Методы измерения электрического сопротивления

Методы термического анализа.

Для исследования химических реакций и превращений, происходящих под влиянием нагрева или охлаждения сплавов, применяется метод терми­ческого анализа и метод термогравиметрии.

1) Термическийметод анализа предназначен для обнаружения и опре­деления величины тепловых эффектов. Аппарат для термического анализа состоит из печи и термопары, помещенной, в образец. Регистрируется зави­симость изменения температуры от времени.

Термические кривые (простая - 1, дифференциальная - 2) эвтектоидной стали).

2)Более высокую чувствительность обеспечивае так называемый Дефференциальныйметод термического анализа.анализа.

Схема дифференциального термического анализаанализа состоит из трех термопар. Одна термопара служит для измерения температуры исследуемого образца. Две термопары включены по дифференциальной схеме, при этом одна термопара (или спай) помещена в эталонное вещество (ни­кель), не претерпевающее изменений под влиянием - тепла. Второй спай дифференциальной термопары помещен в исследуемый образец.

Схема дифференциальной термопары (а) и подводки термопар к образцу и эталону (б). При использовании такой схемы измерения температуры при нагреве печи равномерно повышается температура как образна, так и эталона до тех пор, пока в исследуемом металле не начнутся превращения. С этого момента изменение температуры исследуемого образца либо ускорится, либо замедлится в зависимости от того, сопровождается ли превращение выделением или поглощением тепла. По­казания дифференциальной термопары определяются величиной теплового эффекта процесса (график, кривая - 2).

Термогравиметрический анализ позволяет с большой точностью про­следить за изменением массы образца при нагреве и связать эти изменения с реакциями, происходящими в исследуемом веществе. Масса вещества измеряется автоматически на аналитических весах. По кривой термограви­метрического (ТГ) анализа можно проследить, за превращениями иссле­дуемого металла и произвести расчеты с определенным количеством про­дуктов реакции. Трудности оценки кривой ТГ привели к созданию диффе­ренциальной термографии. Кривая скорости изменения массы образна во времени (ДТП позволяет с большей надежностью судить о превращениях в и с ел еду е м о м м етал л е. Схема дериватографа. Совместные термический и термогравиметрический анализы осуществляются с помощью дериватографов.

1) Простейшим методом определения электрического сопротивления
является метод амперметра и вольтметра, при котором измеряют падение
напряжения в образце, через который пропускают ток (рис. 1).

Схема ампер метр-вольтметровой установки.

Метод позволяет определять малую
и среднюю величину сопротивления.
Образец X присоединяется в точках С и
D к источнику постоянного тока U: последовательно с ним включается амперметр (или миллиамперметр) А и регулировочное сопротивление R. Параллельно образцу X в его точках F и В подключается вольтметр (или милливольтметр) с внутренним сопро­тивлением G, измеряющий разность потенциалов U_FB. На основе показаний обоих приборов можно подсчитать сопротивление R_x на длине FB. По закону Ома: R_X= U_FB/I

Описанный способ применяется для измерения малых сопротивлений, если сопротивление прибора G велико (сотни или тысячи Ом) и если пере­ходными сопротивлениями в точках F и В, а также и сопротивлением со­единительных проводов можно пренебречь. Этим методом можно восполь­зоваться для измерения быстро изменяющегося электросопротивления, например в процессе отпуска стали, изотермического распада аустенита и т. п.. так как сравнительно просто может быть выполнена автоматическая запись изменения разности потенциалов и величины тока.

2) Прямое измерение электрического сопротивления можно производить мостовыми методами.

Одинарная мостовая схема Подбором сопротивлений R₁ и R₂ одинарного моста устанавливается равновесие токов в диагонали моста, тогда

R₁/R₂= R_x/R_n

Однако точно определить малые значения R_x (менее 1 Ом) нельзя, так как фактически определяется не R_x, а суммарное сопро­тивление между точками А и D. Оно складывается из сопротивления образ­ца R_x, сопротивления соединительных проводов, переходных сопротивле­ний (во-первых, в точках крепления соединительных проводов - А и D, во-вторых, в точках крепления образца К и L). Когда сопротивление R_x мало, может оказаться, что величина дополнительного сопротивления сравнима или даже больше R_x.

3) Значительно отличается от одинарного моста схема двойного моста
тем. что введена дополнительная параллельная ветвь. Двойной мост позволяет измерять сопротивления >10^-6 Ом.

4) Потенциометрический (компенсационный) метод. Метод позволяет
производить наиболее точные измерения. Образец с сопротивлением R_x
включают последовательно в цепь с эталонным сопротивлением R_n. С
помощью компенсатора сравнивают и компенсируют падения напряжения

на обоих сопротивлениях. Отсюда следует: R_x/R_n=U_x/U_n→ R_x= R_n U_x/ U_nРассмотренные методы определения электрического сопротивления не пригодны для изменения высоких значений сопротивления.

5) разряда конденсатора. Конденсатор заряженный до напряжения U емкостью С, разряжается через сопротивле­ние R_x Силу проходящего через сопротивление тока определяют по зако­ну Ома и по временным изменениям заряда конденсатора. Если токи I_o и I_t, соответственно измеряют во время t₀ и t, то искомое сопротивление можно определить по формуле:

R_x=(t-t₀)/C *lnI_t/I₀

Дата добавления: 2015-04-24