverman M. Портативное устройство, основанное на методе прерывания, для измерения реакции бронхолитиков у школьников. Eur Respir J 1996; 9: 1368–1373.

  11. Klug B, Bisgaard H. Удельное сопротивление дыхательных путей, сопротивление прерывателям и респираторный импеданс у здоровых детей в возрасте 2–7 лет. Pediatr Pulmonol 1998;25:322–331.

  12. Ломбарди Э., Слай П.Д., Конкутелли Г., и др. Референсные значения дыхательного сопротивления прерывателя у здоровых белых детей дошкольного возраста. Торакс 2001; 56: 691–695.

  13. van Altena R, Gimeno F. Сопротивление дыханию, измеренное путем прерывания потока в нормальной популяции. Дыхание 1994; 61: 249–254.

  14. Ашер М.И., Кейл У., Андерсон Х.Р., и др. Международное исследование астмы и аллергии у детей (ISAAC): обоснование и методы. Eur Respir J 1995; 8: 483–491.

  15. Dezateux C, Wade A, Schmalisch G, Landau L Повышение эффективности исследований респираторной функции младенцев In : Stocks J, Sly PD, Tepper RS, Morgan WJ, editors. Тестирование функции дыхания у младенцев. New York, Wiley Liss, 1996; стр. 521–550.

  16. Фрей Ю., Стокс Дж., Коутс А., Слай П., Бейтс Дж.Стандарты для проверки функции внешнего дыхания у младенцев: Спецификации оборудования, используемого для проверки функции легких у младенцев. Целевая группа ERS/ATS. Eur Respir J 2000; 16: 731–740.

  17. Dab I, Александр Ф. Функция легких измерена с помощью плетизмографа всего тела. Стандартные значения для детей и подростков. Acta Paediatr Belg 1979; 32: 259–267.

  18. Хеллисен П.Дж., Кук К.Д., Фридлендер Л., Агатон С.Изучение физиологии дыхания у детей. I. Механика дыхания и легочные объемы у 85 здоровых детей в возрасте от 5 до 17 лет. Педиатрия 1958;22:80–93.

  19. Quanjer PhH, Stocks J, Polgar G, Wise M, Karlberg J, Borsboom G. Подборка контрольных значений для измерения функции легких у детей. Eur Respir J 1989;2: Доп. 4, 184–262 с.

  20. Картер ER. Пришло время рассмотреть вопрос о стандартизации техники прерывания.Eur Respir J 1997; 10: 1428–1429.

  21. Чайлд Ф., Клейтон С., Дэвис С., Фрайер А.А., Джонс П.В., Ленни В. Как следует измерять сопротивление дыхательных путей у маленьких детей: маска или мундштук?. Eur Respir J 2001; 17: 1244–1249.

Измерение сопротивления | УЗНАТЬ.PARALLAX.COM

Омметр — прибор для измерения сопротивления. Основной единицей сопротивления является ом, который обозначается заглавной греческой буквой омега (Ом).

Это задание поможет вам:

  • Сборка простого омметра с микробитовым питанием.
  • Использование омметра для измерения резисторов, с которыми вы экспериментировали в упражнении «Сборка светодиодной цепи».
  • Соблюдение важного правила измерения сопротивления: Отдельные резисторы необходимо удалить из измеряемой цепи.
  • Расчет эквивалентного сопротивления:
  • Два или более резистора, соединенных встык (последовательно).
  • Два или более резистора, соединенных рядом (параллельно).

На тестовую цепь нельзя подавать питание во время измерения сопротивления. Это второе важное правило обычно применяется при использовании руководства по ремонту, которое может указывать вам на измерение сопротивления в гораздо большей цепи, являющейся частью какого-либо устройства. Питание устройства должно быть отключено, чтобы омметр мог выполнить правильное измерение.

Цепи

В этом упражнении у вас будет схема омметра и схема светодиода.Вы будете использовать схему омметра для измерения различных резисторов, используемых в цепи светодиода.

Светодиодная цепь

Давайте еще раз воспользуемся установкой из первой схемы макета — создадим схему светодиодов.

Возможно, на вашей плате все еще находится схема светодиода. Если нет, перестройте его сейчас.

Детали омметра

Вам также потребуются следующие дополнительные детали вместе с перемычками:

Цепь омметра

Эта схема омметра может измерять сопротивления в диапазоне от 100 до 10 000 Ом.

  • Используйте анимацию и приведенные ниже инструкции для создания схемы омметра.
  • При необходимости просмотрите полноразмерный клип Measure-Resistance-Meter-Circuit.mp4, чтобы воспроизвести его и сделать паузу между шагами.

  • Вставьте один 3-контактный разъем в ряд 29, столбцы g, h, i.
  • Вставьте другой 3-контактный разъем в самые нижние разъемы в красной (+) колонке центральной шины.
  • Подключите выводы резистора 2000 Ом к (j, 29) и к одному из синих (-) разъемов центральной шины.
  • Используйте перемычку для подключения (f, 29) к (e, 29).
  • Согните резистор и перемычку, которые вы только что подсоединили, чтобы они плотно прилегали к макетной плате.
  • Подсоедините концы датчиков с зажимом типа «крокодил» к этим 3-контактным разъемам:
    • Черный к 3-контактному разъему (g,h,i, 29)
    • Красный к зажиму типа «крокодил» в 3-контактном разъеме в красной (+) колонке шины.
  • Подсоедините другие концы щупов с зажимами типа «крокодил» к этим разъемам на правой клеммной колодке:
    • Черный щуп к (j, 21).
    • Красный щуп к (а, 21).

 

7 CFR § 1755.402 — Измерение сопротивления заземления. | CFR | Закон США

§ 1755.402 Измерения сопротивления заземления.

