книги из ГПНТБ / Черкасов А.Л. Радиотовары учебник

Измерение сопротивления

Для измерения электрического сопротивления слу­ жит прибор — о мме т р . Величина измеряемого со­ противления указывается непосредственно на шкале, градуированной в омах. Омметр представляет собой вольтметр с вмонтированным в тот же ящик источни­ ком тока — сухой батареей — для измерения неболь­ ших сопротивлений, например изоляции.

Омметры весьма удобны в обращении, позволяют быстро и просто измерять сопротивления от десятых долей ома до сотен мегом. Недостаток этих прибо­ ров — невысокая точность.

Измерить сопротивление можно косвенным путем. По вольтметру и амперметру определяют величины падения напряжения на измеряемом сопротивлении и ток, протекающий по нему, затем по закону Ома вычисляют сопротивление

В радиотехнической практике широко применяют

бой компактные переносные приборы, заменяющие несколько приборов, необходимых при налаживании и ремонте радиоаппаратуры. Авометры предназна­ чены для измерения токов, напряжений и электриче­ ских сопротивлений. Прибор позволяет измерять ве­ личину постоянного тока, напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока низких частот, электрическое сопротивление. Для каждого вида ра­ боты установлены пределы, определяющие возмож­ ность измерения как малых, так и больших электри­ ческих величин. Промышленность выпускает не­ сколько разновидностей авометров: ТТ-1, ТТ-2, Ц-20. Наибольшее распространение получил авометр типа

рений. Каждое из остальных гнезд соответствует обо­ значенному возле него пределу измерений и присо­ единяется к цепи только при работе на этом пределе.

40

Цепи омметра при измерениях до 5 иОм питаются от двух элементов ФБС-0,25, до 500 кОм — дополни­ тельно от батареи КБС-0,35 или трех элементов ба­ тареи БАС-80, соединенных последовательно. Авометр Ц-20 позволяет производить измерение величины по­ стоянного тока 0,3 — 3 — 30 — 300 — 750 мА, напряже­ ния постоянного тока 1,5 — 6-— 30 — 120 — 600 В, на­ пряжения переменного тока 7,5 — 30 — 150 — 600 В, сопротивлений 500 — 5000 — 500 000 Ом. Погрешность измерения величины постоянного тока и напряжения постоянного и переменного тока не превышает ±4% , сопротивлений — ±2,5% .

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

К числу важнейших эксплуатационных показате­ лей качества электроизмерительных приборов отно­ сят: собственное потребление энергии, влияние темпе­ ратуры, влияние внешних магнитных и электрических полей, перегрузочную способность.

Включение измерительного прибора в той или иной степени изменяет режим работы схемы. Напри­ мер, при включении амперметра увеличивается со­ противление цепи, при включении вольтметра увели­ чивается общая проводимость. Это нежелательное влияние прибора на схему, в которую он включается, быстро возрастает с увеличением отношения мощно­ сти, необходимой для приведения прибора в действие, к общей мощности, потребляемой исследуемой цепью.

При изменении температуры окружающего воздуха показания прибора несколько меняются. Изменение показаний приборов нормального исполнения при из­ менении температуры окружающего воздуха на 10° С не должно превышать допустимых значений основной погрешности для приборов данного класса1.

Все показывающие электроизмерительные прибо­ ры, за исключением приборов тепловой и электроста­ тической систем, подвержены влиянию внешних маг­ нитных полей. По степени защищенности от влияния внешних магнитных полей приборы подразделяют на две категории, обозначаемые на шкалах приборов римскими цифрами I и II в квадратиках.

1 ГОСТ 1845-59.

41

Показания приборов электростатической системы могут изменяться под влиянием внешних электриче­ ских полей.

Для обеспечения надежности работы электроизме­ рительных приборов (ГОСТ 1845—59) они должны выдерживать в течение 2 часов без всяких поврежде­ ний нагрузку в 120% от номинальной. Амперметры должны выдерживать без повреждения девять ударов током, десятикратным номинальному, продолжитель­ ностью 0,5 секунд каждый с интервалом в 1 минуту между ними, и один удар током, десятикратным но­ минальному, продолжительностью 5 секунд.

Кроме того, качество электроизмерительных при­ боров оценивается градуировочной и основной по­ грешностями, вариацией, сопротивлением изоляции и классом точности.

