Karşılaştırma yöntemini kullanarak DC direncinin ölçülmesi. Direnç ölçümü

Fiziksel doğaları gereği, tüm maddeler içlerinden geçen elektrik akımına farklı tepki verir. Bazı cisimler onu iyi iletir ve iletken olarak sınıflandırılırken, diğerleri onu çok zayıf bir şekilde iletir. Bunlar dielektriklerdir.

Maddelerin akım akışına direnme özellikleri sayısal bir ifadeyle (elektrik direncinin değeri) değerlendirilir. Tanımının ilkesi Georg Ohm tarafından önerildi. Bu özelliğin ölçü birimine onun adı verilmiştir.

Bir maddenin elektriksel direnci, ona uygulanan voltaj ve akan elektrik akımı arasındaki ilişkiye genellikle Ohm kanunu denir.

Elektriksel direnç ölçümünün prensipleri

Elektriğin resimde gösterilen en önemli üç özelliğinin bağımlılığına dayanarak direnç değeri belirlenir. Bunu yapmak için şunlara sahip olmanız gerekir:

2. Akım ve gerilim ölçme aletleri.

Gerilim kaynağı, direncinin belirlenmesi gereken ölçülen alana bir ampermetre aracılığıyla bağlanır ve tüketici üzerindeki voltaj düşüşü bir voltmetre ile ölçülür.

Akım I'yi bir ampermetre ile ve U gerilimini bir voltmetre ile okuduktan sonra, Ohm kanununa göre direnç değeri R'yi hesaplayın. Bu basit prensip, manuel olarak ölçüm yapmanıza ve hesaplamalar yapmanıza olanak tanır. Ancak bu haliyle kullanılması zordur. Kullanım kolaylığı için ohmmetreler oluşturulmuştur.

Basit bir ohmmetrenin tasarımı

Cihaz üreticileri aşağıdakilerle çalışan direnç ölçüm cihazları üretir:

1. analog;

2. veya dijital teknolojiler.

İlk tür enstrümanlara, bilgileri görüntüleme yöntemi nedeniyle işaretçi enstrümanlar denir - okun başlangıç konumuna göre ölçek üzerindeki referans noktasına hareket ettirilmesi.

Direnç ölçüm cihazları olarak ibre tipi ohmmetreler ilk kez ortaya çıktı ve bugüne kadar başarılı bir şekilde çalışmaya devam ediyor. Çoğu elektrikçinin alet cephaneliğinde bunları bulundurur.

Bu cihazların tasarımı:

1. Yukarıdaki devrenin tüm bileşenleri mahfazanın içine yerleştirilmiştir;

2. kaynak stabilize edilmiş bir voltaj üretir;

3. Ampermetre akımı ölçer, ancak ölçeği anında direnç birimlerine göre kalibre edilir, bu da sürekli matematiksel hesaplamalar yapma ihtiyacını ortadan kaldırır;

4. Uçlu teller mahfaza terminallerinin dış terminallerine bağlanarak test edilen elemanla hızlı bir elektrik bağlantısı kurulması sağlanır.

Bu ölçüm sınıfına ait işaretçi aletler, kendi manyetoelektrik sistemleri nedeniyle çalışır. Ölçme kafasının içinde iletken bir yayın bağlandığı bir tel sargısı vardır.

Bu sargı, güç kaynağından Rx direnci ile miliamper seviyesine kadar sınırlanan ölçülen direnç Rx üzerinden bir akım taşır. Diyagramda N-S kutuplarıyla gösterilen, burada bulunan kalıcı bir mıknatısın alanıyla etkileşime girmeye başlayan bir manyetik alan yaratır.

Hassas iğne yayın eksenine sabitlenmiştir ve bu iki manyetik alanın etkisiyle oluşan bileşke kuvvetin etkisi altında, akan akımın gücüyle veya direncin değeriyle orantılı bir açı kadar sapar. iletken Rx.

Cihazın ölçeği direnç bölümlerinde yapılır - Ohm. Bu nedenle üzerindeki okun konumu hemen istenen değeri gösterir.

Dijital ohmmetrenin çalışma prensibi

Saf haliyle dijital direnç ölçerler, karmaşık, özel amaçlı işleri gerçekleştirmek için üretilir. Kitlesel tüketici artık tasarımlarında ohmmetre, voltmetre, ampermetre ve diğer işlevleri birleştiren cihazlara erişebiliyor.

Direnci ölçmek için ilgili anahtarları cihazın gerekli çalışma moduna geçirmek ve ölçüm uçlarını test edilen devreye bağlamak gerekir.

Kontaklar açıkken, fotoğrafta gösterildiği gibi ekranda “I” ifadesi görünecektir. Belirli bir hassasiyet aralığında cihazın algılayabileceğinden daha büyük bir değere karşılık gelir. Aslında bu konumda, bağlantı tellerinin terminallerinin kontakları arasındaki hava bölümünün direncini zaten ölçer.

Uçlar bir direnç veya iletken üzerine takıldığında, dijital ohmmetre direncinin değerini gerçek sayılarla gösterecektir.

Elektrik direncinin dijital ohmmetre ile ölçülmesi ilkesi de Ohm yasasının uygulanmasına dayanmaktadır. Ancak tasarımı halihazırda aşağıdakilerin kullanımıyla ilişkili daha modern teknolojileri içermektedir:

1. Dijital teknoloji aracılığıyla bilgi ileten, akım ve voltajı ölçmek için tasarlanmış uygun sensörler;

2. Sensörlerden alınan bilgileri işleyerek ekranda görsel olarak görüntüleyen mikroişlemcili cihazlar.

Her dijital ohmmetre tipinin, kullanımdan önce öğrenilmesi gereken kendine özgü kullanıcı ayarları olabilir. Aksi takdirde, cehalet nedeniyle büyük hatalar yapabilirsiniz, çünkü girişine voltaj uygulanması oldukça sık meydana gelir. Devrenin iç elemanlarının yanması ile kendini gösterir.

Geleneksel ohmmetreler, onlarca veya binlerce ohm'a kadar nispeten düşük elektrik dirençlerine sahip teller ve dirençler tarafından oluşturulan elektrik devrelerini test eder ve ölçer.

DC ölçüm köprüleri

Ohmmetre şeklindeki elektrik direnci ölçüm cihazları, taşınabilir, mobil cihazlar olarak tasarlanmıştır. Tipik, standart devreleri değerlendirmek veya bireysel devreleri test etmek için kullanılmaya uygundurlar.

Ölçümler yapılırken genellikle metrolojik özelliklere yüksek doğruluk ve yüksek kalitede uyumun gerekli olduğu laboratuvar koşullarında, diğer cihazlar - DC ölçüm köprüleri - çalışır.

DC ölçüm köprülerinin elektrik devreleri

Bu tür cihazların çalışma prensibi iki kolun dirençlerinin karşılaştırılması ve aralarında denge oluşturulmasına dayanmaktadır. Dengeli mod, köprünün köşegenindeki akım akışı durduğunda bir kontrol mili veya mikroampermetre tarafından izlenir.

Alet iğnesi sıfıra ulaştığında, R1, R2 ve R3 standartlarının değerlerinden gerekli Rx direncini hesaplayabilirsiniz.

Ölçüm köprüsü devresi, kollardaki standartların direncini sorunsuz bir şekilde düzenleme özelliğine sahip olabileceği gibi, kademeli olarak da gerçekleştirilebilir.

Ölçüm köprülerinin görünümü

Yapısal olarak, bu tür cihazlar, elektrik testi için bir devreyi uygun şekilde monte etme kabiliyetine sahip tek bir fabrika mahfazasında yapılır. Standart anahtarlama kontrolleri direnç ölçümlerini hızlı bir şekilde gerçekleştirmenize olanak tanır.

Ohmmetreler ve köprüler, belirli bir değerde direnç direncine sahip olan elektrik akımı iletkenlerinin direncini ölçmek için tasarlanmıştır.

Toprak döngüsü direncini ölçmek için aletler

Teknik durumun periyodik olarak izlenmesi ihtiyacı, metallerin korozyon süreçlerine neden olan topraktaki bulunma koşullarından kaynaklanmaktadır. Elektrotların toprakla elektriksel temasını, iletkenliğini ve acil durum deşarjlarının drenajına karşı koruyucu özelliklerini bozarlar.

Bu tip cihazların çalışma prensibi de Ohm kanununa dayanmaktadır. Toprak döngü probu, potansiyelinin sıfır olması nedeniyle kalıcı olarak toprağa (C noktası) yerleştirilir.

Ondan eşit mesafelerde, yaklaşık 20 metre, benzer toprak elektrotları (ana ve yardımcı), aralarına sabit bir prob yerleştirilecek şekilde zemine sürülür. Stabilize edilmiş bir voltaj kaynağından gelen bir akım bu elektrotların her ikisinden de geçirilir ve değeri bir ampermetre ile ölçülür.

A ve C noktalarının potansiyelleri arasındaki elektrot bölümünde, I akımının neden olduğu voltaj düşüşünü ölçmek için bir voltmetre kullanılır. Daha sonra, düzeltme dikkate alınarak U'nun I'ye bölünmesiyle devre direnci hesaplanır. ana toprak elektrotundaki akım kayıpları için.

Ampermetre ve voltmetre yerine akım ve gerilim bobinli bir oran ölçer kullanırsanız, hassas iğnesi nihai sonucu hemen ohm cinsinden gösterecek ve kullanıcıyı rutin hesaplamalardan kurtaracaktır.

Pek çok işaretçi enstrüman markası bu prensiple çalışır; bunların arasında eski modeller MS-0.8, M-416 ve F-4103 popülerdir.

Bunlar, geniş bir ek fonksiyon cephaneliği ile benzer amaçlar için oluşturulmuş çeşitli modern direnç ölçüm cihazlarıyla başarıyla tamamlanmaktadır.

Toprak direncini ölçmek için aletler

Az önce tartışılan cihaz sınıfını kullanarak toprağın ve çeşitli granüler ortamların direnci de ölçülür. Bunu yapmak için farklı bir şemaya göre açılırlar.

Ana ve yardımcı topraklama elektrotlarının elektrotları arasında 10 metreden fazla mesafe bulunmaktadır. Ölçüm doğruluğunun metal boru hatları, çelik kuleler, bağlantı parçaları gibi yakındaki iletken nesnelerden etkilenebileceği göz önüne alındığında, bunlara en az 20 metre yaklaşmasına izin verilir.

Ölçüm kurallarının geri kalanı aynı kalır.

Betonun ve diğer katı ortamların direncini ölçen cihazlar aynı prensipte çalışır. Onlar için özel elektrotlar kullanılıyor ve ölçüm teknolojisi biraz değişiyor.

Megaohmmetreler nasıl çalışır?

Geleneksel ohmmetreler, düşük güçlü bir voltaj kaynağı olan bir pilin veya akümülatörün enerjisiyle çalışır. Enerjisi, metallerden güvenilir bir şekilde geçen zayıf bir elektrik akımı oluşturmak için yeterlidir, ancak dielektriklerde akım oluşturmak için yeterli değildir.