(a) Сопротивление заземления центральной станции (CO) и терминала удаленного переключения (RST) должно быть измерено до и после того, как оно будет соединено с основной шиной заземления (MGB), где оно подключено к заземлению электроснабжения здания. .

(b) Сопротивление заземления электронного оборудования, такого как повторители пролетных линий, оконечное оборудование несущей, концентраторы и т. д.должны быть измерены.

(с) Метод измерения. Подключение испытательного оборудования для измерения сопротивления заземления должно быть показано на рисунке 1. Подробное описание измерений сопротивления заземления см. в бюллетене RUS 1751F-802 «Основы электрозащитного заземления».

(d) Испытательное оборудование. Испытательное оборудование для проведения этого измерения показано на рисунке 1 следующим образом:

(e) Применимые результаты.

(1) Для CO и RST сопротивление после соединения с заземлением электрических служб MGB не должно превышать 5 Ом.Если измеренное сопротивление заземления превышает 5 Ом, заемщик должен определить, какое дополнительное заземление должно быть предусмотрено.

(2) Для электронного оборудования сопротивление заземления не должно превышать 25 Ом. Если измеренное сопротивление заземления превышает 25 Ом, заемщик должен определить, какое дополнительное заземление должно быть предусмотрено.

(3) Когда измерения сопротивления заземления превышают требования к сопротивлению заземления, указанные в параграфах (e)(1) и (e)(2) этого раздела, см. бюллетень RUS 1751F-802, «Основы заземления электрической защиты», для получения информации о предлагаемых методах. уменьшения сопротивления грунта.

(f) Запись данных. Результаты измерений сопротивления заземления СО и RST должны быть зарегистрированы. Можно использовать предлагаемый формат, аналогичный формату I, Внешние приемочные испытания предприятия — абонентские контуры, в § 1755.407, или формат, указанный в применимом контракте на строительство. Результаты измерений сопротивления заземления электронного оборудования должны быть зарегистрированы. Можно использовать предлагаемый формат, аналогичный формату II «Приемочные испытания вне станции — магистральные цепи» в § 1755.407, или формат, указанный в применимом контракте на строительство.Также должны быть включены данные, показывающие приблизительное содержание влаги в почве во время измерения, температура, тип почвы и описание используемого испытательного оборудования.

(g) Вероятные причины несоответствия. Обратитесь к Бюллетеню RUS 1751F-802, «Основы заземления электрозащиты», и Руководству по проектированию и строительству телекоммуникаций (TE&CM), раздел 810, «Электрическая защита электронного аналогового и цифрового оборудования центрального офиса», для возможных причин несоответствия и предлагаемых методов устранения. действие.

Измерение контактного сопротивления | Центр перспективной инженерии жизненного цикла


Измерение контактного сопротивления

На надежность электронных систем в значительной степени влияет способность многих контактов и разъемов в сборке поддерживать сопротивление соединения ниже предписанного «порогового» значения. Обычные механизмы деградации, такие как рост оксидных пленок, коррозия пор и релаксация напряжений, могут привести к увеличению контактного сопротивления и возможному отказу системы.Измерения контактного сопротивления используются для оценки рисков использования различных контактов и разъемов. Для этой цели при содействии AMD и Bellcore был разработан автоматический датчик контактного сопротивления (ACRP) в CALCE.

Для измерения контактного сопротивления требуется возможность измерения очень малых колебаний сопротивления при моделировании реальных рабочих условий. ACRP  обеспечивает точное измерение за счет использования управляемой компьютером системы нагружения, предназначенной для приложения нормальной силы без вибрации к контактной поверхности.Эта система загрузки имеет регулируемую скорость загрузки и имеет диапазон от 0 до 2200 граммов с разрешением менее 2 граммов. Контактное сопротивление измеряется с помощью управляемого компьютером источника питания с высоким разрешением и измерительного блока, который может обеспечивать ток от 1 нА до 1 А при напряжении от 0,1 мВ до 110 В. Если контактные измерения должны быть выполнены при более высоком номинальном токе, что может быть оправдано для полевого применения, к существующей установке можно добавить соответствующий блок источника.

ACRP проводит измерения сопротивления в режиме реального времени, позволяет проводить измерения с использованием реальной геометрии контактов и может имитировать повторяющиеся циклы соединения и разъединения разъемных соединителей. Это «стирающее» движение достигается за счет автоматического позиционирования x-y. Это управляемое компьютером смещение имеет разрешение 0,2 мм и позволяет проводить многократные измерения в одной точке (циклическая нагрузка) или по всей контактной поверхности (автоматический многоточечный контакт).

Циклическая загрузка: Эта возможность позволяет тестировать сопряжение/разъединение и загрузку/разгрузку разъемов. ACRP в CALCE может обнаруживать в реальном времени изменение контактного сопротивления по сравнению с нормальным соотношением сил в каждом отдельном цикле сопряжения.

Автоматический многоточечный контакт:  Эта возможность позволяет определить распределение контактного сопротивления в зависимости от местоположения контакта. Для получения точной оценки поведения контактного сопротивления необходимы многочисленные измерения.Окружающая среда является критическим фактором контактного сопротивления и часто ускоряет общие механизмы деградации. ACRP позволяет пользователю измерять контактное сопротивление в режиме реального времени, подвергая разъем воздействию различных температур и влажности, предназначенных для имитации или ускорения реальных полевых условий. Это очень важно, потому что механизмы отказа, такие как фреттинг-коррозия, зависят от синергетического эффекта микродвижения, температуры и влажности.

Использование камеры со смешанным потоком газа (MFG) позволяет ускорить оценку механизмов разрушения контактов из-за агрессивных сред

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.