Градуировочной погрешностью оценивается тща­ тельность изготовления шкалы и точность регули­ ровки измерительного механизма и измерительной си­ стемы. Знание градуировочной погрешности позволяет вводить поправки в показания прибора, исключая та­ ким путем систематическую погрешность из резуль­ татов измерений.

Вариация дает представление о возможных значе­ ниях случайной погрешности прибора.

Основная погрешность показывает возможное зна­ чение общей погрешности прибора при нормальных условиях.

В зависимости от характера и целей измерения тре­ буется различная точность результата. Чтобы зара­ нее была известна возможная погрешность измере­ ния, на циферблатах приборов указывают класс его точности. Существуют восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Число, обозначающее класс, равно наибольшему допустимому значению ос­ новной погрешности, которая выражается следующим образом: в процентах от конечного значения рабочей части шкалы (для приборов с односторонней шка­ лой); в процентах от разности конечного и началь­ ного значений рабочей части шкалы (для приборов с двусторонней шкалой); в процентах от длины ра­ бочей части шкалы (для приборов с логарифмиче­ скими или степенными шкалами).

42

Глава 3

ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ РАДИОАППАРАТУРЫ

РЕЗИСТОРЫ (СОПРОТИВЛЕНИЯ)

Резистором называется .прибор, служащий для по­ лучения необходимых величин тока или напряжения в определенных участках электрической цепи. В соот­ ветствии с действующими государственными стандар­ тами СССР электрическим сопротивлениям как ра­ диодеталям присвоено название резисторы. Это сде­ лано для того, чтобы различать «сопротивление» как изделие и «сопротивление» как физическое свойство, электрическую величину.

Классификация, ассортимент и параметры резисторов

Резисторы классифицируют: по типам (конструк­ ции) — на постоянные и переменные; по роду матери­ ала, из которого изготовлены токопроводящие части резистора,— на непроволочные и проволочные; по но­ минальной мощности рассеяния; по номинальной величине электрического сопротивления; по наиболь­ шему допускаемому отклонению действительной вели­ чины сопротивления от номинальной.

Резисторы,величину сопротивления которых нель­

ратуре осуществляют различные регулировки путем

поворота подвижного контакта:

44

потенциометры типа А, у которых сопротивление изменяется пропорционально углу поворота оси под­ вижного контакта;

потенциометры типа Б, у которых сопротивление изменяется по логарифмической кривой — вначале относительно быстро, а затем медленнее;

потенциометры типа В, у которых сопротивление изменяется обратно логарифмической кривой — вна­ чале относительно медленно, а затем быстро (рис. 17).

По основному конструк­ тивному признаку непрово­ лочные резисторы подразде­ ляют на пленочные и объем­ ные.

В бытовой радиоаппара­ туре наибольшее распрост­ ранение получили непрово­ лочные пленочные резисто­ ры, обладающие линейной вольтамперной характери­ стикой (ток, протекающий через резистор, пропорцио­ нален приложенному к нему напряжению, сопротивление его мало зависит от темпе­ ратуры и других внешних воздействий).

Кроме того, в радиоаппа­ ратуре применяют следую­

щие непроволочные нелинейные резисторы: варисторы, сопротивление которых сильно изме­

няется при изменении приложенного к ним напря­ жения;

термисторы, сопротивление которых резко изме­ няется при изменениях температуры и напряжения; фоторезисторы, сопротивление которых уменьша­ ется под действием лучистой энергии и напряжения. Условное графическое изображение резисторов

показано на рис. 18.

Резисторы характеризуются величиной номиналь­ ного сопротивления, мощностью рассеяния, величиной отклонения от номинального сопротивления, предель­

45

ным напряжением, при котором они работают, темпе­ ратурным коэффициентом сопротивления, собствен­ ными шумами и влагоустойчивостью.

В е л и ч и н а н о м и н а л ь н о г о с о п р о т и в л е ­ ния указывается в омах, килоомах и мегомах. Для переменного резистора это сопротивление между его крайними выводами.