Bu nedenle geleneksel bir ohmmetre yalıtım katmanında meydana gelen kusurların çoğunu tespit edemez. Bu amaçlar için, teknik dilde genellikle "Megaohmmetre" olarak adlandırılan başka bir tür direnç ölçüm cihazı özel olarak oluşturulmuştur. Adı şu anlama gelir:

mega - milyon, önek;

Ohm - ölçü birimi;

metre, ölçülecek kelimenin yaygın bir kısaltmasıdır.

Dış görünüş

Bu tip cihazlar aynı zamanda işaretçi ve dijitaldir. Örnek olarak M4100/5 megaohmmetreyi gösterebiliriz.

Ölçeği iki alt aralıktan oluşur:

1. MΩ - megaohm;

2. KΩ - kilo-ohm.

Elektrik şeması

Geleneksel bir ohmmetrenin devre şemasıyla karşılaştırıldığında, Ohm yasasının uygulanmasına dayalı olarak aynı prensiplerle çalıştığını görmek kolaydır.

Gerilim kaynağı, sapının yaklaşık 120 rpm'lik belirli bir hızda eşit şekilde döndürülmesi gereken bir doğru akım jeneratörüdür. Devreye sağlanan yüksek voltaj voltajının seviyesi buna bağlıdır. Bu değer, azaltılmış yalıtıma sahip kusur katmanını aşmalı ve bunun üzerinden, okun ölçek üzerinde hareket ettirilmesiyle görüntülenecek bir akım oluşturmalıdır.

MΩ—KΩ ölçüm modu anahtarı, devredeki direnç gruplarının konumunu değiştirerek cihazın çalışma alt aralıklarından birinde çalışmasını sağlar.

Bir megaohmmetrenin tasarımı ile basit bir ohmmetre arasındaki fark, bu cihazın ölçülen alana bağlı iki değil üç çıkış terminali kullanmasıdır: G (toprak), L (hat) ve E (ekran).

Toprak ve hat terminalleri, canlı parçaların toprağa göre veya farklı fazlar arasındaki yalıtım direncini ölçmek için kullanılır. Ekran terminali, yalıtım yoluyla oluşan kaçak akımların cihazın doğruluğu üzerindeki etkisini ortadan kaldıracak şekilde tasarlanmıştır.

Diğer modellerin çok sayıda megaohmmetresi için terminaller biraz farklı şekilde belirlenmiştir: “rx”, “—”, “E”. Ancak bu, cihazın çalışmasının özünü değiştirmez ve ekran terminali aynı amaçlarla kullanılır.

Dijital megohmmetreler

Ekipmanın izolasyon direncini ölçmek için kullanılan modern cihazlar, ibreli muadilleriyle aynı prensiplerle çalışır. Ancak önemli ölçüde daha fazla sayıda fonksiyon, ölçüm kolaylığı ve boyut bakımından farklılık gösterirler.

Sürekli kullanım için dijital cihazları seçerken, onların özelliklerini dikkate almalısınız: otonom bir güç kaynağından çalışma. Soğuk havalarda piller hızla işlevselliğini kaybeder ve değiştirilmesi gerekir. Bu nedenle manuel jeneratörlü şalter modelleriyle çalışmak hala talep görmektedir.

Megaohmmetrelerle çalışırken güvenlik kuralları

Cihazın çıkış terminallerinde ürettiği minimum voltaj 100 volttur. Elektronik bileşenlerin ve hassas ekipmanların izolasyonunu test etmek için kullanılır.

Elektrik devresi ekipmanının karmaşıklığına ve tasarımına bağlı olarak megohmmetrelerde 2,5 kV dahil olmak üzere diğer voltaj değerleri kullanılır. En güçlü cihazlar, yüksek gerilim enerji hattı ekipmanlarının yalıtımını değerlendirebilir.

Tüm bu çalışmalar güvenlik kurallarına sıkı sıkıya uyulmasını gerektirir ve yalnızca gerilim altında çalışma iznine sahip eğitimli uzmanlar tarafından yapılabilir.

Megaohmmetrelerin çalışma sırasında oluşturduğu tipik tehlikeler şunlardır:

çıkış terminallerinde, test uçlarında ve bağlı elektrikli ekipmanlarda tehlikeli yüksek voltaj;

indüklenen potansiyelin etkisini önleme ihtiyacı;

Ölçüm tamamlandıktan sonra devrede artık yük oluşması.

Bir yalıtım katmanının direncini ölçerken, canlı kısım ile topraklama döngüsü veya başka bir fazın ekipmanı arasına yüksek bir voltaj uygulanır. Uzun kablolarda ve enerji hatlarında farklı potansiyeller arasında oluşan kapasitansı şarj eder. Beceriksiz bir işçi, bedeniyle bu kapasitenin boşalmasına yol açabilir ve elektrik çarpmasına maruz kalabilir.

Bu tür talihsiz durumları ortadan kaldırmak için megohmmetre ile ölçüm yapmadan önce devrede tehlikeli potansiyel bulunmadığını kontrol edin ve cihazla çalıştıktan sonra özel bir teknik kullanarak bu potansiyeli ortadan kaldırın.

Yukarıda tartışılan ohmmetreler, megohmmetreler ve ölçüm cihazları doğru akımla çalışır ve yalnızca direnç direncini belirler.

Alternatif akım devrelerinde direnci ölçmek için aletler

Enerji işletmeleri de dahil olmak üzere hem ev elektrik ağlarında hem de üretimde çok sayıda farklı endüktif ve kapasitif tüketicinin varlığı, toplam elektrik direncinin reaktif bileşeni nedeniyle ek enerji kayıpları yaratmaktadır. Bu nedenle, bunu tam olarak dikkate alma ve belirli ölçümler yapma ihtiyacı vardır.

Faz-sıfır döngü direncini ölçmek için cihazlar

Elektrik kablolarında faz potansiyelinin sıfıra kısa devre yapmasına neden olan bir arıza meydana geldiğinde, içinden kısa devre akımının aktığı bir devre oluşur. Değeri, elektrik kablo bölümünün kısa devreden voltaj kaynağına olan direncinden etkilenir. Devre kesiciler tarafından kapatılması gereken acil durum akımı miktarını belirler.

Bu nedenle, bunu en uzak noktada gerçekleştirmek ve bunu dikkate alarak devre kesicilerin değerlerini seçmek gerekir.

Bu tür ölçümleri gerçekleştirmek için aşağıdakilere dayalı olarak çeşitli yöntemler geliştirilmiştir:

aşağıdaki durumlarda voltaj düşüşü: devre bağlantısı kesildiğinde ve yük direnci boyunca;

harici bir kaynaktan gelen azaltılmış akımlarla kısa devre.

Cihaza yerleşik yük direncinin ölçülmesi doğru ve kullanışlıdır. Bunu gerçekleştirmek için cihazın uçları korumadan en uzaktaki sokete yerleştirilir.

Tüm prizlerde ölçü alınmasında fayda vardır. Bu yöntemle çalışan modern sayaçlar, faz-sıfır döngüsünün direncini anında ekranlarında gösterir.

Tartışılan tüm cihazlar, direnci ölçmek için kullanılan cihazların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. Enerji işletmeleri, karmaşık yüksek gerilim ekipmanlarındaki elektriksel parametrelerin değişen değerlerini sürekli olarak analiz etmelerine ve ortaya çıkan arızaları ortadan kaldırmak için acil önlemler almalarına olanak tanıyan tüm ölçüm sistemlerini işletmektedir.

DC DİRENÇ ÖLÇÜMÜ

DC direncini ölçmenin ana yöntemleri şunlardır: dolaylı yöntem; doğrudan tahmin yöntemi ve köprü yöntemi.
Ölçüm yönteminin seçimi, ölçülen direncin beklenen değerine ve gerekli doğruluğa bağlıdır.
Dolaylı yöntemlerin en evrensel olanı ampermetre-voltmetre yöntemidir.
Ampermetre-voltmetre yöntemi.Ölçülen dirençten akan akımın ve üzerindeki voltaj düşüşünün ölçülmesine dayanır. İki ölçüm şeması kullanılır: büyük dirençlerin ölçümü (Şekil 1.9, a) ve küçük dirençlerin ölçümü (Şekil 1.9, b). Akım ve gerilim ölçüm sonuçlarına göre istenen direnç belirlenir.
Şekil 2'deki diyagram için. 1.9 ve istenen direnç ve ölçümün göreceli metodolojik hatası belirlenir

Burada Rx ölçülen dirençtir; Ra ampermetrenin direncidir.
Şekil 2'deki diyagram için. 1.9.6 İstenilen direnç ve bağıl metodolojik ölçüm hatası belirlenir

burada Rv voltmetrenin direncidir.
Göreceli metodolojik hataların tanımından, ölçümün Şekil 1'deki şemaya göre olduğu anlaşılmaktadır. Şekil 1.9a, büyük dirençleri ölçerken ve Şekil 1'deki şemaya göre ölçüm yaparken daha az hata sağlar. 1.9.6 - düşük dirençleri ölçerken.
Bu yöntemi kullanan ölçüm hatası şu ifade kullanılarak hesaplanır:

burada γ in, γ a, voltmetre ve ampermetrenin doğruluk sınıflarıdır;
Yukarı, I p voltmetre ve ampermetrenin ölçüm limitleri.
Ölçüm için kullanılan cihazların doğruluk sınıfı 0,2'den fazla olmamalıdır. Voltmetre doğrudan ölçülen dirence bağlanır. Ölçüm sırasındaki akım, okumalar ölçeğin ikinci yarısında ölçülecek şekilde olmalıdır. Buna göre 0.2 sınıfı bir cihazla akımı ölçebilmek için kullanılan şönt de seçilir. Direncin ısınmasını ve buna bağlı olarak ölçümlerin doğruluğunun azalmasını önlemek için, ölçüm devresindeki akım nominal akımın %20'sini geçmemelidir.

