Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Измеритель сопротивления: как называется прибор и как проводятся измерения?

Генератор образцовых частот

Даже простейший генератор сигналов в радиолюбительской практике полезен сам по себе и часто входит в других приборов, например, измеряющих ёмкости и индуктивности. Здесь удобно применить в качестве генератора широко известная схема на цифровых элементах, простую и легко повторяемую:

Задающий генератор на МС типа К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, К176ЛА7, ЛЕ5 и подобные) выдаёт на своём выходе частоту, которая стабилизирована кварцевым резонатором в цепи обратной связи — в данном случае 1 МГц. Далее сигнал проходит через несколько каскадов-делителей частоты на 10 например, на МС К176ИЕ4, СD4026 или любых других счётчиков-делителей на 10) и с выхода каждого каскада снимается сигнал с частотой, в десять раз меньше предудыщей.

С помощью любого подходящег переключателя коммутируем один из выходов счётчиков-делителей и получаем, таким образом, набор фиксированных частот. Конденсатором С1 можно подстроить частоту в небольших пределах, если это необходимо, никаких других настроек данная схема не требует и питается от источника напряжением 9-12 вольт (при указанных выше типах микросхем). 

Какие есть приборы для измерения электрического сопротивления

Часто возникает вопрос, как называются приборы для измерения сопротивления. Чтобы измерить электрическое сопротивление, используются следующие приборы:

  • Омметр. Это прибор спецназначения, который предназначен, чтобы определить сопротивление электротока.
  • Мегаомметр. Измерительное устройство, которое предназначено, чтобы измерять большие показатели сопротивления. Отличием от омметра станет то, что при замерах в цепь будет подаваться высокое напряжение.
  • Мультиметр. Электроприбор, который способен измерить разные показатели электроцепи, включая сопротивление. Есть 2 разновидности: цифровой и аналоговый.

Омметр

Ремонт проводки, электро- и радиотехнических изделий предполагает проверку целостности кабелей и поиск нарушения контактов в соединениях. В некоторых ситуациях сопротивление равняется бесконечности, в других — 0.

Важно! Измерять сопротивление в цепи с помощью омметра, чтобы избежать поломки, допустимо лишь при обесточивании проводов. Измерение сопротивления омметром

Измерение сопротивления омметром

До замеров сопротивления омметром требуется приготовить измеритель. Требуется:

  • Зафиксировать переключатель изделия в позицию, которая соответствует наименьшему замеру величины сопротивления.
  • Затем проверяется функциональность омметра, поскольку бывают плохие элементы питания и устройство способно не функционировать. Соединяются окончания щупов друг с другом. В омметре стрелка устанавливается точно на 0, когда это не произошло, возможно покрутить рукоятку «Уст. 0». Если изменений нет, заменяются батарейки.
  • Чтобы прозвонить электроцепь, возможно использовать прибор, где сели батарейки и стрелка не ставится на 0. Сделать вывод о целостности электроцепи возможно по отклонению стрелки. Омметр должен показывать 0, вероятно отклонение в десятых омов.
  • После проверки изделие готово к функционированию. Когда коснуться окончаниями щупов проводника, то в ситуации с его целостностью, устройство показывает нулевое сопротивление, иначе показания не поменяются.

Использование омметра

Мегаомметр

Чтобы измерить электросопротивление в диапазоне мегаомов, применяется устройство мегаомметр. Принцип функционирования устройства основывается на использовании закона Ома.

Для реализации такого закона в изделии, понадобятся:

  • генератор постоянного тока;
  • головка для измерений:
  • клеммы, чтобы подключить измеряемое сопротивление;
  • резисторы для работы измерительной головки в рабочем диапазоне;
  • переключатель, который коммутирует резисторы.

Важно! Реализация мегаомметра нуждается в минимальном количестве элементов. Подобные изделия исправно функционируют длительное время

Напряжение в аппаратах будет выдавать генератор постоянного тока, величины которого разнятся.

Измерение сопротивления мегаомметром

Работы на электрооборудовании с таким устройством несут повышенную опасность в результате того, что устройство будет вырабатывать высокое напряжение, возникает риск травматизма. Работы с мегаомметром производит персонал, который изучил руководство по использованию устройства, правила техники безопасности во время работ в электрооборудовании. Специалист должен иметь группу допуска и время от времени проходить проверку на знание правил работы в установке.

Мультиметр

Мультиметры бывают универсальными и специализированными, предназначенными в целях выполнения одного действия, однако проводимого по максимуму точно. В устройстве омметр считается лишь элементом прибора, его нужно включить в необходимый режим. Мультиметры нуждаются в определенных навыках применения — необходимо знать об их правильном подключении и интерпретировании готовых сведений.

