12.10. Измерение сопротивлений

Омметрявляется прибором для измерения сопротивлений методом непосредственного отсчета, т. е. снабжен шкалой, градуированной в омах. В большинстве омметров применяется магнитоэлектрический измерительный механизм: для менее ответственных измерений — магнитоэлектрический механизм, в котором противодействующий момент создается пружинами, а для более ответственных измерений — магнитоэлектрический логометр.

В омметрах без логометра, предназначенных для измерения больших сопротивлений, измерительный механизм ИМ соединяется последовательно с объектом, сопротивление которого измеряется (рис. 12.26, а).

По закону Ома ток в цепи

где U — напряжение гальванической батареи (аккумулятора); r_х — измеряемое сопротивление; r_к — сопротивление катушки измерительного механизма; г_д — постоянное сопротивление добавочного резистора, помещенного внутри корпуса прибора.

При условии, что напряжение неизменно, прибор может быть проградуирован для непосредственного отсчета по его шкале значений, измеряемого сопротивления г_х. Нулевому значению тока соответствует» деление шкалы r_х = ∞, а нулевому значению r_х — значение тока I = U/ (rk + г_д). Для контроля источника питания у прибора есть ключ К, замыкающий накоротко выводы, к которым присоединяется элемент с сопротивлением r_х. При замкнутом контрольном ключе - стрелка измерительного механизма должна быть на нулевом делении шкалы сопротивлений (r_х = 0). Шкала у прибора с последовательным соединением весьма неравномерна.

Для измерения малых сопротивлений (порядка десятых долей ома) применяется параллельное соединение измерительного механизма с измеряемым объектом (рис. 12.26, б). В этом случае ток через измерительный механизм

При параллельном соединении нулевому значению сопротивления соответствует нулевое значение тока через измерительный механизм, а приr_х = ∞ ток наибольший: I = U/(r_к + r_д). Шкала сопротивлений также весьма неравномерная. При разомкнутом контрольном ключе К. стрелка должна быть на делении r_х = ∞.

Напряжение U источника уменьшается с течением времени; поэтому для корректирования работы прибора (в некоторых ограниченных пределах) омметры обоих типов снабжаются регулируемыми магнитными шунтами. Такой шунт представляет собой стальную пластинку, через которую проходит часть магнитного потока постоянного магнита измерительного механизма (рис. 12.27). Положение пластинки по отношению к постоянному магниту можно изменять поворотом винта, укрепленного на корпусе прибора. Таким способом изменяется магнитная индукция в воздушном зазоре прибора, а следовательно, и вращающий момент (12.2). Замкнув контрольный ключ К в цепи рис. 12.26, а, и разомкнув К в цепи рис. 12.26 б, следует до тех пор регулировать магнитный шунт, пока стрелка не станет на контрольное деление r_х = 0 у омметра с последовательным соединением или r_х = ∞. у омметра с параллельным соединением.

Основной недостаток омметров без логометра, помимо зависимости показаний от напряжения U, — малое значение этого напряжения, что особенно существенно при измерениях сопротивления изоляции. Последнее сильно зависит от напряжения; поэтому измерение сопротивления изоляции должно производиться при напряжении не меньшем, чем рабочее напряжение установки. Чтобы получить такое напряжение, в качестве источника применяются индукторы — маленькие магнитоэлектрические генераторы постоянного тока с ручным приводом. Номинальная ЭДС такого индуктора — от 100 до 2500 В.

Повышение напряжения источника питания увеличивает чувствительность измерения (омметры с индукторами обычно именуются мегаомметрами(Для измерения очень больших сопротивлений — порядка 10" Ом — применяются электронные тераомметры (1 тераом = 10¹² Ом)) в соответствии с пределами их рабочей шкалы). Так как ЗДС индуктора непостоянна — пропорциональна частоте вращения якоря, то измерительным механизмом в мегаомметрах обычно служит магнитоэлектрический логометр. Омметры с логометром изготовляются и при питании от сети переменного тока через выпрямитель.

На рис. 12.28 показаны две основные схемы соединений омметра с логометром и индуктором. По существу эти схемы аналогичны двум схемам рис. 12.26. В обеих схемах последовательно с одной из катушек логометра соединяется резистор с постоянным сопротивлениемr_д1. Вторая катушка логометра для измерения больших сопротивлений (рис. 12.28, а) соединяется через добавочный резистор с сопротивлением r_д2 последовательное объектом измеряемого сопротивления r_х, а у логометра для измерения малых сопротивлений (рис. 12.28, б) вторая катушка включается параллельно с объектом измеряемого сопротивления r_x. При изменении ЭДС Е индуктора вращающие моменты обеих катушек, направленные в противоположные стороны, изменяются одинаково, т. е. изменение ЭДС не влияет на отклонение подвижной части, которое зависит лишь от отношения сопротивлений цепей двух катушек прибора (12.7). Поэтому можно проградуировать шкалу прибора в единицах сопротивления.

В некоторых омметрах посредством переключателя один и тот же измерительный механизм соединяется последовательно или параллельно с объектом измеряемого сопротивления. Такой прибор имеет две шкалы — одну для больших сопротивлений (мегаомы) и вторую для относительно малых (килоомы).