Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Омметр. Как пользоваться омметром


Омметр - это... Что такое Омметр?

Омме́тр (Ом + др.-греч. μετρεω «измеряю») — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений.

Классификация и принцип действия

Классификация

Mark Super VII Quantum E-meter
  • По исполнению омметры подразделяются на щитовые, лабораторные и переносные
  • По принципу действия омметры бывают магнитоэлектрические — с магнитоэлектрическим измерителем или магнитоэлектрическим логометром (мегаомметры) и электронные — аналоговые или цифровые

Магнитоэлектрические омметры

Действие магнитоэлектрического омметра основано на измерении силы тока, протекающего через измеряемое сопротивление при постоянном напряжении источника питания. Для измерения сопротивлений от сотен ом до нескольких мегаом измеритель и измеряемое сопротивление rx включают последовательно. В этом случае сила тока I в измерителе и отклонение подвижной части прибора a пропорциональны: I = U/(r0 + rx), где U — напряжение источника питания; r0 — сопротивление измерителя. При малых значениях rx (до нескольких ом) измеритель и rx включают параллельно.

  • ПРИМЕРЫ: М419, М372, М41070/1

Логометрические мегаомметры

Мегаомметр М1101М Файл:Je6-13A.jpg

Тераомметр Е6-13А

Основой логометрических мегаометров является логометр, к плечам которого подключаются в разных комбинациях (в зависимости от предела измерения) образцовые внутренние резисторы и измеряемое сопротивление, показание логометра зависит от соотношения этих сопротивлений. В качестве источника высокого напряжения, необходимого для проведения измерений, в таких приборах обычно используется механический индуктор — электрогенератор с ручным приводом, в некоторых мегаомметрах вместо индуктора применяется полупроводниковый преобразователь напряжения.

  • ПРИМЕРЫ: ЭС0202, М4100

Аналоговые электронные омметры

Принцип действия электронных омметров основан на преобразовании измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение с помощью операционного усилителя. Измеряемый объект включается в цепь обратной связи (линейная шкала) или на вход усилителя.

  • ПРИМЕРЫ: Е6-13А, Ф4104-М1

Цифровые электронные омметры

Цифровой омметр Щ34 Микроомметр MOM600A

Цифровой омметр представляет собой измерительный мост с автоматическим уравновешиванием. Уравновешивание производится цифровым управляющим устройством методом подбора прецизионных резисторов в плечах моста, после чего измерительная информация с управляющего устройства подаётся на блок индикации.

  • ПРИМЕРЫ: ОА3201-1, Е6-23, Щ34

Измерения малых сопротивлений. Четырехпроводное подключение

При измерении малых сопротивлений может возникать дополнительная погрешность из-за влияния переходного сопротивления в точках подключения. Чтобы избежать этого применяют т. н. метод четырёхпроводного подключения. Сущность метода состоит в том, что используются две пары проводов: по одной паре на измеряемый объект подаётся заданный ток, с помощью другой пары производится измерение напряжения на объекте, пропорционального силе тока и обратно пропорционального сопротивлению объекта. Провода подсоединяются к выводам измеряемого двухполюсника таким образом, чтобы каждый из токовых проводов не касался непосредственно соответствующего ему провода напряжения, при этом получается, что переходные сопротивления в местах контактов не включаются в измерительную цепь.

Наименования и обозначения

Видовые наименования

  • Микроомметр — омметр с возможностью измерения очень малых сопротивлений (менее 1мОм)
  • Миллиомметр — омметр для измерения малых сопротивлений (единицы — сотни миллиом)
  • Мегаомметр (устар. мегомметр) — омметр для измерения больших сопротивлений (единицы — сотни мегаом)
  • Гигаомметр— омметр, позволяющий измерять сопротивления более 1 ГОм
  • Тераомметр — омметр для измерения очень больших сопротивлений (единицы — сотни тераом)
  • Измеритель сопротивления заземления — специальный омметр для измерения переходных сопротивлений в устройствах заземления

Обозначения

Омметры обозначаются либо в зависимости от системы (основного принципа действия), либо по ГОСТ 15094

