В чем заключается сущность метода вольтметра

2. Методика эксперимента

Данный метод магнитных измерений в переменных магнитных полях является одним из наиболее простых и распространенных. Он позволяет определять мощность удельных потерь и основную кривую намагничивания, т.е. зависимость амплитудного значения индукции от амплитудного значения магнитного поля B_m(H_m).

Принципиальная блок-схема измерительной установки показана на рис.3. Как следует из названия метода, в нее входят вольтметры эффективных (V) и средних значений (V_ср.в), амперметр (А), ваттметр (W), а кроме того испытуемый образец (О) замкнутой формы с двумя навитыми на него обмотками. Вольтметр (U) играет вспомогательную роль. Иногда в цепь включается частотомер.

Рис. 3. Электрическая схема, реализующая метод амперметра, вольтметра, ваттметра: А – амперметр;
V – вольтметр эффективных значений; V_ср.в – вольтметр средневыпрямленных значений; W – ваттметр;
N₁ , N₂ – намагничивающая и измерительная обмотки.

Определение мощности потерь сводится к следующему. Из электротехники известно, что мощность, выделяемая на элементе цепи, в частности, в намагничивающей (или первичной) обмотке с числом витков N₁, определятся выражением

где ε₁ – эффективное значение э.д.с. в первичной обмотке, I_o – эффективное значение тока в первичной обмотке при условии, что измерительная обмотка с числом витков – N₂ разомкнута, ϕ_o – сдвиг фаз между э.д.с. и током. Без образца обмотка имеет только индуктивное сопротивление, поэтому ϕ_o = 90, P = 0. Наличие образца, в котором происходит потеря энергии, эквивалентно дополнительному активному сопротивлению в цепи. В результате изменяется ϕ_o и P ≠ 0.

Ваттметр в схеме на рис. 3. включён так, что измеряет мощность

где U₂ – эффективное значение напряжения во вторичной обмотке, I₁ – эффективное значение тока в первичной обмотке при замкнутой вторичной обмотке, ϕ₁ – разность фаз между указанными напряжением и током. Заметим, что I₁ ≠ I_o. Теперь выделим величины, измеряемые на опыте. В соответствии с уравнением трансформатора, каковым фактически является образец с обмотками, токи I₁, I_o и ток I₂ во вторичной обмотке связаны следующим образом:

Кроме того, имеется взаимосвязь между значениями э.д.с. в первичной ε₁ и вторичной ε₂ обмотках:

Заменим ε₂ на соответствующее значение напряжения. По правилу Кирхгофа

где r – общее сопротивление цепи вторичной обмотки, r₂ – сопротивление самой вторичной обмотки. Подставив (18) в (17), получим окончательную расчетную формулу

Поясняя выражение (19), можно сказать следующее. Мощность потерь энергии в образце равна показанию ваттметра умноженному на отношение витков в обмотках, за вычетом мощности потерь в цепи измерительной обмотки. Вторая скобка в (19) появляется в связи с заменой э.д.с. напряжением на соответствующих элементах. Эта поправка невелика, и в большинстве случаев ей можно пренебречь.

Как было отмечено выше, данная методика позволяет определить ос-новную кривую намагничивания. Амплитуда магнитного поля вычисляется по формуле

где l – длина первичной обмотки, I_m – амплитуда тока в ней. Амплитуда индукции рассчитывается по следующей формуле

Здесь (U_ср.в) – средневыпрямленное значение напряжения в измерительной обмотке, S – площадь сечения образца при плотной навивке обмотки на образец. Используя показания вольтметров эффективных и средних значений, можно определить коэффициент формы напряжения U₂(t) во вторичной обмотке

Фактически именно этот коэффициент входит в формулу (10), описывающую «классические» потери на вихревые токи.

Измерение сопротивления постоянному току

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод; метод непосредственной оценки и мостовой метод.
Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности.
Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметра-вольтметра.
Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (рис. 1.9,а) и измерение малых сопротивлений (рис. 1.9,б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.
Для схемы рис. 1.9,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rx — измеряемое сопротивление; Rа — сопротивление амперметра.
Для схемы рис. 1.9,6 искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rв -сопротивление вольтметра.
Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис. 1.9,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме рис. 1.9,6 — при измерении малых сопротивлений.
Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению

где γ_в, γ_a, — классы точности вольтметра и амперметра;
U_п, I _п пределы измерения вольтметра и амперметра.
Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежании нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

Рис. 1.9. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.
Рекомендуется проводить 3 — 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после того как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока. Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения.

MRU-200 Измеритель параметров заземляющих устройств

измерение сопротивления проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов (металлосвязь) (2p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по трёхполюсной схеме (3p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);
измерение сопротивления многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;
измерение сопротивления молниезащит (громоотводов) по четырехполюсной схеме импульсным методом;
измерение переменного тока (ток утечки);
измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами; высокая помехоустойчивость;

Метод непосредственной оценки. Предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Измерения омметром дают существенные неточности. По этой причине данный метод используют для приближенных предварительных измерений сопротивлений и для проверки цепей коммутации. На практике применяют омметры типа М57Д, М4125, Ф410 и др. Диапазон измеряемых сопротивлений данных приборов лежит в пределах от 0,1 Ом до 1000 кОм.
Для измерения малых сопротивлений, например сопротивление паек якорных обмоток машин постоянного тока, применяют микроомметры типа М246. Это приборы логометрического типа с оптическим указателем, снабженные специальными самозачищающими щупами.
Также для измерения малых сопротивлений, например переходных сопротивлений контактов выключателей, нашли применение контактомеры. Контактомеры Мосэнерго имеют пределы измерения 0 — 50000 мкОм с погрешностью менее 1,5%. Контактомеры КМС-68, КМС-63 позволяют производить измерения в пределах 500-2500 мкОм с погрешностью менее 5%.
Для измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов, генераторов с достаточно большой точностью применяют потенциометры постоянного тока типа ПП-63, КП-59. Данные приборы используют принцип компенсационного измерения, т. е. падение напряжения на измеряемом сопротивлении уравновешивается известным падением напряжения.

Мостовой метод. Применяют две схемы измерения — схема одинарного моста и схема двойного моста. Соответствующие схемы измерения представлены на рис. 1.10.
Для измерения сопротивлений в диапазоне от 1 Ом до 1 МОм применяют одинарные мосты постоянного тока типа ММВ, Р333, МО-62 и др. Погрешность измерений данными мостами достигает 15% (мост ММВ). В одинарных мостах результат измерения учитывает сопротивление соединительных проводов между мостом и измеряемым сопротивлением. Поэтому сопротивления меньше 1 Ом такими мостами измерить нельзя из-за существенной погрешности. Исключение составляет мост P333, с помощью которого можно производить измерение больших сопротивлений по двухзажимной схеме и малых сопротивлений (до 5 10 Ом) по четырехзажимной схеме. В последней почти исключается влияние сопротивления соединительных проводов, т. к. два из них входят в цепь гальванометра, а два других — в цепь сопротивления плеч моста, имеющих сравнительно большие сопротивления.

Рис. 1.10. Схемы измерительных мостов.
а — одинарного моста; б — двойного моста.
Плечи одинарных мостов выполняют из магазинов сопротивлений, а в ряде случаев (например, мост ММВ) плечи R2, R3 могут быть выполнены из калиброванной проволоки (реохорда), по которой перемещается движок, соединенный с гальванометром. Условие равновесия моста определяется выражением Rх = R3•(R1/R2). С помощью R1 устанавливают отношение R1/R2, обычно кратное 10, а с помощью R3 уравновешивают мост. В мостах с реохордом уравновешивания достигается плавным изменением отношения R3/R2 при фиксированных значениях R1.
В двойных мостах сопротивления соединительных проводов при измерениях неучитываются, что представляет возможность измерять сопротивления до 10-6 Ом. На практике применяют одинарно-двойные мосты типа P329, P3009, МОД-61 и др. с диапазоном измерений от 10-8 Ом до 104 МОм с погрешностью измерения 0,01 — 2%.
В этих мостах равновесие достигается изменением сопротивлений R1, R2, R3 и R4. При этом достигается равенства R1 = R3 и R2 = R4. Условие равновесия моста определяется выражением Rх= RN•(R1/R2). Здесь сопротивление RN — образцовое сопротивление, составная часть моста. К измеряемому сопротивлению Rх подсоединяют четыре провода: провод 2 — продолжение цепи питания моста, его сопротивление не отражается на точности измерений; провода 3 и 4 включены последовательно с сопротивлениями R1 и R2 величиной больше 10 Ом, так что их влияние ограничено; провод 1 является составной частью моста и его следует выбирать как можно короче и толще.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, во избежание ошибок и для предотвращения повреждений гальванометра необходимо производить измерения при установившемся токе, а отключение — до разрыва цепи тока.
Измерение сопротивления постоянному току независимо от метода измерения производят при установившемся тепловом режиме, при котором температура окружающей среды отличается от температуры измеряемого объекта не более чем на ±3°С. Для перевода измеренного сопротивления к другой температуре (например, с целью сравнения, к 15°С) применяют формулы пересчета.

На методе амперметра-вольтметра основаны измерения приборами СОНЭЛ. Измерение больших сопротивлений — это измерители сопротивления электроизоляции серии MIC , малых сопротивлений — это микроомметры MMR-600, MMR-610 и др.. Измерители MMR оснащены источниками стабилизированого тока, аналогово-цифровыми преобразователями, токовыми и потенциальными разъемами подключения, переключателем направления тока для исключения погрешностей измерения в случаях с термо-ЭДС, управление от микроконтроллера, цифровая индикация результатов, связь с компьютером.
Погрешность измерения — 0,25 % с разрешением от 0,1 мкОм (MMR-610).

27. Измерение методом амперметра и вольтметра

Этот метод основан на раздельном измерении тока I в цепи измеряемого сопротивления R_x и падении напряжения V на его зажимах с последующим вычислением R_x на основе закона Ома: R_x=V/I.

Н а рис изображены схемы для измерения малых (а) и больших (б) сопротивлений методом вольтметра — амперметра. Недостатком метода являются сравнительно невысокая точность результата измерения, которая ограничена классом точности приборов и методической погрешностью. Последняя обусловлена влиянием мощности, потребляемой приборами в процессе измерения, другими словами — конечным значением собственных сопротивлений вольтметра R_v и амперметра R_a. Поэтому точное значение будет определяться формулами:

где R_v — входное сопротивление вольтметра; R_a — входное сопротивление амперметра; V,I- показания вольтметра и амперметра;

Погрешность измерения данным методом в основном определяется суммой погрешностей обоих приборов и вычисляется по формуле: δR_x=K_v(V_н/V_x)+K_а(I_н/I_x), где δR_x — относительная погрешность измерения,%; K_v , К_а — класс точности вольтметра и амперметра; V_н, I_н — пределы измерения вольтметра и амперметра; V_x, I_x — показания приборов.

Относительная методическая погрешность при определении сопротивления R_x определяется по формуле:

Одинаковая погрешность обеих схем будет в случае выполнения условия R_{x ≈} . При R_x < меньшая погрешность будет у схемы рис.1а), если R_x > — у схемы рис.1б). Применение данного метода на переменном токе позволяет определить полное сопротивление исследуемого объекта по формуле: Z= =V/I.

28. Метод измерения сопротивления с помощью одного вольтметра.

В ыполнение измерения Z_x для схемы на рис производится в следующем порядке: вольтметр подключается к источнику питания Vген — фиксируется результат измерения V_1; вольтметр подключается последовательно с измеряемым сопротивлением Z_x — фиксируется результат V₂. Тогда Z_x определяется по формуле: Z_x= R_v(V₁/V₂-1), где R_v — сопротивление вольтметра.

29. Контроль за состоянием изоляции в двух проводной сети с помощью двух вольтметров.

Р азные сопротивления – разные напряжения. В трехфазной ветке. Измерения производятся на холостом ходу (отключен потребитель тока)

30.Веберметры.

Нет возвратной пружины. Флюксметр (от лат. fluxus – течение и . метр), веберметр, прибор для измерения магнитных потоков. Наиболее распространены Ф. магнитоэлектрических и фотоэлектрических систем. Магнитоэлектрический Ф. представляет собой измерительный магнитоэлектрический прибор, у которого подвижная часть – лёгкая бескаркасная рамка – находится в равновесии в любом положении (противодействующий вращающий момент очень мал). Отклонение подвижной части Ф. пропорционально изменению потокосцепления ДФ индукционной измерительной катушки, подключенной к зажимам Ф., с измеряемым магнитным потоком: ∆Ф = (C/W)(к₂ – к₁), где W – число витков измерительной катушки, С – постоянная Ф. (вб/дел), к₁ и к₂ – начальное и конечное положения стрелки прибора в делениях его шкалы. Потокосцепление изменяется при включении (выключении) измеряемого магнитного поля или при изменении положения измерительной катушки в магнитном поле. В отличие от баллистического гальванометра, показания Ф. в определённых пределах не зависят от времени изменения магнитного потока (до нескольких сек) и от сопротивления внешней цепи. Фотоэлектрический Ф. представляет собой магнитоэлектрический гальванометр с зеркальцем на подвижной рамке, к которой подключается измерительная катушка. Световой зайчик, отражённый от зеркальца, освещает два одинаковых включенных встречно фотоэлемента. При нейтральном положении рамки токи фотоэлементов компенсируются. При повороте рамки гальванометра (из-за появления эдс в измерительной катушке) компенсация нарушается и возникающее напряжение, связанное с разбалансировкой электрической схемы, подаётся на вход усилителя. В усилителе оно компенсируется напряжением обратной связи, пропорц-ым току в измерителе. При этом наблюдаемое изменение тока в измерителе пропорционально изменению потокосцепления. Фотоэлектрические компенсационные Ф. обладают более широким частотным диапазоном и более высокой чувствительностью, чем магнитоэлектрические. Например, у микровеберметра Ф. 190 постоянная прибора С = 4*10 -8 вб/дел, этот прибор имеет выход на самописец и может вести запись и регистрацию низкочастотных переменных магнитных потоков.

31. Приборы магнитоэлектрической системы с преобразователями переменного тока в постоянный. Вход величины – перемен ток и напряжение, на выходе – постоян ток и напряжение. С целью применения магнитоэлектрич ИМов с их достоинствами в качестве средств измерения. В качестве преобразователе используются диоды, термопреобразователи, электронные лампы, транзистор. Достоинства диода: больш срок службы, малые габариты, компактность, простота, надёжность, высокая чувствительность, малое потребление мощности. Недостатки: нелинейность харак-к, их температурные и частотные зависимости, нестабильность во времени.

Различают схемы однополупериодные и двухполуполупериодные диоды:

Иногда в схемах двухполуп-ого выпрямителя используется лишь два диода, а остальные заменяются резисторами. Это ведёт к снижению температур погрешности, но и к понижению чувс-сти. Основными параметрами являются их амплитудное значение (I_M,U_M), среднеквадратичное или действующее (I,U), средне выпрямительное (I_СВ, U_СВ).

— коэффициент формы., — Коэффициент амплитуды.

Выпрямительные приборы обычно градуируются в среднеквадратичных (действительных) значениях синусоидал тока или напряжения. При градуировке прибора его включают в цепь синусоидал тока, полученный результат измеряют по шкале магнитоизмерительного механизма и умножают на 2,22 для однополупер-ой схемы и на 1,11 для двухполупер-ой и наносят на шкалу выпрямительного прибора.

Измерение сопротивления методом амперметра вольтметра

Марина

Объект: . Квартира

Площадь: . 62

Здравствуйте! Хотелось бы оставить свой отзыв благодарности! Обратились с супругом в компанию Энерджи. Нужно было в кротчайшие сроки.

Алена Председатель ТСН Мой Дом

Объект: . Офис

Площадь: . 42 м.кв

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Екатерина Довольная домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Галина Руководитель отдела ООО «Улыбка»

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Антон Менеджер по продажам

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Анна Домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Юлия Юлия

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Vladimir Собственник

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Елена Клиент

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Дарья Домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Статьи / Электролаборатория / Измерение сопротивления методом амперметра вольтметра

Измерение сопротивления методом амперметра вольтметра
Содержание показать

На чем основан метод измерения амперметра-вольтметра

Для измерения уровня сопротивления в электрической сети могут быть использованы различные методики, наиболее популярными являются косвенный, мостовой и метод оценки. Выбор методики проведения исследования осуществляется на основе необходимой точности конечных результатов и предполагаемого уровня сопротивления.

Среди существующих косвенных методик измерение сопротивления методом амперметра-вольтметра можно назвать самым универсальным, подходящим для применения практически в любых условиях и разных электрических системах.

Данная методика измерения величины сопротивления электрическому току основывается на определении параметров тока, проходящего через сопротивление, а также на измерении снижения напряжения. Для измерения в проектах электроснабжения коттеджей или других объектов малых и больших сопротивлений должны использоваться различные схемы замеров.

Сопротивление для схем больших сопротивлений, а также возможная погрешность определяется по формуле:

Здесь:

Rx – величина сопротивления в измеряемой сети,

Ra – уровень сопротивления измерительного устройства.

Для схем малого сопротивления, сопротивление в сети определяется по формуле:

В которой,Rb – уровень сопротивления прибора.

Для измерения в схемах большого сопротивления используют амперметр, а для малых сопротивлений – вольтметр.

Данные формулы и схемы позволяют определить уровень сопротивления в различных сетях с минимальными погрешностями. Сам уровень погрешности по данной методике можно определить с помощью формулы:

В данной формуле, γв, γa, выражают уровень точности используемых измерительных устройств, а Uп, Iп – это допустимые пределы измерения устройствами.

Для измерения сопротивления по данной методике допускается использовать точные измерительные приборы. Для снятия показаний параметров сети вольтметр должен быть подключен к сети, уровень тока в которой должен достигать таких величин, чтобы конечные показания снимались с большей половины шкалы величин. С такими же условиями должен осуществляться выбор шунта, используемого для измерения тока. Чтобы исключить вероятность нагрева сопротивления и не допустить ощутимого снижения точности замеров, ток при измерении не должен сильно превышать номинальные параметры.

Чтобы получить максимально точный результат измерения сопротивления, специалисты рекомендуют проводить не менее 3-х измерений с различными уровнями электрического тока. После проведения ряда испытаний основной величиной считается усредненное значение полученных данных.

Измерение величины сопротивления методом непосредственной оценки

Такая методика измерения предполагает использование омметра для снятия показаний параметров электрической системы и определения уровня ее сопротивления. Такой вариант измерений допускается только в тех ситуациях, когда заказчик может мириться с возможностью получения не совсем точных результатов.

Из-за недостаточной точности метод измерения омметром применяется для определения примерных значений сопротивления, а также в случаях, когда требуется проверка коммутационных сетей. Для измерения сопротивления следует использовать омметры с диапазоном измерения сопротивлений от 0,1 Ом до 1000 кОм.

В качестве основного омметра для измерения малых сопротивлений, обычно используются приборы логометрического типа М246, оснащенные оптическим указателем и щупальцами, способными зачищаться самостоятельно.

Стоит также отметить, что в некоторых случаях для измерения сопротивления малых величин могут быть использованы приборы, называемые контактомерами. Это качественное оборудование, способное определять сопротивление с погрешностью не более полутора процентов.

В качестве основных измерительных устройств, для проверки сопротивления на обмотках трансформаторов выступают современные потенциометры, отличающиеся высокой точностью. Они работают по методу компенсационного измерения сопротивления.

Одинарные мосты используются при необходимости измерить уровень сопротивления, номинальная величина которого располагается в пределах от 1 Ом до 1 МОм. Такой мост может выдавать результаты с ощутимыми погрешностями, в некоторых случаях достигающими величины в 15%.