Pirinç. 1.9. Ampermetre-voltmetre yöntemini kullanarak büyük (a) ve küçük (b) dirençleri ölçme şeması.
Farklı akım değerlerinde 3 - 5 ölçüm yapılması tavsiye edilir. Bu durumda ölçülen dirençlerin ortalama değeri sonuç olarak alınır.
Yüksek endüktanslı devrelerde direnç ölçülürken voltmetre devrede akım oluştuktan sonra bağlanmalı ve akım devresi kesilmeden önce bağlantısı kesilmelidir. Bu, ölçüm devresinin kendinden endüktif emf'sinden voltmetreye zarar verme olasılığını dışlamak için yapılmalıdır.

toprağa bağlanan iletkenlerin direncinin ölçülmesi ve potansiyel dengeleme (metal bağlantı) (2p);
üç kutuplu bir devre (3p) kullanarak topraklama cihazlarının direncinin ölçülmesi;
dört kutuplu bir devre (4p) kullanarak topraklama cihazlarının direncinin ölçülmesi;
topraklama devresini kesmeden birden fazla topraklama cihazının direncinin ölçülmesi (akım kelepçeleri kullanılarak);
iki kelepçe yöntemini kullanarak topraklama cihazlarının direncinin ölçülmesi;
darbe yöntemini kullanarak dört kutuplu bir devre kullanarak yıldırımdan korunma direncinin (paratoner) ölçülmesi;
AC akım ölçümü (kaçak akım);
ölçüm elektrotları arasındaki mesafeyi seçebilme özelliği ile Wenner yöntemini kullanarak toprak direncinin ölçümü; yüksek gürültü bağışıklığı;

Doğrudan değerlendirme yöntemi. Bir ohmmetre kullanarak DC direncinin ölçülmesini içerir. Ohmmetre ile yapılan ölçümler önemli yanlışlıklar verir. Bu nedenle bu yöntem yaklaşık ön direnç ölçümleri ve anahtarlama devrelerinin test edilmesi için kullanılır. Uygulamada M57D, M4125, F410 vb. Tip ohmmetreler kullanılır.Bu cihazların ölçülen direnç aralığı 0,1 Ohm ila 1000 kOhm arasındadır.
Küçük dirençleri ölçmek için, örneğin DC makinelerinin armatür sargılarının lehimleme direncini ölçmek için M246 tipi mikroohmmetreler kullanılır. Bunlar, özel kendi kendini temizleyen problarla donatılmış, optik işaretçili oranmetrik cihazlardır.
Ayrıca, anahtar kontaklarının geçici direnci gibi küçük dirençleri ölçmek için kontak ölçüm cihazları kullanılmıştır. Mosenergo kontaktometreleri %1,5'tan az hatayla 0 - 50.000 μOhm ölçüm limitlerine sahiptir. KMS-68, KMS-63 kontaktometreleri %5'ten daha az hatayla 500-2500 μOhm aralığında ölçümlere izin verir.
Güç transformatörlerinin ve jeneratörlerin sargılarının direncini ölçmek için PP-63, KP-59 tipi DC potansiyometreler yeterince yüksek doğrulukla kullanılır. Bu cihazlar, kompanzasyon ölçümü prensibini kullanır; yani ölçülen dirençteki voltaj düşüşü, bilinen bir voltaj düşüşüyle dengelenir.

Köprü yöntemi.İki ölçüm şeması kullanılır: tek köprü şeması ve çift köprü şeması. İlgili ölçüm şemaları Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.10.
1 Ohm ila 1 MOhm aralığındaki direnci ölçmek için MMV, R333, MO-62 vb. gibi tekli DC köprüler kullanılır.Bu köprülerde ölçüm hatası %15'e (MMV köprüsü) ulaşır. Tekli köprülerde ölçüm sonucu, köprü ile ölçülen direnç arasındaki bağlantı tellerinin direncini dikkate alır. Dolayısıyla önemli bir hata nedeniyle bu tür köprülerle 1 ohm'un altındaki dirençler ölçülemez. Bunun bir istisnası, iki kelepçeli bir devre kullanarak yüksek dirençleri ve dört terminalli bir devre kullanarak küçük dirençleri (5-10 Ohm'a kadar) ölçebileceğiniz P333 köprüsüdür. İkincisinde, bağlantı kablolarının direncinin etkisi neredeyse ortadan kaldırılmıştır, çünkü bunlardan ikisi galvanometre devresine dahil edilmiştir ve diğer ikisi nispeten yüksek dirençlere sahip olan köprü kollarının direnç devresine dahil edilmiştir.

Pirinç. 1.10. Köprüleri ölçme şemaları.
a - tek köprü; b - çift köprü.
Tek köprülerin kolları direnç depolarından yapılır ve bazı durumlarda (örneğin, MMV köprüsü) R2, R3 kolları, bir galvanometreye bağlı bir motorun hareket ettiği kalibre edilmiş telden (reokord) yapılabilir. Köprünün denge durumu Rх = R3 (R1/R2) ifadesiyle belirlenir. R1 kullanılarak R1/R2 oranı genellikle 10'un katı olarak ayarlanır ve R3 kullanılarak köprü dengelenir. Akı kirişli köprülerde, R1'in sabit değerlerinde R3/R2 oranının düzgün bir şekilde değiştirilmesiyle dengeleme sağlanır.
Çift köprülerde ölçümler sırasında bağlantı tellerinin direnci dikkate alınmaz, bu da 10-6 Ohm'a kadar dirençlerin ölçülmesini mümkün kılar. Uygulamada 10-8 Ohm'dan 104 MOhm'a kadar ölçüm aralığında %0,01 - 2 ölçüm hatasıyla P329, P3009, MOD-61 vb. tek-çift köprüler kullanılmaktadır.
Bu köprülerde R1, R2, R3 ve R4 dirençleri değiştirilerek denge sağlanır. Bu durumda R1 = R3 ve R2 = R4 eşitliği elde edilir. Köprünün denge durumu Rx = RN (R1/R2) ifadesiyle belirlenir. Burada direnç RN, köprünün ayrılmaz bir parçası olan örnek bir dirençtir. Ölçülen direnç Rx'e dört kablo bağlanır: kablo 2 - köprü güç devresinin devamı, direnci ölçümlerin doğruluğunu etkilemez; 3 ve 4 numaralı kablolar, R1 ve R2 dirençleri 10 Ohm'dan büyük olacak şekilde seri olarak bağlanır, dolayısıyla etkileri sınırlıdır; tel 1 köprünün ayrılmaz bir parçasıdır ve mümkün olduğunca kısa ve kalın seçilmelidir.
Yüksek endüktanslı devrelerde direnç ölçülürken hataları önlemek ve galvanometrenin zarar görmesini önlemek için ölçümlerin sabit akımda yapılması ve akım devresi kesilmeden kapatılması gerekir.
Doğru akım direnci, ölçüm yöntemine bakılmaksızın, ortam sıcaklığının ölçülen nesnenin sıcaklığından ±3°C'den fazla farklı olmadığı kararlı durum termal koşulları altında ölçülür. Ölçülen direnci başka bir sıcaklığa (örneğin karşılaştırma amacıyla 15°C'ye) dönüştürmek için dönüştürme formülleri kullanılır.

SONEL cihazları kullanılarak yapılan ölçümler ampermetre-voltmetre yöntemine dayanmaktadır. Yüksek dirençleri ölçmek için - bunlar MIC serisinin elektrik yalıtım direnci ölçüm cihazlarıdır, düşük dirençler için - bunlar MMR-600, MMR-610 vb. mikroohmmetrelerdir. MMR ölçüm cihazları stabilize akım kaynakları, analog-dijital dönüştürücüler, akım ile donatılmıştır. ve potansiyel bağlantı konnektörleri, termo-EMF durumlarında ölçüm hatalarını ortadan kaldırmak için bir akım yönü anahtarı, bir mikro denetleyiciden kontrol, sonuçların dijital gösterimi, bir bilgisayarla iletişim.
Ölçüm hatası - 0,1 μOhm (MMR-610) çözünürlükle %0,25.

Elektrik devreleri birbirine bağlı bir dizi elemandır - elektrik enerjisi kaynakları ve dirençler, indüktörler, kapasitörler şeklindeki yükler. Belirli varsayımlar altında, bu yükler, belirli ideal parametrelerle (direnç) karakterize edilen toplu sabitlere sahip doğrusal pasif iki terminalli ağlar olarak düşünülebilir. R, endüktans L, kapasite İLE.

Artık parametreler dikkate alındığında, bir kapasitör, indüktör veya direnç, frekansa bağlı olan bazı etkili kapasitans, endüktans ve direnç değerleri ile karakterize edilebilir. Bu nedenle, ölçüm sonucu üzerindeki etkileri göz ardı edilemiyorsa, bileşenlerin etkin parametrelerinin çalışma frekanslarında ölçülmesi gerekir.

Ölçüm nesnesine, sonucun gerekli doğruluğuna, çalışma frekansı aralığına ve diğer koşullara bağlı olarak, iki terminalli ağların parametrelerini ölçmek için çeşitli yöntemler ve ölçüm cihazları kullanılır. En yaygın ölçüm yöntemleri şunlardır: ampermetre - voltmetre, doğrudan değerlendirme, köprü, rezonans ve ayrık sayma.

Ampermetre-voltmetre yöntemi

Ampermetre-voltmetre yöntemiyle ölçüm, iki terminalli bir ağın ölçüldüğü bir devredeki akımın ve voltajın ölçülmesine ve ardından parametrelerinin Ohm yasasına göre hesaplanmasına indirgenir. Yöntem aktif ve empedans direncini, endüktansı ve kapasitansı ölçmek için kullanılabilir.

Aktif direnç ölçümü direnç açılırken doğru akımda gerçekleştirilir RxŞekil 2'de sunulan diyagramlara göre ölçüm devresine dahil edilmesi mümkündür. 13.1, a ve b.

Yöntemin avantajı, uygulamasının basitliğinde yatmaktadır; dezavantajı, kullanılan ölçüm cihazlarının doğruluk sınıfı ve metodolojik hata ile sınırlı olan ölçüm sonucunun nispeten düşük doğruluğudur. İkincisi, ölçüm işlemi sırasında ölçüm cihazlarının tükettiği gücün etkisinden, diğer bir deyişle ampermetrenin kendi direncinin nihai değerinden kaynaklanmaktadır. RA ve voltmetre RV. Metodolojik hatayı devrenin parametreleri üzerinden ifade edelim.

Şekil 2'deki diyagramda. 13.1 ve voltmetre terminallerdeki voltaj değerini gösterir Rx ve ampermetre akımların toplamıdır ben V + ben.

Bu nedenle ölçüm sonucu R Cihaz okumalarından hesaplanan değerler, Rx:

Yüzde cinsinden bağıl ölçüm hatası

Burada yaklaşık eşitlik geçerlidir, çünkü deneyin doğru organizasyonuyla koşulun karşılandığı varsayılır. RV >>RX.

Şekil 13.1, b'deki devrede ampermetre, c devresindeki akım değerini gösterir. Rx ve voltmetre, uçlardaki voltaj düşüşlerinin toplamıdır. RXU ve ampermetre U A. Bunu dikkate alarak ölçüm sonucunu cihaz okumalarından hesaplamak mümkündür:

Bu durumda yüzde cinsinden bağıl ölçüm hatası şuna eşittir:

Göreceli hataların elde edilen ifadelerini karşılaştırarak şu sonuca varıyoruz: Şekil 2'deki diyagramda. 13.1 ve ölçüm sonucunun metodolojik hatası yalnızca dirençten etkilenir Karavan; Bu hatayı azaltmak için koşulun sağlanması gerekir ; Şekil 2'deki diyagramda. 13.1,b Ölçüm sonucunun metodolojik hatası yalnızca şunlardan etkilenir: RA; bu hatanın azaltılması koşulun yerine getirilmesiyle elde edilir. Bu nedenle, bu yöntemi pratikte kullanırken şu kuralı önerebiliriz: küçük dirençlerin ölçümü, Şekil 2'deki şemaya göre yapılmalıdır. 13.1,a; Yüksek dirençleri ölçerken Şekil 2'deki devre tercih edilmelidir. 13.1, B.

