Методы измерения электрического сопротивления: Методы и средства измерения электрических сопротивлений

Содержание

§103. Измерение электрического сопротивления | Электротехника

Измерение методом амперметра и вольтметра.

Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток Ix, но и ток Iv, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

Rx = U / (I – U/Rv) (110)

где Rv — сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра UA = IRА. Поэтому

Rx = U/I – RА (111)

где RА — сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений — схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током I

v, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током Ix и напряжением Ux.

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Измерение сопротивлений электрическими мостами.


Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением Rx (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания — в другую (питающую).

Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в таком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

Rx = (R1/R2)R3 (112)

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом. К зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление Rx (например, обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 — гальванометр, а к зажимам 5 и 6 — источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R1, R2 и R3 (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемые соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).


Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление Rx отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением Rx и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом.

Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями Rx и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

Rx = R0R1/R4 (113)

Двойные мосты позволяют измерить сопротивления от 10 до 0,000001 Ом.

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления R

x.

Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления Rx или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Применяют также различные мосты переменного тока, которые дают возможность измерить с большой точностью индуктивности и емкости.

Измерение омметром.


Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением Rx (рис. 341) и добавочным резистором RД в цепь постоянного тока.

Рис. 341. Схема включения омметра

При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора RД ток в цепи зависит только от сопротивления Rx. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением R

x подключают к различным зажимам.

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами.


Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 342. Устройство мегаомметра

рого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи. Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор Rд, в цепь другой катушки — резистор сопротивлением Rx.

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500 В, благодаря чему мегаомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Как было показано в § 100, положение подвижной

Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б)

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении Rx будет изменяться угол α отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой — к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку — с зажимом Л.

Измерение электрического сопротивления

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 105 Ом), и ,соответственно большие (свыше 105 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют мегомметры, которые реализуют метод непосредственной оценки.


Содержание:

Метод амперметра-вольтметра

Пожалуй, он самый простой для измерения средних и малых сопротивлений R.

При измерении малых R рекомендуют применять такую схему:

Потому что в данном случае IA≈IR  из-за большого внутреннего сопротивления вольтметра относительно R и будет выполнено равенство I

V«IR. При среднем значении R рекомендована такая схема:

Так как в этом случае UV≈UR из-за очень малого внутреннего сопротивления амперметра. Соответственно применив закон Ома получим:

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

Метод непосредственной оценки

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

Данное устройство состоит из измерительного механизма ИМ (тип механизма магнитоэлектрический), шкала которого градуируется в омах. Также существует источник питания постоянным током U и резистор добавочный R

д. К выходным зажимам А и В производят подключения измеряемого сопротивления RX. Соответственно в цепи будет протекать ток:

Где RД, RИ, RХ – добавочный резистор и сопротивления измерительного механизма и соответственно объекта, который подлежит измерению. При этом угол отклонения стрелки прибора будет равен:

Где S1 – чувствительность токового измерителя.

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

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

Такие приборы получили название мегомметров. Для получения источника питания в мегомметрах используют небольшие генераторы напряжением до 2500 Вольт и приводящиеся в движение вручную. В электронных же мегомметрах в качестве источника могут быть использованы батарейки или же внешний источник питания, подключаемый через специальный блок питания устройства. Мегомметры применяют для измерений больших сопротивлений, таких как сопротивление изоляции проводников. Для измерений свыше 109 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Мостовой метод

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

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R2, R3, R4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить Rx. В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е0 подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток IНИ = 0 и его отклонение тоже  равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I1 = I2, I3 = I4, RxI1=R3I3, R2I2=R4I4. Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R3 и R4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения Rх. Верхний предел (105 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Компенсационный метод

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

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R0, а также источник питания Е и измеряемый резистор Rх. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – UR0=R0I и URХ=RХI. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

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

Сопротивление методы измерения — Справочник химика 21

    Степень диссоциации а может быть определена методом измерения электропроводности. Различают удельную и эквивалентную электропроводности. Удельная электропроводность х — величина, обратная удельному сопротивлению [c.268]

    Мостовой метод измерения сопротивления. Метод измерения электрических сопротивлений постоянному или переменному току при помощи измерительных мостов находит широкое применение в измерениях физических величин, функционально связанных с электрическим сопротивлением (удельная проводимость и температурный коэффициент сопротивления — при постоянном токе, емкость, частота и др.— при переменном). [c.409]


    Для того чтобы исключить при измерении температуры термоэлектрическими приборами погрешность от несоответствия сопротивления контура его сопротивлению при градуировке, применяется потенциометрический метод измерения термо-ЭДС. При этом методе термо-ЭДС термоэлемента сравнивается с падением напряжения на участке реохорда Яр (рис. 1.4). питаемого от батареи А, в котором всегда поддерживается вполне определенный заданный ток. При измерении (ключ К включен, переключатель Я в положении 2) движок реохорда передвигается до тех пор, пока нуль-прибор НП не покажет отсутствие тока в цепи термоэлемента, что будет соответствовать равенству термо-ЭДС и падения напряжения в левой части реохорда. Так как в момент измерения ток в контуре термоэлемента отсутствует, то сопротивление этого контура и его изменения не могут влиять на результаты измерения. [c.29]

    Термометры сопротивления, изготовляемые преимущественно из платины, предназначены для измерения температур в интервале от —220 до 750 °С. Принцип действия платинового термометра сопротивления основан на том, что омическое сопротивление термометра, выполненного в виде пластины, цилиндра, прямолинейно «натянутой или свернутой в спираль проволоки, изменяется примерно на 0,4% при изменении температуры на 1 °С. Это означает, что для обеспечения точности измерения в 0,01 °С требуется фиксировать изменение омического сопротивления в несколько стотысячных долей от его первоначального значения при О °С. Метод измерения температуры выбирают в зависимости от требуемой точности. Отметим, что при использовании моста Уитстона можно измерять и регистрировать также разность температур и, следовательно, регулировать мощность электрообогрева кожуха колонны по температуре в нутри нее и косвенно регистрировать флегмовое число. Применяя напыляемые термометры сопротивления [22], можно точно определить среднюю температуру поверхности испарительных свечей или температуру теплопередающих поверхностей. [c.433]

    Метод акустического сопротивления Методы измерения длины ультразвуковой волны Методы прямого измерения времени распространения ультразвуковой волны Методы косвенного измерения времени распространения ультразвуковой волны [c.94]

    В третьей главе описаны термометры сопротивления. Рассмотрены вопросы, которые имеют отношение к использованию этих приборов в калориметрии устройство образцовых и калориметрических термометров сопротивления, методы измерения сопротивления термометров и расчета температуры. Материал иллюстрирован рядом примеров. Отдельно рассмотрены полупроводниковые термометры сопротивления и некоторые специфические особенности использования термометров сопротивления в калориметрических работах. [c.5]

    При экспериментальном определении каа с помощью физической абсорбции хорошо растворимых газов (чаще всего аммиака водой) требуется соответствующий учет равновесного давления газа над раствором, а также нередко и частичного сопротивления массопередаче со стороны жидкости. Если прн этом необходимо работать с колоннами сравнительно большой высоты (например, при специальном исследовании влияния высоты насадки на k( a), использовать систему аммиак — вода можно лишь заменив обычный метод измерения концентрации Nh4 на более точный. Доп. пер. [c.207]

    ГОСТ 12119.7-98. Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения удельного электрического сопротивления мостом постоянного тока. [c.287]

    Введение в гомогенный поток жидкости газа, являющегося дополнительным ее турбулизатором, должно изменить условия формирования диффузионного слоя у поверхности частицы и соответственно отразиться на коэффициенте массопереноса. Но такое изменение будет ощутимо только в том случае, если массоперенос лимитируется внешним сопротивлением. Экспериментально это было подтверждено [122] методом измерения диффузионного потока от анодной платиновой частицы диаметром и длиной 5 мм, помещенной в слой зернистого материала. Исследования проводились при следующих гидродинамических условиях О [c.76]

    Методы измерения глубокого вакуума основаны на использовании изменений различных свойств газа с изменением давления теплопроводности (вакуумметры сопротивления), подвижности молекул (термомолекулярные и термоэлектрические вакуумметры), электропроводности (ионизационные вакуумметры) и т.д. [c.90]

    Чтобы исключить влияние блуждающих постоянных и переменных токов на результаты измерения четырехэлектродным методом, применяют измеритель заземлений типа МС-08, который представляет собой генератор постоянного тока и лагометр с двумя рамками, рассчитанный на три диапазона измерений (0-1000, 0-100 и 0-10 Ом). Постоянный ток, вырабатываемый при вращении ручки генератора, с помощью коммутаторов преобразуется в переменный, поступающий во внешнюю измерительную цепь. Затем ток снова выпрямляется и поступает в цепь лагометра. Прохождение в измерительной цепи переменного тока исключает влияние поляризации электродов на значение измеряемого сопротивления. Схема измерения с помощью прибора МС-08 приведена на рис. 4.4. Значение удельного электрического сопротивления в этом случае определяют по формуле [c.56]


    Измерение ЭДС гальванического элемента производят при условии отсутствия тока в цепи. Если позволить току протекать через внешнюю цепь, то внутри элемента будет проходить реакция, в результате которой концентрации ионов изменятся, а поэтому изменится ЭДС. Следовательно, ЭДС элемента должна измеряться при постоянном заданном составе раствора. Для ее измерения используют высокоомный вольтметр (см. 11.2). Благодаря большому внутреннему сопротивлению вольтметра через него проходит ничтожно малый ток, поэтому система практически не изменяется и находится в термодинамическом равновесии. Однако наибольшее применение в практике нашел компенсационный метод измерения ЭДС. Он основан на включении во внешнюю цепь источника тока, который может уравновесить (скомпенсировать) ЭДС исследуемого элемента. [c.183]

    Наиболее распространенным и надежным способом измерения температуры в низкотемпературной рентгенографии является метод измерения электродвижущей силы различных термопар В температурном интервале от 80 до 300 К обычно используется термопара медь — константан , при более низких температурах (6—77 °К) применяют термометры сопротивления, например, германий — платина . [c.135]

    Разница между э. д. с. и напряжением обусловлена омическим падением напряжения внутри элемента при прохождении тока и другими эффектами. Поэтому измерение э. д. с. обычно проводят компенсационным методом, при котором сила тока, протекающего через элемент, близка к нулю. Для этого к элементу подводят э. д. с. с противоположным знаком от внешнего источника тока, значение которой можно регулировать тем или иным способом. В измерительную цепь включаются также гальванометр для регистрации тока и вольтметр для измерения напряжения. В момент, когда выходное напряжение внешнего источника тока равно э. д. с. гальванического элемента (момент компенсации э. д. с.), сила тока в цепи равна нулю (стрелка гальванометра не отклоняется). Измеренное в этот момент вольтметром напряжение на клеммах гальванического элемента равно его э. д. с. Более простой и менее точный метод измерения э.д. с. заключается в прямом измерении напряжения на клеммах гальванического элемента вольтметром, имеющим высокое омическое сопротивление (высокоомный вольтметр). Вследствие высокого омического сопротивления вольтметра мала сила тока, протекающего через элемент, поэтому невелика разница между э. д. с. и напряжением элемента.  [c.189]

    Сопротивления. Для измерения силы тока в цепи компенсационным методом пользуются набором высокопрецизионных сопротивлений. [c.55]

    Если иметь в виду, что измерительная ячейка представляет собой комплексное сопротивление, реальная или активная составляющая которого как величина электропроводности соответствует омическому сопротивлению, а мнимая составляющая — реактивное сопротивление — соответствует кажущейся емкостной составляющей , то получают два типа методов измерения , [c.166]

    При исследовании анодного окисления жидкого галлиевого электрода в растворе щелочи концентрации 0,1 моль-Л [35] методом измерения электрохимического импеданса по последовательной схеме замещения получены следующие значения емкостных и активных сопротивлений для переменного синусоидального тока (потенциал + 1,00 В, температура 305,2 К)  [c.128]

    Методом измерения электрохимического импеданса при частотах выше 30 кГц получены значения сопротивления перехода Run при изменении концентрации ионов марганца в оксидном расплаве на электроде из жидкого марганца [38]  [c.130]

    Смысл метода измерения с применением переменных токов сводится к тому, что всякая электрохимическая система формально может быть представлена в виде электрически эквивалентной схемы (рис. 96), сочетающей в себе емкость двойного слоя (Сд-с) и реактивное сопротивление электрода (Сд, Ян). [c.263]

    Из трех групп методов измерения мостового, Z-метрического и Q-метрического — точные измерения с прямым отсчетом позволяют производить только некоторые мостовые методы. При измерениях Z-метрическим и Q-метрическим методами практически невозможно получить не только прямой отсчет, но и вычислить величину активного сопротивления исследуемого раствора. Преимущества ВЧ-методов особенно сильно проявляются при использовании нх для ВЧ-титрований, когда не требуется точного определения величины активного сопротивления раствора, а измеряются только относительные изменения высокочастотной проводимости раствора при добавлении титранта и, следовательно, абсолютная величина электропроводности исследуемого раствора не имеет никакого значения. В дальнейшем речь пойдет только о методах высокочастотного титрования. [c.135]

    Для высокочастотных титрований применяются четырехплечие и Г-образные мосты. Преимущество мостовых методов измерений перед другими методами заключается в том, что они позволяют производить прямой и раздельный отсчет как активной, так и реактивной составляющей полного измеряемого сопротивления. В мостовых схемах могут применяться С- и L-ячейки, возможно также применение / -ячеек. [c.135]

    Принцип метода состоит в следующем. С-ячейку, имеющую полное сопротивление 2я, включают в цепь синусоидального переменного тока с неизменяющейся частотой. По изменениям величины тока через ячейку или величины падения напряжения на ячейке определяют величину изменений полного сопротивления ячейки или проводимости. Фазовый угол между током и напряжением при этом методе измерения не принимается во внимание. [c.137]

    Сравнение чувствительности при частотных методах измерения производится двумя способами. Наиболее широкое распространение для оценки частотной чувствительности получила безразмерная величина, которая определяется как отношение величины девиации частоты к средней рабочей частоте 5 = Д///=Л(в/со, где Af или Ао) соответствует девиации частоты для данных пределов изменения сопротивления AR, электропроводности Ах или концентрации Ас исследуемого раствора, а / или со —средняя частота между ее [c.143]

    Под термином температура имеют в виду величину, характеризующую степень нагретости вещества. Непосредственно можно лишь весьма приблизительно оценивать температуру тела (холодное, теплое, горячее, раскаленное), поэтому приходится прибегать к косвенным методам измерения температуры — к измерению таких физических свойств тел, которые однозначно связаны с их температурой и в то же время могут быть сравнительно просто и с большой точностью измерены. Для этой цели используют объемное или линейное расширение тел при нагревании (дилатометрические термометры — ртутные и манометрические), изменение их электрического сопротивления (электрические термометры сопротивления), изменение развиваемой ими (в паре с другим телом) термоэлектродвижущей силы (термопары), изменение количества излучаемой ими энергии (пирометры излучения). [c.24]

    Мостовые меюды по принципу работы делятся на две группы 1) нерезонансные или простые мосты различного типа (уравновешенные, неуравновешенные и квазиуравновешенные), которые используются главным образом при низких частотах (не выш е 10″ гц) и 2) резонансные мосты, условия равновесия которых зависят от частоты и которые могут применяться при частотах до 10 —10 гц для веществ с удельной электропроводностью до 10- сим-см К Резонансные мосты, как правило, имеют более высокую чувствительность по сравнению с нерезонансными мостами. Кроме того, мостовые методы измерения -позволяют производить раздельный отсчет активной и реактивной составляющих полного сопротивления. [c.258]

    Так как в аналитической практике имеют дело в основном с проводящими жидкостями (растворами), то при использовании контактных ячеек необходимо применять методы измерения, позволяющие производить раздельный отсчет активной и реактивной составляющих полного сопротивления ячейки. К таким методам [c.260]

    Это соотношение лежит в основе мостового метода измерений сопротивлений проводников если известны сопротивления трех плечей (Ri, Ra и R3) сбалансированного моста, то сопротивление четвертого (R ) легко рассчитать. [c.461]

