ELEKTROTEHNIKA IN MERITVE UI Metode merjenja upornosti Joe

ELEKTROTEHNIKA IN MERITVE U-I Metode merjenja upornosti Jože Lukanc

MERJENJE UPORNOSTI n Pri merjenju upornosti imamo na razpolago vrsto merilnih metod. Tako uporabljamo naslednje metode: Ø merjenje upornosti z merjenjem napetosti in toka, Ø primerjalne metode: primerjanje tokov skozi neznan Rx in znan upor Rn, Ø primerjanje padcev napetosti na neznanem Rx in znanem uporu Rn, Ø primerjanje upornosti v mostičnem vezju; Ø neposredno merjenje upornosti z ohmmetri, Ø merjenje velikih ohmskih upornosti. Ø

MERJENJE UPORNOSTI Z MERJENJEM NAPETOSTI IN TOKA n Ohmsko upornost lahko določimo zelo preprosto, če izmerimo tok I skozi neznani upor in padec napetosti U na uporu, ter s pomočjo ohmovega zakona izračunamo neznano upornost:

AMPERMETER PRED VOLTMETROM

AMPERMETER PRED VOLTMETROM n V tej vezavi kaže voltmeter pravo napetost za računanje upornosti , ampermeter pa kaže vsoto tokov skozi voltmeter in upor, torej napačen tok. n Tokovno napako lahko odpravimo le če je tok skozi upor veliko večji od toka skozi voltmeter I>>IV, kar velja le pri R<<RV. n Ta vezava je torej primerna za merjenje majhnih upornosti.

VOLTMETER PRED AMPERMETROM

MERJENJE UPORNOSTI S PRIMERJALNIMI METODAMI n Pri primerjalnih merilnih metodah sta vedno potrebni dve meritvi, pri čemer je pri prvi meritvi vklopljen primerjalni upor z znano upornostjo (etalon), pri drugi meritvi pa je vklopljen neznani upor. n Pri tem sta upora lahko priključena vzporedno (tokovna) ali zaporedno (napetostna).

NAPETOSTNA PRIMERJALNA METODA

NAPETOSTNA PRIMERJALNA METODA n Metoda je tem boljša čim manjša je poraba voltmetra, torej čim manjši tok teče skozi voltmeter. n To velja, če je upornost voltmetra velika proti upornosti, ki jo merimo. n Zato je metoda primerna za merjenje majhnih upornosti. n Zaradi natančnosti meritve naj bo upornost primerjalnega upora RN približno enakega velikostnega razreda kot upornost merjenega upora RX.

TOKOVNA PRIMERJALNA METODA

TOKOVNA PRIMERJALNA METODA n Metoda je tem boljša čim manjša je poraba ampermetra, torej čim manjši je padec napetosti na ampermetru. n To velja, če je upornost ampermetra majhna. n Zato je metoda primerna za merjenje velikih upornosti. n Zaradi natančnosti meritve naj bo upornost primerjalnega upora RN približno enakega velikostnega razreda kot upornost merjenega upora RX.

MERJENJE UPORNOSTI Z MOSTIČNIMI METODAMI n Pri merjenju upornosti z poznamo več mostičnih merilnih metod. Spoznali bomo samo 2 metodi: Ø Wheatstonov in Ø Thomsonov mostič

Wheatsonov mostič n Sestavljen je iz štirih uporov povezanih v mostič. Upornost RX je merjena upornost, R 1 in R 2 sta znani konstantni upornosti, RN pa je znana nastavljiva upornost, katere vrednost lahko direktno odčitamo. n Mostič je v ravnotežju takrat, ko skozi ničelni indikator ne teče noben tok (I 0 = 0). Takrat sta točki A in B na enakem potencialu (med njima ni napetosti). Ko je mostič v ravnotežju je I 0 = 0, I 1 = I 2 ter IX = IN, se tokovi pokrajšajo in dobimo:

Thomsonov mostič n Slaba stran Wheatstonovega mostiča je merjenje zelo majhnih upornosti (pod 1 ), kjer je skoraj neuporaben, ker upornosti vodnikov preveč vplivajo na meritev – to odpravlja Thomsonov mostič. n Z visokoohmskim delilnikom napetosti (R 3' in R 4') na vodniku med RX in R 2, kompenziramo upornost merilnih vodnikov. Postopek merjenja je podoben postopku z Wheatstonovim mostičem. Območje merjenja je med 1 n do 100 , kar omogoča merjenje krajših vodnikov in kontaktnih upornosti

Direktno merjenje upornosti n Direktno merjenje upornosti izvajamo z ohmmetri. n Napetost baterije v instrumentu požene skozi neznani upor RX nek tok. Če je upornost velika bo stekel skozi upor majhen tok in obratno. Zato lahko skalo ampermetra umerimo v ohmih ter direktno merimo upornost upora. Velja pogoj, da se napetost (baterije) ne spreminja. n Tak ohmmeter ima vrednost nič ohmov pri največjem odklonu kazalca (največjem toku), vrednost neskončno ohmov pa je na začetku skale (pri toku nič)

Merjenje z ohmmetrom n Pred začetkom merjenja je treba instrument umeriti s potenciometrom R tako, da pri kratko sklenjenih sponkah (RX = 0), instrument pokaže vrednost 0 na uporovni skali (maksimalni odklon). Ohmmeter z več merilnimi območji je izveden s preklapljanjem souporov k ampermetru.