На вид цифровое и аналоговое устройства легко различить: в цифровом информация выводится на монитор цифрами, в аналоговом циферблат проградуирован и на показатели указывает стрелка. Цифровой мультиметр более прост в применении, поскольку тут же покажет готовые данные, а показания аналогового нужно расшифровывать.

Во время работы с подобными приспособлениями, нужно учесть, что в цифровом мультиметре присутствует индикатор разрядки источника питания — когда силы тока аккумулятора не хватает, он перестанет функционировать. Аналоговый в подобном случае ничего не показывает, а просто выдает ошибочные сведения.

Важно! Для бытового использования подходит любое устройство, на шкале которого указывается достаточный предел измерения сопротивления. Измерение мультиметром

Измерение мультиметром

Измерение — малое сопротивление

Измерение малых сопротивлений иногда производят по схеме параллельного омметра ( рис. 2676), в которой Rx присоединяется параллельно миллиамперметру, а добавочное сопротивление R должно быть значительно больше сопротивления самого прибора Rn. В этом омметре шкала имеет нуль слева, а бесконечность справа.

Омметры по последовательной ( о и параллельной ( б схемам.

Измерение малых сопротивлений иногда производят по схеме параллельного омметра ( рис. 12.236), в которой Rx присоединяется параллельно миллиамперметру, а добавочное сопротивление R должно быть значительно больше сопротивления самого прибора Rn — Для установки на бесконечность ( при разомкнутых зажимах Rx) служит переменное сопротивление Rt. В этом омметре шкала имеет нуль слева, а бесконечность справа.

Функциональная схема электронного миллиомметра.

Измерение малых сопротивлений ( до 10 — Ом) производится электронными миллиомметрами. При измерении таких сопротивлений возникают трудности, связанные с влиянием соизмеримых по значению сопротивлений контактов и соединительных проводов, а также контактных термо — ЭДС. Применение переменного тока позволяет использовать усилитель У переменного тока с большим коэффициентом усиления, что повышает чувствительность прибора при измерении малых сопротивлений. Выходной сигнал усилителя выпрямляется выпрямителем В и подается на магнитоэлектрический измерительный механизм ИМ.

Измерение малых сопротивлений одинарными мостами производят в более узком диапазоне — начиная с 10 — 4 Ом.

Принципиальная схема двойного моста.| Схемы измерения сопротивления методом амперметра-вольтметра.

Измерения малых сопротивлений могут быть произведены двойными мостами, конструкция которых устраняет влияние переходных сопротивлений контактов и сопротивления соединительных проводников на результат измерения.

Мосты для измерения индуктивности.

Измерение малых сопротивлений производится с помощью двойных мостов.

Схема моста постоянного тока с логометрическим индикатором.

Для измерения малых сопротивлений в диапазоне от 10 — 6 до 10 ом широко применяются двойные мосты постоянного тока.

Схема для расширения пределов измерений омметра в сторону больших сопротивлений.| Схема для расширения пределов измерений омметра в сторону малых сопротивлений.

Для измерения малых сопротивлений ( долей ом) применяют омметры, работающие по параллельной схеме, в которых можно получить малое входное сопротивление при небольшом токе, потребляемом от.

Принципиальные схемы мостов постоянного тока.

Инструкция по эксплуатации

Проверка сопротивления изоляции производится на обесточенном оборудовании или кабельной линии, электропроводке. Помните о том, что устройство генерирует высокое напряжение и при нарушении мер безопасности по использованию мегаомметра возможен электротравматизм, т.к. замер изоляции конденсатора или кабельной линии большой протяженности может стать причиной накопления опасного заряда. Поэтому испытание производится бригадой из двух человек, имеющих представление об опасности электрического тока и получивших допуск по ТБ. Во время испытания объекта, рядом не должны находиться посторонние лица. Помним про высокое напряжение.

Прибор при каждом использовании осматривается на целостность, на отсутствие сколов и поврежденной изоляции на измерительных щупах. Производится пробное тестирование путем испытания с разведенными щупами и замкнутыми. Если испытания производят механическим устройством, то нужно разместить его на горизонтальной ровной поверхности, чтобы не было погрешности в измерениях. При измерении сопротивления изоляции мегаомметром старого образца нужно вращать ручку генератора с постоянной частотой, примерно 120-140 оборотов в минуту.

