Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет измерение сопротивлений

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по курсу «Метрология, стандартизация, сертификация»

для студентов специальностей 18.05.00 и 10.04.00

Одобрено редакционно-издательским советом

Саратовского государственного технического университета.

Саратов 2004

Цель работы:

Изучить

I) методику измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра,

2) методику измерения сопротивлений одинарным мостом,

3) методы оценки точности результатов измерения с помощью вероятностных характеристик.

Основные понятия

Одним из важнейших параметров электрической цепи является ее сопротивление. Известен целый ряд методов измерения сопротивления, а приборостроительная промышленность выпускает довольно широкий ассортимент средств измерения сопротивления.

Диапазон измеряемых на практике сопротивлений широк (от 10^-8 до 10¹⁵ Ом) и его условно делят по значениям сопротивлений на три большие группы:

- малые - до 10 Ом,

- средние - от 10 Ом до 1 МОм

-большие - свыше 1 МОм.

В процессе измерения сопротивление преобразуется активную электрическую величину, значение которой затем измеряется.

При измерении малых сопротивлений, например, обмоток трансформаторов или коротких проводов, на результате измерений влияет сопротивление соединительных проводов, контактов, контактные термо - ЭДС.

При измерении больших сопротивлений, например, изолирующих материалов или изделий из них,. необходимо считаться с объемным и поверхностным сопротивлениями, учитывать влияние влажности, температуры. Измерение сопротивления жидких проводников или проводников высокой влажности проводится только на переменном токе, т.к. при измерении на постоянном токе появляются значительные погрешности, связанные с электролизом.

При измерении сравнительно низкоомных сопротивлений следует обратить внимание на устранение влияния сопротивления соединительных проводов и контактов на результат измерения.

На рис. 1 показана схема соединений при измерении сопротивления R_x короткого проводника. Последний подключается к источнику тока I посредством двух соединительных проводников с собственных сопротивлением R_n. В местах соединения этих проводников с измеряемым сопротивлением образуются переходные сопротивления контактов R_k значения которых зависят от материала, частоты поверхности, форт наконечников соединительных проводов, силы сжатия.

Рис. 1. Схема соединения при измерении сопротивления

короткого проводника

Если в качестве измеряемого напряжения использовать U₁₁, то результатом измерения будет полное сопротивление цепи:

R₁₁=U₁₁/I = R_x+2(R_n+R_k),

Т. е., появляется погрешность, относительное значение которой

Если соединительные проводники выполнены коротким медным проводом сечением в несколько мм², а контактные сопротивления имеют чистую и хорошо сжатую поверхность, то можно принять 2(R_n +R_k)=0,01 Ом, Но даже а этом случае погрешность велика: при измерении R_x= 0,1 Ом, δ≈10%.

Если в качестве измеряемого напряжения выбрать U₃₃ , то результат измерения будет свободен от R_n и R_k:

R₃₃=U₃₃ /I=R_k

Такую схему измерения низкоомных сопротивление называют четырёхзажимной: зажимы 2-2' (токовые) для подвода тока, зажимы 3-3' (потенциальные)- для съема напряжения с R_х. Применение 2^х пар зажимов - токовых и потенциальных является основным приемом для устранения влияния соединительных проводов и переходных сопротивление на результат измерения малых сопротивления

Другой причиной возникновения погрешности при измерении низкоомных сопротивлений является появления термо-ЭДС потенциальных зажимов, которая может достигать сотен микровольт. Методы устранения погрешности заключаются в выравнивании температур потенциальных зажимов или в проведении двух измерений при равных направлениях тока.

При измерении высокоомных сопротивлений необходимо считаться с сопротивлением изоляции, а также учитывать, что сопротивление объекта может зависеть от значения приложенного напряжения, длительности его воздействия и полярности, а также от температуры и влажности окружающей среды.

Измерение сопротивления электрической цепи постоянного току на практике производится наиболее часто методом амперметра и вольтметра, мостовым или логометрическим методом.