М о щ н о с т ь р а с с е я н и я показывает количество тепла, выделяемого на резисторе при прохождении

Рнс. 18. Условные графические изображения . резисторов:

1 — общее обозначение постоянного резистора; 2 — постоянный резистор с отводом; 3, 4 — общее обо­ значение переменного резистора; 5 — переменный ре­ зистор с ручкой управления на передней панели при­ бора (аппарата); б — то же на боковой или задней стенке; 7 —регулируемый резистор (например, с при­ менением отвертки), подстроечный резистор; 8 — тож е без указания способа регулирования; 9 — варнстор; 10 — терморезнстор (термистор); // — фоторезнстор

через него тока. Чем больше сопротивление резисто­

ра R и сила тока I, тем большая мощность Р нагрева-

у2

ет резистор; при этом P = I 2-R или Р = -^~. Приоб­

ретаемое резистором тепло рассеивается в окружа­ ющее пространство.

Н о м и н а л ь н о й м о щ н о с т ь ю рассеяния резис­ тора называют предельную мощность тока, при кото­ рой резистор может длительное время надежно ра­ ботать. Ее измеряют в ваттах и указывают в марки­ ровке резистора. Например, номинальная мощность

46

рассеяния резистора ВС-0,25 равна 0,25 Вт. Услов­ ное обозначение номинальных мощностей рассеяния резисторов показано на рис. 19.

О т к л о н е н и я от н о м и н а л ь н о й в е л и ч и н.ы с о п р о т и в л е н и я характеризуют класс точности резисторов. Постоянные резисторы широкого приме­ нения изготовляют с отклонением ±5% (I класс), ±10% (Н класс), ±20% (III класс). Переменные непроволочные резисторы изготовляют с наиболь­ шими допускаемыми отклонениями от номинала (±20, ±25 и ± 3 0 % ),которые в маркировке не отражаются.

Рис. 19. Условные обозначения номинальных мощностей рассеяния резисторов

лением R b (Ом), вычисляют по формуле

и = у т т и:

Электрическое сопротивление резисторов изменя­ ется при изменениях температуры. Величину, харак­ теризующую относительное изменение сопротивления при изменении температуры на 1°С, называют темпе­ ратурным коэффициентом сопротивления (ТКС); обоз­ начают его греческой буквой а. ТКС в зависимости от материала токопроводящей части резистора может быть положительным или отрицательным, т. е. с повы­ шением температуры сопротивление резистора может повышаться ( + )* или понижаться (—).

Вследствие того что контакты между отдельными мелкими частицами, составляющими токопроводящий материал непроволочных резисторов, непостоянны, проходящий по такому резистору электрический ток

47

также непрерывно и беспорядочно изменяется по ве­ личине. Л это в свою очередь приводит к тому, что на концах резистора возникает переменная ЭДС (ЭДС шума), которая, попадая в усилительные каскады, усиливается вместе с полезным сигналом. Шумы оцениваются по величине возникающей переменной ЭДС на выводах резистора, отнесенной к 1 вольту напряжения постоянного тока, приложенного к резис­ тору. По величине ЭДС шума непроволочные постоян­ ные резисторы разделяются на две группы: группа А — с ЭДС не более 1 мкВ/В; группа Б — с ЭДС не более 5 мкВ/В. Группа по ЭДС шумов обозначается на теле резистора только в том случае, когда он соот­ ветствует группе А.

Постоянные непроволочные резисторы

Непроволочный пленочный резистор представляет собой цилиндрический керамический стержень (или трубку), на поверхность которого нанесен тонкий слой материала с малой электропроводностью. .На концы стержня надеты латунные луженые или посе­ ребренные хомутики с ленточными «хвостами» из того же материала или колпачки с проволочными медными выводами. Стержень вместе с хомутиками и колпач­ ками покрывается влагостойкой эмалью.

Р е з и с т о р ы т ипа ВС (высокостабильные) име­ ют токопроводящий слой из углерода толщиной, рав­ ной тысячным — десятым долям микрона (рис. 20, 1,2). На всю глубину слоя углерода прорезана спи­ ральная канавка, превращающая этот слой в ленточ­ ную спираль. Вследствие этого путь тока от одного конца стержня к другому удлиняется. Чем тоньше слой углерода и больше витков в спирали, тем больше получается сопротивление резистора.

Наиболее распространены резисторы ВС, рассчи­ танные на мощности 0,25, 0,5, 1 и 2 Вт, с величиной номинального сопротивления от 27 Ом до 10 МОм и рабочим напряжением от 350 до 1000 В.

Р е з и с т о р ы т и п о в МЛТ (рис. 20,5) и МТ (ме­ таллизированные лакированные теплостойкие) пред­ ставляют собой керамическую трубку, на поверхность которой нанесен слой специального сплава толщиной

48