Funktioner ved måling af små og store modstande

Modstand er en af ​​de vigtigste parametre elektriske kredsløbbestemme driften af ​​ethvert kredsløb eller installation.

At opnå visse modstandsværdier i produktionen af ​​elektriske maskiner, apparater, enheder under installation og drift af elektriske installationer er en forudsætning for at sikre deres normale drift.

Nogle modstande bevarer deres værdi praktisk talt uændret, mens andre tværtimod er meget modtagelige for at ændre sig fra tid til anden, fra temperatur, fugtighed, mekanisk anstrengelse osv. Derfor både ved fremstilling af elektriske maskiner, apparater, apparater og i Under installationen skal elektriske installationer uundgåeligt måle modstand.

Betingelserne og kravene til at lave modstandsmålinger er meget forskellige. I nogle tilfælde kræves høj nøjagtighed, i andre er det tværtimod nok at finde en omtrentlig værdi af modstanden.

Afhængig af værdien elektriske modstande er opdelt i tre grupper:

• 1 ohm og mindre — lav modstand,

• fra 1 ohm til 0,1 Mohm - medium modstande,

• på 0,1 Mohm og mere — høj modstand.

Ved måling af lav modstand er det nødvendigt at træffe foranstaltninger for at eliminere indflydelsen på resultatet af måling af modstanden af ​​forbindelsesledninger, kontakter og termo-EMF.

Når du måler gennemsnitlige modstande, kan du ignorere modstandene af forbindelsesledninger og kontakter, du kan ignorere indflydelsen af ​​isolationsmodstand.

Ved måling af høje modstande er det nødvendigt at tage højde for tilstedeværelsen af ​​volumen og overflademodstand, indflydelsen af ​​temperatur, fugtighed og andre faktorer.

Måleegenskaber for lav modstand

Gruppen af ​​små modstande inkluderer: ankerviklinger af elektriske maskiner, modstande af amperemetre, shunts, modstande af viklinger af strømtransformatorer, modstand af korte ledere af bussen osv.

Ved måling af lave modstande bør man altid tage højde for muligheden for, at tilslutningsledningernes modstand og transiente modstande kan påvirke måleresultatet.

Testledningsmodstande er 1 x 104 - 1 x 102 ohm, krydsmodstand - 1 x 105 - 1 x 102 ohm

Ved transiente modstande el kontaktmodstande forstå de modstande, som en elektrisk strøm støder på, når den går fra en ledning til en anden.

Transiente modstande afhænger af størrelsen af ​​kontaktfladen, af dens natur og tilstand - glat eller ru, ren eller snavset, såvel som af kontakttætheden, pressekraften osv.Lad os forstå, ved hjælp af et eksempel, indflydelsen af ​​overgangsmodstande og modstande af forbindelsesledninger på måleresultatet.

I fig. 1 er et diagram til måling af modstand under anvendelse af eksempelvis amperemeter- og voltmeterinstrumenter.

Ris. 1. Forkert ledningsdiagram til måling af lav modstand med amperemeter og voltmeter.

Sig den nødvendige modstand rx — 0,1 ohm og voltmetermodstanden rv = 500 ohm. Da de er parallelforbundne, så er rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, dvs strømmen i voltmeteret er 0,02 % af strømmen i den ønskede modstand. Således kan amperemeterstrømmen med en nøjagtighed på 0,02% betragtes som lig med strømmen i den nødvendige modstand.

Ved at dividere aflæsningerne af voltmeteret forbundet med punkterne 1, 1′ af aflæsningen af ​​amperemeteret får vi: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, hvor r'x er den fundne værdi af den nødvendige modstand ; rpr er modstanden af ​​forbindelsesledningen; gk — kontaktmodstand.

Tager man rNS =rk = 0,01 ohm i betragtning, får vi måleresultatet r'x = 0,14 ohm, hvorfra målefejlen på grund af modstandene i forbindelsesledningerne og kontaktmodstande lig med 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Det er nødvendigt at være opmærksom på, at med et fald i den krævede modstand øges målefejlen på grund af ovenstående årsager.

Ved at tilslutte et voltmeter til strømklemmerne — punkt 2 — 2 i fig.1, dvs. til de terminaler med modstand rx, som strømkredsens ledninger er forbundet til, får vi aflæsningen af ​​voltmeteret U «v mindre end U'v fra mængden af ​​spændingsfald i forbindelsesledningerne og derfor fundet værdi af den ønskede modstand rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk vil indeholde en fejl kun på grund af kontaktmodstandene.