Если измерять сопротивление относительно корпуса или земли, задействуют два щупа. Когда производят испытание жил кабеля относительно друг друга, нужно использовать клемму «Э» мегаомметра и экран кабеля чтобы компенсировать токи утечки.

Сопротивление изоляции не имеет постоянного значения и во многом зависит от внешних факторов, поэтому может варьировать во время измерения. Проверку производят минимум 60 секунд, начиная с 15 секунды фиксируют показания.

Для бытовых сетей испытания производятся напряжением 500 вольт. Промышленные сети и устройства испытываются напряжением в диапазоне 1000-2000 вольт. Каким именно пределом измерений пользоваться, нужно узнать в инструкции по эксплуатации. Минимально допустимое значение сопротивления для сетей до 1000 вольт — 0.5 МОм. Для промышленных устройств не меньше — 1МОм.

Что касается самой технологии измерения, использовать мегаомметр нужно по описанной ниже методике. Для примера мы взяли ситуацию с замером изоляции в ЩС (щит силовой). Итак, порядок действий следующий:

Выводим людей из проверяемой части электроустановки. Предупреждаем об опасности, вывешиваем предупредительные плакаты.
Снимаем напряжение, обесточиваем полностью щит, вводной кабель, принимаем меры от ошибочной подачи напряжения. Вывешиваем плакат — НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ.
Проверяем отсутствие напряжения. Предварительно заземлив выводы испытуемого объекта, устанавливаем измерительные щупы, как показано на схеме подключения мегаомметра, а также снимаем заземление. Данная процедура проводится при каждом новом замере, поскольку близлежащие элементы могут накапливать заряд, вносить погрешность в показания и представлять опасность для жизни. Установка и снятие щупов производится за изолированные ручки в резиновых перчатках

Обращаем ваше внимание на то, что изолирующий слой кабеля перед проверкой сопротивления нужно очистить от пыли и грязи.

Проверяем изоляцию вводного кабеля между фазами А-В, В-С, С-А, А-PEN, B-PEN, C-PEN. Результаты заносим в протокол измерений.
Отключаем все автоматы, УЗО, отключаем лампы и светильники освещения, отсоединяем нулевые провода от нулевой клеммы.
Производим замер каждой линии между фазой и N, фазой и PE, N и PE

Результаты вносим в протокол измерений.
В случае обнаружения дефекта разбираем измеряемую часть на составные элементы, ищем неисправность и устраняем.

По окончании испытания переносным заземлением снимаем остаточный заряд с объекта, путем кратковременного замыкания, и самого измерительного прибора, разряжая щупы между собой. Вот по такой инструкции необходимо пользоваться мегаомметром при замерах сопротивления изоляции кабельных и других линий. Чтобы вам было более понятна информация, ниже мы предоставили видео, в которых наглядно демонстрируется порядок измерений при работе с определенными моделями приборов.

Назначение и функции

Мультиметр предназначен для измерения трёх основных параметров электрической цепи: напряжения, силы тока и сопротивления. К этому базовому набору функций обычно добавляют режимы проверки целостности проводника и исправности полупроводниковых приборов. Более сложные и дорогие устройства способны определять ёмкость конденсаторов, индуктивность катушек, частоту сигнала и даже температуру исследуемого электронного компонента. По принципу работы мультиметры делят на две группы:

  1. Аналоговые – устаревший вид, основанный на магнитоэлектрическом амперметре, дополненном резисторами и шунтами для измерения напряжения и сопротивления. Аналоговые тестеры относительно дёшевы, однако склонны давать большую погрешность из-за малого входного сопротивления. К другим недостаткам аналоговой системы относится чувствительность к полярности подключения и нелинейная шкала.

  2. Цифровые – более точные и современные приборы. В бытовых моделях среднего ценового сегмента допустимая погрешность не превышает 1%, для профессиональных моделей — возможное отклонение лежит в пределах 0,1%. «Сердце» цифрового мультиметра – электронный блок с логическими микросхемами, счётчиком сигналов, декодером и драйвером дисплея. Информация отображается на жидкокристаллическом энергозависимом экране.

Погрешность бытовых цифровых тестеров не превышает 1%

В зависимости от назначения и специфики использования, мультиметры могут быть выполнены в различных форм-факторах и пользоваться разными источниками тока. Наибольшее распространение получили:

  1. Портативные мультиметры со щупами – самые популярные как в быту, так и в профессиональной деятельности. Состоят из основного блока, оснащённого батареями или аккумулятором, к которому подключаются гибкие проводники-щупы. Для измерения того или иного электрического показателя щупы соединяют с электронным компонентом или участком цепи, а результат считывают с дисплея прибора.