    Следует упомянуть еше о методе измерения сопротивления проводников 2-го рода, основанном на использовании постоянного тока. По этому методу измеряют падение напряжений Аф1 и Дфл на двух сопротивлениях, включенных последовательно измеряемом сопротивлении раствора Ях и известном эталонном сопротивлении / В соответствии с законом Ома  [c.464]

    При измерении температуры с помощью электрических приборов вместо стеклянного термометра всегда можно установить термопару или термометр сопротивления. Непрерывная автоматическая регистрация температуры требует обязательного применения электрических методов измерения. Особым преимуществом термопар является возможность проводить с их помощью измерения в небольшом пространстве, например на поверхности стеклянной трубки при пленочной ректификации (см. главу 5.43). Кроме того, применение термопар и термометров сопротивления предпочтительно ввиду их высокой чувствительности и широты диапазона измерения температур, который для термопар приблизительно соответствует интервалу от —200 до 1600°. [c.470]

    При использовании неполяризующегося вспомогательного электрода и электролизера с малым омическим сопротивлением ом при потенциостатическом методе можно обеспечить постоянство потенциала исследуемого электрода. Все методы измерения перенапряжений, основанные на том или ином возмущении системы, можно еще подразделить на стационарные и переходные. В стационарных методах соблюдается не только стационарность переноса заряда, но и постоянство структуры поверхности электрода и примыкающих к нему областей в течение опыта. Должны оставаться постоянными концентрационные градиенты в электроде и в электролите. На твердых электродах в течение опыта должна быть постоянной и микроструктура поверхности. Последнее условие трудно соблюдать при электроосаждении или ионизации металлов. По этой причине весьма часто пользуются переходными методами, в которых измерения занимают достаточно короткое время и микроструктуру электрода можно считать постоянной. [c.39]

    Метод измерения электропроводности, иначе называемый копдук-тометрией, относится к числу наиболее распространенных способов изучения свойств растворов электролитов и наряду с рассмотренной потенциометрией к числу наиболее точных электрохимических методов. Он позволяет изучать свойства растворов электролитов в любых растворителях, очень широких интервалах температур, давлений и концентраций. При соблюдении ряда требований измерение сопротивления растворов может быть выгюлнено с точностью 0,01 %. Эти требования включают 1) прецизионное регулирование температуры 2) устранение поляризации электродов 3) применение прецизионной измерительной аппаратуры. Основываясь на величинах температурных коэффициентов электропроводности, которые при 25 °С для большинства водных растворов электролитов близки к 2 % на Г, можно заключить, что обеспечение точности 0,01 % требует термостатирования с точностью 0,005 . При этом важна также природа термостатирующей жидкости вследствие возможности появления паразитных емкостей между стенками (внешней и внутренней) электрохимической ячейки и токов утечки, что особенно характерно при использовании водяных термостатов. [c.91]

    Для уменьщения внутреннего сопротивления ячейки при потенциостатическом методе измерения поляризации рабочий и вспомогательный электроды помещают в один сосуд. [c.279]

    Итак, полного решения задачи о движении жидкости в зернистом слое произвольной структуры не существует. В то же время экспериментальное определение перепада давления при движении замеренного расхода жидкости или газа через трубку с зернистым слоем относительно просто. Поэтому число опубликованных исследований по измерению гидравлического сопротивления зернистых слоев различных конкретных матеряалов очень велико и продолжает увеличиваться. Для обобщения полученных результатов и вывода удобных для инженерного расчета формул существенно, однако, чтобы при замерах перепада давления и расхода жидкости фиксировались также такие основные параметры слоя, как порозность слоя е, удельная поверхность а и средний линейный размер элементов d. Методы измерения этих величин весьма разнообразны и мы изложим только некоторые основные из них. [c.47]

    Хотя теория строения двойного электрического слоя на границе электрод — электролит базируется главным образом на экспериментальных данных, полученных на ртути, все же эта теория не содержит положений, основанных на специфических свойствах ртутного электрода, поэтому нет причин для сомнений в возможности ее применения к твердым электродам. Для решения этого вопроса А. Н. Фрумкин с сотрудниками сравнил величины удельной емкости двойного слоя на ряде твердых металлов и на ртути в широкой области потенциалов в растворах различного состава. Наиболее прямым методом решения этого вопроса оказался метод измерения импеданса границы твердый электрод — электролит. Однако известны большие методические трудности при работе с твердыми электродами, поскольку на измерения влияют всевозможные электрохимические реакции, шероховатость и другие неоднородности поверхности, возрастают требования к чистоте реактивов. Каждый из этих факторов может привести к частотной зависимости комплексного сопротивления (импеданса) границы электрод — электролит, что затрудняет интерпретацию экспериментальных значений емкости. В связи с этим в настоящее время имеется мало надежных данных о емкости двойного слоя для твердых электродов. Обычно критерием надежности считается сопоставление дифференциальной емкости для исследуемых металлов и ртутного электрода, дифференциальная емкость которого хорошо согласуется с теорией двойного слоя. [c.244]

    Экспериментальное изучение зависимости между плотностью тока и потенциалом поляризуемого электрода зачастую осложнено тем, что на твердых электродах истинная величина электродной поверхности, а следовательно, и плотности тока, не остается постоянной. Кроме того, при классическом компенсационном методе измерения поляризационных кривых, помимо электродного скачка потенциала, измеряется некоторая величина сопротивления электролита, зависящая от расстояния, на котором расположен конец электролитического ключа (гебера) от электрода  [c.309]

    Принцип действия приборов М-416, ЭП-1М основан на компенсационном методе измерений. Схемы измерений всех приборов аналогичны. Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют методом амперметра-вольтметра, чаще всего в качестве измерителйного прибора используют гальванометр магнитоэлектрической системы с нулевым отсчетом. [c.72]

    Наиболее значимым параметром режима перекачки яв.тяется наличие слоя асфальто-парафино-смоло-отложений (АСПО) на стенках трубопровода, а также режим движения перекачиваемого продукта. При значительном суокении проходного сечения труб возможно существенное из.менение режимов работы трубопровода и создание аварийной ситуации. Однако прямые методы измерения проходного сечения трубопровода реализовать достаточно проблематично, а расчет по косвенным параметрам дает большую погрешность, поэтому в работе предложено определять фактический диаметр проходного сечения запарафиненного трубопровода по совокупности опенок как по осредненной по длине удельной теплоотдачи с погонного метра трубы, так и по гидравлическому сопротивлению эксплуатационного участка. [c.164]

    Фоксвелл [11] предложил метод измерения сопротивления столбика угля потоку азота при различных температурах. По виду кривых, полученных при измерении этим методом (рис. 82), установлено, что пластическое состояние появляется между 350 и 550 °С. [c.230]

    Компенсационный метод измерения свободен от этих недостатков. Компенсационная схема для измерения э.д.с. гальванического элемента приведена на рис. IX. 15. В цепь ЛВАк — цепь источника тока, которыми обычно служат кислотный или щелочной аккумулятор или сухой гальванический элемент большей электрической емкости,— последовательно включается переменное сопротивление Я, соизмеримое с сопротивление реохорда АВ. В простейшем случае он представляет собой проволоку с относительно большим удельным сопротивлением (нихром), туго натянутую вдоль градуированной линейной шкалы. Падение напряжения на единице длины шкалы стандартизируется с помощью нормального элемента Вестона (НЭ)  [c.555]

    Некомпенсационный метод измерения э. д. с. Значения э. д. с. гальванического элемента устанавливают непосредственно на чувствительных измерительных приборах промышленного изготовления цифровом вольтметре постоянного тока П1, 1312 с сопротивлением от 10 до 10 Ом и отсчетом до 1 мВ гальванометрах ЛИФП с чувствительностью 10″ А типа М2012, типа 195 с чувствительностью 10 А и др. Шкалы приборов отградуированы в милливольтах или единицах pH. При измерениях надо учитывать, что проходящий через элемент ток более 10 А вызывает концентрационную и химическую поляризацию, и установленная э. д. с. меньше ра[зповесного значения. Несмотря на это, метод используют для не-компенсационного потенциометрического титрования с двумя металлическими электродами. [c.142]

    Метод измерений. Измерение импеданса измерительной ячейки ( г), величина которого в нашем случае определяется прежде всего импедансом поверхности поляризуемого электрода, можно осуществить, применяя импе-дансный измерительный мост. Простой мост (например, для измерения емкости двойного электрического слоя) показан на рис. 4.29. В собственно мостовой части (показана жирной линией) имеются четыре сопротивления с нуль-инструментом из моста Уитстона. Переменнотоковый мост должен [c.155]

    Методы переменного тока высокой частоты. Высокочастотные методы измерения осуществляются с применением мостовых схем и высокочастотных генераторов. В последнем случае, в зависимости от расположения кондуктометрической ячейки в схеме ВЧ-генера-тора, методы получили наименование С-метричеокий (по изменению величины добротности колебательного контура генератора) и 2-метричеокий (по изменению полного сопротивления какой-либо цепи). [c.94]

    При мостовом методе измерений с двухэлектродной ячейкой используется четьирехплечий мост сопротивлений. Недостаток мостового метода состоит в том, что даже в момент компенсации схемы моста через ячейку протекает ток, что создает поляризацию электродов и, следовательно, погрешность измерения. [c.121]

    Термометры сопротивления обычно изготовляют из платины и применяют для измерения температур от —190 до 630°. Принцип измерения основан на изменении электропроводности термометра сопротивления (имеющего форму пластины, цилиндра, а также ароволоки,натянутой в плоскости или в виде спирали) примерно на 0,4% на 1 градус. Это означает, что при точности измерений 0,01° необходимо-определять изменения, электрического сопротивления на несколько стотысячных долей его первоначальной величины (при 0°). Метод измерения сопротивления выбирают в зависимости от требуемой точности. Следует отметить, что при применении моста Уитстона можно измерять и регистрировать также разность температур [3], что может быть использовано для регулировки обогрева кожуха по температуре внутри колонки и для косвенного контроля флегмового числа. [c.470]

    Твердость — наиболее привычное для нас свойство твердых тел и в то же время наиболее сложное, зависящее от природы материала, состояния поверхности, метода и условий испытания. Формально твердость — сопротивление материала вдавливанию за фиксированный промежуток времени или царапанью. При измерении твердости методом вдавливания величина твердости равна нагрузке Р, отнесенной к поверхности полученного отпечатка. Отпечаток обычно производят шариком из закаленной стали (метод Бринелля, Роквелла) или алмазной пирамидой (метод Роквелла, Виккерса). До НВ 350—400 (кгс/мм ) величины НВ и НУ равны. При большей твердости значение НВ ниже, чем НУ. В методе царапанья твердость определяется или шириной черты (тогда ее размерность выражается в единицах длины), или грузом на острие, который прочерчивает линию определенной ширины (тогда ее размерность выражается в единицах силы). Из этого ясно, что понятие твердость не является физической постоянной, а представляет собой сложное свойство, зависящее как от прочности и пластичности, так и от метода измерения. [c.170]


Измерение электрического сопротивления » приборы и методы измерения.

На любое действие в мире найдётся своё противодействие. Сфера электричества не является для этого закона исключением. Если имеется сила, упорядочивающая и толкающая электрические заряженные частиц, то найдётся явление и сила, которая этому движению будет препятствовать. Данный феномен носит названия электрического сопротивления. Именно оно стремится свести эффект сверхпроводимости к нулю. Если есть явление, значит его каким то образом можно измерить. За единицу электрического сопротивления отвечает «Ом» (названная в честь великого первооткрывателя).

Теперь давайте разберёмся, как осуществляется непосредственное измерение электрического сопротивления. Итак, нам как всегда приходит на помощь базовый закон электричества — закон Ома. Как известно, напряжение, сила тока и сопротивление очень тесно связаны между собой. При изменении хотя бы одного из этих параметров следует изменение и остальных. Если закон Ома говорит, что сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорционально сопротивлению, то из данной формулы можно вычислить любую из трёх величин, зная две из них. Для измерения электрического сопротивления можно использовать принципы измерения вольтметров и амперметров. Подав на тот или иной электрический проводник определённое значение напряжения можно легко вычислить его сопротивление по возникшей силе тока.

Иными словами говоря, если проводник имеет своё внутреннее сопротивление, то при неком значении напряжения через него пройдёт определённое значение тока. На этом проводнике часть энергии электрических зарядов будет теряться, естественно на данном участке цепи появится падение напряжения, которого меньше станет в других частях электрической цепи. По данным распределениям напряжения и общего значения силы тока можно легко найти величину сопротивления. Наиболее простым прибором для измерения электрического сопротивления является электромеханический омметр. Он работает по принципу отклонения медной катушки, находящейся в электромагнитном поле, при прохождении через ней тока. Источник питание делит своё напряжение между измерительной катушкой и измеряемым сопротивлением, что и указывается стрелкой на размеченной шкале.

Современные способны измерения электрического сопротивления более инновационные. Современная электроника и цифровая техника позволили сделать такой электронный прибор как цифровой мультиметр. Он содержит в себе множество функций, среди которых имеется и измерение сопротивления. Причём данный мультиметр позволяет проводить измерения довольно в больших пределах (от нуля до сотен мегаОм). Для того, что бы произвести обычное измерение того или иного сопротивления достаточно установить переключатель мультиметра в положение «измерение сопротивления» (выбрав наиболее подходящий предел). Далее надо дотронутся щупами мельтиметра к концам измеряемого сопротивления и результат сразу отобразится на экране вашего тестера.

Учтите следующий момент, существует два вида электрического сопротивления — активное и реактивное. Активным сопротивлением принято считать то обычное электрическое сопротивление, которое существует в проводнике и независящее от типа тока (постоянное или переменное). Это сопротивление обусловлено внутренним строением кристаллической решётки имеющегося материала, его способностью проводить через себя электрические заряды. Реактивное сопротивление имеет иную природу. Оно возникает в проводниках при прохождении переменного тока. Его значение напрямую зависит не только от напряжение, но ещё и от частоты переменного тока.

P.S. Так как существует активное и реактивное электрическое сопротивление, то и принципиальные методы их измерений тоже будут разные. При работе только с постоянным током в учёт берётся только активное сопротивление проводников, а при наличии переменного тока обязательно следует учитывать действие реактивного сопротивления в электрических цепях. Этот момент принципиально важен для электротехники.

Методы измерения активных сопротивлений

В современных телекоммуникационных системах значения изме­ряемых активных (активное — значит потребляющее мощность) со­противлений лежат в пределах от 10-8 до 10-10
Ом. Измеряют активное сопротивление как на постоянном, так и на переменном токе. Среди распространенных методов измерения активных сопротивлений на постоянном токе отметим: основанные на использовании амперметра-­вольтметра, логометрические, мостовые.

14.2.1. Измерение сопротивлевий методом амперметра-вольтметра

Измерение методом амперметра-вольтметра (точнее, методом амперметра или вольтметра) сводится к определению тока или на­пряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома. Метод используют для изме­рения активного и полного сопротивления, индуктивности и емкости.

На рис. 14.1 показана схемная реализация этих методов при из­мерениях активного сопротивления. Измерение активных сопротив­лений проводят на постоянном токе, при этом включать резистор Rx в измерительную цепь можно по двум схемам.

В схеме с амперметром (рис. 14.1, а) отклонение показаний мил­лиамперметра мА
пропорционально току

                                                                                   (14.1)

и обратно пропорционально измеряемому сопротивлению Rx. По такой схеме удается измерять достаточно большие сопротивления (от 1 Ом до 200 МОм). Перед измерениями зажимы х замыкают Кл (тем самым закорачивают, т. е. шунтируют резистор Rx
) и переменным резистором Rдo6 устанавливают такой ток, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу, что соответствует точке 0 Ом.

         

   а                                          б

Рисунок 14.1. Измерение активных сопротивлений методом:

а – амперметра ;б — вольтметра

Для измерения небольших сопротивлений (0,01…100 Ом) исполь­зуют схему с вольтметром (рис. 14.1, б), показания которого равны

                                                                        (14.2)

если Rдo6
>> Rx и UERx /Rдo6, т. е. имеет место прямая зависимость вольтметра от измеряемого сопротивления Rx. Перед измерением стрелку на приборе совмещают с отметкой «¥» при разомкнутых за­жимах х (тем самым отключают резистор Rx).

