Наиболее распространены следующие методы измерения сопротивлений: методнепосредственного отсчетаприпомощи омметров, характеризуемый простотой процесса отсчета и широкими пределами измерений; мостовой метод, обеспечивающий малую погрешность измерений, а также методы амперметра и вольтметра.
Электромеханические омметры постоянного тока разделяются на две основные группы: последовательные (рис. 2.12) для измерения средних и больших сопротивлений (1 Ом и выше) и параллельные для измерений малых сопротивлений (рис. 2.13).
В качестве отсчетного устройства они имеют измеритель магнитоэлектрической системы, обычно с током полного отклонения 50-100 мкА. Шкалы омметров с последовательной схемой имеют отметку “0” справа (указатель измерителя устанавливается на отметку предельного отклонения при замкнутой кнопке SB) и отметку “¥“ - слева. Омметры с параллельной схемой имеют “0” слева, а “¥“ - справа. Переменный резистор Rш служит для установки “0” омметра (при замкнутой кнопке SB). Омметр градуируют по образцовым резисторам. Обычно погрешность омметров при измерении на рабочем участке шкалы составляет 4-10 %; на начальном и конечном участках погрешности значительно возрастают.
Мостовые методы позволяют осуществлять наиболее точные измерения сопротивлений. Три плеча моста (рис. 2.14) образуют образцовые комплексные сопротивления Z 1, Z 2 и Z 3 (конденсаторы, катушки индуктивности), а четвертое - измеряемое сопротивление Z x. Баланс моста (ток в измерителе PA отсутствует) наступает, если
.
Баланса добиваются изменением одного из образцовых сопротивлений, например Z 3. Если при измерении активных сопротивлений (Rx) мост питается постоянным напряжением Uп, в качестве индикатора баланса используют гальванометр магнитоэлектрической системы, а плечи моста образуют образцовыми резисторами. При этом:
.
Если питать мост переменным напряжением, то индикатором баланса может быть головной телефон или милливольтметр переменного тока.
Достоинство мостовых методов заключается в том, что измерения можно производить при малых значениях силы тока в цепи.
При измерении сопротивления методом амперметра-вольтметра (рис. 2.15) используется закон Ома для участка цепи. Измерив силу тока I x и падение напряжения U x на резисторе, неизвестное сопротивление находят по формуле:
.
Для определения сопротивления Rx методом вольтметров (рис. 2.16) нужно вольтметрами (милливольтметрами) измерить падение напряжения U 0 на образцовом резисторе R0 и U x на измеряемом Rx. Тогда:
.
Необходимое напряжение источника вычисляется по закону Ома в соответствии с сопротивлением R0, пределом измерения вольтметра и предполагаемым сопротивлением резистора Rx. Наивысшая точность измерения может быть получена, если R0 » Rx. Точность измерения сопротивления Rx зависит также от класса точности вольтметра и образцового резистора. Необходимо соблюдение условий: Rвх>>R0 и Rвх>>Rx, так как погрешность измерения уменьшается с увеличением входного сопротивления вольтметра Rвх.
|
Для определения сопротивления R x методом амперметров (рис. 2.17) нужно амперметрами (миллиамперметрами) PA1 и PA2 измерить силу тока I 0 в цепи образцового резистора R0 и I x в цепи измеряемого сопротивления Rx. Если пренебречь внутренними сопротивлениями амперметров, которые обычно очень малы, падение напряжения на резисторах одинаковое:
и 
.
Отсюда:
.
Сила тока в цепях определяется пределами измерения амперметров и можно регулировать с помощью регулятора тока R.