Электрическое сопротивление - одна из важнейших характеристик электрической цепи. Для его измерения существует множество специальных приборов. В этой статье мы познакомимся с разновидностями приборов для измерения сопротивления, узнаем их названия и принцип работы. Эти знания помогут вам подобрать нужный прибор для конкретных задач и грамотно им пользоваться.
Общие сведения о приборах для измерения сопротивления
Электрическое сопротивление - это способность проводника противостоять прохождению электрического тока. Чем выше сопротивление, тем сложнее току пройти по проводнику. Сопротивление зависит от материала, длины и поперечного сечения проводника. Единицей измерения сопротивления является Ом. Также используются кратные единицы: килоом - 1 кОм = 1000 Ом; мегаом - 1 МОм = 1000000 Ом.
В электрических цепях очень важно знать величину сопротивления их отдельных элементов и участков. Поэтому для измерения сопротивления используются специальные приборы - омметры. В зависимости от принципа действия омметры делятся на магнитоэлектрические, электронные и цифровые.
Магнитоэлектрические омметры применяются для измерения сопротивлений от единиц до миллионов Ом. Электронные омметры используются для точных лабораторных измерений в широком диапазоне. Цифровые омметры удобны для быстрой диагностики неисправностей благодаря автоматическому выбору диапазона.
Магнитоэлектрические приборы
Магнитоэлектрический омметр работает по следующему принципу. Измеряемое сопротивление Rx включается последовательно с добавочным сопротивлением R0, источником постоянного напряжения U и магнитоэлектрическим микроамперметром. Сила тока в цепи определяется по формуле:
I = U/(R0 + Rx)
По показанию микроамперметра рассчитывается величина Rx. Шкала омметра нелинейная и обратная - максимальному сопротивлению соответствует нулевое отклонение стрелки. Перед работой прибор нужно откалибровать с помощью регулятора R0.
К достоинствам магнитоэлектрических омметров относятся простота устройства и независимость от элементов питания. Недостатки - нелинейность, необходимость предварительной калибровки, сложность считывания показаний. Такие приборы применяются для измерения сопротивлений до нескольких миллионов Ом.
Разновидности магнитоэлектрических омметров:
- Мегаомметры - для измерения сопротивлений от 1 до 1000 МОм
- Гигаомметры - до 100 000 МОм
- Тераомметры - до 100 000 000 МОм
Примеры приборов:
- "Мегаомметр Ф4108"
- "Гигаомметр Е6-24"
- "Тераомметр LOHM-1"
Электронные приборы
В основе электронных омметров лежит применение операционного усилителя для преобразования измеряемого сопротивления в пропорциональное напряжение. Измеряемое сопротивление Rx включается либо в цепь обратной связи, либо подается на вход операционного усилителя напрямую. В первом случае выходное напряжение Увых рассчитывается по формуле:
Увых = Увх * (1 + R2/Rx)
где R2 - обратная связь, Увх - входное напряжение.
При подключении Rx к входу омметра:
Увых = Rx * Ивх
где Ивх - входной ток операционного усилителя.
Электронные омметры обладают высокой точностью, широким диапазоном измерений и линейной шкалой. Недостатки - высокая стоимость и конструктивная сложность. Их используют в лабораториях для прецизионных работ.
Сравнение характеристик электронных омметров:
| Модель | Диапазон, Ом | Погрешность |
| RLC-836 | 0,01 - 1 М | 0,2% |
| MY-64 | 0,001 - 10 М | 0,1% |
| КСА-1 | 1 - 1 Г | 0,5% |
Цифровые приборы
Принцип действия цифровых омметров основан на автоматической балансировке мостовой измерительной схемы. Мост уравновешивается переключением прецизионных резисторов в его плечах под управлением цифровой схемы. Показания с высокой точностью отображаются на дисплее.