Обе схемы измерения активных сопротивлений вызывают появле­ние методических погрешностей ΔRx, зависящих от внутренних сопро­тивлений схем. Для схемы, показанной на рис. 14.1, а, методическая погрешность тем меньше, чем ниже внутреннее сопротивление ампер­метра (при → 0, ΔRx → 0), а в схеме, показанной на рис. 14.1, б, погрешность тем меньше, чем выше внутреннее сопротивление вольт­метра (при RV → ¥ , ΔRx → 0). Итак, схемой, показанной на рис. 14.1, а, следует пользоваться для измерения больших сопротивлений, а схемой, показанной на рис. 14.1, б, — малых сопротивлений.

Погрешности измерения параметров элементов цепей методом вольтметра-амперметра на низких частотах составляют 0,5… 10% и определяются погрешностью используемых приборов и наличием па­разитных параметров. Погрешности увеличиваются с ростом частоты.

14.2.2. Измерение активного сопротивления логометром

     

Уменьшить влияние источника питания Е на точность измерения сопротивлений можно с помощью логометра. Логометром называют измерительный механизм, показывающий отношение двух электри­ческих величин, чаще всего двух токов. Логометры бывают магнито­электрическими и электродинамическими.

                                                     

                                                    а                                 6

Рис. 14.2. Логометр:
а- устройство; б- схема включения

Наиболее распространен при практических измерениях лого­метр магнитоэлектрической системы. Логометр содержит две жестко скрепленные между рамки, помещенные в неравномерное поле по­стоянного магнита (рис. 14.2, а), которое реализуется специальной конфигурации полюсных наконечников. Неравномерным поле соз­дают для того, чтобы вращающие моменты, приложенные к рамкам, зависели не только от токов, протекающих в рамках, но и от положе­ния рамок в магнитном поле, т. е. М1
= ψ1(a)I1; М2 = ψ2 (a)IX, где I1, IX — токи, протекающие в рамках; ψ1(a), ψ2
(a)  — значения потокосце­плений магнитов с их рамками. Противодействующий момент будет равен нулю, когда М1
= М2; ψ1(a)I1
= ψ2 (a)Ix, а значит, угол отклоне­ния подвижной системы

                                                                     (14.3)

Для схемы включения, приведенной на рис. 14.2, б,

                                                         (14.4)

где Rp — сопротивление рамок; Ro — образцовое сопротивление.

Итак, согласно формуле (14.4), показания логометра не зависит от колебания напряжения питания. Зависимость показаний от сопротивления RX позволяет создавать лабораторные логометры с погрешностью измерений, не превышающей 0,5 %. Нечувствительность логометра к колебаниям напряжения питания дала возможность разработать класс приборов, питающихся от генераторов, ротор которых вращают вручную и еще иногда использующиеся для определения сопротивления изоляции действующих телефонных сетей.

                                  

Измерение сопротивлений омметрами

Омметр
— измерительный прибор, предназначенный для измерения сопротивлений. Электронный омметр аналогового типа выполняют по схеме инвертирующего усилителя на ОУ, охваченного отри­цательной ОС с помощью измеряемого сопротивления Rx
(рис. 14.3, а) Напряжение на выходе усилителя омметра определяется как

                                            Uвых = – URХ / R1.                                                        (14.5)

                     

а                                             6

Рис. 14.3. Схемы омметров для измерения сопротивлений:
а — малых; б — больших

Поскольку выходное напряжение линейно связано с измеряемым сопротивлением Rx, то шкала прибора И может быть проградуирована  непосредственно в единицах сопротивления. Шкала равномерна в широ­ких пределах. Погрешности измерения электронных омметров 2…4%.

В приборах для измерения особо больших активных сопротивле­ний (тераомметрах) сопротивления Rz
и R, надо поменять местами (рис. 14.3, б), при этом шкала измерительного прибора И получается обратной и напряжение

Uвых
= – UR1 / RХ
                                                                        (14.6)

Применение в одном приборе обоих вариантов схем позволяет создать измерители сопротивления с диапазоном измерения от еди­ниц Ом до нескольких десятков МОм с погрешностью не более 10%. Измерители сопротивлений, построенные по приведенным схемам, используют для измерения сопротивлений и на переменном токе.

Похожие материалы:

О возможности применения метода измерения электрического сопротивления при исследовании биологических сред Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

бенность находит свое объяснение на наш взгляд в том, что для представителей этого рода характерным являются более высокие пищевые потребности, которые как раз и могут удовлетворены предложенным субстратом в виде останков трупа [7].

Эти же соображения касаются заселения трупных тканей грибом Aspergillus fumigatus, споры которого содержались в почве, а в экспериментальном материале обнаружен рост в виде мицелия с соответсвующими спороно-шениями. Этот гриб является главным возбудителем ас-пергиллеза человека и животных и, очевидно, охотно развивается на свежем биологическим субстрате [2]. Он несомненно термотолерантен и в его росте велика роль эндогенного тепла, которое закономерно образуется при разложении тканей [5] (особенно, если учесть, что наш эксперимент был поставлен в летнее время).

Сравнивая микобиоту почв города и сельской местности можно заметить гораздо большее видовое и количественное разнообразие и богатство второй. Например, обильный рост видов рода Mucor свидетельствует о большем богатстве органическими остатками почвы сельской местности, в городе рост грибов этого рода получен нами лишь на трупном материале, который богат питательными веществами, микроэлементами и витаминами. С другой стороны именно в городской почве отмечен рост условнопатогенного вида Aspergillus fumigatus, который охот-

Литература

1. Бедрин Л.М., Загрядская А.П. Судебно-медицинские возможности исследования эксгумированного трупа.-Горъкий.-Изд-во Горьковского мед. ин-та.-1978.-52с.

2. Билай В.В., Курбацкая З.А. «Определитель токсинообразующих микромицетов».-Киев.- «Наукова думка».-1990.-сс.152-155.

3. Богомолов Д.В., Богомолова И.Н. Прикладная микология — terra incognita судебной медицины. «Проблемы экспертизы в медицине «.Ижевск. — 2002-Том.2 — №2. — сс.22-27.

4. Гофман Э. Учебник судебной медицины. — СПБ. — Издательство К.Л.Риккера.-1891.- С. 688.

5. Марченко М.И., Кононенко В.И. «Практическоеруководство по судебной энтомологии». Харьков.- Изд. УИУВ.-1991-с.19-29.

6. Методы экспериментальной микологии.- Киев.- Наукова думка. — 1982г. — Сс. 287-315.

7. Милько А.А. Определитель мукоральных грибов. — Киев. — «Наукова думка». — 1974.- с.23-27.

8. Мюллер Э., Леффлер В. Микология.- «Мир».-1995.-с.236-237.

9. Попов Н.В. Основы судебной медицины: Пособие для студентов медицинских институтов. — М.-Медгиз.-1938. — СС.67-68.

10.Sutton D.A.,Forthergill A.W.,Rinaldi M. Guide to clinically significant fungi.- NY,London.- 1997.- рр.122-123,130-133.

© А.Ю.Вавилов, В.Е.Чирков, А.Р.Поздеев, Н.П.Плешакова, 2004

УДК 340.624

А.Ю.Вавилов, В.Е.Чирков, А.Р.Поздеев, Н.П.Плешакова О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД (Предварительное сообщение)

Кафедра судебной медицины (зав. кафедрой — проф. В.И.Витер) Ижевской государственной медицинской академии ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (начальник — В.И. Жихорев), Ижевск

В статье приведены результаты оригинального исследования, заключающегося в изучении электрического сопротивления жидкой кровиживыхлиц и трупов в раннем посмертном периоде. Показаны различия электрических сопротивлений изученных объектов. Сделан вывод о возможности практического применения использованного метода для дифференциальной диагностики трупной крови и крови, принадлежавшей живому лицу.

Ключевые слова: электрическое сопротивление, кровь, труп, живой человек.

A.Ju.Vavilov, V.E.Chirkov, A.R.Pozdeev, N.P.Pleshakova ABOUT OPPORTUNITY OF USAGE OF ELECTRICAL RESISTANCE MEASUREMENT METHOD IN BIOLOGICAL INVESTIGATIONS (PRELIMINARY REPORT)

Izhevsk

There are devoted the results of original investigation of electrical resistance ofl iquid blood from al ive body and corpses in early postmortem period. The differences of electrical resistance between studying objects are shown, which can be used for differential diagnostic.

Keywords: electrical resistance,blood,corpse,alive body.

На современном этапе развития судебно-медицинс- объективизации результатов исследования широко ис-кой науки и практики, при производстве экспертиз для пользуются различные инструментальные методы.

но продолжил свое развитие на тканях трупа. Это связано с наличием в городе нездоровой экологической ситуации, — множество больных животных (в том числе микозами), извращенный температурный режим, недостаток естественных органических удобрений и проч.

Т.о. показано, что заселение тканей трупа грибами происходит достаточно рано и интенсивно в условиях захоронения в почве. Почвы значительно отливаются по составу представителей микобиоты, что диктует необходимость проведения детального стадийного микологического исследования микобиоты трупных тканей при захоронении в различных условиях, а также открывает возможности установления места первичного захоронения и дальнейшего перемещения трупа. Последнее важно для идентификации останков и установления давности наступления смерти [1].

Представленные данные подтверждают перспективность проведения судебно-микологических исследований для разработки дополнительных критериев установления давности смерти, маршрута перемещения трупа и условий первичного и последующих захоронений [2].

Благодарности. Авторы приносят свою благодарность сотрудникам ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии (г. Москва) гг. Е.А. Пирязевой и О.С. Кисляко-вой за помощь в проведении микологических исследований и руководству РЦСМЭ за помощь в организации и финансировании исследований.

При этом ведется активная разработка новых технических средств, как для расширения возможностей общепризнанных методик [3,4, 5,9], так и для создания новых, ранее не использованных в судебной медицине.

В литературе имеются сведения об изучении электрического сопротивления (импеданса) биологических тканей трупа, применяемого для определения давности наступления смерти [6].- —

Р3

Рис. 1. Структурная электрическая схемакрови.

где: С1 и Ш — соответственно емкостное и резистивное электрические сопротивления клеточного состава крови; С2 и И2 — соответственно емкостное и резистивное электрические сопротивления биологических молекул в крови; Ю — резистивное электрическое сопротивление электролитов крови. ходящихся в разном морфофункциональном состоянии. Последовательно изучается воздействие переменного тока низкой (1 кГц),средней (10кГц) ивысокой (200кГц) частоты в трех точках наложения электродов.

При этом нам не встретились указания на применение данных методов в аспекте изучения прижизненнос-ти и давности образования следов крови.

Как известно, применение для исследования биологических объектов переменного тока различных частот обусловлено тем, что суммарное электрическое сопротивление биологической ткани является суммой резистивного сопротивления и сопротивления емкостного.

Резистивное сопротивление обусловлено электролитным составом изучаемого объекта, а емкостное — сопротивлением клеточных мембран, играющих в биологической ткани роль конденсатора.

Между тем, жидкая кровь человека, представляя собой сложный по составу раствор, так же является токопроводящим объектом. Помимо растворов различных электролитов (№, К, Саи проч.) в крови содержатся в большом количестве белковые молекулы. Таким образом, кровь можно пред-

сыворотка кровь гемолиз

Рис. 2. Средние значения электрического сопротивления нативной крови, ее сыворотки и гемолизированной крови на частоте 100 Гц.

Таблица№1

Вычисленные значения критерия Ньюмена-Кейлса в сравнении с его критическим значением при Р>95 средних величин эл. сопротивления исследованных объектов (100 Гц)

Г емолизированная кровь Нативная кровь

Сыворотка крови 10,44>3,399 «достоверные отличия» 4,77>2,829 «достоверные отличия»

Нативная кровь 7,15>2,829 «достоверные отличия»

ставить в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора, отражающих, соответственно, емкостное и резистивное сопротивления. При этом структурную схему крови можно представить следующим образом (Рис. 1):

Некоторыми авторами отмечено, что в посмертном периоде происходит изменение биохимических показателей крови [8], причем между динамикой ряда биохимических показателей и длительностью посмертного периода существуют достоверные корреляционные связи [1,2].

По нашему мнению, изменения биохимии крови, должны сопровождаться изменениями ее электрического сопротивления, что, возможно, позволит устанавливать принадлежность крови живому лицу либо трупу, а так же определять давность крови в пятне.

С этой целью нами было проведено исследование электрического сопротивления нативной крови, ее сыворотки и гемолизированной крови переменным током различной частоты.

Для этого был сконструирован оригинальный прибор, представляющий собой совмещенные в едином корпусе высокоточный широкодиапазонный генератор синусоидальных колебаний и микроамперметр переменного тока, включенный по схеме измерения сопротивления.

Непосредственно для съема показателей использован датчик погружного типа, представляющий собой две иглы из нержавеющей стали диаметром 0,5 мм, укрепленные на расстоянии 3 мм друг от друга с длиной погружаемой части 5 мм. Измерения производились на четырех дискретных частотах -100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц.

Предварительно изучено 92 объекта, включающих кровь и ее сыворотку, полученные от живых лиц, а также

Рис. 3. Средние значенияэлектрического сопротивления трупной крови и крови, полученнойотживого лицана частоте 100 Гц.

от трупов, проходящих исследование в ГУЗ Бюро судебно-медицинской экспертизы МЗ УР.

В ходе проведения замеров, были получены ряды значений, соответственно частотам, на которых проводились исследования.

В качестве примера, представляем значения электрического сопротивления нативной крови, ее сыворотки и гемолизированной крови, полученные на частоте 100 Гц.

Значения электрического сопротивления выражены в кОм и отражают суммарное сопротивление цепи (емкостное + резистивное), заключенной между электродами датчика.

Как следует из графика на рисунке 2, средние значения электрического сопротивления изучаемых объектов, в достаточной степени различаются между собой. Данный вывод был подтвержден в ходе сравнения средних значений полученных величин по Ньюмену-Кейлсу.

При этом достоверные значимые отличия выявлены во всех примененных нами частотных интервалах.

В дальнейшем производилось изучение электрического сопротивления крови, полученной от живого лица и от трупа.

Литература

1. Ботезату Г.А. использование лабораторных методов исследования в диагностике давности смерти // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики. Ростов-на-Дону, 1985. С.44-46.

2. Ботезату Г.А. Экспертиза давности смерти по данным ректальной температуры, биохимическим показателям крови и перикардиальной жидкости//Судебно-медицинская экспертиза. 1977. №1. С. 39-43.

3. Наубатов Т.Х. Некоторые новые физикальные методы судебно-медицинского определения давности наступления смерти.// Материалы научн. Конф. Молодых ученых ТОДНГМИ. — Ашхабад, 1982. — С. 14-15.

4. Неделько Н.Ф., Бутуханов В.В. Медленноволновая электрическая активность органов и тканей в зависимости от давности наступления смерти (экспериментальное исследования). //Вопросы судебно-медицинской танатологии. Сб. научн. тр. — Харьков, 1983. — С. 101-107.

5. Новиков П.И., Попов В.Г. Адаптивные системы в диагностике давности смерти // Суд.-мед. экспертиза. 1983. № 3. С.6-9.

6. Пиголкин Ю.И., Богомолов Д.В., Самоходская О.В., КоровинА.А, Баркар А.А. Определение давности наступления смерти методом импедансной плетизмографии. // Методические рекомендации. Утв. М3 РФ. № 2000/117 от 01.09.00. — М., 2001. — С. 17.

7. Соловьева И.И. Посмертные изменения параметров кислотно-щелочного состояния крови, жидких сред глаза и их судебно-медицинское значение // Механизмы и давность происхождения процессов и объектов судебно-медицинской экспертизы. Под ред. В.Н.Крюко-ва. М., 1988. С.106-110.

8. Шабашова И.И. Судебно-медицинское установление давности наступления смерти по параметрам кислотно-щелочного состояния крови и жидких сред глаза: Автореф. дис…. канд. мед. наук. М., 1986.

9. Шорохов А.Е., Столяров А.В., Каркин В.Я. Обоснование применения микротерморезисторов для установления времени наступления смерти. // Современная диагностика в судебной медицине. — Кишинев, 1981. — С. 69-70.

