6. Проектне рішення та розрахунок приладу для вимірювання опору

Методи вимірювання опору і потужності залежно від способу отримання результату діляться на прямі і непрямі. При прямому методі опір або потужність визначаються безпосередньо по шкалі вимірювального приладу, при непрямих - шляхом підрахунку за наслідками вимірювання струму і напруги.

Для вимірювання опору частіше всього застосовують омметри, виконані на вимірювальних механізмах різних систем по схемі логометра - приладу, в якому відсутній механічний пристрій для створення протидіючого моменту.

Магнітоелектричний логометр (рис. 2) (додаток 2) складається з двох котушок, закріплених на одній осі під кутом 90° і жорстко пов'язаних одна з іншою. Кут відхилення покажчика пропорційний відношенню струмів або відношенню опорів

де k_φ - коефіцієнт пропорційності, котрий визначається границею виміру шкали, R_p₁і R_p₁ – опори котушок вимірюваного механізму, R₀ – опір граничного резистора

Мостові схеми можна використовувати для безпосереднього вимірювання опору. Найточніший метод - вимірювання опору за допомогою урівноваженого моста (рис. 3) (додаток 3), для чого підбирають зразковий резистор і добиваються рівноваги схеми, відповідної співвідношенню R_X=R₃R₂/R₄. В якості резистора R₃зазвичай використовують магазини опорів, котрі дозволяють набрати опір від 0,01 до 9999,99 Ом.

Метод амперметра і вольтметра, заснований на законі Ома (R=U/I), відноситься до непрямих методів визначення сопротивления. З урахуванням внутрішніх опорів вольтметра і амперметра розрахункові співвідношення для визначення опору зависят від схем підключення приладів (рис. 4) (додаток 4). На рис. 4, а) (додаток 4), а приведена схема включення двох приладів.

В залежності від положення перемикача опір становить

R_X = U/I - R_A(положення 1) R_X = (положення 2)

Де U та I - покази приладів; R_AтаR_V - їх внутрішній опір

На рис. 6, б) приведена схема включення одного вольтметра для визначення опору

R_X = R_V (U₁/U₂ - 1)

де U₁ та U₂ - покази вольтметра при положенні перемикача відповідно 1 і 2

На рис. 6, в) приведена схема включення одного амперметра.

R_X =

де І₁ та І₂ - покази амперметра при положенні перемикача відповідно 1 і 2

6.1 Визначити верхню межу та внутрішній опір амперметра та вольтметра (рис. 4, а) (додаток 4)

Вихідні дані:

Положення перемикача пол. 2

Напруга живлення U_жив=9В

Похибка визначення опору по відношенню до його показників не перевищує 1%

Вимірювання проводяться при температурі градуювання терморезистора

Розв'зання.

Межа вимірювання вольтметра повинна дорівнювати напрузі джерела, тобто U_В=6 В. Межу вимірювання струму необхідно вибрати по найменшому опору терморезистора, тобто при градуюванні 20. Найближча стандартна межа рівна І_А=500 мА. Внутрішні опори знаходимо, використовуючи співвідношення:

та