4.4. Измерение сопротивлений электромеханическим омметром 43101

4.4.1. Принцип действия электромеханического омметра

Электромеханические омметры являются приборами непосредственной оценки для измерения сопротивлений. В основе принципа действия электроме-

ханического омметра лежит преобразование измеряемого сопротивления в напряжение или ток. Если в измеряемой цепи поддерживать постоянным напряжение источника питания, то ток в ней будет зависеть только от измеряемого сопротивления RХ и шкала измерителя может быть проградуирована в единицах сопротивления (Ом).

В качестве измерительного механизма в электромеханических омметрах используются магнитоэлектрические миллиамперметры или микроамперметры, а в качестве источника питания – гальванические батареи.

Существует два варианта (схемы) электромеханических омметров: с последовательным (рис. 17а) и с параллельным(рис. 17б) подключением измеряемого сопротивления RX относительно измерительного механизма.

Рис. 17. Схемы электромеханических омметров:

а) с последовательным включением измеряемого сопротивления RХ; б) с параллельным включением измеряемого сопротивления RХ

Для схемы с последовательным включением измеряемого сопротивления (рис. 17а) ток измерительного механизма IИМ определяется по формуле

R ИМ + R Д + R У + R X ,

где RИМ – внутреннее сопротивление измерительного механизма;

RД – сопротивление добавочного резистора для ограничения тока в цепи; RУ – сопротивление для установки стрелки на нулевую отметку шкалы

Анализируя формулу (13), получим, что в случае, когда:

измеряемое сопротивление равно нулю (RХ=0), ток I ИМ0 через ИМ определяется

где R = RИМ+RД+RУ – сопротивление, зависящее от конструкции омметра

Сопротивление всей цепи оказывается минимальным, что соответствует максимально возможному току IИМ MAX для данной схемы. Стрелка измерительного механизма (миллиамперметра) отклоняется вправо до конца шкалы.

При условии постоянства напряжения источника питания шкалу используемого миллиамперметра можно проградуировать в единицах сопротивления, при этом максимальному току по шкале миллиамперметра будет соответствовать нулевая отметка на шкале омметра (рис.18а).

Шкала измерительного механизма

Рис. 18. Шкалы электромеханических омметров:

а) с последовательным включением измеряемого сопротивления RХ;

б) с параллельным включением измеряемого сопротивления RХ

Поскольку напряжение реального источника питания со временем уменьшается (разряжаются гальванические элементы), то для подстройки положения указателя соответствующего нулевой отметке шкалы омметра исполь-

зуется регулировочное сопротивление RУ, которое называют сопротивлением установки нуля RУСТ ”0”.

При выполнении градуировки шкалы омметра, принято выбирать значение регулировочного сопротивления равного половине его номинального значения (RУ/2). Это необходимо для обеспечения возможности регулировки тока IИМ в цепи омметра, как в большую, так и в меньшую сторону.

измеряемое сопротивление велико (RХ=∞), ток ИМ через ИМ определя-

I ИМ ¥ = U ИП = U ИП = 0

Если измеряемое сопротивление не подключено к омметру, цепь получается разомкнутой (RХ=∞ ) и ток в ней отсутствует. В этом случае нулевой отметке шкалы используемого миллиамперметра будет соответствовать отметка «∞» на шкале омметра (рис. 18а).

Таким образом, омметры с последовательным включением RХ имеют обратную неравномерную шкалу (нуль справа) (рис. 18а) и применяются для измерения средних и больших сопротивлений.

Для схемы с параллельным включением измеряемого сопротивления (рис. 17б) ток измерительного механизма IИМ определяется по формуле

где IОБЩ – ток в ветви с источником питания.

Общий ток определяется по закону Ома для всей цепи по формуле

Подставляя выражение (16) в выражение (15), получим:

U ИП × ( R X + R ИМ )

( R У + R Д ) ( R X + R ИМ ) + R X × R ИМ

R Д R X + R Д R ИМ + R У R X + R У R ИМ + R X × R ИМ

( R Д + R У ) × R ИМ

Анализируя формулу (17), получим, что в случае, когда:

измеряемое сопротивление равно нулю (RХ=0), ток I ИМ0 через ИМ определяется

( R Д + R У ) × R ИМ

Если измеряемое сопротивление равно нулю(входные зажимы омметра закорочены), то ток от источника питания проходит по внешнему контуру схемы (рис.17б), по пути наименьшего сопротивления, а ток в ИМ отсутствует.

В этом случае нулевой отметке шкалы используемого миллиамперметра будет соответствовать нулевая отметка на шкале омметра (рис.18б).

измеряемое сопротивление велико (RХ=∞), ток I ИМ ¥

через ИМ определяется

( R Д + R У ) × R ИМ

В случае, когда клеммы, к которым подключается измеряемое сопротивление, разомкнуты, сопротивление всей цепи омметра оказывается минимальным, что соответствует максимально возможному токуIИМ MAX для данной цепи. Стрелка измерительного механизма(миллиамперметра) отклоняется вправо до конца шкалы.

вать отметка с бесконечно большим сопротивлением на шкале омметра

Поскольку напряжение реального источника питания со временем уменьшается (разряжаются гальванические элементы), то для подстройки положения указателя соответствующего бесконечно большому сопротивлению на

шкале омметра используется регулировочное сопротивление RУ, которое называют сопротивлением установки бесконечности RУСТ ”∞”.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