© О.Л. Горбунова, Л.Г. Зорина, 2004

УДК 340.624

О.Л. Горбунова, Л.Г. Зорина ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОНОКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ В СУДЕБНО- МЕДИЦИНСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ВЕЩЕСТВЕННЫХДОКАЗАТЕЛЬСГВ

ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (начальник — В.И. Жихорев), Ижевск

На практическом судебно-медицинском материале изучены особенности использования моноклональных антител в судебно- медицинской экспертизе при исследовании следов выделений человека на вещественных доказательствах.

Изучены следы слюны, спермы, влагалищных выделений, различных размеров и концентраций. Отмечена высокая эффективность данной методики при исследовании незначительных, но хорошо насыщенных следов. Использование данного метода незаменимо при производстве срочных экспертиз, связанных с исследований выделений человека.

Ключевые слова: моноклональные антитела, иммуноферментный анализ, антигены, цоликлоны.

O.L. Gorbunova, L.G. Zorina

FORENSIC-LEGAL MONOCLONAL ANTIBODY METHOD USAGE IN EVIDENCE MATERIAL INVESTIGATION

Izhevsk

Pecid iarities of monoclonal antibody usage of human egest traces on the evidence material in the practice of forensic medicine investigations were studied. The trace of salivasperm,vaginal egests of different sizes and concentrations were investigated. The high effectiveness of this method was marked. This method usage is indispensable during expressing examination devoted with men egests traces.

Keywords: monoclonal antibody,immunofermental analysis,antigens,coliclons.

Одной из задач судебно- биологической экспертизы На данном этапе экспертизы зачастую возникают

является определение групповой принадлежности объек- трудности, связанные с низким титром сывороток, а тактов биологического происхождения. же с различного рода факторами, имевшими воздействие

Средние значения электрического сопротивления данных объектов представлены на рисунке 3.

Сравнение значений электрического сопротивления трупной крови и крови от живого лица, проведенное путем парного их сравнения по t-критерию Стьюдента, показало существование значимых различий между средними значениями трупной крови и крови, полученной от живого лица, что определяет значимость предлагаемого метода исследования.

Полученные в ходе настоящего исследования предварительные результаты позволили сделать следующие выводы:

1. Электрическое сопротивление нативной крови, ее сыворотки и гемолизированной крови достоверно отличаются.

2. Между электрическим сопротивлением трупной крови и крови, взятой от живого лица, существуют достоверные значимые различия.

3. При проведении экспертизы жидкой крови, по поводу определения принадлежности ее живому лицу либо трупу, возможно применение метода измерения электрического сопротивления переменным током различной частоты.

Полевые методы измерения электрического сопротивления почв и естественных потенциалов

В настоящее время у нас и за рубежом электрические методы все больше внедряются в почвенно-мелиоративную практику.[ …]

Существенное влияние на проводимость почвы оказывает структура твердой фазы. Она объединяет компоненты разной проводимости, их расположение, ориентацию. Так, в зависимости от продольной или поперечной ориентации частиц меняется р, что обусловливает электрическую анизотропию в почве.[ …]

Плотность сухой почвы ненарушенного сложения (с1у) в однотипных почвах и их генетических горизонтах мало изменяется в пространстве и во времени, за исключением верхнего пахотного горизонта. После вспашки или других поверхностных рыхлений ¿у резко снижается, а р увеличивается. Однако по истечении одного-двух месяцев или быстрее, в зависимости от условий, почва самоуплотняется до исходного равновесного состояния величины йу, особенно при обильном увлажнении после рыхления.[ …]

Измеренное в поле удельное сопротивление приводят к одной условно принятой температуре. В целом р — многофакторный, обобщающий эффективный почвенный параметр, имеющий размерность удельного электрического сопротивления или проводимости почв. Его можно использовать для индикации засоления, увлажнения, характеристики почв и ее горизонтов.[ …]

В почвенной практике для измерения р используют метод микровертикального электрического зондирования (МкВЭЗ) в модификации В. К. Хмелевского (1979), горизонтального электрического профилирования (ГЭП), электрокаратажного профилирования скважин (ЭКП).[ …]

МкВЭЗ — способ измерения удельного сопротивления почвенно-грунтовой толщи по слоям с помощью контактных датчиков-электродов, заземленных на поверхности почвы. Используется четырехполюсная установка — два электрода питающих (Л, В) и два приемных (измерительных) —М, N (рис. 115).[ …]

Если почву или грунт, в котором протекает электрический ток, можно считать однородным, то истинное электрическое сопротивление определяется по формуле (1). В естественных условиях почвенно-грунтовая толща всегда неоднородна и удельное сопротивление отражает не только истинное электрическое сопротивление, но и геометрические параметры исследуемой неоднородности. Поэтому в геофизических исследованиях это электрическое сопротивление получило название «кажущегося» (рк).[ …]

Измерения записываются по форме табл. 47.[ …]

Для удобства и быстроты зондирования питающие и приемные электроды монтируются в так называемую «косу», на которой выводы контактных штекеров к электродам сделаны на оптимальных, заранее рассчитанных фиксированных расстояниях от центра установки.[ …]

Схема монтажа «косы» изображена на рис. 116. Провода на верхнем рисунке (а) собирают в жгуты (б), скрепляемые изоляционной лентой, от чего «коса» становится компактной. Идущие от электродов провода выводят на приборы через переключатель (П), причем «коса» смонтирована таким образом, что при увеличении разноса некоторые из бывших электродов АВ (например, АВ/2 = 60 см) используются как МЫ, для АВ подключают электроды с более широким разносом.[ …]

Рисунки к данной главе:

Вернуться к оглавлению

FAQs: Руководство по измерению сопротивления

При измерении сопротивления точность — это все. Это руководство — это то, что мы знаем о достижении максимально возможного качества измерений.


Индекс

  1. Введение в измерение сопротивления
  2. Приложения
  3. Сопротивление
  4. Принципы измерения сопротивления
  5. Методы 4-х клеммных соединений
  6. Возможные ошибки измерения
  7. Выбор подходящего инструмента
  8. Примеры применения
  9. Полезные формулы и диаграммы
  10. Узнать больше

1.Введение

Измерение очень больших или очень малых величин всегда затруднено, и измерение сопротивления не является исключением. При значениях выше 1 ГОм и ниже 1 Ом возникают проблемы с измерением.

Cropico — мировой лидер в области измерения низкого сопротивления; мы производим широкий ассортимент омметров низкого сопротивления и принадлежностей, которые подходят для большинства измерительных приложений. В этом справочнике дается обзор методов измерения низкого сопротивления, объясняются распространенные причины ошибок и способы их предотвращения.Мы также включили полезные таблицы с характеристиками проводов и кабелей, температурными коэффициентами и различными формулами, чтобы вы могли сделать наилучший выбор при выборе измерительного прибора и техники измерения. Мы надеемся, что вы найдете это руководство ценным дополнением к вашему набору инструментов.


2. Заявки

Производители компонентов
Резисторы, катушки индуктивности и дроссели — все должны убедиться, что их продукция соответствует указанному допуску по сопротивлению, окончанию производственной линии и контролю качества.

Производители переключателей, реле и соединителей
Требуется проверка того, что контактное сопротивление ниже установленных пределов. Это может быть достигнуто в конце тестирования производственной линии, обеспечивая контроль качества.

Производители кабелей
Необходимо измерять сопротивление медных проводов, которые они производят, слишком высокое сопротивление означает, что токонесущая способность кабеля снижается; слишком низкое сопротивление означает, что производитель слишком великодушен к диаметру кабеля, используя больше меди, чем ему нужно, что может быть очень дорогостоящим.

Установка и обслуживание силовых кабелей, распределительных устройств и устройств РПН
Для этого требуется, чтобы кабельные соединения и контакты переключателя имели минимально возможное сопротивление, что позволяет избежать чрезмерного нагрева соединения или контакта, плохого соединения кабеля или контакта переключателя. вскоре выходят из строя из-за этого нагревающего эффекта. Регулярное профилактическое обслуживание с регулярными проверками сопротивления обеспечивает максимально возможный срок службы.

Производители электродвигателей и генераторов
Требуется определить максимальную температуру, достигаемую при полной нагрузке.Для определения этой температуры используется температурный коэффициент медной обмотки. Сопротивление сначала измеряется при холодном двигателе или генераторе, то есть при температуре окружающей среды, затем блок работает с полной нагрузкой в ​​течение определенного периода времени, а сопротивление измеряется повторно. По изменению значения сопротивления можно определить внутреннюю температуру двигателя / генератора. Наши омметры также используются для измерения отдельных катушек обмотки двигателя, чтобы убедиться, что нет коротких или разомкнутых витков цепи и что каждая катушка сбалансирована.

Автомобильная промышленность
Требование к измерению сопротивления сварочных кабелей для роботов, чтобы гарантировать, что качество сварки не ухудшается, т.

Производители предохранителей
Для контроля качества и измерения сопротивления соединений на самолетах и ​​военных транспортных средствах необходимо убедиться, что все оборудование, установленное на самолетах, электрически подключено к раме, включая оборудование камбуза.Те же требования предъявляются к танкам и другой военной технике. Производители и пользователи больших электрических токов — все должны измерять распределение сопротивления соединений, сборных шин и соединителей с электродами для гальваники.

Железнодорожные коммуникации
Включая трамваи и подземные железные дороги (Метро) — для измерения соединений силовых кабелей распределения, включая сопротивление стыков рельсовых путей, поскольку рельсы часто используются для передачи информации.


3.Сопротивление

Закон Ома V = I x R (Вольт = ток x сопротивление). Ом (Ом) — это единица электрического сопротивления, равная сопротивлению проводника, в котором ток в один ампер создается потенциалом в один вольт на его выводах. Закон Ома, названный в честь его первооткрывателя, немецкого физика Георга Ома, является одним из важнейших основных законов электричества. Он определяет соотношение между тремя фундаментальными электрическими величинами: током, напряжением и сопротивлением. Когда напряжение подается на цепь, содержащую только резистивные элементы, ток течет в соответствии с законом Ома, который показан ниже.


4. Принципы измерения сопротивления

Амперметр Метод вольтметра
Этот метод восходит к основам. Если мы используем батарею в качестве источника напряжения, вольтметр для измерения напряжения и амперметр для измерения тока в цепи, мы можем рассчитать сопротивление с разумной точностью. Хотя этот метод может обеспечить хорошие результаты измерения, он не является практическим решением повседневных задач измерения.

Двойной мост Кельвина
Мост Кельвина является разновидностью моста Уитстона, который позволяет измерять низкие сопротивления.Диапазон измерения обычно составляет от 1 мОм до 1 кОм с наименьшим разрешением 1 мкОм. Ограничения моста Кельвина: —

  1. требует ручной балансировки
  2. требуется чувствительный нуль-детектор или гальванометр для определения состояния баланса
  3. измерительный ток должен быть достаточно высоким для достижения достаточной чувствительности

Двойной мост Кельвина обычно заменяют цифровыми омметрами.

DMM — двухпроводное соединение
Простой цифровой мультиметр можно использовать для более высоких значений сопротивления.Они используют двухпроводной метод измерения и подходят только для измерения значений выше 100 Ом и там, где не требуется высокая точность.

При измерении сопротивления компонента (Rx) через компонент проходит испытательный ток, и измерительный прибор измеряет напряжение на его выводах. Затем измеритель рассчитывает и отображает результирующее сопротивление и называется двухпроводным измерением. Следует отметить, что измеритель измеряет напряжение на своих выводах, а не на компоненте.В результате падение напряжения на соединительных выводах также включается в расчет сопротивления. Измерительные провода хорошего качества будут иметь сопротивление примерно 0,02 Ом на метр. В дополнение к сопротивлению выводов, сопротивление соединения выводов также будет учитываться при измерении, и оно может быть таким же высоким или даже выше, чем сопротивление самих выводов.

При измерении больших значений сопротивления эту дополнительную ошибку сопротивления проводов можно игнорировать, но, как вы можете видеть из приведенной ниже таблицы, ошибка становится значительно выше, когда измеренное значение уменьшается, и совершенно неприемлемо ниже 10 Ом.

ТАБЛИЦА 1

Примеры возможных ошибок измерения

RX Сопротивление измерительного провода R1 + R2 Сопротивление подключения R3 + R4 Rx измерено на клеммах DMM = Rx + R1 + R2 + R3 + R4 Ошибка Ошибка%
1000 Ом 0,04 Ом 0.04 Ом 1000,08 Ом 0,08 Ом 0,008
100 Ом 0,04 Ом 0,04 Ом 100,08 Ом 0,08 Ом 0,08
10 Ом 0,04 Ом 0,04 Ом 10,08 Ом 0,08 Ом 0,8
1 Ом 0,04 Ом 0.04 Ом 1,08 Ом 0,08 Ом 8
100 мОм 0,04 Ом 0,04 Ом 180 мОм 0,08 Ом 80
10 мОм 0,04 Ом 0,04 Ом 90 мОм 0,08 Ом 800
1 мОм 0,04 Ом 0,04 Ом 81 мОм 0.08 Ом 8000
100 мкОм 0,04 Ом 0,04 Ом 80,1 мкОм 0,08 Ом 8000

Для измерения истинного постоянного тока резистивные омметры обычно используют 4-проводное измерение. Постоянный ток проходит через приемник и внутренний эталон омметра. Затем измеряется напряжение на Rx и внутреннем стандарте, и отношение двух показаний используется для расчета сопротивления.При использовании этого метода ток должен быть стабильным только в течение нескольких миллисекунд, необходимых для того, чтобы омметр сделал оба показания, но для этого требуются две измерительные цепи. Измеряемое напряжение очень мало, и обычно требуется чувствительность измерения мкВ.

В качестве альтернативы используется источник постоянного тока для пропускания тока через Rx. Затем измеряется падение напряжения на Rx и рассчитывается сопротивление. Для этого метода требуется только одна измерительная цепь, но генератор тока должен быть стабильным при всех условиях измерения.

Четырехпроводное соединение
Четырехпроводный метод измерения (Кельвина) предпочтителен для значений сопротивления ниже 100 Ом, и все миллиомметры и микрометры Seaward используют этот метод. Эти измерения производятся с использованием 4 отдельных проводов. 2 провода несут ток, известный как источник или токоподводы, и пропускают ток через Rx. Два других провода, известные как измерительные или потенциальные выводы, используются для измерения падения напряжения на Rx. Хотя в сенсорных выводах будет течь небольшой ток, им можно пренебречь.Таким образом, падение напряжения на измерительных клеммах омметра практически такое же, как падение напряжения на Rx. Этот метод измерения даст точные и последовательные результаты при измерении сопротивлений ниже 100 Ом.

С точки зрения измерения это лучший тип подключения с 4 отдельными проводами; 2 тока (C и C1) и 2 потенциала (P и P1). Токовые провода всегда должны быть размещены за пределами потенциала, хотя точное размещение не критично.Потенциальные провода должны быть подключены точно в тех точках, между которыми вы хотите измерить. Измеренное значение будет между потенциальными точками. Хотя это дает наилучшие результаты измерений, это часто непрактично. Мы живем в несовершенном мире, и иногда приходится идти на небольшие компромиссы. Cropico может предложить ряд практических измерительных решений.


5. Способы 4 клеммных соединений

Зажимы Кельвина
Зажимы Кельвина аналогичны зажимам типа «крокодил» («Аллигатор»), но каждая челюсть изолирована от другой.Токоподвод подключается к одной челюсти, а потенциальный — к другой. Зажимы Кельвина предлагают очень практичное решение для подключения четырех клемм к проводам, шинам, пластинам и т. Д.

Duplex Handspikes
Handspikes — еще одно очень практичное решение для соединения, особенно для листового материала, сборных шин и там, где доступ может быть проблемой. Шип состоит из двух подпружиненных шипов, заключенных в рукоять. Один всплеск — это текущая связь, а другой — потенциальная или чувственная связь.

Соединение с несколькими выводами
Иногда единственным практическим решением для подключения к Rx является использование выводов в стек. Токоподвод вставляется сзади потенциального вывода. Этот метод дает небольшие ошибки, потому что точка измерения будет там, где потенциальный вывод соединяется с токоподводом. Для измерения труднодоступных образцов это может быть лучшим компромиссным решением.