  2. Токоизмерительные клещи – в таком устройстве контактные площадки щупов сблокированы на подпружиненных губках. Пользователь разводит их в стороны, нажимая на специальную клавишу, а затем защёлкивает на том участке цепи, который нужно измерить. Зачастую токоизмерительные клещи допускают возможность подключения классических гибких щупов.

  3. Стационарные мультиметры питаются от бытового источника переменного тока, отличаются высокой точностью и широким функционалом, могут работать со сложными радиоэлектронными компонентами. Основная сфера применения – проведение измерений при разработке, макетировании, ремонте и обслуживании электронных приборов.

  4. Осциллографы-мультиметры или скопметры – сочетают в себе сразу два измерительных прибора. Могут быть как портативными, так и стационарными. Цена на такие устройства очень высока, что делает их сугубо профессиональным инженерным инструментом.

Как можно заметить, функции мультиметра могут варьироваться в достаточно широких пределах и зависят от вида, форм-фактора, ценовой категории прибора. Так, мультиметр для домашнего использования должен обеспечивать:

  • Определение целостности проводника;
  • Поиск «нуля» и «фазы» в бытовой электросети;
  • Измерение напряжения переменного тока в бытовой электросети;
  • Измерение напряжения маломощных источников постоянного тока (батарейки, аккумуляторы);
  • Определение базовых показателей исправности электронных приборов – силы тока, сопротивления.

Бытовое применение мультиметра обычно сводится к прозвонке проводов, проверке исправности ламп накаливания, определению остаточного напряжения в батарейках.

В быту мультиметры используются для прозвонки проводов, проверки батареек и электрических схем

В то же время, требования, предъявляемые к профессиональным моделям, куда строже. Они определяются отдельно для каждого частного случая. Среди главных особенностей продвинутых тестеров стоит отметить:

  • Возможность комплексной проверки диодов, транзисторов и других полупроводниковых приборов;
  • Определение ёмкости и внутреннего сопротивления конденсаторов;
  • Определение ёмкости аккумуляторных батарей;
  • Измерение специфичных характеристик – индуктивности, частоты сигнала, температуры;
  • Способность работать с большим напряжением и силой тока;
  • Высокая точность измерений;
  • Надёжность и долговечность прибора.

Важно помнить, что мультиметр – достаточно сложный электрический прибор, работать с которым следует грамотно и осторожно

Классификация и принцип действия

Классификация

Омметр

  • По исполнению омметры подразделяются на щитовые, лабораторные и переносные
  • По принципу действия омметры бывают магнитоэлектрические — с магнитоэлектрическим измерителем или магнитоэлектрическим логометром (мегаомметры) и электронные — аналоговые или цифровые

Магнитоэлектрические омметры

Действие магнитоэлектрического омметра основано на измерении силы тока, протекающего через измеряемое сопротивление при постоянном напряжении источника питания, с помощью магнитоэлектрического микроамперметра. Для измерения сопротивлений от сотен ом до нескольких мегаом измеритель (микроамперметр с добавочным сопротивлением), источник постоянного напряжения и измеряемое сопротивление rx включают последовательно. В этом случае сила тока I в измерителе равна: I = U/(r + rx), где U — напряжение источника питания; r — сопротивление измерителя (сумма добавочного сопротивления и сопротивления рамки микроамперметра).

Согласно этой формуле, магнитоэлектрический омметр имеют нелинейную шкалу. Кроме того, она является обратной (нулевому значению сопротивления соответствует крайнее правое положение стрелки прибора). Перед началом измерения сопротивления необходимо выполнить установку нуля (скорректировать величину r) специальным регулятором на передней панели при замкнутых входных клеммах прибора, для компенсации нестабильности напряжения источника питания.

Поскольку типичное значение тока полного отклонения магнитоэлектрических микроамперметров составляет 50..200 мкА, для измерения сопротивлений до нескольких мегаом достаточно напряжения питания, которое даёт встроенная батарейка. Более высокие пределы измерения (десятки — сотни мегаом) требуют использования внешнего источника постоянного напряжения порядка десятков — сотен вольт.

Для получения предела измерения в единицы килоом и сотни ом, необходимо уменьшить величину r и соответственно увеличить ток полного отклонения измерителя путём добавления шунта.

При малых значениях rx (до нескольких ом) применяется другая схема: измеритель и rx включают параллельно. При этом измеряется падение напряжения на измеряемом сопротивлении, которое, согласно закону Ома, прямо пропорционально сопротивлению, (при условии I=const).

