Ohmmeter

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Et ohmmeter er en måleenhed, der bruges til at måle elektrisk modstand . Betegnelsen som ohmmeter er forældet og kolliderer også med enheden med samme navn, ohmmeter . Ohm er måleenheden og ikke den fysiske mængde , der måles.

Et ohmmeter er normalt designet til at måle den ohmiske modstand af en elektrisk komponent eller en elektrisk forbruger. Denne artikel omhandler i det væsentlige måling af en ohmsk modstand.

De fleste måleenheder og målemetoder fungerer med deres egen spændingskilde og må ikke tilsluttes, hvis testobjektet også indeholder en spændingskilde.

Kontinuitetstester til at registrere en elektrisk forbindelse måler ikke, men tester udstyr eller indikatorer .

Case skelnen

Modstanden af ​​en elektrisk ledende komponent over for DC -spænding skyldes dens geometriske form og en materialegenskab . Det fører til en ohmsk modstand eller jævnstrømsmodstand . I nogle tilfælde afhænger modstanden af ​​strømstyrken, og i stedet for den ohmiske modstand resulterer der i en ikke-lineær modstand . Modstandsmåling under driftsbetingelser er da kun mulig ved hjælp af strøm- og spændingsmålere, se nedenfor . Så kan viden om differentialmodstanden også være vigtig; for måling se nedenfor .

Når den drives med vekselstrøm , bidrager komponentens induktans og kapacitans også med en vekselstrømskomponent ( reaktans ) til modstanden. Jævnstrøm og vekselstrømskomponenter kombineres til dannelse af impedans eller kompleks elektrisk modstand; for måling se under AC spændingsbro .

I tilfælde af ohmiske modstande skal små ændringer, der sker langsomt, ofte måles uden behov for præcist at kende modstanden selv; for deres måling se under Wheatstone bridge i afbøjningsmetoden.

Foretrukken målemetode

Strøm- og spændingsmåling

Digitale måleenheder

En konstant strømkilde er indbygget i et digitalt multimeter til måling af modstand, justeret til en jævn effekt på ti i mA eller μA, så den numeriske værdi af den målte spænding giver straks den numeriske værdi af modstanden uden at måle strømintensiteten. Kun komma -positionen og enhedssymbolet (Ω, kΩ) skiftes til at matche måleområdet i enheden. Afhængigt af producentens specifikationer er fejlgrænserne ≤ 1% af den målte værdi + 1 ‰ af den endelige værdi.

Digitale multimetre har normalt et automatisk områdevalg og skifter automatisk strømstyrken for den konstante strømkilde til det passende måleområde. Til brug som kontinuitetstester har de ofte et omskifteligt akustisk signal.

Analoge måleenheder

Den laveste skala fra ∞ til 0 bruges til at måle modstand

Analoge modstandsmåleudstyr består af en pointer- måleenhed med målemekanisme med bevægelig spole , en justerbar seriemodstand og en hjælpespændingskilde (batteri); de har en stærkt ikke-lineær skala, hvorpå modstandsværdien kan aflæses direkte i ohm eller kilo-ohm.

På grund af det store måleområde 0… ∞, der dækker alle tænkelige måleværdier, er rimelig nøjagtig aflæsning kun mulig i det midterste område af skalaen. Nogle ohmmetre har et omskifteligt måleområde for at kunne aflæse forskellige værdier fortrinsvis i midten af ​​skalaen.

På grund af forsyningen fra en ikke-stabiliseret spændingskilde (batteri med aldersrelateret faldende spænding) skal enheden justeres før målingen. Til dette formål er der i tilfælde af kortslutning mellem måleklemmerne indstillet et eksternt tilgængeligt potentiometer (en del af seriemodstanden), så = 0 vises. Dette ændrer imidlertid også skaleringen på grund af det involverede princip. De typiske fejlgrænser er derfor også i den midterste del af skalaen på omkring 10% af den målte værdi.

På grund af ulemperne, såsom den mere komplicerede anvendelse, de større målefejl og den højere mekaniske følsomhed, er analoge modstandsmåleudstyr næsten fuldstændig udskiftet i praktisk laboratoriebrug med digitale multimetre til modstandsmåling.