  • Мхх — приборы магнитоэлектрической системы
  • Фхх, Щхх — приборы электронной системы
  • Е6-хх — измерители сопротивлений, маркировка по ГОСТ 15094

Основные нормируемые характеристики

Другие средства измерения сопротивлений

Измерение сопротивления по постоянному току

  • Измерительный мост — обеспечивает весьма высокую точность, но неудобен из-за необходимости ручного уравновешивания
  • Магазин сопротивлений, катушки электрического сопротивления — измерение производится методом сравнения, с помощью замещения измеряемого объекта
  • Мультиметр (тестер) — комбинированный прибор для измерения напряжения, силы тока и сопротивления

Измерение сопротивления по переменному току

  • Измеритель иммитанса — измерения сопротивления на частотах от десятков герц до нескольких мегагерц
  • Высокочастотный (векторный) измеритель импеданса — измерения сопротивления на частотах сотни килогерц — сотни мегагерц
  • Измеритель добротности — измерения сопротивления косвенным методом на частотах от 1 кГц до нескольких сотен мегагерц
  • Измеритель полных сопротивлений — измерения сопротивления нагрузки линии на частотах в десятки — сотни мегагерц
  • Измерительная линия — измерения сопротивления нагрузки линии на частотах в сотни — тысячи мегагерц

Литература и документация

Литература

  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л.:Энергоатомиздат, 1983
  • Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.:Сов. радио, 1979
  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л., 1973

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 22261—94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
  • ГОСТ 23706—93 (МЭК 51-6—84) «Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 6. Особые требования к омметрам (приборам для измерения полного сопротивления) и приборам для измерения активной проводимости»
  • ГОСТ 8.366—79 «Государственная система обеспечения единства измерений. Омметры цифровые. Методы и средства поверки»
  • ГОСТ 8.409—81 «Государственная система обеспечения единства измерений. Омметры. Методы и средства поверки»

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

Омметры

 

2.6. Омметры

 

В омметрах применен метод непосредственной оценки измеряемой величины, которая находится непосредственно по шкале, заранее проградуированной в соответствующих единицах, или считывается с электронного табло цифровых приборов. Простейшим омметром является электромеханический омметр с однорамочным измерительным механизмом. Он может быть выполнен по последовательной  или параллельной схемам. Омметр состоит из источника питания, измерительного механизма и переменного резистора.

Источником питания омметров подобного вида служит, как правило, батарея гальванических элементов. В качестве измерителя И используется однорамочный магнитоэлектрический измерительный механизм с добавочным сопротивлением Rд­ (примером такого измерительного механизма служит гальванометр магнитоэлектрической системы).

Рассмотрим сначала последовательную схему омметра (рис. 2.3а).

При включении в цепь резистора с неизвестным сопротивлением измеряется сила тока, которая обратно пропорциональна сопротивлению цепи. Сила тока, протекающего через измерительный механизм при разомкнутом ключе К, определяется выражением:

                                                                                                                  (2.11)                          

 

 

где Rи - сопротивление измерительного механизма, Rб - сопротивление батареи элементов, Rд – сопротивление добавочного резистора, Rx - измеряемое сопротивление.

С другой стороны, эта же сила тока равна:

I=KI*a,                                                   (2.12)

где КI - постоянная измерительного механизма по току,

 a - угол поворота подвижной части измерительного механизма.

Приравняв формулы (2.11) и (2.12), найдем a:

             

                                                                                                                          (2.13)

 

При постоянных значениях U, KI, Rб, R­и и Rд угол поворота измерительного механизма a определяется значением измеряемого сопротивления Rx, то есть шкала прибора может быть проградуирована в единицах сопротивления. Из формулы для a следует, что шкала у омметра неравномерная.

 

 

При бесконечно большом сопротивлении Rx стрелка прибора не отклоняется, так как ток равен нулю. При нулевом сопротивлении (или замкнутом ключе К) сила тока наибольшая и стрелка отклоняется на всю шкалу. Таким образом, нуль шкалы находится у рассматриваемых омметров справа, что соответствует максимальному углу поворота подвижной части измерительного механизма, так как при Rx=0  угол a максимален. Промежуточные значения сопротивления Rx вызовут отклонение стрелки омметра в пределах от нуля шкалы до бесконечного сопротивления на шкале.

