Značilnosti merjenja majhnih in velikih uporov

Odpornost je eden najpomembnejših parametrov električni tokokrogdoločanje delovanja katerega koli vezja ali napeljave.

Pridobivanje določenih vrednosti upora pri proizvodnji električnih strojev, aparatov, naprav med vgradnjo in obratovanjem električnih instalacij je predpogoj za zagotavljanje njihovega normalnega delovanja.

Nekateri upornosti ohranijo svojo vrednost praktično nespremenjene, medtem ko so drugi, nasprotno, zelo dovzetni za občasne spremembe, od temperature, vlage, mehanskih naporov itd. Zato tako pri proizvodnji električnih strojev, aparatov, naprav kot v Med namestitvijo je treba električne inštalacije neizogibno izmeriti upor.

Pogoji in zahteve za izvedbo meritev upora so zelo raznoliki. V nekaterih primerih je potrebna visoka natančnost, v drugih, nasprotno, dovolj je najti približno vrednost upora.

Odvisno od vrednosti električni upor so razdeljeni v tri skupine:

• 1 ohm in manj - nizek upor,

• od 1 ohma do 0,1 mohma - srednji upor,

• 0,1 Mohm in več — visoka upornost.

Pri merjenju nizkega upora je treba sprejeti ukrepe za odpravo vpliva na rezultat merjenja upora priključnih žic, kontaktov in termo-EMF.

Pri merjenju povprečnih uporov lahko zanemarite upore povezovalnih žic in kontaktov, lahko zanemarite vpliv izolacijske upornosti.

Pri merjenju visokih uporov je treba upoštevati prisotnost prostorninskega in površinskega upora, vpliv temperature, vlažnosti in drugih dejavnikov.

Merilne značilnosti nizkega upora

V skupino majhnih uporov spadajo: armaturna navitja električnih strojev, upornost ampermetrov, šantov, upornost navitij tokovnih transformatorjev, upornost kratkih vodnikov vodila itd.

Pri merjenju nizkih uporov morate vedno upoštevati možnost, da lahko upornost povezovalnih vodnikov in prehodni upor vpliva na rezultat meritve.

Upornost preskusnega kabla je 1 x 104 — 1 x 102 ohm, upor spoja — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

Pri prehodnih uporih oz kontaktni upor razumeti upore, na katere naleti električni tok pri prehodu iz ene žice v drugo.

Prehodni upor je odvisen od velikosti kontaktne površine, njene narave in stanja - gladka ali hrapava, čista ali umazana, pa tudi od gostote kontakta, sile pritiska itd.Razumejmo na primeru vpliv prehodnih uporov in uporov povezovalnih žic na rezultat meritve.

Na sl. 1 je diagram za merjenje upora z uporabo primerov ampermetra in voltmetra.

riž. 1. Napačen načrt ožičenja za merjenje nizkega upora z ampermetrom in voltmetrom.

Recimo zahtevani upor rx — 0,1 ohma in upor voltmetra rv = 500 ohmov. Ker sta povezana vzporedno, potem je rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, kar pomeni, da je tok v voltmetru 0,02 % toka v želenem uporu. Tako se lahko z natančnostjo 0,02% tok ampermetra šteje za enak toku v zahtevanem uporu.

Če delimo odčitke voltmetra, priključenega na točke 1, 1′ odčitka ampermetra, dobimo: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, kjer je r'x ugotovljena vrednost zahtevanega upora ; rpr je upor povezovalne žice; gk - kontaktni upor.

Ob upoštevanju rNS =rk = 0,01 ohm dobimo merilni rezultat r'x = 0,14 ohm, od koder je merilna napaka zaradi uporov povezovalnih žic in kontaktnih uporov enaka 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Treba je biti pozoren na dejstvo, da se z zmanjšanjem zahtevanega upora poveča merilna napaka zaradi zgoraj navedenih razlogov.

S priključitvijo voltmetra na tokovne klešče - točke 2 - 2 na sl.1, to je na tiste sponke z uporom rx, na katere so priključene žice tokovnega tokokroga, dobimo odčitek voltmetra U «v manj kot U'v iz količine padca napetosti v povezovalnih žicah in torej najdena vrednost želenega upora rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk bo vsebovala napako samo zaradi kontaktnih uporov.