Empedans ölçümü Z X alternatif akım frekansında gerçekleştirilir F(Şekil 13.2). Voltmetre ve ampermetrenin okumalarına dayanarak empedans modülü belirlenir.

voltmetre ve ampermetrenin okumaları nerede?

Öncekine benzer bir metodolojik hata analizi yaptıktan sonra, Şekil 2'de sunulan şemanın olduğu sonucuna varıyoruz. 13.2, a, ne zaman ve Şekil 1'de kullanılması tavsiye edilir. 13.2, B- .

Kapasitans ve endüktans ölçümleri ampermetre-voltmetre yöntemi, Şekil 2'ye benzer devreler kullanılarak gerçekleştirilebilir. 13.2, yalnızca değiştirilerek Z X buna göre İLE veya L.

Bir kapasitörün kapasitansı

Bu yöntemi kullanarak kapasitansı ölçerken güç kaynağının frekansını bilmeniz gerekir. Büyük kapasitansları ölçmek için diyagram a) tavsiye edilir ve küçük kapasitanslar için diyagram önerilir B).

Bir bobinin endüktansını ampermetre-voltmetre yöntemiyle ölçmek, eğer direnci varsa mümkündür. RLönemli ölçüde daha az reaktans XL. burada

Nerede .

Daha doğru sonuç almak istiyorsanız bobin direncini dikkate almanız gerekir. Çünkü

Düşük frekanslarda ampermetre-voltmetre yöntemi kullanılarak devre elemanlarının parametrelerinin ölçülmesindeki hatalar% 0,5-10'dur. Frekans arttıkça ölçüm hataları da artar.

Köprü yöntemi

Elektrik devrelerinin elemanlarının parametrelerini karşılaştırmalı olarak ölçmeye yönelik önemli bir ölçüm cihazı sınıfı köprülerdir. Ölçüm işlemi sırasında ölçülen miktarın (direnç, kapasitans, endüktans) bir köprü kullanılarak standart bir ölçümle karşılaştırılması, doğru veya alternatif akım kullanılarak manuel veya otomatik olarak yapılabilir. Köprü devreleri yüksek doğruluk, yüksek hassasiyet ve çok çeşitli ölçülen parametre değerlerine sahiptir. Köprü ölçüm yöntemlerine dayanarak, hem herhangi bir değeri ölçmek hem de evrensel analog ve dijital enstrümanları ölçmek için ölçüm cihazları oluşturulmuştur.

Tek DC Köprüsü

Tek bir köprünün en basit diyagramı Şekil 13.3'te gösterilmektedir. Dört direnç R 1 ,R 2 ,R 3 ,R 4 (onlara denir köprünün omuzları) dairesel bir kapalı devre ile bağlanır. Dirençlerin bağlantı noktalarına denir köprünün üst kısımları.

Zıt köşeleri birbirine bağlayan zincirlere köşegen denir. Diyagonal ab bir güç kaynağı içerir ve denir güç kaynağı diyagonal. Diyagonal CD bir gösterge içeren G, isminde diyagonal ölçüm. DC köprülerinde genellikle gösterge olarak bir galvanometre kullanılır.

Genel durumda galvanometreden geçen akımın bağımlılığı BEN g kolların direncinden, galvanometrenin direncinden R g ve besleme voltajı sen benziyor

Direnç iki köprü çalışma modundan birinde ölçülebilir: dengeli veya dengesiz. Köşeler arasındaki potansiyel fark eşitse köprüye dengeli denir. C Ve D sıfırdır ve bu nedenle galvanometreden geçen akım sıfırdır.

(13.1)'den şu sonuç çıkıyor: BEN g = 0'da

Tek bir DC köprüsü için bu denge koşulu şu şekilde formüle edilebilir: Köprünün dengede olabilmesi için köprünün karşı kollarının dirençlerinin çarpımları eşit olmalıdır. Köprü kollarından birinin direnci (örneğin, R 1) bilinmiyorsa köprüyü dengeleyerek kol dirençlerini seçerek denge durumunu buluruz

Gerçek DC köprülerinde sırasıyla oran kolu ve karşılaştırma kolu olarak adlandırılan oran ve kol direnci köprüyü dengelemek için ayarlanır.

Köprünün denge durumunda galvanometreden geçen akım sıfırdır ve bu nedenle besleme voltajındaki ve galvanometrenin direncindeki dalgalanmalar ölçüm sonucunu etkilemez (yalnızca galvanometrenin duyarlılığının güvenilir bir şekilde ölçüm için yeterli olması önemlidir) denge durumunu kaydedin). Bu nedenle dengeli bir köprünün ana hatası, galvanometrenin hassasiyeti, devrenin hassasiyeti, kol dirençlerinin hatası ve montaj tellerinin ve kontaklarının direnci ile belirlenir.

Küçük dirençleri ölçerken, ölçülen direncin köprünün giriş terminallerine bağlandığı tellerin direnci önemli bir hata kaynağı olabilir, çünkü tamamen ölçüm sonucuna dahil edilmiştir. Bu nedenle tek bir köprünün alt ölçüm sınırı 1 mertebesindeki direnç değerleriyle sınırlıdır. Ohm. Ölçümün üst sınırı 10 6 - 10 8 Ohm galvanometrenin hassasiyeti ile sınırlıdır. Ölçülen direncin büyük değerlerinde köprünün kollarındaki akımlar çok küçüktür ve galvanometrenin hassasiyeti dengeyi net bir şekilde sabitlemek için yeterli değildir. Küçük dirençleri ölçmek için (1'den 10 -8'e kadar) Ohm) çift köprüler kullanılır.

Çift DC Köprüsü. Çift köprü diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 13.4.

Bağlantı kablolarının direncinin ve kontakların geçiş direncinin etkisini ortadan kaldırmak için, ölçülen direnç dört kelepçeli bir bağlantı devresine göre bağlanır: köprü güç kaynağı devresine iki akım kelepçesi ve ölçüme iki potansiyel kelepçe. devre. Benzer kelepçeler örnek teşkil edecek bir dirence sahiptir. Köprü güç kaynağı devresi bir kontrol direnci, ölçülen bir direnç, bir referans direnci (c ile aynı büyüklükte) ve küçük bir direnç içerir.

Omuz direnci R 1 ,R 2 ,R 3 ve RÖlçme devresinde yer alan 4 tanesi yeterince büyük seçilmiştir (yüzlerce ve binlerce) Ohm), bu nedenle tesisat kablolarının direncinin ve kontaklardaki geçiş dirençlerinin etkisi ihmal edilebilir.

Köprü dengede olduğunda direnci belirleme formülü şu şekildedir:

Eşitliğe tabi

ve yeterince düşük bir direnç varsa, formül (13.3)'ün ikinci terimi ihmal edilebilir. Daha sonra formül (13.3) aşağıdaki şekilde basitleştirilir

Eşitlik (13.4) her zaman gözetilmelidir, bu nedenle dirençler R 1 ,R 2 ve R 3 ,R 4 eşleştirilmiş kontroller kullanılarak ayarlanır. Direnç, büyük kesitli bakır çubuğun kısa bir parçasıdır.

Endüstri, 0,005'ten 5'e kadar doğruluk sınıflarına sahip tek ve tek-çift DC köprüler üretmektedir.

AC ölçüm köprüleri

Kapasitans, endüktans, karşılıklı endüktans ve kapasitörlerin kayıp tanjantını ölçmek için devreleri çok çeşitli olan AC köprüleri kullanılır. Basit dört kollu köprü devrelerinin yanı sıra daha karmaşık köprü devreleri de vardır. Bu devreler, birbirini takip eden eşdeğer dönüşümler yoluyla basit bir dört kollu devreye indirgenebilir, dolayısıyla asıl devre budur.

Tek bir dört kollu AC köprüsünün şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 13.5. Köprü alternatif akım voltajıyla beslendiğinden, gösterge olarak elektronik alternatif akım milivoltmetreleri veya osilografik sıfır göstergeleri kullanılır.

Genel olarak AC köprü kollarının dirençleri karmaşık formdaki dirençlerdir. (13.2) ilişkisine benzer şekilde, tek bir AC köprüsünün denge koşulu şu şekildedir:

Bu ifadeyi üstel biçimde yazarsak, şunu elde ederiz:

karmaşık direnç modülü nerede; - karşılık gelen koldaki akım ve gerilim arasındaki faz kayması.

İlişki (13.5) iki skaler denge koşuluna ayrılır:

Bundan, bir AC köprü devresinde dengenin yalnızca karşıt kolların karmaşık dirençlerinin modüllerinin çarpımları eşit olduğunda ve bunların faz kaymalarının toplamları eşit olduğunda meydana geldiği anlaşılmaktadır. Aktif ve reaktif bileşenlerin değerleri değiştiğinde hem modülün hem de fazın aynı anda değiştiği, dolayısıyla AC köprüsünün yalnızca daha fazla veya daha az sayıda geçişle denge durumuna getirilebileceği akılda tutulmalıdır. bir parametrenin düzenlenmesinden diğerinin düzenlenmesine.

İkinci denklem (13.6), dengeleme olasılığını sağlamak için köprü devresinin kollarının direncinin niteliğinin ne olması gerektiğini gösterir. Yani, örneğin iki bitişik koldaki aktif dirençler açıldığında ( φ

AC köprüleri tipik olarak 100 Hz ve 1000 Hz'lik düşük frekanslarda çalışır. Daha yüksek frekanslarda çalışırken ölçüm hataları keskin bir şekilde artar.

giriiş………………………………………………………………………………2

DC Direnç Ölçümü…………………..…….3

Ampermetre-voltmetre yöntemi……………………………………………………….……3

Doğrudan değerlendirme yöntemi…………………………………………………………..4

DC direncini ölçmek için köprüler………………...6

Çok yüksek dirençlerin ölçülmesi……………………………………9

AC Direnç Ölçümü………………….…...10

Taklit ölçer…………………………………………..………………...10

Ölçüm hattı………………………………………………………………..……….11

Ultra düşük dirençlerin ölçülmesi……………………………..…………13

sonuçlar………………………………………………………………….………..…14

giriiş

Elektrik direnci, bir iletkenin ana elektriksel özelliğidir; bir elektrik devresinin veya bölümünün elektrik akımına direncini karakterize eden bir değerdir. Direnç aynı zamanda akıma elektriksel direnç sağlayan bir parça (daha sıklıkla direnç olarak adlandırılır) olarak da adlandırılabilir. Elektrik direnci, elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesinden kaynaklanır ve Ohm cinsinden ölçülür.

Direnç (genellikle R harfiyle gösterilir), belirli sınırlar dahilinde belirli bir iletken için sabit bir değer olarak kabul edilir ve şu şekilde tanımlanabilir:

R - direnç;

U, iletkenin uçlarındaki volt cinsinden ölçülen elektriksel potansiyel farkıdır;

I, amper cinsinden ölçülen, potansiyel farkın etkisi altında iletkenin uçları arasında akan akımdır.

Direncin pratik ölçümü için, ölçüm koşullarına ve nesnelerin doğasına, gerekli doğruluk ve ölçüm hızına bağlı olarak birçok farklı yöntem kullanılır. Örneğin, doğru akımda ve alternatif akımda direnci ölçmek, yüksek dirençleri, küçük ve çok küçük dirençleri, doğrudan ve dolaylı dirençleri vb. ölçmek için yöntemler vardır.

Çalışmanın amacı, direnci ölçmek için pratikte en yaygın olan ana yöntemleri belirlemektir.

DC Direnç Ölçümü

DC direncini ölçmenin ana yöntemleri dolaylı yöntem, doğrudan tahmin yöntemi ve köprü yöntemidir. Ölçüm yönteminin seçimi, ölçülen direncin beklenen değerine ve gerekli ölçüm doğruluğuna bağlıdır. Dolaylı yöntemlerden en evrensel olanı ampermetre-voltmetre yöntemidir.

Ampermetre-voltmetre yöntemi

Bu yöntem, ölçülen dirençten geçen akımın ve bunun üzerindeki voltaj düşüşünün ölçülmesine dayanmaktadır. İki ölçüm şeması kullanılır: büyük dirençlerin ölçümü (a) ve küçük dirençlerin ölçümü (b). Akım ve gerilim ölçüm sonuçlarına göre istenen direnç belirlenir.

Devre (a) için istenen direnç ve bağıl metodolojik hata aşağıdaki formüller kullanılarak belirlenebilir:

burada Rx ölçülen dirençtir ve Ra ampermetrenin direncidir.

Devre (b) için istenen direnç ve göreceli metodolojik ölçüm hatası aşağıdaki formüllerle belirlenir:

Yaklaşık bir formül kullanarak gerekli direnci hesaplarken, ikinci devredeki akımları ve voltajları ölçerken ampermetrenin voltmetreden ve birinci devreden geçen akımı da hesaba katması nedeniyle bir hatanın ortaya çıktığı formülden açıktır. Voltmetre, ampermetre üzerindeki direncin yanı sıra voltajı da ölçer.

Göreceli metodolojik hataların tanımından, şema (a)'ya göre ölçümün, büyük dirençleri ölçerken daha küçük bir hata sağladığı ve şema (b)'ye göre ölçümü - küçük dirençleri ölçerken sağladığı anlaşılmaktadır. Bu yöntemi kullanan ölçüm hatası aşağıdaki ifade kullanılarak hesaplanır:

Ampermetre ve voltmetre ölçüm yöntemi devrelerinin avantajı, çalışma durumunda olduğu gibi ölçülen direnç ile dirençten aynı akımın geçebilmesidir, bu da değerleri akıma bağlı olan dirençleri ölçerken önemlidir.

Doğrudan değerlendirme yöntemi.

Doğrudan değerlendirme yöntemi, bir ohmmetre kullanarak DC direncinin ölçülmesini içerir. Ohmmetre, elektriksel aktif (aktif dirençlere ohmik dirençler de denir) dirençleri belirlemek için doğrudan okuyan bir ölçüm cihazıdır. Genellikle ölçüm doğru akım kullanılarak yapılır, ancak bazı elektronik ohmmetreler alternatif akımı da kullanabilir. Ohmmetre türleri: ölçülen direnç aralığında farklılık gösteren megohmmetreler, teraohmmetreler, gigaohmmetreler, miliohmmetreler, mikroohmmetreler.

Çalışma prensibine göre, ohmmetreler manyetoelektrik olarak ayrılabilir - bir manyetoelektrik sayaç veya manyetoelektrik logometre (megohmmetreler) ve analog veya dijital olan elektronik.

“Manyetoelektrik ohmmetrenin çalışması, güç kaynağının sabit voltajında ölçülen dirençten akan akımın ölçülmesine dayanır. Yüzlerce ohm'dan birkaç megaohm'a kadar olan dirençleri ölçmek için ölçüm cihazı ve ölçülen direnç rx seri olarak bağlanır. Bu durumda, sayaçtaki akım gücü I ve cihazın a hareketli kısmının sapması orantılıdır: I = U/(r0 + rx), burada U, güç kaynağının voltajıdır; r0 sayacın direncidir. Küçük rx değerleri için (birkaç ohma kadar), sayaç ve rx paralel olarak açılır.

Oranmetrik megaohmmetreler, kollarına örnek dahili dirençlerin ve ölçülen direncin farklı kombinasyonlarda (ölçüm limitine bağlı olarak) bağlandığı bir oran ölçere dayanır, oran ölçerin okunması bu dirençlerin oranına bağlıdır. Bu tür ölçümleri gerçekleştirmek için gerekli olan yüksek voltaj kaynağı olarak, bu tür cihazlar genellikle mekanik bir indüktör - elle çalıştırılan bir elektrik jeneratörü kullanır; bazı megohmmetrelerde, indüktör yerine yarı iletken bir voltaj dönüştürücü kullanılır.

Elektronik ohmmetrelerin çalışma prensibi, ölçülen direnci bir işlemsel yükselteç kullanarak orantılı bir voltaja dönüştürmeye dayanır. Ölçülen direnç geri besleme devresine (doğrusal ölçek) veya amplifikatörün girişine bağlanır. Dijital ohmmetre, otomatik dengeleme özelliğine sahip bir ölçüm köprüsüdür. Dengeleme, köprü kollarındaki hassas dirençler seçilerek dijital kontrol cihazı tarafından gerçekleştirilir ve ardından kontrol cihazından gelen ölçüm bilgileri ekran ünitesine iletilir.

“Küçük dirençleri ölçerken bağlantı noktalarındaki geçiş direncinin etkisinden dolayı ek bir hata meydana gelebilir. Bunu önlemek için dört telli bağlantı yöntemi kullanılır. Yöntemin özü, iki çift kablo kullanılmasıdır - bir çift, ölçülen nesneye belirli bir kuvvette bir akım sağlar ve diğer çift kullanılarak, nesnenin akım gücü ve direnciyle orantılı bir voltaj düşüşü sağlanır. nesneden cihaza. Kablolar, ölçülen iki terminalli ağın terminallerine, akım kablolarının her biri karşılık gelen voltaj kablosuna doğrudan temas etmeyecek şekilde bağlanır ve temas noktalarındaki geçiş dirençlerinin dahil olmadığı ortaya çıkar. ölçüm devresi.”

DİRENÇ ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
Elektrik direnci, bir iletkenin ana elektriksel özelliğidir; bir elektrik devresinin veya bölümünün elektrik akımına direncini karakterize eden bir değerdir. Direnç aynı zamanda akıma elektriksel direnç sağlayan bir parça (daha sıklıkla direnç olarak adlandırılır) olarak da adlandırılabilir. Elektrik direnci, elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesinden kaynaklanır ve Ohm cinsinden ölçülür.
Direnç (genellikle R harfiyle gösterilir), belirli sınırlar dahilinde belirli bir iletken için sabit bir değer olarak kabul edilir ve şu şekilde tanımlanabilir:

Nerede
R - direnç;
U, iletkenin uçlarındaki volt cinsinden ölçülen elektriksel potansiyel farkıdır;
I, amper cinsinden ölçülen, potansiyel farkın etkisi altında iletkenin uçları arasında akan akımdır.
Direncin pratik ölçümü için, ölçüm koşullarına ve nesnelerin doğasına, gerekli doğruluk ve ölçüm hızına bağlı olarak birçok farklı yöntem kullanılır. Örneğin, doğru akımda ve alternatif akımda direnci ölçmek, yüksek dirençleri, küçük ve çok küçük dirençleri, doğrudan ve dolaylı dirençleri vb. ölçmek için yöntemler vardır.
Çalışmanın amacı, direnci ölçmek için pratikte en yaygın olan ana yöntemleri belirlemektir.

DC Direnç Ölçümü
DC direncini ölçmenin ana yöntemleri dolaylı yöntem, doğrudan tahmin yöntemi ve köprü yöntemidir. Ölçüm yönteminin seçimi, ölçülen direncin beklenen değerine ve gerekli ölçüm doğruluğuna bağlıdır. Dolaylı yöntemlerden en evrensel olanı ampermetre-voltmetre yöntemidir.

Ampermetre-voltmetre yöntemi
Bu yöntem, ölçülen dirençten geçen akımın ve bunun üzerindeki voltaj düşüşünün ölçülmesine dayanmaktadır. İki ölçüm şeması kullanılır: büyük dirençlerin ölçümü (a) ve küçük dirençlerin ölçümü (b). Akım ve gerilim ölçüm sonuçlarına göre istenen direnç belirlenir.

Devre (a) için istenen direnç ve bağıl metodolojik hata aşağıdaki formüller kullanılarak belirlenebilir:

Burada Rx ölçülen dirençtir ve Ra ampermetrenin direncidir.
Devre (b) için istenen direnç ve göreceli metodolojik ölçüm hatası aşağıdaki formüllerle belirlenir:

Yaklaşık bir formül kullanarak istenen direnci hesaplarken, ikinci devredeki akımları ve voltajları ölçerken ampermetrenin voltmetreden ve birinci devreden geçen akımı da hesaba katması nedeniyle bir hatanın ortaya çıktığı formülden açıktır. Voltmetre, ampermetre üzerindeki direncin yanı sıra voltajı da ölçer.
Göreceli metodolojik hataların tanımından, şema (a)'ya göre ölçümün, büyük dirençleri ölçerken daha küçük bir hata sağladığı ve şema (b)'ye göre ölçümü - küçük dirençleri ölçerken sağladığı anlaşılmaktadır. Bu yöntemi kullanan ölçüm hatası aşağıdaki ifade kullanılarak hesaplanır:

“Ölçüm için kullanılan cihazların doğruluk sınıfı 0,2'den fazla olmamalıdır. Voltmetre doğrudan ölçülen dirence bağlanır. Ölçüm sırasındaki akım, okumalar ölçeğin ikinci yarısında ölçülecek şekilde olmalıdır. Buna göre 0.2 sınıfı bir cihazla akımı ölçebilmek için kullanılan şönt de seçilir. Direncin ısınmasını ve buna bağlı olarak ölçüm doğruluğunun azalmasını önlemek için ölçüm devresindeki akımın nominal akımın %20'sini aşmaması gerekir."
Ampermetre ve voltmetre ölçüm yöntemi devrelerinin avantajı, çalışma durumunda olduğu gibi ölçülen direnç ile dirençten aynı akımın geçebilmesidir, bu da değerleri akıma bağlı olan dirençleri ölçerken önemlidir.

Doğrudan değerlendirme yöntemi.
Doğrudan değerlendirme yöntemi, bir ohmmetre kullanarak DC direncinin ölçülmesini içerir. Ohmmetre, elektriksel aktif (aktif dirençlere ohmik dirençler de denir) dirençleri belirlemek için doğrudan okuyan bir ölçüm cihazıdır. Genellikle ölçüm doğru akım kullanılarak yapılır, ancak bazı elektronik ohmmetreler alternatif akımı da kullanabilir. Ohmmetre türleri: ölçülen direnç aralığında farklılık gösteren megohmmetreler, teraohmmetreler, gigaohmmetreler, miliohmmetreler, mikroohmmetreler.
Çalışma prensibine göre, ohmmetreler manyetoelektrik olarak ayrılabilir - bir manyetoelektrik sayaç veya manyetoelektrik logometre (megohmmetreler) ve analog veya dijital olan elektronik.
“Manyetoelektrik ohmmetrenin çalışması, güç kaynağının sabit voltajında ölçülen dirençten akan akımın ölçülmesine dayanır. Yüzlerce ohm'dan birkaç megaohm'a kadar olan dirençleri ölçmek için ölçüm cihazı ve ölçülen direnç rx seri olarak bağlanır. Bu durumda, sayaçtaki akım gücü I ve cihazın a hareketli kısmının sapması orantılıdır: I = U/(r0 + rx), burada U, güç kaynağının voltajıdır; r0 sayacın direncidir. Küçük rx değerleri için (birkaç ohma kadar), sayaç ve rx paralel olarak açılır.
Oranmetrik megaohmmetreler, kollarına örnek dahili dirençlerin ve ölçülen direncin farklı kombinasyonlarda (ölçüm limitine bağlı olarak) bağlandığı bir oran ölçere dayanır, oran ölçerin okunması bu dirençlerin oranına bağlıdır. Bu tür ölçümleri gerçekleştirmek için gerekli olan yüksek voltaj kaynağı olarak, bu tür cihazlar genellikle mekanik bir indüktör - elle çalıştırılan bir elektrik jeneratörü kullanır; bazı megohmmetrelerde, indüktör yerine yarı iletken bir voltaj dönüştürücü kullanılır.
Elektronik ohmmetrelerin çalışma prensibi, ölçülen direnci bir işlemsel yükselteç kullanarak orantılı bir voltaja dönüştürmeye dayanır. Ölçülen direnç geri besleme devresine (doğrusal ölçek) veya amplifikatörün girişine bağlanır. Dijital ohmmetre, otomatik dengeleme özelliğine sahip bir ölçüm köprüsüdür. Dengeleme, köprü kollarındaki hassas dirençler seçilerek dijital kontrol cihazı tarafından gerçekleştirilir ve ardından kontrol cihazından gelen ölçüm bilgileri ekran ünitesine iletilir.
“Küçük dirençleri ölçerken bağlantı noktalarındaki geçiş direncinin etkisinden dolayı ek bir hata meydana gelebilir. Bunu önlemek için dört telli bağlantı yöntemi kullanılır. Yöntemin özü, iki çift kablo kullanılmasıdır - bir çift, ölçülen nesneye belirli bir kuvvette bir akım sağlar ve diğer çift kullanılarak, nesnenin akım gücü ve direnciyle orantılı bir voltaj düşüşü sağlanır. nesneden cihaza. Kablolar, ölçülen iki terminalli ağın terminallerine, akım kablolarının her biri karşılık gelen voltaj kablosuna doğrudan temas etmeyecek şekilde bağlanır ve temas noktalarındaki geçiş dirençlerinin dahil olmadığı ortaya çıkar. ölçüm devresi.”

DC direncini ölçmek için köprüler
Tek köprüler DC direncini ölçmek için yaygın olarak kullanılır. Tek köprüler, bir DC kaynağından güç alan dört kollu köprülerdir. Bu cihazların farklı özelliklere sahip çok sayıda tasarımı vardır. Köprü hatası ölçüm sınırlarına bağlıdır ve genellikle köprü pasaportunda belirtilir.
Yapısal olarak köprüler taşınabilir cihazlar şeklinde tasarlanmıştır; kendi veya harici sıfır göstergesiyle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Küçük dirençleri ölçerken, ölçüm sonucu, ölçülen dirence eklenen kontakların ve bağlantı kablolarının direncinden önemli ölçüde etkilenir. Bu etkiyi azaltmak için, Rx'i köprüye bağlamak için köprünün dört kelepçeye sahip olduğu özel yöntemler kullanılır:

10 ila 1.000.000 Ohm arasındaki dirençleri ölçerken, 1 ve 2 ile 3 ve 4 numaralı terminaller jumperlarla kısa devre yapar ve 2 ve 3 numaralı terminallere ölçülen dirence sahip bir direnç bağlanır. Direnç Rx, direncin direnciyle birlikte ölçülür. terminal 2 ve 3'e bağlandığı kablolar ve kontaklar. Küçük dirençleri ölçerken (10 ohm'dan düşük olanlar), bağlantı kabloları ve kontaklarından kaynaklanan hata büyük olabilir. Ölçülen direnci 1 ve 2, 3 ve 4 olmak üzere 4 terminale bağlayarak azaltabilirsiniz. Bu durumda 1 ile 2, 3 ve 4 noktaları arasındaki köprüler çıkarılır ve A ile 4, B ve 1 noktaları bağlanır birbirlerine.
Bu durumda Rx'ten terminal 2'ye giden telin direnci R direnciyle kola girer ve Rx'ten terminal 3'e giden telin direnci R1 direnciyle kola girer. R ve R1 dirençleri tellerin direncinden önemli ölçüde daha yüksektir.
Çok küçük dirençler ölçülürken, söz konusu köprüde hassasiyetin düşük olması nedeniyle büyük hatalar meydana gelir. Besleme akımının arttırılmasıyla hassasiyetteki artış, köprü kollarında dağıtılan izin verilen güç ile sınırlıdır. Çift köprülerin bu dezavantajı yoktur.
Tellerin ve kontakların etkisinin en aza indirildiği en yaygın devre çift köprü devresidir:

Köprü kollarının dirençleri karşılık gelen endekslerle R ile gösterilir ve bağlantı kablolarının ve kontakların dirençleri R'1, R'2 vb. ile gösterilir.
Bağlantı tellerinin ve kontaklarının direncini, karşılık gelen endekslerle harflerle gösterilen direnç değerlerine dahil edersek. Köprü dengede olduğunda aşağıdaki koşullar sağlanır:

Bu denklemleri Rx için çözersek şunu buluruz:

Bu denklemden, R1/R2 = R3/R4 koşulu karşılanırsa bu denklemin ikinci teriminin sıfıra eşit olacağı ve ölçülen Rx direncinin eşitlikten belirlenebileceği sonucu çıkar:

“Çift köprüler sabit veya değişken omuz oranlarıyla yapılıyor. Denge anında galvanometre küçük bir dirence kısa devre yapabilir, bu nedenle bir galvanometre seçerken, küçük bir dış kritik dirence ve mümkün olan en yüksek voltaj duyarlılığına sahip cihazlar tercih edilmelidir. Endüstriyel cihazlarda ölçüm sınırlarını genişletmek amacıyla çift köprüler tek köprülerle birleştirilerek geniş ölçüm sınırları sağlanıyor.”
Çok yüksek dirençlerin ölçülmesi
Yüksek dirençleri ölçmek için çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan biri, bilinen bir voltajın etkisi altında ölçülen dirençten akan akımın, dirence seri bağlı hassas bir galvanometre tarafından doğrudan belirlendiği doğrudan sapma yöntemidir. Direnç üzerindeki voltaj, dirence paralel bağlanan bir voltmetrenin okunmasıyla belirlenir. Gerekli direncin değeri, Ohm kanununa göre voltajın içinden geçen akım miktarına bölünmesiyle bulunur. Bu yöntemin ampermetre-voltmetre yönteminden farkı yalnızca ampermetrenin galvanometre ile değiştirilmesindedir.
Ticari olarak üretilen doğrudan okumalı megohmmetrelerin temelinde de aynı yöntem vardır. İçlerindeki ölçüm mekanizması, kural olarak manyetoelektrik tiptedir (doğruluğu, düşük öz tüketimi ve ölçeğin tekdüzeliği nedeniyle). Belirli bir çalışma voltajı için cihaz doğrudan direnç birimleriyle kalibre edilir. Megaohmmetrelerin sınırlı hassasiyeti nedeniyle megaohmların çalışma voltajı yüksektir (2500 V'a kadar).
Potansiyometrik devreler kullanarak büyük dirençleri ölçmek çok yaygındır. Bu durumda ölçüm sınırları önemli ölçüde daha büyük olabilir ve ekipman, doğrudan saptırma yöntemine göre daha güvenilir ve dayanıklıdır. Çoğu endüstriyel megohmmetre ve teraohmmetre potansiyometrik yöntemi kullanır. Ölçülen Rx ve referans direnci Ro, kararlı bir DC voltaj kaynağı U tarafından beslenen bir bölücü oluşturur. Referans direnci boyunca voltaj düşüşü, yüksek giriş direncine sahip bir voltmetre V ile ölçülür. Belirli bir U voltaj değerinde, voltmetrenin her bir okuması, ölçülen direncin çok spesifik bir değerine karşılık gelir:
Rx = (U - u)Ro/u,
ve voltmetre direnç birimleri cinsinden kalibre edilir.
Potansiyometrik ölçüm yöntemini uygularken iki sorun ortaya çıkar: kararlı bir referans direnci üretmek ve yüksek dirençli ve hassas bir voltmetre seçmek. Büyük limitlerde Ro direnç ölçümleri yalnızca telsiz ölçümler kullanılarak yapılabilir. Potansiyometrik devreler yalnızca referans direnç üzerindeki voltajı ölçme yönteminde farklılık gösterir.
AC Direnç Ölçümü
Taklit ölçer
Bir immitans ölçer (veya RLC ölçer), bir elektrik devresinin empedansının veya kabulünün parametrelerini belirlemek için tasarlanmış bir radyo ölçüm cihazıdır. "RLC metre" adındaki RLC, bu cihazın parametrelerini ölçebildiği elemanların yaygın olarak kullanılan devre adlarından oluşur: R - Direnç, C - Kapasitans, L - Endüktans.
Elektrik devrelerinin parametrelerini ölçmenin ana yöntemleri arasında köprü yöntemleri ve alternatif akım üzerinde Ohm kanunu ilişkilerinin kullanılmasıyla ilişkili bir yöntem bulunmaktadır.
Köprü emmitans ölçüm cihazlarının çalışma prensibi, cihazın örnek aktif ve reaktif direnç setlerini içerdiği dengeleme için bir ölçüm köprüsünün kullanımına dayanmaktadır. Bu tür cihazlar yalnızca sabit frekanslarda çalışabilir. Köprü yöntemlerine dayalı elektrik devrelerinin parametrelerini ölçmek için dijital araçların uygulanmasına, devrelerinde ve dengeleme süreçlerinin otomasyonunda gözle görülür bir komplikasyon eşlik ediyor.
“Ohm kanunu ilişkilerinin kullanımına dayalı cihazlar, devre uygulaması ve ölçüm sonuçlarının otomatik olarak alınması açısından daha basittir. Bu tür immitans ölçüm cihazlarının ölçüm prensibi, belirli bir frekansa sahip bir test sinyalinin (genellikle sinüzoidal) karmaşık bir dirence sahip ölçülen bir devreden geçişinin analizine dayanmaktadır. Dahili jeneratörden gelen çalışma frekansı voltajı, ölçülen nesneye beslenir. Devrenin seçilen bir bölümünde voltaj, akım ve bunlar arasındaki faz kayması ölçülür. Ölçülen değerler devre parametrelerinin hesaplanmasında kullanılır.”

