测量电阻

电阻是电气和电子工程中遇到的最基本的元素之一。的价值电阻在工程中,从很小的值,如a变压器绕组,对非常高的值,相同的绝缘电阻变压器绕组.虽然万用表工作相当好,如果我们需要一个粗略的电阻值,但准确的值,在非常低和非常高的值,我们需要特定的方法。在本文中,我们将讨论各种方法电阻测量.为了这个目的,我们把阻力分为三种
电阻

低电阻测量(<1Ω)

主要的问题是低阻测量值是测量仪器的接触电阻或铅电阻,但值小于测量的电阻和因此原因严重错误
因此,为了消除这一问题,用四个终端构造小值电阻。两个端子为电流端子,另外两个为电位端子。
下图为低阻施工。

低阻测量

当前的飞过当前终端c1和C2虽然潜在的终端v测量潜在的液滴1和V2.由此我们可以得出实验中电阻的V和I的值,如图所示。这种方法帮助我们排除了由电流端子引起的接触电阻,虽然电位端子的接触电阻仍然出现在图像中,但它在高电阻电位电路中只占很小的一部分,因此造成的误差可以忽略不计。

用于测量低电阻的方法有:-

  • 开尔文双桥法
  • 电位计方法
  • 导管欧姆表。

凯尔文的双桥

开尔文的双重桥是对simple的修改吗惠斯通电桥.下图是开尔文双桥电路图。
凯尔文的双桥
从上图中可以看出,有两组臂,一组是P、Q电阻,另一组是P、Q电阻。R为未知低电阻,S为标准电阻。这里r表示未知电阻与标准电阻之间的接触电阻,需要消除其影响。为了测量,我们使比率P/Q等于P/Q,因此是平衡的惠斯通电桥在电流计中形成零点偏转。因此,我们可以写一个平衡的桥

把eqn2代入1,用P/Q = P/Q,我们得到-

因此,我们可以看到,通过使用平衡的双臂,我们可以完全消除接触电阻,并由此造成的误差。为了消除热电动势引起的另一个误差,我们用电池连接反转,最后持有两种读数的平均值。该桥的电阻范围为0.1μΩ至1.0Ω。

微阻计欧姆计

它是一种机电仪表,用于测量低电阻。它由一个类似于a的永磁铁组成1仪器中间有两个线圈磁场由磁铁的两极创造。这两个线圈彼此成直角,可以绕公共轴自由旋转。下图显示了一个微阻计欧姆计并且测量未知电阻R所需的连接。
微阻计欧姆计
一个称为电流线圈的线圈,连接到电流端子C.1和C2,而另一个线圈叫,电压线圈连接到潜在端子V.1和V2.电压线圈承载的电流成比例电压下降通过R,产生的扭矩也一样。电流线圈携带电流成比例流过R的电流,因此是其转矩太。两个扭矩的作用方向相反,当两者相等时,指示器就停止工作。该仪器适用于100µΩ到5Ω范围内的抗性。

介质电阻测量(1Ω - 100kΩ)

以下是用于测量在1Ω - 100kΩ -范围内的电阻的方法

  • Ammeter-Voltmeter方法
  • 惠斯通桥方法
  • 代入法
  • 凯里-福斯特桥方法
  • 欧姆计方法

电流表电压表法

这是最原油和最简单的测量抗性方法。它使用一个电流表测量电流,I和一个电压表来测量电压,V和我们获得阻力的值

现在我们有两个可能的连接安培表电压表,如下图所示。
电流表电压表法
现在在图1中,电压表测量电压计的电压降,阻力未知,因此

因此,相对误差将是,

对于图2中的连接,电流表通过电压表和电阻测量电流之和。

相对误差是,

可以观察到,R的相对误差为零一种在第一种情况下= 0和RV.=∞第二种情况。现在问题展望了要使用的连接,在这种情况下。要找出这个,我们将等同于错误

因此,对于大于上式所给出的阻力,我们用第一种方法;对于小于上式所给出的阻力,我们用第二种方法。

惠斯通桥方法

这是测量研究中使用的最简单和最基本的桥接电路。它主要由四个抗性p,q;R和S.R是实验下的未知阻力,而S是标准电阻。P和Q被称为比率臂。EMF源在点A和B之间连接,而电流计连接在点C和D之间。
惠斯通电桥法
桥接电路总是基于零值检测的原理工作,即我们改变一个参数,直到检测器显示零,然后使用一个数学关系,以变化的参数和其他常数来确定未知数。这里也是标准电阻,S是变化的,以获得零偏转在电流计。这个零偏转意味着从c点到d点没有电流,这意味着c点和d点的电位是相同的。因此

将上述两个方程结合起来,我们得到了著名的方程-

代入法

下图为未知电阻r的测量电路图。S为标准可变电阻,r为调节电阻。
替代方法
首先,开关位于位置1的位置,并且通过不同的R来使电流表读取一定量的电流。注意到电流表读数的值。现在,开关移动到位置2,并且S变化,以便在初始情况下读取相同的电流表读数。提供电动机与位置1相同的S值的值是未知电阻R的值,只要EMF源在整个实验中具有恒定的值。

高阻测量(>100kΩ)

以下几乎是用于测量高电阻值的方法 -

  • 电荷损失法
  • 梅格格
  • MegoHM桥方法
  • 直接偏转法

我们通常利用非常少量的电流进行这种测量,但由于高电压产生的高阻力机会并不令人惊讶。由于这一点,我们遇到了几个其他问题,如 -

  1. 静电电荷可以积累在测量仪器上
  2. 泄漏电流与测量电流相当,可能会造成误差
  3. 绝缘电阻是这一类中最常见的一种;然而,电介质总是被建模为电阻器并联电容器.因此,在测量绝缘电阻(I.r.)的同时,电流包括组件并因此不获得电阻的真正值。电容分量虽然呈指数级,但仍然需要很长时间才能衰减。因此,i.r.的不同价值在不同的时间获得。
  4. 保护高田的精致仪器。

因此,为了解决我们使用保护电路的漏电流或电容电流的问题。保护电路的概念是绕过来自电流表的漏电流,以测量真正的电阻电流。下图显示了电压表和微电流表上的两个连接,以测量R,一个没有防护电路,一个带防护电路。
测量高电阻
在第一个电路中,微型安培计同时测量电容性和阻性电流,导致R值的误差,而在另一个电路中,微型安培计只读取阻性电流。

电荷损失法

在这种方法中,我们利用放电时的电压方程电容器求得未知电阻r的值。电路图如下所示,所涉及的方程为-
电荷损失法

然而,上述情况假设电容器没有漏电阻。因此,要考虑它,我们使用下图所示的电路。R.1为C的漏电电阻,R为未知电阻。
我们遵循相同的过程,但首先是开关S1关闭和接下来的开关1开放。对于第一个例子

对于第二种情况,开关打开我们得到

使用R1从上方的方程式,我们可以找到R'。

MegoHM桥方法

在这种方法中,我们使用著名的惠斯顿桥哲学,但以一种略微修改的方式。高电阻如下图所示。
电荷损失法
G是警卫站。现在我们也可以用邻图中的R表示这个电阻AG和RBG.是泄漏电阻。用于测量的电路如下图所示。
高阻桥
可以看出,我们实际得到的电阻是R和R的并联组合AG.尽管这只会导致非常轻微的错误。

梅格格

梅格格是电气工程师使用的最重要的测量装置之一,基本上仅用于测量绝缘电阻。它包括一个可以用手驱动的发电机或我们具有电子兆杯。在一个单独的文章中讨论了Megger的详情。

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