Измерение тока и напряжения

Омметры

Показывающие приборы, служащие для непосредственного измерения электрического сопротивления, называются омметрами. В качестве измерительного механизма в таких приборах обычно используются магнитоэлектрические системы. Диапазон измеряемых величин определяется конструкцией и электрической схемой омметра, и в зависимости от этого появляются приставки "кило", "мега", "тера".

По принципу действия омметры подразделяются на две группы: омметры, показания которых зависят от напряжения источника питания, и омметры, показания которых не зависят от него. Кроме того, для измерения больших сопротивлений применяются электронные омметры.

Омметры первой группы содержат однорамочный магнитоэлектрический механизм (миллиамперметр), а второй группы – логометр магнитоэлектрической системы, подвижная часть которого обычно содержит две рамки (катушки).

Однорамочные омметры.

На рисунке 6.4 рис. 6.4 приведены схемы омметров с последовательным и параллельным соединением подвижной катушки (рамки) магнитоэлектрического измерительного механизма М измеряемым сопротивлением R_X.

Рис. 6.4. Схемы однорамочных омметров

Омметры с последовательным включением R_X обычно измеряют большие сопротивления (килоомы, мегаомы), а параллельным – малые (от долей ома до килоом).

Использование аккумуляторных или гальванических батарей позволяет изготавливать омметры в виде переносных приборов. Точность таких приборов 1,5 – 2,5 %.

Двухрамочные омметры.

В качестве измерительного механизма в таких омметрах используется логометр.

Схемы омметров с логометрами показаны на рисунке 6.5 рис. 6.5.

Рис. 6.5. Схемы омметров с логометрами

(r₁ и r₂ – сопротивления рамок логомера; R₁ и R₂ – постоянно включенные резисторы; I₁ и I₂ – токи в рамках логометра, отношение которых зависит от измеряемого сопротивления R_X)

При последовательном соединении R_X с рамкой логометра измеряют большие сопротивления (10⁸ - 10¹⁰ Ом); такую схему имеют мегаомметры, предназначенные для измерения сопротивления изоляции. В приборах такого типа в качестве источника используется генератор постоянного тока с ручным приводом, обеспечивающим измерительную схему необходимым напряжением (100, 500, 1000, 2000 и 2500 В).

При измерении малых сопротивлений измеряемое сопротивление включают параллельно логометру. Для расширения диапазона измерения омметра в одном приборе объединяют обе схемы и с помощью специального переключателя в зависимости от значения измеряемого сопротивления соединяют его либо последовательно, либо параллельно с рамкой логометра.

Электронные тераомметры.

Для измерения очень больших сопротивлений (от 10⁸ Ом и больше) применяют электронные тераомметры. Измеряемое сопротивление после подключения его к зажимам прибора последовательно соединяется с образцовым резистором R₀ и образует вместе с ним делитель напряжения. К этому делителю подводится определенное, постоянное по величине напряжение U. Падение напряжения U0 на резисторе R₀ измеряется электронным вольтметром, шкала измерительного механизма градуируется в омах. Это возможно потому, что ток, протекающий через R_X и R₀, зависит от R_X (при U=const ).

Точность измерения сопротивления тераомметром зависит от точности изготовления и стабильности работы образцового резистора, от стабильности питающего напряжения U и от точности электронного вольтметра.

Переносные тераомметры изготавливают многопредельными, имеющими набор образцовых сопротивлений (десятки и сотни мегомов): для каждого предела измерения с помощью специального переключателя в цепь делителя вводится определенное значение образцового сопротивления. Погрешность измерения тераомметров колеблется в пределах 1,5 - 15 % в зависимости от значения измеряемого сопротивления.

Контрольные вопросы

1. На каком принципе основана работа электронных вольтметров?
2. Чем определяется входное сопротивление электронного вольтметра?
3. Как изменяется входное сопротивление электронного вольтметра при изменении частоты измеряемого напряжения?
4. Что такое омметры и на какие группы они подразделяются?
5. Расскажите про группы омметров.