Målekredsløb med strøm- og spændingsmåleapparat

Via strøm- og spændingsmålere

I mange tilfælde er der et spændingsfald over den enhed, der testes og strømstyrken målt. Modstanden beregnes ud fra disse to værdier beregnet. Impedansen er resultatet af en vekselstrømforsyning. I princippet er denne metode ikke fri for systematiske målefejl . Feedbackafvigelserne (kredsløbsindflydelsesfejl) på grund af den interne modstand af ammeteret eller af spændingsmåleren kan udelukkes ved en mere kompleks tilgang:

  • I det øvre kredsløb ( strømkorrekt kredsløb ) er den målte spænding større end spændingen over modstanden ved spændingsfaldet ved ammeteret,
med .
  • I det nedre kredsløb (spændings-korrekt kredsløb) er den målte strømstyrke ved voltmeterets strømforbrug større end strømstyrken gennem modstanden,
med .

Bro kredsløb

Dette er en præcisionsproces med spændingskompensation , hvor spændingen, der falder hen over måleobjektet, sammenlignes med en anden spænding, der falder hen over en kendt modstand. Til målingen matches den ene af spændingerne med den anden; se Wheatstone målebro i kalibreringsproceduren.

Måling af små modstande

Modstandsmåling med konstant strømkilde og voltmeter,
topforbindelse i to-leder kredsløb ,
tilslutning i firetrådskredsløb nedenfor

Ved måling af små modstande (Vejledende værdi <1 Ω) er der kontaktmodstande mærkbar i tilslutningsterminalerne som en målefejl ; se målemodstand . Denne indflydelse kan undgås ved at forbinde i firetrådsteknologi ( Kelvin-forbindelse ) med terminaler til strømforsyningen og separat tilsluttede terminaler til spændingsmåling. Systematiske målefejl er udelukket under følgende betingelser:

Når strømstyrken gennem voltmeteret er ubetydeligt lille

og spændingstabet i terminalerne til mållinjerne er ubetydeligt lille,

modstandsværdien skyldes

Ved tilførsel fra en konstant strømkilde har spændingsfaldet ved strømterminalerne ingen indflydelse og fremstår ikke som årsag til en målefejl.

For en ældre analog målemetode se under Thomson Bridge .

En digital målemetode til måling af små modstande fungerer som følger:

Digitale voltmetre giver et display ved at sammenligne spændingen, der skal måles med en indbygget referencespænding ; se digital måleteknologi . For eksempel med metoden med to rampe opstår der en spænding, der skal måles en annonce ifølge

Kredsløb til digital måling af små modstande; ADU: spændingsmåleapparat

I det er en enhedskonstant.

På den nøjagtige viden om kan udelades, hvis referencespændingen også er slukket er dannet med en referencemodstand indbygget ved hjælp af firetrådsteknologi, se kredsløb.

Annoncen er proportional med . Metoden implementeres med et måleområde på 200 μΩ med en mindste trinstørrelse på 1 nΩ.

Måling af store modstande

Ved måling af store modstande (Vejledende værdi > 20 MΩ), bliver den lille størrelse af strømmen, der stadig flyder, et problem med de sædvanlige små målespændinger. Målespændingen skal øges, men dette er ofte kun muligt med isoleringsmålere. Disse tilbyder omskiftelige målespændinger fra omkring 100 V. Spændingen er begrænset af dielektrisk styrke eller specificeret af testbestemmelser.

Hovedkravet til måling af meget høje modstande (giga- til teraohm-område) er ved måling af isolerende materialer (plast, kabler, folier osv.). Der skal skelnes mellem disse organer

  • overflademodstanden med strøm der strømmer langs overfladen og
  • volumenresistiviteten eller modstanden mod strømmen over overfladen, det vil sige gennem kroppen.

