Измерение сопротивлений

Встречающиеся в электротехнике резисторы по значению их сопротивлений можно условно разделить на малые (до 1 Ом), средние (от 1 до 10 Ом) и большие (свыше 10 Ом). В зависимости от значения измеряемого сопротивления используются различные средства и методы измерения.

Измерение сопротивлений амперметром и вольтметром. Наиболее просто сопротивление резисторов можно измерить с помощью амперметра и вольтметра. Применяются две схемы включения приборов, указанные на рисунке 37а и 37б.

Рис. 37. Измерение небольших (а), средних и больших (б) сопротивлений амперметром и вольтметром; измерение сопротивлений омметром (в)

Анализ этих схем с помощью уравнений Кирхгофа показывает, что для получения более точных результатов при измерении средних и больших сопротивлений следует применять схему (рис. 37б), а при измерении небольших сопротивлений – другую схему (рис. 37а). Искомое сопротивление определяется по формуле:

r_x = U / I,

где U и I – показания приборов.

Измерение сопротивлений омметром. Для непосредственного измерения сопротивления резисторов применяют омметр, состоящий из магнитоэлектрического миллиамперметра, последовательно с обмоткой которого r _a включается добавочный резистор r _д и источник питания (батарея) с ЭДС Е и внутренним сопротивлением r ₀ (рис. 37в).

При постоянстве ЭДС Е показание прибора зависит только от r_x: каждому значению измеряемого сопротивления соответствует определенное значение тока I_x в цепи:

Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах.

Из‑за того что ЭДС Е источника питания может изменяться в процессе эксплуатации прибора, значение тока неоднозначно определяет измеряемую величину.

На практике применяют омметры, в которых отклонение стрелки не зависит от значения ЭДС (напряжения) источника питания. В качестве измерительного механизма здесь используется логометр – прибор, у которого отсутствует механическое устройство для создания противодействующего момента. В логометре равновесное положение подвижной системы определяется отношением токов в двух подвижных и жестко связанных между собой обмотках – рамках.

Для измерения больших сопротивлений (например, сопротивления изоляции проводов) служит мегаомметр. Он отличается от омметра тем, что в качестве источника питания здесь используется магнитоэлектрический генератор, приводимый во вращение рукой. ЭДС генератора достигает довольно высоких значений (500–2000 В), благодаря чему мегаомметром можно приближенно измерять сопротивления, исчисляемые мегаОмами (МОм).

33. ЭЛЕКТРОННО‑ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Электронно(лучевой осциллограф используется для визуального наблюдения и регистрации формы и параметров электрических сигналов в диапазоне частот от постоянного тока до десятков мегагерц.

Функциональная схема электронно(лучевого осциллографа приведена на рисунке 38. Основным узлом осциллографа является вакуумная электронно(лучевая трубка ЭЛТ, которая преобразует электрические сигналы в световое изображение. Катод 2, подогреваемый нитью накала 1, является источником свободных электронов, которые формируются в электронный луч и фокусируются первым анодом 4 на экране 8 ЭЛТ. Ускорение электронов луча осуществляется вторым анодом 5.

При соударении электронов с экраном 8 их кинетическая энергия преобразуется в световое излучение посредством катодолюминофоров, т. е. веществ, светящихся под действием бомбардировки их электронами.

Время послесвечения (после прекращения действия электронного луча) может составлять от 0,05 до 20 с и более.

Изменяя отрицательный потенциал электрода 3 по отношению к катоду, можно воздействовать на значение тока электронного луча, а следовательно, и на яркость свечения изображения на экране.

Рис. 38. Схема электронно(лучевого осцилографа

Управление лучом ЭЛТ осуществляется посредством трех каналов управления x, y, z, которые обеспечивают получение развернутого изображения исследуемого электрического сигнала в функции времени. Канал у осуществляет вертикальное отклонение луча по оси у системы координат и непосредственно связан с исследуемым сигналом. Канал x обеспечивает горизонтальное отклонение луча по оси времени x системы координат. Канал z управляет яркостью луча.

Для создания линейного масштаба по оси времени x необходимо равномерное перемещение электронного луча по горизонтали, что обеспечивается подачей на горизонтально отклоняющие пластины 7 ЭЛТ линейно нарастающего напряжения развертки.

Если при этом отсутствует напряжение на вертикально отклоняющих пластинах 6, на экране осциллографа появляется горизонтальная линия. При одновременной подаче исследуемого напряжения на пластины 6 и напряжения развертки на экране осциллографа появляется осциллограмма, дающая полное представление о форме, амплитуде, частоте исследуемого напряжения.

В канале x частота генератора развертки недостаточно стабильна. Для получения устойчивого изображения на экране осциллографа необходимо выполнение равенства:

T_x = nT_y,

где T_x – период напряжения развертки;

Т_y – период исследуемого напряжения;

n = 1, 2, 3….

Это равенство обеспечивается устройством синхронизации, которое «подстраивает» частоту генератора развертки под частоту исследуемого напряжения.

Если «подстройка» производится исследуемым сигналом, то она называется внутренней синхронизацией, если от какого(либо другого сигнала – внешней синхронизацией.

С целью определения масштаба осциллограмм по осям абсцисс и ординат в осциллографе предусмотрены калибраторы длительности и амплитуды.

Дата добавления: 2015-05-06