К достоинствам цифровых мультиметров относятся:
- Высокая точность измерений
- Широкий диапазон в автоматическом режиме
- Удобство считывания показаний
- Дополнительные функции (память, интерфейсы)
Недостатком является зависимость от элементов питания. Цифровые мультиметры широко используются для диагностики и ремонта радиоэлектронной аппаратуры.
Популярные модели:
- DT-838
- MAS-345
- UT-130
- М-890G
Для учебных целей лучше выбрать недорогой, но надежный прибор с основными функциями. Для профессиональной работы нужен мультиметр с расширенными возможностями измерений.
Правила безопасной работы
При работе с омметром следует соблюдать ряд мер предосторожности:
- Начинать с максимального предела измерений
- Использовать изолированные щупы
- Производить заземление прибора и объекта
- Регулярно поверять прибор
- Аккуратно хранить и транспортировать
Это позволит обезопасить себя от поражения электрическим током и получить правильные результаты измерений.
Порядок измерения сопротивления
Перед началом работы нужно выбрать подходящий предел измерения и установить его на приборе. Для магнитоэлектрических приборов также требуется предварительная калибровка.
При малых значениях сопротивления (до нескольких Ом) применяется метод Кельвина. Омметр и измеряемый объект включаются параллельно, измеряется падение напряжения:
При больших сопротивлениях используется последовательное соединение и мегаомметр:
Пошаговая инструкция проведения измерений:
- Подготовить прибор к работе
- Подключить омметр к объекту по схеме
- Установить требуемый предел измерений
- Снять показание прибора
- Рассчитать искомое значение сопротивления
Правильное выполнение этих действий гарантирует получение точного результата.
Области применения
Омметры широко применяются в различных областях:
- Измерение сопротивления резисторов, катушек индуктивности, дросселей, обмоток электродвигателей
- Диагностика обрывов и коротких замыканий в электрических цепях
- Контроль качества печатных плат
- Измерение сопротивления заземления
- Испытание изоляции кабелей и электрооборудования
- Мониторинг состояния контактов коммутационной аппаратуры
Таким образом, омметры являются незаменимым инструментом для специалистов в области электротехники и электроники. Правильный подбор и грамотное использование этих приборов позволяет быстро и точно производить измерение электрического сопротивления.
Рассмотрим более подробно процесс измерения сопротивления с помощью цифрового мультиметра.
Подготовка к измерению
Перед началом работы необходимо визуально осмотреть прибор и убедиться в отсутствии внешних повреждений. Затем следует проверить исправность встроенных предохранителей и заменить разряженные батарейки.
Далее выбирается нужный режим измерения сопротивления и устанавливается максимально возможный предел. Это позволит избежать выхода прибора из строя при ошибочном подключении к источнику напряжения.
Подключение прибора
Прибор для измерения электрического сопротивления называется омметром. Для измерения используют специальные изолированные щупы, входящие в комплект. Сопротивление щупов и переходных контактов должно быть минимальным.
Подключение выполняется по схеме: один щуп к одному выводу измеряемого сопротивления, второй - к другому выводу. При этом пальцы рук не должны касаться токопроводящих частей, чтобы не исказить результат.
Проведение измерения
После правильного подключения щупов считывается показание с дисплея прибора. Если значение превышает максимальный предел, то устанавливается следующий, меньший предел.
Измерение повторяется несколько раз, результаты усредняются. Это позволяет повысить точность за счет уменьшения случайной погрешности.
Полученное значение сопротивления сравнивается с паспортными данными, если известен номинал. Так проверяется исправность и соответствие параметров.
Обработка результатов
После завершения измерений результаты заносятся в протокол, журнал или базу данных. При необходимости выполняется математическая обработка и построение графиков.
Анализируются полученные данные, делаются выводы о техническом состоянии объекта. При обнаружении отклонений выявляются возможные причины и определяется дальнейший порядок действий.
Таким образом полное документирование процесса измерения позволяет эффективно использовать результаты для оценки работоспособности электрооборудования.