ПРИМЕРЫ: М419, М372, М41070/1

Логометрические мегаомметры

Мегаомметр М1101М

Основой логометрических мегаомметров является логометр, к плечам которого подключаются в разных комбинациях (в зависимости от предела измерения) образцовые внутренние резисторы и измеряемое сопротивление, показание логометра зависит от соотношения этих сопротивлений. В качестве источника высокого напряжения, необходимого для проведения измерений, в таких приборах обычно используется механический индуктор — электрогенератор с ручным приводом, в некоторых мегаомметрах вместо индуктора применяется полупроводниковый преобразователь напряжения.

ПРИМЕРЫ: ЭС0202, М4100

Аналоговые электронные омметры

Принцип действия электронных омметров основан на преобразовании измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение с помощью операционного усилителя. Измеряемый объект включается в цепь обратной связи (линейная шкала) или на вход усилителя.

ПРИМЕРЫ: Е6-13А, Ф4104-М1

Цифровые электронные омметры

Цифровой омметр Щ34

Микроомметр MOM600A

Цифровой омметр представляет собой измерительный мост с автоматическим уравновешиванием. Уравновешивание производится цифровым управляющим устройством методом подбора прецизионных резисторов в плечах моста, после чего измерительная информация с управляющего устройства подаётся на блок индикации.

ПРИМЕРЫ: ОА3201-1, Е6-23, Щ34

Измерения малых сопротивлений. Четырёхпроводное подключение

При измерении малых сопротивлений может возникать дополнительная погрешность из-за влияния переходного сопротивления в точках подключения. Чтобы избежать этого применяют т. н. метод четырёхпроводного подключения. Сущность метода состоит в том, что используются две пары проводов: по одной паре на измеряемый объект подаётся заданный ток, с помощью другой пары производится измерение напряжения на объекте, пропорционального силе тока и сопротивлению объекта. Провода подсоединяются к выводам измеряемого двухполюсника таким образом, чтобы каждый из токовых проводов не касался непосредственно соответствующего ему провода напряжения, при этом получается, что переходные сопротивления в местах контактов не включаются в измерительную цепь.

Прибор для измерения нескольких пределов

Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:

На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:

  1. От 0 вольт до единицы.
  2. От 0 вольт до 10В.
  3. От 0 В до 100 вольт.
  4. От 0 до 1000 В.

Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:

R=(Uп/Iи)-Rп, где

  • Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
  • Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
  • Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.

Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:

  • для первого предела – 1,5 кОм;
  • для второго – 19,5 кОм;
  • для третьего – 199,5;
  • для четвертого – 1999,5.

А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.

Пищевая и энергетическая ценность:

Модуль измерения L, C

Первая схема представляет собой узел измерения емкостей  конденсаторов от 10 пФ до 10 мкФ и индуктивностей от 10 мкГ до 10 Гн (рис.2).

Сигнал на вход подается с выхода генератора сигналов ( в нашем случае — с движка переключателя SA1 на рис.1). Через транзистор VT1, работающий в режиме ключа, прямоугольный импульсный сигнал можно снять с выхода «F» и использовать для проверки или настройки других внешних устройств, при этом  уровень сигнала можно регулировать резистором R4 в широких пределах. Этот же импульсный сигнал подаётся на измеряемые элементы — конденсаторы или индуктивности, подключаеые к соответствующим клеммам «C» или «L», выставив переключатель SA2 в соответствующее положение.

К выходу Uизм. подключаем непосредственно нашу измерительную головку (может понадобиться добавочное сопротивление, об этом будет сказано подробнее далее — «Модуль индикации»). Резистором R5 устанавливаем пределы измерений индуктивностей, а R6 — ёмкостей (например, подключаем к клеммам «Сх» и «Общ.» образцовый конденсатор 0,1 мкФ на диапазоне с частотой 1 кГц (см. схему рис.1) и подстроечником R6 устанавливаем стрелку прибора на конечное деление шкалы…). Питание этого модуля может быть 6-12 вольт.

Примечание: при настройке этого модуля была совсем исключена из схемы ёмкость С1 (1000 пФ), так как при её наличии не удавалось настроить диапазон измерений 1-100 пФ. При настройке также возможен подбор сопротивлений R2, R3 в зависимости от напряжения питания и конкретного типа применённого транзистора (может быть любой маломощный p-n-p структуры). В качестве выпрямительных использовались «старинные» германиевые диоды типа Д9, обеспечивающие более линейную характероистику отображения показаний стрелочной головки. Возможно применение кремниевых, но в данном случае я этот вариант не пробовал, так как диодов Д9 давно лежала без дела небольшая кучка.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации