Измерение сопротивлений мостом типа P3I6. I. Включение прибора

Измерение сопротивлений мостами постоянного тока.

Краткие сведения, относящиеся к измерениям сопротивлений.

Сопротивление является одним из важнейших параметров электрической цепи. Одни сопротивления могут сохранять свои параметры в различных условиях работы, другие изменяются от тем­пературы, влажности, механических повреждений, химических влия­ний среды и т.д. Поэтому при монтаже и эксплуатации электричес­ких машин, приборов, трансформаторов и других электроустановок необходимо производить измерение сопротивлений. По своей величи­не сопротивления делятся на три группы:

a) Сопротивление малых значений от 10^-6 до 1 (Ом)

b) Сопротивления средних значений от I до 10 (Ом)

c) Сопротивления больших значений от 10 до Ю¹ (Ом)

Мерой электрического сопротивления служит образцовая катушка сопротивления. Набор отдельных катушек сопротивлений соединен­ных по определенной схеме, сгруппированных в декады, которые помещены в общий корпус, называется магазином сопротивлений. Магазины сопротивления выполняются штепсельные постоянного тока типа P-14 и P-314 и рычажные постоянного тока типа КМС-4, КМС-6, КДС, МСР и др, внешний вид которых представлены на рис.1-2 и 3.

Рис.1. Внешний вид рычажного магазина сопротивлений типа КМС-6

Рис.2.Магазины сопротивлений рычажные типов МСР- 49 и МСР-56 У штепсельных магазинов катушки переключаются штепселями, у рычажных- рычажными переключателями. При измерении активных сопротивлений R,за исключением жидких

Рис.3.Магазин сопротивлений штепсельный типа Р-Т4.

проводников и проводников, которые обладают высокой влажностью, пользуются постоянным током. Применение постоянного тока дает возможность применять в качестве измерителя чувствительные и точные приборы магнитоэлектрической системы.

Измерение малых сопротивлений двойным мостом

При измерении малых сопротивлений менее 10 Ом, например, обмоток эл. машин, трансформаторов и т.д. большое влияние на результат измерения будут оказывать сопротивления соединительных проводов и переходные сопротивления контактов.

Переходным сопротивлением называют такое сопротивление, ко­торое встречает электрический ток при переходе одного проводни­ка на другой.

Переходное сопротивление зависит от величины поверхности соприкосновения с контактами, от плотности соприкосновения, силы нажатия и т.д. Для того, чтобы исключить влияние сопротивлений проводников и контактов на результат измерения, методом ампер­метра и вольтметра, применяют четырехзажимный способ подключения измеряемого сопротивления к измерительной схеме.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое количество разнообразных мостов постоянного и перемен­ного тока. Для измерения малых сопротивлений до 10 Ом потребова­ли создания специальной схемы, которая применяется в двойных мостах постоянного тока Рис.4.

Рис.4.Внешний вид и принципиальная схема моста постоянного

тока.

В настоящее время большое распространение получили ком­бинированные мосты постоянного тока, рассчитанные на работу по схеме одинарного и по схеме двойного моста. На рис.5 при­ведены внешний вид и электрическая схема комбинированного моста типа Р329, выпускаемый Краснодарским приборостроительным заводом, взамен устаревшего моста Томсона - Витстона типа МТВ.

Рис.5. Внешний вид и прин­ципиальная схема комбинированного моста типа Р329.

Плечи моста R₃ и R₄ имеют по пять рычажных декад, сопротив­ления которых имеют значения: 0,01x10; 0,1x10; 1x10; 10x10; 100x10 Ом

Измеряемое сопротивление, при использовании в качестве двой­ного моста, присоединяется к зажимам "Хд". Плечи R₁ и R₂ выполнены в виде штепсельных магазинов с нерегу­лируемыми значениями сопротивлений:

IO-I00-1000-10000 Ом:

Блок встроенных образцовых сопротивлений на принципиальной схеме обозначен пунктирными линиями и выполнен в виде двух катушек сопротивлением 0,001 и I Ом.

Гальванометр присоединяется к зажимам "0 Г 0". При измерении сопротивлений по схеме двойного моста потенциаль­ные зажимы измеряемого сопротивления R_х присоединяются к зажи­мам Хд (зажимы двойного моста).

Для измерения сопротивления по схеме одинарного моста зажимы "N" замыкаются накоротко перемычками Щ и Щ, а измеряе­мое сопротивление Rх присоединяется к зажимам Хо (зажимы одинарного моста.)

На лицевой стороне панели моста расположены:

а) рукоятки образцовых сопротивлений,

б) зажимы для подключения измеряемых сопротивлений,

в) эажимыдля подключения нуль - индикатора,

г) кнопка "Грубо" и "Точно" при измерении сопротивлений,

д) кнопка "Успокоение" (успокоение нуль - индикатора).

На внутренней стороне крышки прикреплена принципиальная схема моста и краткие правила пользования прибором.

Для измерения на постоянном токе сопротивлений от 10 до 10 Ом служит одинарный мост типа P-3I6. Рис.6"а".

Конструкция моста позволяет производить измерения сопротив­лений по двух зажимной или четырехзажимной схеме включения измеряемого сопротивления.

Диапозон измерения сопротивлений при двухзажимном включении от 20 Ом до 1000000 Ом; при четырехзажимном включении изме­ряемого сопротивления от 0,00001 Ом до 20 Ом.

Время успокоения встроенного индикатора не более 4-х секунд. Значение измеряемой величины исчисляется по положению декады плеч отношения и четырех декад магазина (сравнительного плеча) Конструктивно мост выполнен в виде переносного прибора, все детали которого смонтированы на общей изоляционной пане­ли и размещены внутри корпуса с крышкой. На внутренней сто­роне кратки имеется полная схема моста и краткая инструкция для пользования прибором.

С левой стороны панели расположен блок кнопочных перек­лючателей для регулировки чувствительности индикатора и перек­лючатель направления тока. На передней части панели размещены переключатели магазина сопротивлений сравнительного плеча моста. 3 левой верхней части панели моста указано числовое обозначение класса точности, которое соответствует допус­тимому значению относительной погрешности.

Питание моста производится от сети переменного тока частоты 50 герц напряжением 220 и 127 вольт через два встро­енных в мост выпрямителя.

Цель работы:

I.Ознакомиться с конструкцией одинарного и двойного моста.

2.Изучить метод измерений сопротивлений мостовой схем

3.Определить абсолютную и относительную погрешности измерения сопротивлений мостом постоянного тока типа F3I6.

4.Ознакомиться с конструкцией штепсельных и рычажных магазинов сопротивлений и их применением в электричес­ких схемах.

5.Ознакомиться с принципиальной схемой и назначением узлов моста P3I6.

Рис.6"а" Внешний вид моста постоянного тока типа P3I6.

Рие-6"б". Принципиальная схема моста постоянного тока

типа РЗТб.

Измерение сопротивлений мостом типа P3I6. I. Включение прибора.

1. Перед началом измерения необходимо обеспечить устойчи­вую установку моста.

Рис.6"в" Расположение узлов моста постоянного тока типа P3I6.

2. Отключить кнопки K₁; К₂; К₃; К₄: Рис.6 "в".

где - K₁-кнопкa изменения направления тока в диагонали моста К₂-кнопка"включение индикатора"

К₃-кнопка уравновешивания схемы моста при настрой­ке "Грубо"

К₄- кнопка уравновешивания схемы моста при настройке "точно".

3. Установить колодку шнура в гнездо "5" так, чтобы соответ­ствовало напряжению сети 127 или 220 вольт.

4. Вилку шнура включить в сеть переменного тока частотой 50 герц напряжением 127 или 220 вольт.

5. Тумблер "б"перевести в положение "ВКЛ" при этом заго­рается сигнальная лампочка "7".

б. Корректором "8" установить отрежу индикатора на нулевую отметку шкалы.

7. Зажимы "9" для подключения наружной батареи, с обозначе­нием "НБ" и зажимы "3" и "4" должны быть замкнуты пере­мычками, как показано на рис. б "в". П. Измерение сопротивлений от 20 до 10^б Ом.

Примечание. Для измерения используется рычажная декада типа Р34 сопротивлением до 90000 Ом.

Измерение сопротивлений от 20 до 10⁶ Ом производится по двухзажимной схеме включения.

Рис.7.

Рис.7.Измерение сопротивлений мостом P3I6 от 20 до 10 Ом по двухзажимной схеме включения.

I. Подключить к зажимам "2" и "3" измеряемое сопротивление R_x

2. Чтобы избежать резкий отброс стрелки, от нулевой отметки шкалы, нужно переключателем П₁ установить предпологаемую величину сопротивления R_x,в сочетании с множителем "М" (переключатель ГЦ).

3. В зависимости от величины измеряемого сопротивления переключателем П₅ установить соответствующий множитель, значения которых приведены в таблице Ж.

Таблица №1

4. Нажать кнопку "включение индикатора" и переключателем П₅ установить наименьшее отклонение стрелки индикатора, после чего переходить на измерение при нажатой кнопке "грубо". В этом случае уравновешивание схемы производится ручками декадных переключателей П₁,П₂ и П₃ до тех пор, пока откло­нение стрелки индикатора не будет превышать 0,5-0,8 мм от нулевой отметки шкалы.

5. Окончательное уравновешивание схемы производится перек­лючателями П₃ и П₄ после нажатия кнопки "точно".

6. В зависимости от чувствительности моста на различных диа­пазонах R_x может быть неодинаковое отклонение стрелки ин­дикатора на величину основной погрешности. Это следует иметь в виду и считать уравновешивание оконченным, когда стрелка индикатора отклоняется от нулевой отметки не бо­лее чем на один мм.

7.Результат измерения вычисляется по формуле:

R_x=R*M

где R -число, выставленное по переключателям П₁,П₂, П₃ П₄.

М -множитель, выставленный переключателем П₅ отношения плеч.

Ш. Измерение сопротивлений до 1 Ом.

1. Измерение сопротивлений до I Ом производится по четырехзажимной схеме включения, для чего зажимы "3" и "4" должны быть разомкнуты.

2. Измеряемое сопротивление R_x присоединяется к зажимам 1-2-3-4 с помощью четырех проводников, как показано на рис.7. Для измерения используется магазин с рычажным переключающим устройством типа РЗЗ сопротивлением 0,9 Ом.

3. Соединительные проводники, входящие в комплект моста, необходимо подключить к зажимам "2" и "3".

4. Перед началом измерения кнопки K₁,К₂,К₃,К₄ должны быть отключены.

5. По четырехзажимной схеме включения сопротивлением от 0,1 Ом, действителен множитель М=10^-4 (см.таблица №1)

6. Перед нажатием кнопки "включение индикатора"переключате­лем П₁ выставить число, которое в сочетании с множителем "М" устанавливает предполагаемую величину измеряемого сопро-тивления R_x.

7. Процесс уравновешивания схемы и подсчет результата изме­рения производится так же, как и при измерении сопротив­лений от 20 до 10⁶ Ом.

Рис.8. Измерение сопротивлений мостом РЗТ1б до 1 Ом по четырехзажимной схеме включения.

8. По результатам измерений определить: абсолютную и относительную погрешности измерения сопротивлений,

(О м);

где: Rд - действительное значение измеряемого сопротивле­ния.

9. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу № 2.

Таблица №2.

Режим работы моста типа Р316	Величина изменяемого сопротивления	Сопротивление измеренное мостом	Погрешности измерения сопротивлений
абсолютная	относительная
Rд (Ом)	Rх(0м)	R (Ом)	R (%)
Двухзажимная схема включения R=20 до 106 0м
Четырехзажимная схема включения R= до 1 Ом

Контрольные вопросы:

1. На сколько групп, по своей величине, делятся сопротивление и каково их значение для каждой группы?

2. Какие значения сопротивлении можно измерить мостом типа P3I6 по двухзажимной и четырехзажимной схемам включения?

3. Какие основные узлы входят в конструкцию моста?

4. От каких источников электрической энергии производится питание места типа P3I6?

5. Для какой цели мост РЗ16 имеет встроенный нулевой индикатор?

6. В каких случаях применяется наружный гальванометр?