Ved at tilslutte et voltmeter som vist i fig. 2, til de potentielle terminaler placeret mellem de nuværende, får vi aflæsningerne af voltmeteret U»'v er mindre end U «v af størrelsen af ​​spændingsfaldet over kontaktmodstandene, og derfor den fundne værdi af den nødvendige modstand r » 'x = U»v / Ia = rx

Ris. 2. Det korrekte tilslutningsdiagram til måling af små modstande med et amperemeter og et voltmeter

Den fundne værdi vil således være lig med den faktiske værdi af den påkrævede modstand, da voltmeteret vil måle den faktiske værdi af spændingen over den nødvendige modstand rx mellem dets potentielle terminaler.

Brugen af ​​to par klemmer, strøm og potentiale, er hovedteknikken til at eliminere indflydelsen af ​​modstanden af ​​forbindelsesledningerne og transiente modstande på resultatet af måling af små modstande.

Karakteristika ved måling af høje modstande

Dårlige strømledere og isolatorer har høj modstand. Ved måling af modstanden af ​​ledninger med lav elektrisk ledningsevne, isoleringsmaterialer og produkter fremstillet af dem skal tage hensyn til faktorer, der kan påvirke graden af ​​deres modstand.

Disse faktorer omfatter hovedsageligt temperatur, for eksempel er ledningsevnen af ​​elektrisk pap ved en temperatur på 20 ° C 1,64 x 10-13 1 / ohm og ved en temperatur på 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. En temperaturændring på 20 °C forårsagede således en 13-fold ændring i modstand (ledningsevne)!

Tallene viser tydeligt, hvor farligt det er at undervurdere temperaturens indflydelse på måleresultaterne. Ligeledes er en meget vigtig faktor, der påvirker modstandens størrelse, fugtindholdet i både testmaterialet og luften.

Også typen af ​​strøm, som testen udføres med, størrelsen af ​​den spænding, der testes, spændingens varighed osv., kan påvirke modstandsværdien.

Ved måling af modstanden af ​​isoleringsmaterialer og produkter fremstillet af dem, skal muligheden for, at strøm passerer gennem to veje, også tages i betragtning:

1) ved volumen af ​​det testede materiale,

2) på overfladen af ​​det testede materiale.

Et materiales evne til at lede en elektrisk strøm på den ene eller anden måde er karakteriseret ved mængden af ​​modstand, som strømmen møder i denne joke.

Følgelig er der to begreber: volumenmodstand tilskrevet 1 cm3 af materialet og overfladeresistivitet tilskrevet 1 cm2 af materialets overflade.

Lad os tage et eksempel til illustration.

Når man måler et kabels isolationsmodstand ved hjælp af et galvanometer, kan der opstå store fejl på grund af, at galvanometeret kan måle (fig. 3):

a) strøm Iv, der går fra kablets kerne til dets metalkappe gennem isoleringens volumen (strøm Iv på grund af kablets volumenmodstand karakteriserer kablets isolationsmodstand)

b) strøm, der går ud fra kablets kerne til dets kappe langs overfladen af ​​det isolerende lag (fordi overflademodstanden ikke kun afhænger af isoleringsmaterialets egenskaber, men også af tilstanden af ​​dets overflade).

Ris. 3. Overflade- og volumenstrøm i kablet

For at eliminere påvirkningen af ​​ledende overflader ved måling af isolationsmodstanden påføres en spole af tråd (sikkerhedsring) på isoleringslaget, som er forbundet som vist i fig. 4.

Ris. 4. Skema til måling af kablets volumenstrøm

Så vil den nuværende Is passere ud over galvanometeret og vil ikke indføre fejl i måleresultaterne.

I fig. 5 er et skematisk diagram til bestemmelse af bulk-resistiviteten af ​​et isolerende materiale. — plader A. Her BB — elektroder, som spænding U påføres, G — galvanometer, der måler strømmen på grund af volumenmodstanden af ​​plade A, V — beskyttelsesring.

Ris. 5. Måling af volumenmodstand af et fast dielektrikum

I fig. 6 er et skematisk diagram til bestemmelse af overflademodstanden af ​​et isoleringsmateriale (plade A).

Ris. 6. Måling af overflademodstanden af ​​et fast dielektrikum

Ved måling af høje modstande skal man også være seriøs opmærksom på selve måleinstallationens isolering, da der ellers vil løbe en strøm gennem galvanometeret på grund af selve installationens isolationsmodstand, hvilket vil føre til en tilsvarende fejl i målingen.

Det anbefales at bruge afskærmning eller udføre et isoleringstjek af målesystemet før måling.