Кабельные зажимы

При измерении кабелей в процессе производства и в целях контроля качества необходимо поддерживать постоянные условия измерения.Длина образца кабеля обычно составляет 1 метр, и для обеспечения точного измерения длины в 1 метр следует использовать кабельный зажим. Cropico предлагает широкий выбор кабельных зажимов, которые подходят для большинства размеров кабелей. Измеряемый кабель помещается в зажим, а концы кабеля зажимаются в токовых клеммах. Точки потенциального соединения обычно имеют форму ножевых контактов, которые находятся на расстоянии ровно 1 метр друг от друга.

Приспособления и приспособления
При измерении других компонентов, таких как резисторы, предохранители, контакты переключателей, заклепки и т. Д.Невозможно переоценить важность использования испытательного приспособления для фиксации компонента. Это гарантирует, что условия измерения, то есть положение измерительных проводов, одинаковы для каждого компонента, что приведет к последовательным, надежным и значимым измерениям. Приспособления часто должны быть специально разработаны, чтобы соответствовать области применения.


6. Возможные ошибки измерения

Существует несколько возможных источников погрешности измерения, связанных с измерениями низкого сопротивления.Наиболее распространенные из них описаны ниже.

Грязные соединения
Как и при всех измерениях, важно убедиться, что подключаемое устройство чистое и не содержит окислов и грязи. Соединения с высоким сопротивлением вызовут ошибки при считывании и могут помешать измерениям. Также следует отметить, что некоторые покрытия и оксиды на материалах являются хорошими изоляторами. Анодирование имеет очень высокое сопротивление и является классическим примером. Обязательно счистите покрытие в точках подключения.Кропикоомметры включают предупреждение об ошибке провода, которое укажет, слишком ли высокое сопротивление соединений.

Слишком высокое сопротивление проводов
Хотя теоретически четырехконтактный метод измерения не зависит от длины проводов, необходимо следить за тем, чтобы провода не имели слишком большого сопротивления. Потенциальные выводы не являются критическими и обычно могут составлять до 1 кОм, не влияя на точность измерения, но выводы тока имеют решающее значение. Если токоподводы имеют слишком высокое сопротивление, падение напряжения на них приведет к недостаточному напряжению на тестируемом устройстве (тестируемое устройство) для получения разумных показаний.Кропикоомметры проверяют это согласованное напряжение на ИУ и предотвращают выполнение измерения, если оно падает слишком низко. Также имеется предупреждающий дисплей; предотвращение считывания, гарантируя, что не будут выполнены ложные измерения. Если вам нужно использовать длинные измерительные провода, увеличьте диаметр кабелей, чтобы снизить их сопротивление.

Шум измерения
Как и при любом типе измерения низкого напряжения, шум может быть проблемой. Шум создается внутри измерительных проводов, когда они находятся под воздействием изменяющегося магнитного поля или когда провода движутся в этом поле.Чтобы свести к минимуму этот эффект, провода следует делать максимально короткими, неподвижными и идеально защищенными. Cropico понимает, что существует множество практических ограничений для достижения этого идеала, и поэтому разработала схемы в своих омметрах, чтобы минимизировать и устранить эти эффекты. Термическая ЭДС Термоэдс в ИУ, вероятно, является самой большой причиной ошибок при измерениях низкого сопротивления. Сначала мы должны понять, что мы подразумеваем под термоэдс и как она генерируется. Термоэдс — это небольшие напряжения, которые генерируются, когда два разнородных металла соединяются вместе, образуя так называемый спай термопары.Термопара будет генерировать ЭДС в зависимости от материалов, используемых в соединении, и разницы температур между горячим и эталонным или холодным спаем.

Этот эффект термопары приведет к ошибкам в измерениях, если не будут приняты меры для компенсации и устранения этих термоэдс. Микрометры и миллиомметры Cropico устраняют этот эффект, предлагая автоматический режим усреднения для измерения, иногда называемый методом переключения постоянного или среднего значения.Измерение выполняется с током, протекающим в прямом направлении, затем второе измерение выполняется с током в обратном направлении. Отображаемое значение является средним из этих двух измерений. Любая термоэдс в измерительной системе будет добавлена ​​к первому измерению и вычтена из второго; отображаемое результирующее среднее значение исключает или отменяет термоэдс из измерения. Этот метод дает наилучшие результаты для резистивных нагрузок, но не подходит для индуктивных образцов, таких как обмотки двигателя или трансформатора.В этих случаях омметр, вероятно, переключит направление тока до того, как индуктивность будет полностью насыщена, и правильное измеренное значение не будет достигнуто.

Измерение сопротивления соединения 2 сборных шин

Неправильный тестовый ток
Всегда следует учитывать влияние измерительного тока на ИУ. Устройства с небольшой массой или изготовленные из материалов с высоким температурным коэффициентом, таких как тонкие жилы медной проволоки, необходимо измерять с минимальным доступным током, чтобы избежать нагрева.В этих случаях может потребоваться одиночный импульс тока, чтобы вызвать минимальный нагрев. Если ИУ подвержено влиянию термоэдс, тогда подходит метод коммутации тока, описанный ранее. Омметры серии Cropico DO5000 имеют выбираемые токи от 10% до 100% с шагом 1%, а также режим одиночного импульса и, следовательно, могут быть настроены для большинства приложений.

Влияние температуры
Важно знать, что сопротивление большинства материалов зависит от их температуры.В зависимости от требуемой точности измерения может оказаться необходимым контролировать среду, в которой проводятся измерения, таким образом поддерживая постоянную температуру окружающей среды. Это будет иметь место при измерении эталонов сопротивления, которые измеряются в контролируемой лаборатории при 20 ° C или 23 ° C. Для измерений, когда невозможно контролировать температуру окружающей среды, можно использовать функцию ATC (автоматическая температурная компенсация). Датчик температуры, подключенный к омметру, измеряет температуру окружающей среды, и показание сопротивления корректируется до эталонной температуры 20 ° C.Два наиболее распространенных измеряемых материала — это медь и алюминий, и их температурные коэффициенты показаны напротив.

Температурный коэффициент меди (близкая к комнатной температуре) составляет +0,393% на ° C. Это означает, что при повышении температуры на 1 ° C сопротивление увеличится на 0,393%. Алюминий +0,4100% на ° C.


7. Выбор подходящего инструмента

ТАБЛИЦА 2

Типовая таблица технических характеристик прибора

Диапазон Разрешение Измерение тока Точность при 20 ° C ± 5 ° C, 1 год Температурный коэффициент / o C
60 Ом 10 мОм 1 мА ± (0.15% показания + 0,05% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 30 ppm FS
6 Ом 1 мОм 10 мА ± (0,15% показания + 0,05% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 30 ppm FS
600 мОм 100 мкОм 100 мА ± (0,15% показания + 0,05% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 30 ppm FS
60 мОм 10 мкОм 1A ± (0.15% показания + 0,05% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 30 ppm FS
6 мОм 1 мкОм 10A ± (0,2% показания + 0,01% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 30 ppm FS
600 мкОм 0,1 мкОм 10A ± (0,2% показания + 0,01% полной шкалы) 40 ppm Rdg + 250 ppm FS

Диапазон:
Максимально возможное значение при этой настройке

Разрешение:
Наименьшее число (цифра), отображаемое для этого диапазона

Измеряемый ток:
Номинальный ток, используемый этим диапазоном

Точность:
Погрешность измерения в диапазоне температур окружающей среды от 15 до 25 ° C

Температурный коэффициент:
Дополнительная возможная погрешность при температуре ниже 15 ° C и выше 25 ° C

При выборе лучшего инструмента для вашего применения следует учитывать следующее: —

Точность можно лучше описать как неопределенность измерения, которая представляет собой близость согласия между результатом измеренного значения и истинным значением.Обычно он выражается в двух частях, то есть в процентах от показаний плюс процент от полной шкалы. Заявление о точности должно включать применимый температурный диапазон, а также время, в течение которого точность будет оставаться в указанных пределах. Предупреждение: некоторые производители дают очень высокую точность, но это действительно только в течение короткого периода 30 или 90 дней. Все омметры Cropico указывают точность на полный год.

Разрешение — это наименьшее приращение, которое будет отображать измерительный прибор.Следует отметить, что для достижения высокой точности измерения необходимо достаточно высокое разрешение, но высокое разрешение само по себе не означает, что измерение имеет высокую точность.

Пример: Для измерения 1 Ом с точностью 0,01% (± 0,0001) требуется, чтобы измерение отображалось с минимальным разрешением 100 мкОм (1.0001 Ом).

Измеренное значение также может отображаться с очень высоким разрешением, но низкой точностью, т.е. 1 Ом измеряется с точностью до 1%, но разрешение 100 мкОм будет отображаться как 1.0001 Ом. Единственными значимыми цифрами будут 1.0100, последние две цифры показывают только колебания измеренных значений. Эти колебания могут вводить в заблуждение и подчеркивать любую нестабильность ИУ. Следует выбрать подходящее разрешение, чтобы обеспечить комфортное чтение с дисплея.

Измерение Длина шкалы
Цифровые измерительные приборы отображают измеренное значение с помощью дисплеев с максимальным счетом, часто 1999 (иногда обозначается цифрой 3 Ом). Это означает, что максимальное отображаемое значение — 1999 год, а наименьшее разрешение — 1 цифра в 1999 году.При измерении 1 Ом на дисплее отобразится 1.000, разрешение 0,001 мОм. Если мы хотим измерить 2 Ом, нам нужно будет выбрать более высокий диапазон 19,99 Ом полной шкалы, и значение будет отображаться как 2,00 Ом, разрешение 0,01 Ом. Таким образом, вы можете видеть, что желательно иметь большую длину шкалы, чем традиционная шкала 1999 года. Кропикоомметры предлагают длину шкалы до 6000 отсчетов, что дает отображаемое значение 2,000 с разрешением 0,001 Ом.

Выбор диапазона
Выбор диапазона может быть ручным или автоматическим.Хотя автоматический выбор диапазона может быть очень полезен, когда значение Rx неизвестно, измерение занимает больше времени, поскольку прибору необходимо найти правильный диапазон. Для измерений на нескольких одинаковых образцах лучше выбирать диапазон вручную. В дополнение к этому, различные диапазоны инструментов будут измерять с разными токами, которые могут не подходить для тестируемого устройства. При измерении индуктивных образцов, таких как двигатели или трансформаторы, измеренное значение увеличивается по мере насыщения индуктивности до достижения конечного значения.В этих приложениях не следует использовать автоматический выбор диапазона, поскольку при изменении диапазонов измерительный ток прерывается, и его величина также может быть изменена, а окончательное устойчивое показание вряд ли будет достигнуто.

Длина шкалы 1,999 19,99 2.000 20,00 3.000 30,00 4.000 40,000
Показание дисплея
Измеренные значения 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
2.000 Диапазон 2,00 2.000 2.000 2.000
3.000 Диапазон 3.00 Диапазон 3,00 3.000 3.000
4.000 Диапазон 4,00 Диапазон 4,00 Диапазон 4,00 4.000

Температурный коэффициент
Температурный коэффициент измерительного прибора важен, поскольку он может существенно повлиять на точность измерения.Измерительные приборы обычно калибруются при температуре окружающей среды 20 или 23 °. Температурный коэффициент показывает, как на точность измерения влияют колебания температуры окружающей среды.

Величина и режим тока
Выбор прибора с соответствующим измерительным током для конкретного применения очень важен. Например, если нужно измерить тонкую проволоку, то сильный измерительный ток нагреет проволоку и изменит ее значение сопротивления. Медный провод имеет температурный коэффициент 4% на ° C при температуре окружающей среды, поэтому для провода с сопротивлением 1 Ом повышение температуры на 10 ° C увеличит его значение до 10 x 0.004 = 0,04 Ом. Однако в некоторых приложениях используются более высокие токи.

Режим измерения тока также может иметь значение. Опять же, при измерении тонких проводов короткий измерительный импульс тока, а не постоянный ток, минимизирует эффект нагрева. Переключаемый режим измерения постоянного тока также может быть подходящим для устранения ошибок термоэдс, но для измерения обмоток двигателя или трансформаторов импульс тока или переключаемый постоянный ток не подходят. Постоянный ток необходим для насыщения индуктивности и получения правильного измеренного значения.Автоматическая температурная компенсация При измерении материалов с высоким температурным коэффициентом, таких как медь, значение сопротивления будет увеличиваться с температурой. Измерения, проведенные при температуре окружающей среды 20 ° C, будут на 0,4% ниже, чем измерения при 30 ° C. Это может ввести в заблуждение при попытке сравнить значения в целях контроля качества. Чтобы избежать этого, некоторые омметры снабжены автоматической температурной компенсацией (ATC). Температура окружающей среды измеряется датчиком температуры, а отображаемое значение сопротивления корректируется с учетом изменений температуры, исходя из показаний до 20 ° C.

Скорость измерения
Скорость измерения обычно не слишком важна, и большинство омметров будут выполнять измерения примерно со скоростью 1 показание в секунду, но в автоматизированных процессах, таких как выбор компонентов и тестирование производственной линии, высокая скорость измерения, до 50 измерений в секунду , может быть желательно. Конечно, при измерении на этих скоростях омметром необходимо дистанционно управлять с помощью компьютера или интерфейсов ПЛК.

Удаленные подключения
Для удаленного подключения может потребоваться интерфейс IEEE-488, RS232 или PLC.Интерфейс IEEE-488 — это параллельный порт для передачи 8 бит (1 байт) информации за один раз по 8 проводам. Его скорость передачи выше, чем у RS232, но длина соединительного кабеля ограничена до 20 метров.

Интерфейс RS232 — это последовательный порт для передачи данных в последовательном битовом формате. RS232 имеет более низкую скорость передачи, чем IEEE-488, и требует всего 3 линий для передачи данных, приема данных и заземления сигнала.

Интерфейс ПЛК позволяет осуществлять базовое дистанционное управление микрометром с помощью программируемого логического контроллера или аналогичного устройства.

Окружающая среда

Следует учитывать тип окружающей среды, в которой будет использоваться омметр. Нужен ли портативный блок? Должна ли конструкция быть достаточно прочной, чтобы выдерживать условия строительной площадки? В каком диапазоне температуры и влажности он должен работать?

Ознакомьтесь с ассортиментом Милломметров и Микрометров для получения дополнительной информации о нашей продукции.

Загрузите полное руководство в формате PDF, которое содержит все главы:

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ СКАЧАТЬ ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО

Основные методы точного измерения сопротивления

Уменьшите ошибки измерения в вашем приложении

В CAS DataLoggers мы часто получаем звонки от пользователей, работающих в приложениях для измерения сопротивления, например, использующих струны для измерения смещения, измерения термисторов или RTD для измерения температуры, измерения сопротивления на тестовых образцах и многих других приложений.Некоторые из наших абонентов с удивлением узнают, что существует множество различных методов, которые можно использовать для получения точных измерений сопротивления, и что выбор метода зависит от ожидаемого значения. Мы также разговариваем с абонентами, которые сообщают о странных показаниях, например: «С помощью регистратора, который я использую, я вижу числа, которые не имеют смысла». Обычно это решается путем осознания того, что измерения сопротивления охватывают множество различных диапазонов, что требует использования различных методов измерения.

В этом техническом документе мы рассмотрим несколько простых способов уменьшить погрешность и повысить точность в диапазонах низкого, среднего и высокого сопротивления.

Используйте правильную технику измерения для вашего диапазона

Измерения сопротивления представлены в единицах Ом и (Ом). 1 Ом представляет собой сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт, приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в 1 ампер, при условии, что проводник не создает электродвижущей силы (напряжения) на своем проводе. собственный.

Сопротивление

— одно из немногих значений в электронике, которое в обычных приложениях может варьироваться в таком большом диапазоне (более 12 порядков величины), и многие пользователи не принимают это во внимание при сборе данных. Для большинства приложений значения менее 100 Ом можно рассматривать как измерение сопротивления в низком диапазоне, а от 100 Ом до миллиона Ом (мегом) — как промежуточный диапазон. Диапазоны высокого сопротивления выходят за пределы мегомного диапазона, и у нас было несколько звонков от пользователей, измеряющих больше в гигаомном диапазоне (1 миллиард Ом).Когда звонящие спрашивают нас: «Мне нужно измерить сопротивление — какой регистратор вы порекомендуете?» наши специалисты по приложениям помогают им сузить круг вопросов, задавая вопрос: «Какое значение ожидаемого сопротивления вы пытаетесь измерить?»