Ölçüm hattı
Bu, bir mikrodalga iletim hattı boyunca elektrik alan dağılımını incelemek için kullanılan bir cihazdır. Ölçüm çizgisi, elektrik alanının düğümlerini (antinotlarını) işaretleyen, üzerinde hareket eden bir göstergeye sahip bir koaksiyel çizginin veya dalga kılavuzunun bir bölümüdür. Ölçüm hattı kullanılarak, duran dalga katsayısının antinod ve düğümdeki dalga genliklerinin oranı ve düğümün yer değiştirmesine bağlı olarak yansıma katsayısının fazı olarak belirlendiği elektromanyetik alan kuvvetinin dağılımı incelenir. . Bu parametreleri bildiğinizde empedans pasta grafiğini kullanarak toplam direnci bulabilirsiniz. Ölçümler, sinyal kaynağı olarak bir ölçüm jeneratörü kullanılarak yapılır. Okumaları almak için kural olarak bir galvanometre veya voltaj oranı ölçer kullanılır. Yüzlerce megahertz'den yüzlerce gigahertz'e kadar olan frekanslarda ölçüm hatları kullanılır.
“Hat üç ana üniteden oluşuyor: uzunlamasına dar bir yuvaya sahip bir iletim hattı parçası, bir prob kafası ve prob kafasını hat boyunca hareket ettiren bir mekanizmaya sahip bir taşıyıcı. Prob kafası, bir prob tarafından uyarılan bir rezonatördür - dalga kılavuzunun iç boşluğuna bir yarıktan batırılan ince bir tel. Probun hatta dalma derinliği, prob kafasının üstünde bulunan özel bir vida ile ayarlanır. Rezonatörün içine bir gösterge cihazına bağlı bir yarı iletken dedektör yerleştirilir. Prob, içinde elektromanyetik alan bulunan bir çizgi boyunca hareket ettiğinde, probun bulunduğu kesitteki alan kuvvetiyle orantılı olarak probta bir elektromotor kuvvet indüklenir. Bu e. d.s. rezonatörü heyecanlandırarak içinde elektromanyetik salınımlar yaratır. Probun hattaki elektromanyetik alan üzerindeki bozucu etkisini azaltmak ve hattın hassasiyetini arttırmak için prob kafasının boşluk rezonatörü, elektromanyetik salınımların frekansıyla rezonansa ayarlanıyor.
Bir devrenin empedansını ölçmek için empedans ölçer adı verilen bir cihaz da kullanılır. Empedans ölçerler hat ölçerlerden daha az hassastır ancak özellikle frekans aralığının alt ucunda önemli ölçüde daha küçüktürler. Duran dalga oranı, ölçüm hatlarında olduğu gibi, aşırı sinyal değerlerinde düşük frekanslı gösterge okumalarının oranından belirlenir. İncelenmekte olan nesnenin empedansı, duran dalga katsayısı ve yansıma katsayısının fazı değerlerine dayanan bir empedans pasta grafiğinden bulunur.

sonuçlar
Direnci ölçmek için birçok farklı yöntem vardır. Hepsi birbirinden farklı. Ve her durumda ölçüm için ayrı bir yöntem seçmek gerekir. Direnci dolaylı olarak ölçmenin en yaygın yöntemi, bir ampermetre ve bir voltmetre aracılığıyla ölçme yöntemidir. Hem doğru hem de alternatif akıma karşı direnci ölçmek için çeşitli cihazlarda kullanılır. Bununla birlikte, voltajı ve akımı ölçmek için sıradan voltmetreler ve ampermetreler kullanmak her zaman mümkün değildir, çünkü bunlar, örneğin bağlantı kablolarının ve kontaklarının direnci nedeniyle çok düşük dirençleri ölçerken hatalar üretebilirler. Bu nedenle direnci doğru ölçmek için ölçüm hatasının minimum olduğu bir yöntemin seçilmesi önemlidir.

KAPASİTANS VE İNDÜKTANS ÖLÇÜMÜ İÇİN YÖNTEMLER
Ölçülen kapasitansın değerinin doğrudan değerlendirilmesine yönelik ölçüm cihazları, çalışması alternatif akım devresindeki akımın veya voltajın, içinde bulunan ölçülen kapasitansın değerine bağlı olmasına dayanan mikrofarad sayaçları içerir. Kapasitans değeri kadranlı sayaç ölçeği kullanılarak belirlenir.
Daha yaygın olarak, kapasitörlerin ve endüktansların parametrelerini ölçmek için dengeli AC köprüleri kullanılır, bu da küçük bir ölçüm hatası (% 1'e kadar) elde etmeyi mümkün kılar. Köprü, 400-1000 Hz sabit frekansta çalışan jeneratörler tarafından çalıştırılmaktadır. Gösterge olarak doğrultucu veya elektronik milivoltmetrelerin yanı sıra osiloskop göstergeleri kullanılır.
Ölçüm, köprünün iki kolunun dönüşümlü olarak ayarlanması sonucu dengelenerek yapılır. Okumalar, köprünün dengelendiği kolların kollarının uzuvlarından alınır.
Örnek olarak EZ-3 endüktans ölçerin (Şekil 1) ve E8-3 kapasitans ölçerin (Şekil 2) temelini oluşturan ölçüm köprülerini ele alalım.

Pirinç. 1. Endüktansı ölçmek için köprü devresi

Pirinç. 2. Küçük (a) ve büyük (b) kayıplarla kapasitansı ölçmek için köprü devresi
Köprü dengelendiğinde (Şekil 1), bobinin endüktansı ve kalite faktörü Lx = R1R2C2 formülleriyle belirlenir; Qx = wR1C1.

Köprüleri dengelerken (Şekil 2), ölçülen kapasitans ve kayıp direnci formüller kullanılarak belirlenir.

Ampermetre-voltmetre yöntemini kullanarak kapasitans ve endüktansın ölçülmesi
Küçük kapasitansları (0,01 - 0,05 μF'den fazla olmayan) ve yüksek frekanslı indüktörleri çalışma frekansları aralığında ölçmek için, rezonans yöntemleri yaygın olarak kullanılır.Bir rezonans devresi genellikle endüktif olarak veya bağlı bir kapasitans aracılığıyla yüksek frekanslı bir jeneratör içerir. ölçüm LC devresi. Rezonans göstergeleri olarak akıma veya gerilime tepki veren hassas yüksek frekanslı cihazlar kullanılır.
Ampermetre-voltmetre yöntemi, ölçüm devresi 50 - 1000 Hz'lik düşük frekanslı bir kaynaktan beslendiğinde nispeten büyük kapasitansları ve endüktansları ölçer. Ölçümler için Şekil 2'deki diyagramları kullanabilirsiniz. 3.

Şekil 3. Büyük (a) ve küçük (b) alternatif akım dirençlerini ölçmek için devreler

Cihaz okumalarına göre toplam direnç

Bu ifadelerden belirlenebilir

Bir kapasitör veya indüktördeki aktif kayıplar ihmal edilebildiğinde, Şekil 2'deki devreyi kullanın. 4. Bu durumda

Pirinç. 4. Ampermetre-voltmetre yöntemini kullanarak büyük (a) ve küçük (b) dirençleri ölçme şemaları
İki bobinin karşılıklı endüktansının ölçülmesi
İki bobinin karşılıklı endüktansının ölçülmesi, ampermetre-voltmetre yöntemi (Şekil 5) ve seri bağlı bobinler yöntemi kullanılarak yapılabilir.

Pirinç. 5. Ampermetre-voltmetre yöntemini kullanarak karşılıklı endüktansın ölçülmesi
Ampermetre-voltmetre yöntemi kullanılarak ölçüldüğünde karşılıklı endüktansın değeri

İkinci yöntemi kullanarak ölçüm yaparken, seri halindeki ikisinin endüktansları ölçülür.
Bobinlerin ünsüz LI ve karşı LII anahtarlaması ile bağlı bobinleri. Karşılıklı endüktans aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

Tek DC ölçüm köprülerinin inşaatı
Tek bir DC köprüsü, köprü devresinde ölçülen direnç Rx ile seri olarak bağlanan üç standart dirençten (genellikle ayarlanabilir) R1, R2, R3'ten (Şekil 1, a) oluşur.
Bu devrenin köşegenlerinden birine EMF kaynağı GB'den güç sağlanır ve diğer köşegenine SA1 anahtarı ve Ro sınırlama direnci aracılığıyla oldukça hassas bir galvanometre RA bağlanır.