På grund af de meget små strømstyrker (op til <1 pA), som let kan forfalskes af ydre interferens og lækstrømme , kræves en beskyttende afskærmningsteknologi (beskyttelsesteknologi), som kræver en tredje forbindelse mellem måleobjektet og målingen enhed. Denne ekstra forbindelse har jord- eller jordpotentiale og skaber et kontinuerligt referencepotentiale for afskærmningen (f.eks. Beskyttelsesringene) uden at blive inkluderet i den aktuelle måling. Sådanne beskyttelsesringe omgiver f.eks. Forbindelsesstikkene til den testede enhed eller forbindelsesbenene på operationsforstærkeren, der bruges til strømforstærkning på måleindretningens printkort.

Modstandsmålecelle med tre elektroder
Måleindretning med spænding, strøm og beskyttelsesforbindelse til måling af volumenmodstand

For at måle isolationsmodstanden for et fladt måleobjekt, man arbejder med

  1. en cirkulær indre elektrode,
  2. en ringelektrode, der omgiver den og
  3. en modsatrettet modelektrode.
  • For at måle volumenmodstanden (→ figur) måles strømintensiteten, der strømmer gennem kroppen via den interne elektrode til referencepotentialet. Modelektroden er forbundet til testspændingen. I dette eksempel er ringelektroden forbundet med referencepotentiale (afskærmning); derfor er der ingen spænding til den indre elektrode, og der kan ikke strømme nogen overfladestrøm. I denne sammenhæng taler man om en beskyttelsesringskondensator .
  • For at måle overflademodstanden måles strømintensiteten, der strømmer langs overfladen fra ringen til den indre elektrode. Ringelektroden er forbundet med testspændingen. Modelektroden er forbundet til referencepotentiale eller jord; derfor er der ingen spænding til den indre elektrode, og der kan ikke strømme strøm gennem volumenet.

Den beskyttende modstand gør arrangementet kortslutningssikkert.

Metoden er egnet op til et måleområde på 100 GΩ med en relativ fejlgrænse på 1% og et måleområde på 100 TΩ med en fejlgrænse på 10%. [1]

Måling af differentiale modstande

I et retvinklet diagram med lineært opdelte akser, hvor om er afbildet, resulterer en komponent med ohmsk adfærd i en lige linje gennem nulpunktet; dens stigning er tydeligt illustreret af modstanden. Nogle komponenter, især halvlederkomponenter, men også glødelamper , har en ikke-lineær adfærd: I stedet for en lige linje dannes en buet egenskab . Forholdet er forskellig for hver strøm eller spænding; det er ikke længere en komponentidentifikator. Spændingsændringen, der skyldes en lille ændring i strømintensitet, overvejes, og dens forhold omtales som differentialmodstanden :

I det nævnte diagram er det stigningen i den karakteristiske kurve (tangent til den karakteristiske kurve) på et bestemt tidspunkt (komponentens arbejdspunkt eller en anden strømintensitet, der skal specificeres).

Differentialmodstanden er en vigtig parameter for halvlederdioder ( ensrettere , zener -dioder , lysdioder , laserdioder ).

Måleindretning til måling af en differentialmodstand ved hjælp af et oscilloskop;
En zener -diode vises som objektet, der skal måles

Kredsløbet til højre fungerer sammen med et oscilloskop i XY -tilstand og er velegnet til direkte bestemmelse af differentialmodstanden uden først at skulle registrere en karakteristisk kurve:
Der indstilles et driftspunkt på måleobjektet med en konstant strømkilde. En lille vekselstrøm overlejres på denne jævnstrøm fra en vekselstrømskilde. Kondensatoren blokerer jævnstrøm, men tillader vekselstrøm igennem. Spolen blokerer vekselstrøm, men har kun om trådmodstanden for jævnstrøm. Vekselspændingen på tværs af måleobjektet bruges til Y-afbøjningen af ​​oscilloskopet, den vekslende spænding over som et mål for vekselstrømmen for X -afbøjningen. Du kan se en næsten lige, lille sektion af den karakteristiske kurve omkring betjeningspunktet på skærmen. Fra stigningen differentialmodstanden bestemmes .

støttende dokumenter

  1. RESISTOMAT megohmmeter - type 24508

Weblinks

Commons : Ohmmeters - samling af billeder, videoer og lydfiler