Перед тем, как приступить к работе с приложением, важно учесть, что каждый из этих диапазонов требует использования различных методов измерения. На самом деле не существует единой техники для измерения всех значений сопротивления, и вы можете легко получить неточные результаты, используя неправильную технику для вашего диапазона.Например, без согласования вашей техники с вашим диапазоном ваши данные могут быть только в пределах 5% от фактического значения.

В некоторых приложениях это не является серьезной проблемой, но в других случаях, например при измерении температуры с помощью термистора, ваши измерения должны быть более точными. Например, при измерении на уровне миллиомов или при измерении значений в гига-омах качество соединений и кабелей может иметь большое значение для того, насколько точными будут ваши показания. Из этих трех измерений измерение среднего диапазона является наиболее простым, в то время как измерения очень низкого и высокого диапазона создают проблемы, которые вы увидите в виде ошибок измерения и снижения точности.

Закон Ома

Основа измерения сопротивления, Закон Ома гласит, что отношение разности потенциалов (V) на концах проводника сопротивления (R) к току (I), протекающему в этом проводнике, будет постоянным при условии, что температура также останется постоянный. Для большинства приложений вы можете использовать основное уравнение закона Ома: I = V / R, где I — ток через проводник (выраженный в амперах), V — разность потенциалов, измеренная на проводнике (выраженная в вольтах), а R — сопротивление проводника (здесь R — постоянная величина, выраженная в омах).

По закону Ома легко найти любое из этих значений. Например, также верно, что сопротивление равно напряжению, разделенному на ток (R = V / I), и что напряжение = ток, умноженный на сопротивление (V = I * R). Таким образом, вы можете получить любую отсутствующую переменную, если вам известны две другие.

Измерение низкого сопротивления

Во-первых, давайте рассмотрим кабели, которые соединяют измеряемое устройство с прибором: если вы измеряете сопротивление рядом с источником, вы получите другие показания, чем при измерении с датчика, расположенного на расстоянии 200 футов. .В качестве примера предположим, что у нас есть медный RTD на 10 Ом, который мы хотим измерить; мы должны как-то подключиться к нему, поэтому мы подключаем пару проводов к RTD. Но этот провод тоже не идеальный — в нем тоже есть сопротивление, как и в любом другом куске провода. Если это сопротивление составляет 1 Ом на 100 футов (типично для провода калибра 20), и у нас есть 200 футов кабеля, идущего к устройству и возвращающегося (всего 400 футов), мы можем ожидать увидеть значение сопротивления 10. Ом, но мы увидим значение 14 Ом.

При измерении малых сопротивлений распространенным методом является создание известного тока с последующим измерением напряжения на тестируемом устройстве (DUT– см. Рисунок 1 ниже ). Это соответствует закону Ома, поскольку вы используете ток и напряжение для определения сопротивления. Предположим, у вас есть прецизионный источник тока (например, 2 миллиампер или 200 микроампер), и у вас есть высокоточный вольтметр.

Рис. 1. Форсирование знающего тока

Вы проводите 2 провода по одному с каждой стороны резистора, а затем пропускаете ток через оба набора проводов.Однако это создает ошибку в ваших измерениях, потому что напряжение, измеренное на концах проводов, не совпадает с напряжением на резисторе, так как оно также включает падение напряжения на проводах между измерителем и тестируемым устройством, вызванное током. протекает по этим проводам. Следовательно, в этом случае вы можете уменьшить ошибку, выполнив 4-проводное измерение, при котором вы используете один набор проводов для передачи тока источника и второй набор проводов для измерения напряжения, которое вы видите на резисторе.Этот метод обеспечивает гораздо более точный результат за счет устранения дополнительного падения напряжения, вызванного током, протекающим по проводам, при измерении напряжения на ИУ. В этом случае предполагается, что вольтметр потребляет незначительный ток, что обычно имеет место с большинством регистраторов данных.

Для измерения низкого сопротивления можно использовать альтернативу 4-проводному измерению, исключив один из проводников и выполнив 3-проводное измерение. В этом методе вы измеряете два напряжения: напряжение на резисторе, а также напряжение на проводнике, по которому проходит испытательный ток.После этих измерений вы можете определить ошибку из-за падения напряжения в одном из проводов. Когда вы определили ошибку, просто удвойте ее и вычтите из результатов измерений, чтобы получить более точные показания. Многие регистраторы данных могут выполнять трехпроводные измерения, включая регистраторы данных DataTaker и серию Grant Squirrel, упомянутую ранее. При трехпроводном измерении вы экономите кусок провода, но эта настройка предполагает, что падение напряжения на двух выводах одинаково — если это не всегда так и падение напряжения неравномерно, вы столкнетесь с ошибками при использовании 3-х проводная техника.

Измерение высокого сопротивления

В то время как наиболее распространенные измерения сопротивления находятся в диапазоне от 0 до 100 000 Ом, специализированные устройства, такие как датчики проводимости или падающие образцы материалов, могут иметь очень высокое сопротивление, поэтому вам, возможно, придется использовать другой метод при высоких сопротивлениях. Для этих измерений вы можете использовать надежный метод, обратный описанному выше для измерения при низких сопротивлениях — здесь мы выставляем напряжение и измеряем ток для расчета сопротивления (опять же в соответствии с законом Ома).Есть несколько способов сделать это.

Первый метод требует высокоточного прибора, предназначенного для измерения очень малых токов. Если у вас есть источник напряжения и измеритель тока с незначительным сопротивлением, вы можете просто пропустить 5 вольт через измеритель, подключенный последовательно с тестируемым устройством, и измерить ток. Например, если значение сопротивления составляет миллион Ом (1 МОм), ток здесь достаточно мал и составляет 5 мкА. Альтернативный метод измерения больших сопротивлений заключается в использовании источника напряжения, включенного последовательно с известным испытательным сопротивлением, для возбуждения неизвестного сопротивления, а затем для измерения напряжения на испытательном сопротивлении (см. Рисунок 2 ниже ).Зная значение источника испытательного напряжения, известное сопротивление и напряжение на этом сопротивлении — плюс закон Ома и небольшая алгебра — позволяет вычислить значение неизвестного сопротивления:

Рисунок 2. Источник напряжения через известный резистор

Чтобы этот метод работал хорошо, значение испытательного сопротивления должно быть аналогично значению неизвестного сопротивления (в пределах от 1 до 2 порядков). Здесь опять же, ваш вольтметр должен иметь хорошую точность, иначе он внесет ошибку в ваши измерения.Кроме того, вольтметр, используемый для измерения Vtest, не должен нагружать цепь, то есть его входное сопротивление должно быть в 100-1000 раз больше, чем Rtest.

Одна из проблем при измерении диапазонов высокого сопротивления заключается в том, что даже с изолированными кабелями нет идеальной изоляции — всегда есть ток утечки. Например, между центром провода и всем, к чему он прикасается, включая другой кабель, на самом деле может быть сопротивление 10 мегаом (10 миллионов Ом), поэтому утечка из кабелей может отрицательно повлиять на ваши измерения, добавляя пути паразитного тока.

Чтобы облегчить это, вы можете использовать технику, называемую защитой, с использованием экранированного кабеля вместе с отдельным источником напряжения, идущим к экранам и вокруг кабелей. Вы будете использовать отдельный источник напряжения, чтобы подать такое же напряжение на экран. Таким образом, даже несмотря на то, что между центральным проводником и экраном существует сопротивление, потому что они поддерживаются при одинаковом напряжении, из измерительной цепи не будет протекать ток утечки, потому что вы использовали отдельный источник напряжения для его «защиты».Этот метод работает хорошо, но для его работы требуется измеритель, обеспечивающий защитное напряжение или второй источник напряжения.

Также имейте в виду, что измерения высокого сопротивления могут потребовать добавления задержек установления, чтобы получить точные и воспроизводимые результаты. Это связано с тем, что задействованные токи могут быть небольшими, и любая емкость, связанная с кабелями или тестируемым устройством, может вызвать динамическое поведение постоянной времени RC. По сути, напряжение на ИУ не может измениться мгновенно, а будет изменяться в зависимости от произведения сопротивления устройства и емкости кабеля и устройства.Для 100-мегомного устройства с 1 нанофарадой связанной емкости постоянная времени будет 108 x 10-9 = 10-1 или 0,1 секунды. Чтобы измерение установилось на 99,5% от его окончательного значения, требуются 5-кратные постоянные времени или 0,5 секунды!

Опять же, защита может помочь, поскольку устраняет влияние емкости в кабеле, но все же необходимо учитывать стабилизацию, связанную с емкостью устройства. Обычно появляются ошибки настройки и значения сопротивления меньше ожидаемых или меняются во время повторных измерений.Чтобы устранить эти проблемы, мы обычно вводим задержки между приложением напряжения источника и измерением, а затем увеличиваем задержки до тех пор, пока показания не останутся неизменными, поскольку добавляется дополнительная задержка.

Измерения промежуточного сопротивления

Промежуточное измерение сопротивления обычно составляет от нескольких сотен Ом, когда сопротивление соединений и кабелей больше не является проблемой, до 100000 Ом. В пределах этих диапазонов методика, которую вы будете использовать, во многом зависит от того, какое измерительное устройство вы используете — нет одного метода, который обязательно лучше, чем другой.К счастью, в этом диапазоне ошибки встречаются реже, и измерения более прямые. В более дешевых регистраторах может использоваться источник напряжения с последовательным резистором, поскольку оборудование проще, в то время как более дорогие устройства могут использовать источник тока и вольтметр.

Сводка

При сопротивлении менее 10 000 Ом вы можете использовать описанные выше методы для диапазонов низкого сопротивления — когда вы доберетесь до 100 Ом и ниже, оно вам обязательно понадобится для получения точных показаний. Аналогичным образом, выше 100 000 Ом лучше использовать метод силового напряжения, описанный выше для диапазонов высокого сопротивления.По сути, при измерении сопротивления вам необходимо распознавать, когда вы попадаете в высокие и низкие диапазоны, и применять соответствующие методы, и это устранит существенные ошибки и даст вам гораздо более высокую точность измеренных значений.

Для получения дополнительной информации об измерениях сопротивления или регистраторах данных сопротивления или для поиска идеального решения для конкретных задач, свяжитесь со специалистом по приложениям регистратора данных CAS по телефону (800) 956-4437 или запросите дополнительную информацию.

Как измерить сопротивление — Codrey Electronics

Как измеряется сопротивление?

Для измерения электрического сопротивления (Низкое сопротивление, Среднее сопротивление и Высокое сопротивление) в электронных приборах используются два метода измерения. Они бывают постоянного напряжения и постоянного тока.

Метод постоянного напряжения измеряет высокое сопротивление, которое передает известное напряжение, чтобы определить ток через неизвестное сопротивление. Этот метод более эффективен, чем метод постоянного тока, поскольку мы можем применять различные испытательные напряжения, чтобы определить неизвестное сопротивление.

Принимая во внимание, что метод постоянного тока передает известный ток на сопротивление, которое неизвестно. Отсюда измеряется напряжение. Для измерения высокого сопротивления (200 МОм) мы можем использовать метод постоянного тока. Цифровые мультиметры (DMM) используют этот тип реализации.

Теперь давайте обсудим, как измерить сопротивление.

Методы измерения сопротивления

Измерение сопротивления помогает узнать максимальные значения для элементов сопротивления, таких как манганин, медь, никель и т. Д.Показания сопротивления колеблются от нескольких микроом до нескольких мегаом.

Мы можем подключить вольтметр и амперметр в цепь для определения низкого и высокого сопротивления в цепи. Они являются мостом между методом и падением потенциала.

Метод подключения моста использует гальванометр и простой резистор с высокой точностью. Некоторые из измерений сопротивления типа моста — мост Уитстона, импеданс переменного тока и двойной мост Кельвина.

Метод падения потенциала использует вольтметр и амперметр для измерения сопротивления.Вольтметр рассчитывает напряжение, а амперметр измеряет ток. Из закона Ома мы можем оценить сопротивление.

Как измерить низкое сопротивление (

<1 Ом)

Низкое сопротивление встречается в переключателях, медных обмотках, обмотках трансформаторов, контактах выключателей, соединениях перемычек аккумуляторных батарей, обмотках двигателя и т. Д.

Чтобы понять, как выполнить измерение низкого сопротивления менее 1 Ом, используются три метода. Это потенциометр, вольтметр-амперметр и мост Кельвина.

Метод потенциометра

Метод потенциометра постоянного тока измеряет неизвестное сопротивление, принимая фиксированное или стандартное сопротивление в качестве эталонного значения. Реостат изменяет сопротивление и регулирует ток « I » в цепи. Последовательно подключают амперметр с неизвестным и стандартным сопротивлением.

Измерение сопротивления с помощью потенциометра

Когда переключатель DPT находится в положении 1, он контролирует неизвестное сопротивление, а когда он находится в положении 2, он контролирует стандартное сопротивление.Падение напряжения на сопротивлении принимается как выходное по закону Ома. Следовательно, неизвестное сопротивление равно

.

Неизвестное сопротивление = (Падение напряжения на Неизвестном сопротивлении / Падение напряжения на Стандартном сопротивлении) * Стандартное сопротивление

Вольтметр — Амперметрический метод

Метод вольтметра — амперметра измеряет низкое сопротивление с точностью ± 1%. Чтобы добиться погрешности в один процент, он использует четыре клеммы для измерения. Две из них являются токовыми клеммами ( C1 , C2 ), а остальные две — потенциальными клеммами ( V1 , V2 ).

Вольтметр — Амперметрический метод

Будет меньше падение напряжения на потенциальных клеммах, и ток будет проходить через неизвестный резистор. Контактное сопротивление на токовых клеммах невелико, и неизвестное сопротивление рассчитывается по падению напряжения на вольтметре и току через амперметр.

Мост Кельвина

Мост Кельвина (мост Томсона) имеет то преимущество, что устраняет дополнительные сопротивления измерительных проводов и контактов.На рисунке ниже показана схема с двойным мостом Кельвина.

Мост Кельвина

В мосте используются рычаги с двойным передаточным числом, чтобы уменьшить сопротивление. « R » — это неизвестное сопротивление, а « S » — стандартные сопротивления низкого значения. « C » — тяжелое медное соединение. Ответвления a , b , a1 и b1 имеют высокие значения сопротивления по сравнению с « R » и « S ».

Уравнение двойного моста Кельвина определяется формулой

R / S = (a1 / b1) — {C / S × (b / (a ​​+ b + C)) × (a1 / b1 — a / b)}

Для правильного измерения соотношение « R », « S » и a , b должно быть одинаковым.Теперь схема находится в состоянии баланса. Это будет отклонять ток в гальванометре « G ». Этот мост измеряет сопротивление в диапазоне от 0,1 Ом до 1 Ом.

Измерение среднего сопротивления (1 Ом -100 кОм)

Амперметр Вольтметр

Метод амперметра-вольтметра работает с использованием двух конфигураций. В первой настройке последовательно подключите амперметр с неизвестным сопротивлением. Этот метод измеряет правильное значение тока через неизвестное сопротивление « R ».

Метод амперметра вольтметра (Первая конфигурация) Метод амперметра вольтметра (вторая конфигурация)

Вольтметр равен сумме тока на амперметре и напряжения на сопротивлении « R ». Для измерения выходного сопротивления ( R m ) значение сопротивления « R » должно быть больше, чем сопротивление амперметра ( R a ). Следовательно, этот метод подходит для измерения сопротивления среды.

Истинное значение измеренного сопротивления составляет R м = R + R a . Чтобы получить точное сопротивление, сопротивление амперметра должно быть нулевым. Это верно в идеальном случае.

Во второй конфигурации подключите вольтметр параллельно с неизвестным сопротивлением. Вольтметр измеряет правильное напряжение. Но здесь амперметр измеряет сумму токов, протекающих через вольтметр и неизвестный резистор. В идеальном случае сопротивление вольтметра бесконечно, чтобы получить истинное выходное напряжение.

Погрешность на полной шкале для метода амперметра вольтметра составляет от 0 до 1%. Следовательно, мост Уитстона предпочтительнее.

Мост Уитстона

Мост Уитстона — старый метод, который больше не применяется. Но это говорит о концепции сбалансированного моста для измерения неизвестного сопротивления. Мост имеет ромбовидную группу, состоящую из четырех сопротивлений A , B , R и S . Сопротивления B и S являются фиксированными сопротивлениями.