Pirinç. 1. Tekli DC ölçüm köprülerinin şemaları: a - genel; b - omuz oranında yumuşak bir değişiklik ve karşılaştırma omzunda ani bir değişiklik ile.
Şema aşağıdaki gibi çalışır. Güç uygulandığında I1 ve I2 akımları Rx, Rl, R2, R3 dirençlerinden geçer. Bu akımlar dirençlerde Uab, Ubc, Uad ve Udc gerilim düşmelerine neden olacaktır.
Bu gerilim düşüşleri farklıysa φa, φb ve φc noktalarının potansiyelleri aynı olmayacaktır. Bu nedenle, galvanometreyi SA1 anahtarıyla açarsanız, içinden Ig = (φb - φd) / Ro'ya eşit bir akım geçecektir.
Ölçme görevi köprüyü dengelemek, yani φb ve φd noktalarının potansiyellerini aynı yapmak, diğer bir deyişle galvanometre akımını sıfıra indirmektir.
Bunu yapmak için galvanometre akımı sıfır olana kadar Rl, R2 ve R3 dirençlerinin dirençlerini değiştirmeye başlarlar.
Ig=0 olduğunda φb = φd olduğu söylenebilir. Bu yalnızca gerilim düşüşü Uab - Uad ve Ubc = Udc olduğunda mümkündür.
Uad = I2R3, Ubc = I1R1, Udc = I2R2 ve Uab = I1Rx gerilim düşümü değerlerini bu ifadelere yerleştirerek iki eşitlik elde ederiz: I1Rx = I2R3, I1R1 = I2R2
İlk eşitliği ikinciye bölerek Rx / R1 = R3 / R2 veya Rx R2 = R1 R3 elde ederiz.
Son eşitlik, tek bir DC köprüsünün dengelenmesinin koşuludur.
Bundan, karşıt kolların dirençlerinin çarpımları aynı olduğunda köprünün dengeleneceği sonucu çıkar. Buradan ölçülen direnç Rx = R1R3 / R2 formülüyle belirlenecektir.
Gerçek tek köprülerde, ya R1 direncinin direnci (buna karşılaştırma kolu denir) ya da R3/R2 direnç oranı değiştirilir.
Yalnızca karşılaştırma kolunun direncinin değiştiği ve R3/R2 oranının sabit kaldığı ölçüm köprüleri vardır. Tersine, yalnızca R3/R2 oranı değişir ve karşılaştırma kolunun direnci sabit kalır.
En yaygın olanları, R1 direncinin düzgün bir şekilde değiştiği ve R3/R2 oranının atlamalarla değiştiği, genellikle 10'un katları olan (Şekil 1, b), örneğin ortak P333 ölçüm köprülerinde olduğu ölçüm köprüleridir.
Her ölçüm köprüsü, Rmin'den Rmax'a kadar bir direnç ölçüm sınırı ile karakterize edilir. Köprünün önemli bir parametresi duyarlılığıdır Sm = SgSсх, burada Sg=da/dIg galvanometrenin duyarlılığıdır, Scx=dIg/dR ise devrenin duyarlılığıdır.
Sg ve Scx'i Sm'ye koyarsak Sm = da/dR elde ederiz.
Bazen ölçüm köprüsünün göreceli hassasiyeti kavramı kullanılır:
Sm= da/ (dR / R).
burada dR/R ölçülen koldaki dirençteki bağıl değişimdir, da ise galvanometre iğnesinin sapma açısıdır.
Tasarıma bağlı olarak magazinli ve doğrusal (akışkan-kiriş) ölçüm köprüleri arasında ayrım yapılır.
Bir mağaza ölçüm köprüsünde omuz dirençleri, fiş veya kaldıraç şeklinde çok değerli elektrik direnci ölçümleri (direnç depoları) şeklinde yapılır; reokord köprülerinde karşılaştırma kolu bir direnç deposu şeklinde yapılır ve sapma kollar bir sürgü ile iki ayarlanabilir parçaya bölünmüş bir direnç şeklinde yapılır.
İzin verilen hata açısından, tekli DC ölçüm köprülerinin doğruluk sınıfı şu şekildedir: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 1.0; 5.0. Doğruluk sınıfının sayısal değeri, izin verilen en yüksek bağıl hata değerine karşılık gelir.
Tek bir DC köprüsünün hatası, bağlantı kablolarının ve kontakların direncinin ölçülen dirençle ölçülebilirlik derecesine bağlıdır. Ölçülen direnç ne kadar düşük olursa hata da o kadar büyük olur. Bu nedenle düşük dirençleri ölçmek için çift DC köprüler kullanılır.

Çift DC köprü inşaatı
Çift (altı kollu) ölçüm köprüsünün kolları ölçülen direnç Rx'tir (geçiş kontak dirençlerinin etkisini azaltmak için dört kelepçeli yapılmış ve özel bir dört kelepçeli cihaz aracılığıyla ağa bağlanmıştır), standart bir direnç Ro ve iki yardımcı direnç çiftleri Rl, R2, R3, R4.

Pirinç. 3 DC çift ölçüm köprüsü devresi
Köprünün dengesi aşağıdaki formülle belirlenir:
Rx = Ro x (R1/R2) - (r R3 / (r +R3 +R4)) x (R1/R2 - R4/R3)
Bu, R1/R2 ve R4/R3 kollarının iki oranı birbirine eşitse, çıkanın sıfıra eşit olacağını gösterir.
D kaydırıcısını hareket ettirirken R1 ve R4 dirençlerinin aynı şekilde ayarlanmasına rağmen, R2 ve R4 dirençlerinin parametrelerindeki yayılma nedeniyle bunu başarmak çok zordur.
Ölçüm hatasını azaltmak için standart direnç Ro'yu bağlayan jumper'ın direnci ve ölçülen direnç Rx mümkün olduğu kadar küçük alınmalıdır. Genellikle cihaza özel kalibre edilmiş bir direnç r eklenir. Daha sonra ifadenin çıkanı pratik olarak sıfıra eşit olur.
Ölçülen direncin değeri aşağıdaki formülle belirlenebilir: Rх = Ro R1/R2
Çift DC ölçüm köprüleri yalnızca değişken kol oranlarıyla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Çift köprünün hassasiyeti sıfır işaretçisinin hassasiyetine, köprü devresinin parametrelerine ve çalışma akımının değerine bağlıdır. Çalışma akımı arttıkça hassasiyet artar.
En yaygın olarak kullanılanlar, tek ve çift köprü devreleri kullanılarak çalışmak üzere tasarlanmış birleşik DC ölçüm köprüleridir.
2
Sistematik, aşamalı ve rastgele hatalar
Zamanla değişmeyen veya belirli parametrelerin zamanla değişmeyen fonksiyonları olan hatalara sistematik hatalar denir. Sistematik hataların ana ayırt edici özelliği, bunların tahmin edilebilmesi ve dolayısıyla uygun düzeltmelerin uygulanmasıyla neredeyse tamamen ortadan kaldırılabilmesidir.
Sürekli sistematik hataların özel tehlikesi, bunların varlığının tespit edilmesinin son derece zor olmasıdır.Rastgele, aşamalı veya belirli hata parametrelerinin işlevlerinden farklı olarak, sürekli sistematik hatalar kendilerini dışarıdan göstermez ve uzun süre fark edilmeden kalabilir. Bunları tespit etmenin tek yolu, cihazın standart ölçümlere veya sinyallere göre yeniden sertifikalandırılarak doğrulanmasıdır.
İkinci tip sistematik hatalara bir örnek, bunlara neden olan etkileyen niceliklerin (sıcaklıklar, frekanslar, voltaj vb.) zamanla değişmeyen fonksiyonları olan ek hataların çoğunluğudur. Etki fonksiyonlarının zaman içindeki sabitliği nedeniyle bu hatalar, etkileyen miktarı algılayan ve ölçüm sonucuna uygun bir düzeltme uygulayan ek düzeltici dönüştürücülerin eklenmesiyle de tahmin edilebilir ve düzeltilebilir.
Aşamalı (veya sapma), zaman içinde yavaşça değişen, öngörülemeyen hatalardır. Bu hatalar, kural olarak, ekipmanın belirli parçalarının eskime süreçlerinden kaynaklanır (güç kaynaklarının deşarjı, dirençlerin, kapasitörlerin eskimesi, mekanik parçaların deformasyonu, kayıt cihazlarındaki kağıt bandın büzülmesi vb.). Aşamalı hataların bir özelliği, yalnızca belirli bir zamanda bir düzeltme yapılarak düzeltilebilmeleri ve daha sonra tahmin edilemeyecek şekilde tekrar artmasıdır. Bu nedenle, cihazın tüm hizmet ömrü boyunca bir kez bulunan bir düzeltmeyle düzeltilebilen sistematik hataların aksine, aşamalı hatalar, düzeltmenin sürekli tekrarlanmasını gerektirir ve ne kadar sık olursa, artık değerleri de o kadar küçük olmalıdır. Aşamalı hataların bir başka özelliği de zaman içindeki değişimlerinin durağan olmayan rastgele bir süreç olmasıdır ve bu nedenle, iyi geliştirilmiş bir durağan rastgele süreçler teorisi çerçevesinde, yalnızca çekincelerle tanımlanabilmeleridir.
Rastgele hatalar, işareti veya boyutu tahmin edilemeyen (veya yeterince incelenmemiş) hatalardır. Analiz edilmesi zor olan nedenlerin birleşimi tarafından belirlenirler. Rastgele hataların varlığı (sistematik olanların aksine), elde edilen sonuçlarda bir miktar saçılma şeklinde tekrarlanan ölçümler sırasında kolaylıkla tespit edilir. Bu nedenle, rastgele hataların ana ayırt edici özelliği, bunların bir okumadan diğerine tahmin edilememesidir. Bu nedenle rastgele hataların tanımı ancak matematiksel istatistikte olasılık teorisi temel alınarak yapılabilir.
Bununla birlikte, ortalamaların ve ölçüm sonuçlarının hata bileşenlerinin çoğu rastgele hatalar olduğundan, bunları tanımlamanın mümkün olan tek geliştirilmiş yolu, olasılık teorisinin hükümlerini ve onun bilgi aktarım süreçleriyle ilgili daha da geliştirilmesini kullanmaktır. bilgi teorisi biçiminde ve rastgele hatalar içeren elde edilen deneysel verilerin işlenmesi için - matematiksel istatistik yöntemleri. Bu nedenle, araçların, süreçlerin ve ölçüm sonuçlarının modern hata değerlendirme teorisinin geliştirilmesinin temelini oluşturan, matematiğin bu temel bölümleri grubudur.
Sistematik ek hatalara örnek olarak terazi kefesindeki yabancı ağırlıktan, cihazın ölçümden önce sıfıra yanlış ayarlanmasından, DC devrelerindeki termo-EMF'den vb. kaynaklanan hatalar verilebilir. Bu tür hataları ortadan kaldırmak için birçok ölçüm cihazı mekanik veya elektrikli bir cihaz sağlar. sıfırı ayarlamak için (sıfır düzeltici).
Rastgele toplamsal hatalara örnek olarak, cihazın girişinde değişken bir EMF'nin indüksiyonundan kaynaklanan hata, termal gürültüden kaynaklanan hatalar, ölçüm mekanizmasının hareketli parçasının desteklerindeki sürtünmeden kaynaklanan hatalar, direnci ölçerken güvenilmez temastan kaynaklanan hatalar, manuel veya otomatik dengeleme vb. olan cihazların planlama eşiğinin etkisi.
Çarpımsal hataların nedenleri şunlar olabilir:
amplifikatör kazancının değiştirilmesi;
basınç göstergesi sensör membranının veya cihaz yayının sertliğinin ölçülmesi;
dijital voltmetrede vb. referans voltajının değiştirilmesi.

3
Bir cihazın doğruluk sınıfı, izin verilen (ana ve ek) hataların yanı sıra doğruluğu etkileyen diğer özelliklerin sınırlarının belirlediği cihazın genelleştirilmiş bir özelliğidir.

4
Mesaj kaynaklarından (mikrofon, televizyon kamerası, telemetri sensörü ve diğerleri) gelen sinyaller, kural olarak, bir radyo frekansı kanalı veya optik frekans aralığı üzerinden doğrudan iletilemez. Herhangi bir ortamda (atmosfer veya cam elyafı) etkili sinyal iletimi gerçekleştirmek için, sinyal spektrumunun düşük frekans bölgesinden yeterince yüksek frekans bölgesine aktarılması gerekir.
Spektrumun düşük frekanslardan yüksek frekanslara aktarılması işlemine modülasyon denir.
5

Kр=l/T  T=Kр∙l, burada T salınım periyodudur
Кр – tarama faktörü
l - uzunluk
T  8,55cm5(μs/cm) = 42,75 (μs)
f=1/T, salınım frekansı
Т=42,75(μs)=42,75〖10〗^(-6)(s)
f = 1/(42,75∙〖10〗^(-6))= 23391,8 (Hz) = 23,39 (kHz)