Особенности измерения малых сопротивлений

Лекция №12-13-14

Тема лекции: Измерение сопротивлений

Цель:ознакомить студентов с методами измерения сопротивлений. Рассмотреть технику безопасности при работе с измерительными приборами.

Методическое обеспечение:комплект учебно-методической документации

План

1. Классификация сопротивлений. Особенности измерения малых, средних и больших сопротивлений.

2. Измерение сопротивления изоляции кабеля, сопротивления изоляции двухпроводной линии, сопротивления заземляющего устройства

3. Измерение индуктивности и емкости.

Список использованной литературы

1. Хромоин П.К. Электротехнические измерения: учебное пособие – М: ФОРУМ, 2011 г. - 288 с.

2. Панфилов В.А. Электрические измерения: учебник – М.: Академия, 2006. – 288с.

3. Рожнов Е. Электронные счетчики электроэнергии бытового и промышленного назначения // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 1998.

Вопросы для проверки знаний по теме: «Измерение сопротивлений»

1. Какиеособенности измерений малых, средних и больших сопротивлений?

2. Классификация сопротивлений

3. Что такое индуктивность?

4. Что такое емкость?

Сопротивление — один из важнейших параметров электрической цепи, определяющий работу любой цепи или установки.

Получение определенных величин сопротивлений при изготовлении электрических машин, аппаратов, приборов при монтаже и эксплуатации электроустановок является необходимой предпосылкой для обеспечения нормального режима их работы.

Одни сопротивления сохраняют свою величину практически неизменной, другие, наоборот, в очень сильной степени подвержены изменению от времени, от температуры, влажности, механических усилий и т. д. Поэтому, как при производстве электрических машин, аппаратов, приборов, так и при монтаже эксплуатации электроустановок неизбежно приходится производить измерение сопротивлений.

Весьма разнообразны условия и требования к производству измерений сопротивлений. В одних случаях нужна высокая точность, в других, наоборот, достаточно нахождение приближенного значения сопротивления.

В зависимости от величины электрические сопротивления делятся на три группы:

- 1 ом и меньше — малые сопротивления,

- от 1 ом до 0,1 Мом — средние сопротивления,

- от 0,1 Мом и выше — большие сопротивления.

При измерении малых сопротивлений необходимо принимать меры для устранения влияния на результат измерения сопротивления соединительных проводов, контактов и термо-ЭДС.

При измерении средних сопротивлений можно не считаться с сопротивлениями соединительных проводов и контактов, можно не учитывать влияния сопротивления изоляции.

При измерении больших сопротивлений необходимо учитывать наличие объемного и поверхностного сопротивлений, влияние температуры, влажности и других факторов.

Особенности измерения малых сопротивлений

К группе малых сопротивлений относятся: обмотки якорей электрических машин, сопротивления амперметров, шунтов, сопротивления обмоток трансформаторов тока, сопротивления коротких проводов шин и т. д.

При измерении малых сопротивлений всегда приходится считаться с возможностью влияния сопротивлений соединительных проводов и переходных сопротивлений на результат измерения.

Сопротивления измерительных проводов имеют значения 1 х 10⁴ - 1 х 10² ом, переходные сопротивления - 1 х 10⁵ - 1 х 10² ом.

Под переходными сопротивлениями или сопротивлениями на контактах понимают сопротивления, которые встречает электрический ток при переходе с одного проводника на другой.

Переходные сопротивления зависят от величины поверхности соприкосновения, от ее характера и состояния - гладкая или шероховатая, чистая или загрязненная, а также от плотности соприкосновения, силы нажатия и т. д. Выясним на примере влияние переходных сопротивлений и сопротивлений соединительных проводов на результат измерения.

На рис. 1 дана схема для измерения сопротивления с применением образцовых приборов амперметра и вольтметра.

Рис. 1. Неправильная схема соединения для измерения малых сопротивлений амперметром и вольтметром.

Допустим, искомое сопротивление rх - 0,1 ом, а сопротивление вольтметра rv = 500 ом. Так как они соединены параллельно, то

rх/rv= Iv/Ix = 0,1/500 = 0,0002, т. е. ток в вольтметре составляет 0,02% от тока в искомом сопротивлении. Таким образом, с точностью до 0,02% можно считать ток амперметра равным току в искомом сопротивлении.

Разделив показание вольтметра, присоединенного к точкам 1, 1' на показание амперметра, получим: U'v /Ia = r'x = rх + 2rпр + 2rк, где г'х — найденное значение искомого сопротивления; rпр — сопротивление соединительного провода; гк — сопротивление контакта.

Считая rпр =rк = 0,01 ом, получаем результат измерения г'х = 0,14 ом, откуда погрешность измерения, обусловленная сопротивлениями соединительных проводов и сопротивлениями контактов равна 40% - ((0,14 - 0,1)/0,1))х 100%.

Необходимо обратить внимание на то, что с уменьшением искомого сопротивления погрешность измерения от указанных выше причин увеличивается.

Присоединив вольтметр к токовым зажимам — точки 2 - 2 на рис. 1, т. е. к тем зажимам сопротивления rx, к которым присоединены провода цепи тока, получим показание вольтметра U"v меньше U'v на величину паления напряжения в соединительных проводах и, следовательно, найденное значение искомого сопротивления rх"= U''v /Iа = rx + 2 rк будет содержать погрешность, обусловленную только сопротивлениями на контактах.

Присоединив вольтметр, как показано на рис. 2, к потенциальным зажимам, расположенным между токовыми, получим показание вольтметра U'''v меньше U"v на величину падения напряжения на сопротивлениях контактов и, следовательно, найденное значение искомого сопротивления r'''x = U''v/Ia = rx

Рис. 2. Правильная схема соединения для измерения малых сопротивлений амперметром и вольтметром

Таким образом, найденное значение будет равно действительному значению искомого сопротивления, так как вольтметр измерит действительное значение напряжения на искомом сопротивлении гх между его потенциальными зажимами.

Применение двух пар зажимов, токовых и потенциальных, является основным приемом для устранения влияния сопротивлений соединительных проводов и переходных сопротивлений на результат измерений малых сопротивлений.