Мост Уитстона

Напряжение подается на входные клеммы « a » и « s », а гальванометр (также известный как нулевой детектор) подключается к выходным клеммам « p » и « d ». Для измерения сопротивления « R » с помощью моста Уитстона изменяйте стандартное сопротивление « A » до тех пор, пока ток в гальванометре не покажет нулевое значение тока. Это доказывает, что мост находится в уравновешенном состоянии.

Измерение сопротивления с помощью омметра

Ниже приведены инструкции по измерению сопротивления резистора или какого-либо компонента омметром.

Измерение сопротивления омметром

  1. Первым важным шагом является отключение цепи (Чтобы обеспечить точность измерения и не повредить цепь, отключите питание цепи)
  2. Поместите щупы в соответствующие гнезда:
    1. Вставьте черный щуп в общий (COM) порт мультиметра
    2. Вставьте красный щуп в порт напряжения ( VmAΩ ) мультиметра (красная клемма)
  3. Обнулите измеритель, поместив два датчика, соприкасаясь друг с другом, и отрегулируйте шкалу или ручку, поворачивая ее, пока она не покажет нулевое сопротивление
  4. Проверьте сопротивление компонента с помощью двух щупов, поместив с каждой стороны
  5. Поверните ручку на соответствующий диапазон ом, который вы пытаетесь измерить.(Если указатель отклоняется в правую часть шкалы, уменьшите диапазон до одного уровня. Если указатель отклоняется в левую часть шкалы, увеличьте диапазон до одного уровня)
  6. Возьмите значение на шкале и умножьте его на соответствующий диапазон на шкале.
  7. Снова обнулить омметр перед проверкой другого компонента.

Примечание : Всегда проверяйте наличие параллельно подключенных сопротивлений. Мультиметр вычисляет сопротивление между различными путями в цепи.

Мультиметр измеряет полное сопротивление цепи во всех возможных путях. Всегда лучше снять компонент, чтобы измерить сопротивление. В противном случае мультиметр покажет неверное значение сопротивления.

Измерение высокого сопротивления (> 100 кОм)

Метод потери начисления

При измерении сопротивления методом потери заряда используется неизвестное сопротивление (R) параллельно вольтметру и конденсатору (C).При подаче напряжения постоянного тока через цепь протекает ток, и конденсатор заряжается до напряжения батареи. После этого он разряжается через сопротивление «R».

Уравнение для напряжения на конденсаторе: v = V.e (-t / CR)

Уравнение сопротивления « R » равно 0,4343t / (C log10 V / (V-e))

Схема мегомметра

Использование мегомметра для измерения высокого сопротивления изоляции в цепи.На рисунке ниже показана схема мегомметра. В нем используется генератор с ручным приводом, который вырабатывает напряжение 500 В, 1000 и 2500 В.

Генератор оснащен автоматической муфтой, работающей по центробежному принципу. Генератор подает постоянное напряжение для измерения низкого сопротивления изоляции.

У мегомметра есть три катушки (2 катушки напряжения и 1 катушка тока). Катушка тока движется по часовой стрелке, а катушки напряжения — против часовой стрелки.Две катушки заставляют указатель установить его в среднее положение. Теперь вы можете подать напряжение и измерить сопротивление.

Стрелочная шкала становится устойчивой при подключении тестируемого сопротивления (Неизвестное сопротивление Rx).

Метод мегаомного моста

Мост мегаом измеряет высокое сопротивление от 0,1 до 1 мегаом. Терминал защиты подключается к гальванометру ( G ). Переключатель множителя используется для выбора диапазона измеряемых сопротивлений.

Фиксированное сопротивление 100 кОм и подключение клеммы защиты к цепи защиты устраняет сопротивление утечки.

Трудности чтения сопротивления

  • Человеческое тело поглощает ток, поэтому избегайте контакта с компонентом при измерении мультиметром или омметром.
  • Проверьте компоненты по отдельности, чтобы получить правильное сопротивление.
  • Не измеряйте сопротивление в цепи включения. Это даст неправильные показания.

Совет: Выключите цепь и измерьте сопротивление.

  • Проверить деталь на наличие повреждений (мультиметром показывает нулевое сопротивление).
  • Повторяемость для измерения низкого сопротивления в пределах нескольких микроом. Это повлияет на потребление тока в электрической цепи.

Заключение

В настоящее время существует несколько методов измерения сопротивления. Среди них измеритель LCR и цифровые омметры низкого сопротивления заменяют мост Уитстона, двойной мост Кельвина и другие методы.Следовательно, необходимо выбрать подходящий инструмент для проверки сопротивления.

Электрическое сопротивление — обзор

1.3.3 Термометры сопротивления (XBT)

Поскольку электрическое сопротивление металлов и других материалов изменяется в зависимости от температуры, эти материалы можно использовать в качестве датчиков температуры. Сопротивление (R) большинства металлов зависит от температуры ( T ) и может быть выражено как полином

(1,4) R = R0 (1 + aT + bT2 + cT3 +…)

, где a , b и c — константы, а R 0 — сопротивление при T = 0 ° C.На практике обычно предполагается, что реакция линейна в некотором ограниченном диапазоне температур, а пропорциональность может быть задана значением коэффициента a (называемого коэффициентом температурного сопротивления). Наиболее часто используемые металлы — это медь, платина и никель, которые имеют температурные коэффициенты a , равные 0,0043, 0,0039 и 0,0066 / ° C соответственно. Из них медь имеет наиболее линейный отклик, но ее сопротивление низкое, поэтому для теплового элемента потребуется много витков тонкой проволоки и, следовательно, его производство будет дорогостоящим.Никель обладает очень высоким сопротивлением, но резко отклоняется от линейности. Платина, имеющая относительно высокий уровень сопротивления, очень стабильна и имеет относительно линейное поведение. По этим причинам платиновые термометры сопротивления стали стандартом, по которому определяется международная шкала температуры. Платиновые термометры также широко используются в качестве лабораторных калибровочных стандартов и имеют точность 0,001 ° C.

Полупроводники образуют еще один класс резистивных материалов, используемых для измерения температуры.Это смеси оксидов металлов, таких как никель, кобальт и марганец, которые формуются при высоком давлении с последующим спеканием (т.е. нагреванием до начала плавления). Типы полупроводников, используемых для океанографических измерений, обычно называют термисторами. Эти термисторы имеют следующие преимущества: (1) коэффициент температурного сопротивления -0,05 / ° C примерно в 10 раз больше, чем у меди; и (2) термисторы могут быть изготовлены с высоким сопротивлением для очень малых физических размеров.

Температурный коэффициент термисторов отрицательный, что означает, что сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Этот температурный коэффициент не является постоянным, за исключением очень малых температурных диапазонов; следовательно, изменение сопротивления с температурой не является линейным. Вместо этого соотношение между сопротивлением и температурой определяется выражением

(1,5) R (T) = R0exp [β (T − 1 − T0−1)]

, где R 0 = R ( T 0 ) — условный температурный коэффициент сопротивления, T и T 0 — абсолютные температуры (K) с соответствующими значениями сопротивления R ( T ) и R 0 , а константа β определяется энергией, необходимой для генерации и перемещения носителей заряда, ответственных за электрическую проводимость.(По мере увеличения β материал становится более проводящим.) Таким образом, мы имеем соотношение, в соответствии с которым температура T может быть вычислена из измерения сопротивления R ( T ).

Термисторы чаще всего используются в океанографии в XBT. XBT был разработан, чтобы обеспечить устройство для профилирования температуры в верхних слоях океана, которое работало во время движения корабля. Ключевым событием стала концепция измерения глубины с использованием затраченного времени для известной скорости падения «свободно падающего» зонда.Для обеспечения «свободного падения», независимо от движения корабля, кабель передачи данных изготовлен из тонкой медной проволоки с катушками подачи как в датчике, так и в спусковом контейнере (рис. 1.5). Детали возможности измерения глубины с помощью XBT будут обсуждаться и оцениваться в разделе, посвященном измерениям глубины / давления.

РИСУНОК 1.5. Покомпонентное изображение XBT Sippican Oceanographic, Inc., показывающее катушку и канистру. XBT, Раздвижной батитермограф.

В датчиках XBT используется термистор, помещенный в носик датчика в качестве чувствительного к температуре элемента.По данным производителя (Sippican Corp .; Марион, Массачусетс, США), точность этой системы составляет ± 0,1 ° C. Этот показатель определяется из характеристик партии полупроводникового материала, который имеет известные температурно-резистивные ( R-T ) свойства. Чтобы обеспечить заданное сопротивление при стандартной температуре, отдельные термисторы прецизионно заземлены, а термисторы зонда XBT заземлены таким образом, чтобы обеспечить сопротивление 5000 Ом (здесь Ω — символ единицы Ом) при 25 ° C (Георги и др., 1980). Если основной источник изменчивости XBT от датчика к датчику можно отнести к неточному измельчению, то калибровки по одной точке должно быть достаточно, чтобы уменьшить эту изменчивость в результирующих температурах. Такая калибровка была проведена Георги и др. (1980) как в море, так и в лаборатории.

Чтобы оценить влияние случайных ошибок на процедуру калибровки, 12 датчиков были откалиброваны повторно. Средняя разница между измеренной температурой и температурой ванны составила ± 0,045 ° C со стандартным отклонением 0.01 ° С. Для общего калибровочного сравнения было исследовано 18 случаев зондов (12 зондов в коробке). Шесть ящиков T7 (пригодных для 800 м и скорости судна до 30 узлов) и два ящика T6 (пригодных для 500 м и менее 15 узлов) были недавно закуплены у Sippican, а оставшиеся 10 ящиков T4 (пригодны для 500 м до 30 узлов) были получены из большого пула зондов XBT, изготовленных в 1970 году для ВМС США. Общее среднее стандартное отклонение для датчиков составило 0,023 ° C, которое затем уменьшилось до 0.021 ° C, если принять во внимание вариативность, присущую процедуре калибровки.

Было проведено отдельное исследование взаимосвязи R – T путем изучения характеристик отклика для девяти зондов. Был сделан вывод о том, что различия R – T находились в диапазоне от +0,011 ° C до -0,014 ° C, что означает, что измеренные зависимости находились в пределах ± 0,014 ° C от опубликованной зависимости и что расчет новых коэффициентов после Стейнхарта и Hart (1968), не гарантируется.Более того, окончательные выводы Георги и др. (1980) предполагают, что общая точность термисторов XBT составляет ± 0,06 ° C при уровне достоверности 95%, и что согласованность между термисторами достаточно высока, поэтому калибровка отдельного датчика не требуется для этого уровня точности.

Другой метод оценки производительности системы XBT — это сравнение температурных профилей XBT с профилями, снятыми одновременно с профилировщиком с более высокой точностью, таким как система CTD. Такие сравнения обсуждаются Heinmiller et al.(1983) для данных, собранных как в Атлантическом, так и в Тихом океане с использованием калиброванных систем CTD. В этих сравнениях всегда возникает проблема достижения истинной синоптичности при сборе данных, поскольку зонд XBT падает намного быстрее, чем рекомендуемая скорость падения около 1 м / с для зонда CTD. Большинство более ранних сравнений между профилями XBT и CTD (Flierl, Robinson, 1977; Seaver, Kuleshov, 1982) проводилось с использованием профилей температуры XBT, собранных между станциями CTD, расположенными на расстоянии 30 км.Для целей взаимного сравнения профили XBT и CTD лучше собирать как можно одновременно.

Основная ошибка, обсуждаемая Heinmiller et al. (1983) заключается в измерении глубины, а не температуры. Однако наблюдались значительные различия между температурами, измеренными на глубинах, где вертикальный градиент температуры был небольшим, а ошибка глубины не должна вносить значительный вклад. Здесь было обнаружено, что температуры XBT были систематически выше, чем зарегистрированные CTD.Сравнения образцов были разделены по типу зонда и эксперименту. Зонды T4 (как определено выше) дали среднюю разницу XBT – CTD около 0,19 ° C, в то время как T7s (определенные выше) имели более низкую среднюю разницу температур 0,13 ° C. Соответствующие стандартные отклонения разницы температур составляли 0,23 ° C для T4s и 0,11 ° C для T7s. Взятые вместе, эти статистические данные показывают, что точность XBT меньше ± 0,1 ° C, указанной производителем, и намного меньше 0,06 ° C, указанной Георги и др.(1980) по их калибровкам.

Из этих расходящихся результатов трудно решить, где находится истинная точность измерения температуры XBT. Поскольку Heinmiller et al. (1983) сравнения были сделаны на месте, есть много источников ошибок, которые могут способствовать большей разнице температур. Несмотря на то, что большинство CTD-слепков было выполнено с помощью откалиброванных инструментов, ошибки в операционных процедурах во время сбора и архивирования могут добавить значительные ошибки к полученным данным. Кроме того, нелегко найти участки температурных профилей без вертикального градиента температуры, и поэтому трудно игнорировать влияние ошибки измерения глубины на температурный след.Кажется справедливым сделать вывод, что лабораторные калибровки представляют идеальную точность, возможную с системой XBT (т.е. лучше, чем ± 0,1 ° C). Однако в полевых условиях следует ожидать других влияний, которые снизят точность измерений XBT, и общая точность, немного превышающая ± 0,1 ° C, возможно, вполне реальна. Некоторые из источников этих ошибок могут быть легко обнаружены, например, нарушение изоляции в медном проводе, которое приводит к одношаговым сдвигам в результирующем температурном профиле.Другими возможными источниками температурных ошибок являются помехи из-за судовой радиопередачи (которая проявляется как высокочастотный шум в вертикальном температурном профиле) или проблемы с системой регистрации. Будем надеяться, что эти проблемы будут обнаружены до того, как данные будут заархивированы в файлы исторических данных.

В заключение этого раздела отметим, что до недавнего времени большая часть данных XBT оцифровывалась вручную. Недостатком этой процедуры является то, что при записи на диаграммную бумагу не полностью реализуется потенциальная цифровая точность сенсорной системы, и что возможности для ошибок записи оператором значительны.Опять же, следует проявлять некоторую осторожность при исправлении этих больших ошибок, которые обычно возникают из-за неправильной записи вручную температуры, даты, времени или положения. Все более популярными становятся использование цифровых записывающих систем XBT, которые повышают точность записи и исключают возможность неправильного ввода температурной кривой. Такие системы описаны, например, в Stegen et al. (1975) и Эмери и др. (1986). Сегодня практически все исследовательские данные XBT собираются с помощью цифровых систем, в то время как аналоговые системы преимущественно используются различными международными военно-морскими силами.

Что такое сопротивление? | Fluke

Сопротивление — это мера сопротивления току в электрической цепи.

Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Ом назван в честь Георга Симона Ома (1784-1854), немецкого физика, изучавшего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Ему приписывают формулировку закона Ома.

Все материалы в некоторой степени сопротивляются току. Они попадают в одну из двух широких категорий:

  • Проводники: Материалы с очень низким сопротивлением, в которых электроны могут легко перемещаться.Примеры: серебро, медь, золото и алюминий.
  • Изоляторы: Материалы, обладающие высоким сопротивлением и ограничивающие поток электронов. Примеры: резина, бумага, стекло, дерево и пластик.
Золотая проволока служит отличным проводником.

Измерения сопротивления обычно проводятся для определения состояния компонента или цепи.

  • Чем выше сопротивление, тем меньше ток. Если он слишком высокий, одной из возможных причин (среди многих) может быть повреждение проводов из-за горения или коррозии.Все проводники выделяют определенное количество тепла, поэтому перегрев часто связан с сопротивлением.
  • Чем меньше сопротивление, тем выше ток. Возможные причины: повреждение изоляторов из-за влаги или перегрева.

Многие компоненты, такие как нагревательные элементы и резисторы, имеют фиксированное значение сопротивления. Эти значения часто печатаются на паспортных табличках компонентов или в руководствах для справки.

Когда указывается допуск, измеренное значение сопротивления должно находиться в пределах указанного диапазона сопротивления.Любое значительное изменение значения фиксированного сопротивления обычно указывает на проблему.

«Сопротивление» может звучать отрицательно, но в электричестве его можно использовать с пользой.