S priključitvijo voltmetra, kot je prikazano na sl. 2, do potencialnih sponk, ki se nahajajo med trenutnimi, dobimo odčitke voltmetra U»'v je manjši od U«v velikosti padca napetosti na kontaktnih uporih, zato je ugotovljena vrednost zahtevanega upora r » 'x = U»v / Ia = rx

riž. 2. Pravilna povezovalna shema za merjenje majhnih uporov z ampermetrom in voltmetrom

Tako bo ugotovljena vrednost enaka dejanski vrednosti zahtevanega upora, saj bo voltmeter izmeril dejansko vrednost napetosti na zahtevanem uporu rx med njegovimi potencialnimi sponkami.

Uporaba dveh parov klešč, tokovnih in potencialnih, je glavna tehnika za odpravo vpliva upora povezovalnih žic in prehodnih uporov na rezultat merjenja majhnih uporov.

Značilnosti merjenja visokih uporov

Slabi tokovni vodniki in izolatorji imajo visoko odpornost. Pri merjenju upora žic z nizko električno prevodnostjoizolacijski materiali in izdelki iz njih morajo upoštevati dejavnike, ki lahko vplivajo na stopnjo njihove odpornosti.

Ti dejavniki vključujejo predvsem temperaturo, na primer prevodnost električnega kartona pri temperaturi 20 °C je 1,64 x 10-13 1 / ohm in pri temperaturi 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Tako je sprememba temperature za 20 °C povzročila 13-kratno spremembo upora (prevodnosti)!

Številke jasno kažejo, kako nevarno je podcenjevanje vpliva temperature na rezultate meritev. Podobno je zelo pomemben dejavnik, ki vpliva na velikost odpornosti, vsebnost vlage v preskusnem materialu in zraku.

Na vrednost upora lahko vpliva tudi vrsta toka, s katerim se izvaja preskus, velikost testirane napetosti, trajanje napetosti itd.

Pri merjenju upornosti izolacijskih materialov in izdelkov iz njih je treba upoštevati tudi možnost prehajanja toka po dveh poteh:

1) glede na prostornino preskušanega materiala,

2) na površini preskušanega materiala.

Sposobnost materiala, da na tak ali drugačen način prevaja električni tok, je označena z uporom, na katerega naleti tok v tej šali.

V skladu s tem obstajata dva pojma: prostorninska upornost, pripisana 1 cm3 materiala, in površinska upornost, pripisana 1 cm2 površine materiala.

Vzemimo primer za ilustracijo.

Pri merjenju izolacijske upornosti kabla z galvanometrom lahko pride do velikih napak zaradi dejstva, da lahko galvanometer meri (slika 3):

a) tok Iv, ki poteka od jedra kabla do njegovega kovinskega plašča skozi prostornino izolacije (tok Iv zaradi prostorninskega upora izolacije kabla označuje izolacijsko upornost kabla),

b) tok Prehaja od jedra kabla do njegovega plašča vzdolž površine izolacijske plasti (Ker površinski upor ni odvisen le od lastnosti izolacijskega materiala, ampak tudi od stanja njegove površine).

riž. 3. Površinski in volumski tok v kablu

Da bi odpravili vpliv prevodnih površin pri merjenju izolacijskega upora, je na plast izolacije nameščena tuljava žice (varnostni obroč), ki je povezana, kot je prikazano na sl. 4.

riž. 4. Shema za merjenje volumskega toka kabla

Potem bo tok Is prešel poleg galvanometra in ne bo vnesel napak v rezultate meritev.

Na sl. 5 je shematski diagram za določanje skupne upornosti izolacijskega materiala. — plošče A. Tukaj BB — elektrode, na katere se nanaša napetost U, G — galvanometer, ki meri tok zaradi prostorninskega upora plošče A, V — zaščitni obroč.

riž. 5. Merjenje prostorninskega upora trdnega dielektrika

Na sl. 6 je shematski diagram za določanje površinske odpornosti izolacijskega materiala (plošča A).

riž. 6. Merjenje površinskega upora trdnega dielektrika

Pri merjenju velikih uporov je treba resno paziti tudi na izolacijo same merilne instalacije, saj bo v nasprotnem primeru zaradi izolacijskega upora same instalacije skozi galvanometer stekel tok, kar bo povzročilo ustrezno napako pri meritvi.

Pred merjenjem je priporočljivo uporabiti zaščito ali preveriti izolacijo merilnega sistema.