Недостатком этого способа измерения является то, что с течением времени ЭДС батареи уменьшается, что приводит к погрешности в измерении сопротивления. Для поддержания постоянного напряжения на измерительном механизме используют добавочный резистор Rд. При замкнутом ключе К производится установка нуля омметра изменением сопротивления резистора Rд.

Омметры с последовательной схемой используются для измерения сравнительно больших сопротивлений (единиц килоом), при меньших значениях Rx эта схема имеет малую чувствительность. По последовательной схеме выполнен омметр комбинированного прибора АВО-63.

При измерении небольших сопротивлений применяются омметры, выполненные по параллельной схеме (рис. 2.3 б).

При замыкании ключа К ток протекает по двум параллельно соединенным участкам: через измерительный механизм и измеряемый резистор Rx. Если резистор Rx отсутствует и замкнут ключ (короткое замыкание выводов измерительного механизма), то весь ток протекает через ключ и стрелка измерительного механизма не отклоняется. Если же в качестве резистора Rx взято бесконечно большое сопротивление (соответствует разомкнутому ключу), то весь ток протекает через измерительный механизм и его стрелка отклоняется на всю шкалу. Таким образом, нуль шкалы у такого типа омметров слева. Для контроля правильности показаний прибора размыкают ключ. В этом случае стрелка должна находиться в крайнем правом положении.

В приборе Ц4353 реализованы обе схемы (последовательная и параллельная).

Проверку омметров можно провести с помощью магазина сопротивлений.

 

 

В практической работе удобны омметры с равномерной шкалой. На рисунке 2.4а приведена структурная схема омметра с равномерной шкалой, в котором исследуемый резистор Rх включают в цепь стабилизатора тока (ток в цепи стабилизатора тока на зависит от сопротивления нагрузки). Напряжение на резисторе Rх, измеренное вольтметром с большим внутренним сопротивлением, пропорционально сопротивлению исследуемого резистора. На рисунке 2.4б приведена схема омметра с равномерной шкалой на базе операционного усилителя. Измеряемое сопротивление определяется по формуле Rx=UвыхRэт/Uоп, где Uвых – напряжение на выходе операционного усилителя ОУ,  Uоп – напряжение опорного источника,  Rэт – сопротивление эталонного резистора. Измеряемое сопротивление прямо пропорционально выходному напряжению и отсчитывается по равномерной шкале измерительного прибора И, отградуированной в единицах сопротивления.

ivatv.narod.ru

§103. Измерение электрического сопротивления

Измерение методом амперметра и вольтметра. Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток Ix, но и ток Iv, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

Rx = U / (I – U/Rv) (110)

где Rv — сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра UA = IRА. Поэтому

Rx = U/I – RА (111)

где RА — сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений — схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током Iv, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током Ix и напряжением Ux.

Измерение сопротивлений электрическими мостами. Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением Rx (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания — в другую (питающую).

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в та-

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

ком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

Rx = (R1/R2)R3 (112)

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом. К зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление Rx (например, обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 — гальванометр, а к зажимам 5 и 6 — источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R1, R2 и R3 (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемые соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).

Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление Rx отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением Rx и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом. Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями Rx и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

Rx = R0R1/R4 (113)

Двойные мосты позволяют измерить сопротивления от 10 до 0,000001 Ом.

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления Rx. Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления Rx или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Применяют также различные мосты переменного тока, которые дают возможность измерить с большой точностью индуктивности и емкости.

Измерение омметром. Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением Rx (рис. 341) и добавочным резистором RД в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора RД ток в цепи зависит только от сопротивления Rx. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением Rx подключают к различным зажимам.

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами. Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 341. Схема включения омметра

Рис. 342. Устройство мегаомметра

рого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи. Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор Rд, в цепь другой катушки — резистор сопротивлением Rx.

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500 В, благодаря чему мегаомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Как было показано в § 100, положение подвижной

Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б)

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении Rx будет изменяться угол ? отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой — к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку — с зажимом Л.

electrono.ru