Примеры: Ток должен с трудом проходить через маленькие катушки тостера, достаточный для выделения тепла, которое подрумянивает хлеб. Лампы накаливания старого образца заставляют ток течь через такие тонкие нити, что возникает свет.

Невозможно измерить сопротивление в рабочей цепи. Соответственно, специалисты по поиску и устранению неисправностей часто определяют сопротивление, измеряя напряжение и ток и применяя закон Ома:

E = I x R

То есть, вольт = амперы x Ом.R в этой формуле означает сопротивление. Если сопротивление неизвестно, формулу можно преобразовать в R = E / I (Ом = вольт, деленный на амперы).

Примеры: В цепи электрического нагревателя, как показано на двух рисунках ниже, сопротивление определяется путем измерения напряжения и тока цепи с последующим применением закона Ома.

Пример нормального сопротивления цепи Пример повышенного сопротивления цепи

В первом примере полное нормальное сопротивление цепи, известное опорное значение, составляет 60 Ом (240 ÷ 4 = 60 Ом).Сопротивление 60 Ом может помочь определить состояние цепи.

Во втором примере, если ток в цепи составляет 3 ампера вместо 4, сопротивление цепи увеличилось с 60 Ом до 80 Ом (240 ÷ 3 = 80 Ом). Увеличение общего сопротивления на 20 Ом может быть вызвано неплотным или грязным соединением или обрывом катушки. Секции с разомкнутой катушкой увеличивают общее сопротивление цепи, что снижает ток.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

(PDF) Изучение методов измерения электрического сопротивления с использованием виртуальных инструментов

понимание поставленного содержания;

обеспечивает легкое сохранение необходимых знаний; виртуальные инструменты

представляют собой хороший способ совместить теорию

с практикой и вносят важный вклад в развитие эффективного стиля обучения

.

Четвертый пункт анкеты просил

студентов оценить вклад виртуальных инструментов

, используемых в деятельности лаборатории по электротехнике и электронике

Измерения, в развитие

некоторых инструментально-прикладных компетенций, специфичных для

МЭЭ.Процентное распределение учеников

ответов следующее: в очень хорошем измерении (38%), в хорошем измерении

(44%), в умеренном измерении (18%), в небольшом измерении

(0%) ), в очень незначительной степени (0%).

Последний пункт, который важен для нашего исследования.

относится к выявлению преимуществ компьютерного моделирования

явлений реальной жизни. Основными преимуществами

, упомянутыми опрошенными студентами, были:

создание некоторых учебных ситуаций, подобных

реальных, которые позволяют объяснять сложные

действий, наблюдать за компонентами и их функциональностью

(30 %), более быстрое обучение техническим навыкам

(20%), отслеживание в реальном времени изменений, которые происходят в

значений переменных (20%), проверка данных, которые

могут потребоваться в аутентичном контексте действие (15%),

устранение рисков аварий и повреждения оборудования

(15%).

6 Выводы

Использование LabVIEW обеспечивает анализ и изучение методов измерения электрического сопротивления

в постоянном токе

. Этот анализ основан на представленной теоретической причине

, что очень полезно в лабораторных условиях.

Созданные приложения позволяют изменять входные параметры

с помощью специальных элементов управления, выбор метода измерения

и определение характеристики нелинейных резисторов

.Резкое развитие технологии

требует обновления учебной работы

, которая включает в себя использование различных методов обучения

, передовых инструментов, сложного оборудования,

, а также программного обеспечения высокого уровня и дистанционного обучения. [1]

После анализа, обработки и интерпретации данных

, полученных в этом микроисследовании, мы можем сделать

некоторые общие выводы о возможности использования интерактивных приложений

в лабораторной деятельности

, а также об их эффективности:

— большинство студентов считают, что использование этих интерактивных приложений

— это хорошо и эффективно;

— развитие эффективного стиля обучения

является наиболее важным преимуществом использования интерактивных приложений

;

— по мнению опрошенных студентов, виртуальные инструменты

способствуют аутентичному пониманию понятий, относящихся к предмету,

, а

— развитию некоторых инструментально-прикладных,

когнитивных и метакогнитивных компетенций, которые составляют

результатов, но также и цели для эффективного процесса обучения

.

Ссылки:

[1] Андо, Б., Баглио, С., Марлетта, В., Питрон, Н.,

Метод вольт-амперметра, введение принципов и

разработка технологий для студентов,

Труды 8-я Международная конференция WSEAS

по образованию и образовательным технологиям

(EDU ’09), Генуя, 2009

[2] Атанасиу, Г., Русу, К., Опрян, К., Курадж, А.,

Бузэрнеску , Ş .. Ghidul calităţii în nvăţământul

Superior, Proiectul CALISRO, Editura Universităţii

Bucureşti, Bucureşti, 2004.

[3] Бенгу Г. и У. Сварт, Компьютерный подход, всего

Качественный подход к производственному образованию в

инженерии, IEEE Trans. Образов., Т. 39, август 1996.

[4] Ипбукер, К., Стили обучения и модели обучения в

Инженерное образование, Труды 6-й Международной конференции по инженерному образованию WSEAS

,

2009, Родос

[5] Чиолан, Л., Reforma curriculară în învăţământul

liceal românesc: предпосылка, политика, методология.В Пэуне,

E., Potolea, D. (координатор). Педагогика. Fundamentări

teoretice şi demersuri application, Editura Polirom, Iaşi,

2002.

[6] Cucos, C., Pedagogie, Editura Polirom, Iasi, 2002.

[7] D’Hainaut, L., Des fins aux objectifs de

l`education, Labor, Bruxelles 1988.

[8] Dogaru-Ulieru, V., sa, Приложения LabVIEW в измерении

, CONPHYS Publishing House, Rm.

Вылча, 2002.

[9] Дрейфус, Х., La portee phylosofique du

conexionisme, Ин Андлер, Д. (реж.) Введение aux

science cognitives, Gallimard, 1992.

[10] Эртругул, Н., LabVIEW для электрических цепей,

машин, приводов и лабораторий, Pretince Hall PTR,

NJ, 2002.

[11] Гальперин, П.И., Essais sur la education par etapes

des actions et des concept. Dans Recherches

Psychiatric en URSS, Москва, 1966.

[12] Джамал Р.,. Венцель Л., Применимость языка программирования Visual

LabVIEW к большим

приложениям реального мира, Труды симпозиума IEEE по визуальным языкам

, 1995.

[13] Neacsu, I., Invatarea academica independenta.

Гид методология, 2006. http://www.unibuc.ro/

uploads_ro / 36833 / Invatare_academica_independenta.

pdf

[14] Паун, Э., Потолеа, Д., Педагогика.Основы

teoretice si demersuri aplicative / Под ред. Polirom, Iasi,

2002.

ОПЕРАЦИИ WSEAS по СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Валентин Догару Ульеру, Саву-Кристеску Мария,

Драгическу Луминита, Евгения Догару Ульеру,

, Том 7, июнь 2010 г.

Наиболее распространенные методы измерения сопротивления заземляющего электрода

Сопротивление заземляющего электрода

Когда система заземляющих электродов спроектирована и установлена, обычно необходимо измерить и подтвердить сопротивление заземления между электродом и «истинной землей».Наиболее часто используемый метод измерения сопротивления заземляющего электрода — это трехточечный метод измерения, показанный на рисунке 1.

Наиболее распространенные методы измерения сопротивления заземляющего электрода

Этот метод основан на четырехточечном методе. , который используется для измерения удельного сопротивления грунта.

Трехточечный метод, называемый методом «падения потенциала» , включает в себя заземляющий электрод, который необходимо измерить, и два других электрически независимых испытательных электрода, обычно обозначаемых P (потенциал) и C (ток).Эти испытательные электроды могут быть более низкого «качества» (более высокое сопротивление заземления), но должны быть электрически независимыми от измеряемого электрода.

Рисунок 1. Трехточечный метод измерения сопротивления заземления

Переменный ток (I) пропускается через внешний электрод C, а напряжение измеряется с помощью внутреннего электрода P в некоторой промежуточной точке между ними.

Сопротивление земли рассчитывается просто по закону Ома: Rg = V / I.

Другие более сложные методы, такие как метод уклона или четырехполюсный метод, были разработаны для решения конкретных проблем, связанных с этой более простой процедурой, в основном для измерения сопротивления больших систем заземления или в местах, где есть место для размещения тестовые электроды ограничены.

Независимо от используемого метода измерения, следует помнить, что измерение сопротивления заземления — это не только искусство, но и наука , и на измерения сопротивления могут влиять многие параметры, некоторые из которых могут быть трудными для количественной оценки. . Таким образом, лучше взять несколько отдельных показаний и усреднить их, чем полагаться на результаты одного измерения.

При выполнении измерения цель состоит в том, чтобы расположить вспомогательный испытательный электрод C достаточно далеко от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный испытательный электрод P находился за пределами эффективных областей сопротивления как системы заземления, так и другого испытательного электрода. (см. рисунок 2).

Рисунок 2 — Области сопротивления и изменение измеренного сопротивления в зависимости от положения электрода напряжения
  • Если текущий испытательный электрод, C, расположен слишком близко , области сопротивления будут перекрываться, и будет резкое изменение измеренного сопротивления, так как электрод проверки напряжения перемещается.
  • Если токовый испытательный электрод расположен правильно , где-то между ним и системой заземления будет «плоская» (или почти такая) область сопротивления, и изменения в положении испытательного электрода напряжения должны приводить только к очень незначительные изменения показателя сопротивления.

Прибор подключается к тестируемой системе заземления с помощью короткого тестового кабеля, и выполняется измерение.

На точность измерения может влиять близость других металлических предметов, находящихся под землей, к вспомогательным испытательным электродам . Такие объекты, как заборы и строительные конструкции, заглубленные металлические трубы или даже другие системы заземления, могут мешать измерениям и вносить ошибки.

Часто трудно судить, просто визуально осмотрев место, подходящее место для испытательных столбов , и поэтому всегда рекомендуется выполнять более одного измерения, чтобы гарантировать точность испытания .


Метод падения потенциала

Это один из наиболее распространенных методов измерения сопротивления заземления, который лучше всего подходит для небольших систем , которые не покрывают большую площадь . Он прост в исполнении и требует минимальных вычислений для получения результата.

Измерение сопротивления заземления методом падения потенциала (фото: eblogbd.com)

Этот метод обычно не подходит для больших заземляющих установок , так как расстояние между стойками, необходимое для обеспечения точного измерения, может быть чрезмерным, требуя использования очень длинные измерительные провода (см. Таблицу 1).

Обычно внешний испытательный электрод или токовый испытательный стержень вбивается в землю на расстоянии 30-50 метров от системы заземления (хотя это расстояние будет зависеть от размера тестируемой системы — см. Таблицу 1) и Затем внутренний электрод или стержень для проверки напряжения вбивается в землю на полпути между электродом заземления и стержнем для проверки тока и по прямой линии между ними.

Таблица 1 — Изменение расстояния между электродами тока и напряжения при максимальных размерах системы заземления, в метрах

потенциального метода включает проверку, чтобы убедиться, что испытательные электроды действительно расположены далеко достаточно далеко для получения правильного показания .Желательно, чтобы эта проверка была проведена, так как это действительно единственный способ гарантировать правильный результат.

Для проверки значения сопротивления необходимо провести два дополнительных измерения:

  1. Первое с испытательным электродом напряжения (P) отодвинуло 10% исходного напряжения системы электрод-земля от ее исходное положение и
  2. Второй с ним переместился на 10% ближе, чем его исходное положение, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 — Проверка достоверности измерения сопротивления

Если эти два дополнительных измерения согласуются с исходным измерением в пределах требуемого уровня точности, то испытательные стержни были правильно расположены и значение сопротивления постоянному току может быть получено с помощью усреднение трех результатов.

Однако, , если есть существенные расхождения между любыми из этих результатов , то вполне вероятно, что ставки были размещены неправильно, либо из-за того, что они были слишком близко к тестируемой земной системе, слишком близко друг к другу или слишком близко к другие структуры, мешающие получению результатов.

Столбы следует переставить на большем расстоянии или в другом направлении и повторить три измерения. Этот процесс следует повторять до получения удовлетворительного результата.


Метод 62%

Метод падения потенциала можно слегка адаптировать для использования с системами заземления среднего размера. Эта адаптация часто упоминается как метод 62%, , поскольку он включает в себя размещение внутреннего испытательного стержня на 62% расстояния между заземляющим электродом и внешним стержнем (напомним, что в методе падения потенциала эта цифра была 50%).

Все остальные требования к размещению тестовых столбов — они должны быть на прямой линии и располагаться вдали от других построек — остаются в силе.

При использовании этого метода также рекомендуется повторить измерения с внутренним испытательным стержнем, перемещенным на ± 10% расстояния между заземляющим электродом и внутренним испытательным стержнем, как и раньше.

Основным недостатком этого метода является то, что теория, на которой он основан, основывается на предположении, что подстилающая почва однородна, что на практике случается редко.Таким образом, следует соблюдать осторожность при его использовании и всегда проводить исследование удельного сопротивления почвы.

В качестве альтернативы следует использовать один из других методов.


Другие методы испытаний

Существует множество других методов измерения сопротивления заземления. Многие из этих методов были разработаны в попытке уменьшить необходимость чрезмерного расстояния между электродами при измерении больших систем заземления или требование знания электрического центра системы.

Ниже кратко описаны три таких метода. Конкретные подробности здесь не приводятся, вместо этого читатель отсылается к соответствующему техническому документу, в котором эти системы подробно описаны.

  1. Метод наклона
  2. Метод звезда-треугольник
  3. Метод четырех потенциалов (метод Веннера)

(a) Метод наклона

Этот метод подходит для использования с большими системами заземления, такими как земли подстанции. Он включает в себя выполнение ряда измерений сопротивления в различных системах заземления для определения напряжения разнесения электродов с последующим построением кривой изменения сопротивления между землей и током.

Используя этот метод, можно рассчитать теоретическое оптимальное расположение электрода напряжения и, таким образом, по кривой сопротивления вычислить истинное сопротивление.

Дополнительные измерения и вычисления приводят к тому, что эту систему можно использовать только с очень большими или сложными системами заземления.

Возможные местоположения датчиков для использования метода наклона (рисунок предоставлен Whitham D. Reeve)

Для получения полной информации об этом методе обратитесь к статье 62975, написанной доктором G.F. Tagg, взято из материалов IEE, том 117, № 11, ноябрь 1970 г.

NETA WORLD TechTips «Метод наклона» Джеффа Джоуетта AVO International:

Загрузить статью


(b) Звезда-Дельта Метод

Этот метод хорошо подходит для использования с большими системами в населенных пунктах или на каменистой местности, где может быть трудно найти подходящие места для испытательных электродов, особенно на больших расстояниях по прямой линии.

Используются три испытательных электрода, установленных в углах равностороннего треугольника с системой заземления в середине , и проводятся измерения общего сопротивления между соседними электродами, а также между каждым электродом и системой заземления.

Используя эти результаты, выполняется ряд вычислений и может быть получен результат для сопротивления системы заземления. Этот метод, разработанный W. Hymers, подробно описан в журнале Electrical Review, январь 1975 г.

NETA WORLD TechTips ‘Наземные испытания в сложных установках’ Джеффри Р. Джоветт (Меггер):

Загрузить статью


(c) Четырехпотенциальный метод (метод Веннера)

Этот метод помогает преодолеть некоторые из проблемы, связанные с требованием знать электрический центр тестируемых систем заземления .

Этот метод аналогичен стандартному методу падения потенциала, , за исключением того, что выполняется ряд измерений с электродом напряжения в разных положениях и используется набор уравнений для расчета теоретического сопротивления системы.

Основным недостатком метода четырех потенциалов является то, что, как и в случае метода падения потенциала, может потребоваться чрезмерное расстояние между электродами, если измеряемая система заземления имеет большие размеры.

NETA WORLD TechTips «Тестирование сопротивления заземления: четырехпотенциальный метод» Джеффри Р.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.
Максимальный размер в системе заземления
Расстояние от «электрического центра»
системы заземления до испытательного стержня напряжения
Минимальное расстояние от
«электрического центра» системы заземления
до текущего испытательного стержня
1 15 30
2 20 40
5 30
10 43 85
20 60 120
50 100 200
100
140 140