Как измеряют сопротивление: Измерение сопротивления цифровым мультиметром.

Измерение сопротивления изоляции

Мегаомметр — прибор для измерения больших сопротивлений. Именно В состав мегомметра входит генератор, который создаёт повышенное испытательное напряжение 250, 500, 1000 или 2500 вольт. Повышенное напряжение прикладывается к паре жил при снятой нагрузке, в результате чего, через диэлектрик начинает проходить ток утечки. Прибор определяет сопротивление изоляции на основании измеренного тока и известного значения напряжения. Если изоляция в отличном состоянии, то ток утечки через диэлектрик не пойдет. Сопротивление при этом будет стремиться к бесконечности и, как правило, превышать верхнюю границу диапазона измерений мегомметра. Когда изоляция изношена, между жилами появляются токопроводящие «мостики», по которым идет утечка. В обычных условиях эти утечки пренебрежимо малы и незаметны, но под воздействием повышенного напряжения ток утечки усиливается, становясь током КЗ, а сопротивление изоляции при этом стремится к нулю.

При измерении сопротивления изоляции проверяемая кабельная линия должна быть отключена от электроустановки с обеих сторон: и со стороны источника питания, и со стороны потребителя. Обычно, отключения и прерывание электроснабжения создает массу неудобств при проведении электроизмерений на действующем объекте. Проводить работы нужно в нерабочие часы, либо согласовывать временные отключения электроэнергии в рабочие часы. К счастью, измерение сопротивления изоляции каждой кабельной линии занимает немного времени, а линии отключают по очереди, а не все одновременно. Когда отключение в рабочие часы невозможно, работы переносят на утренние, вечерние, ночные часы или выходные дни.

Значение сопротивления измеряется попарно для всех жил кабеля:

• для двужильного кабеля — одно измерение;
• для трехжильного кабеля — три измерения;
• для четырёхжильного кабеля — шесть измерений;
• для пятижильного кабеля — десять измерений.

Измеренные значения по каждому кабелю фиксируются инженерами электролаборатории на бумаге или в память измерительного прибора. В дальнейшем эти данные будут занесены в таблицу результатов измерений в протоколе измерения сопротивления изоляции. Если сопротивление ниже минимально допустимых значений, эта информация отражается в заключении к протоколу и дефектной ведомости технического отчета. Такую кабельную линию нужно ремонтировать или менять.

§103. Измерение электрического сопротивления | Электротехника

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 I_x, но и ток I_v, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

R_x = U / (I – U/R_v) (110)

где R_v — 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 U_A = IR_А. Поэтому

R_x = U/I – R_А

(111)

где R_А — 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 I_v, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током I_x и напряжением U_x.

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

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 R

x (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).

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

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в таком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

R_x = (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 R_x (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 R_x 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 R_x 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 R

x 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

R_x = 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 R

x.

Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления R_x 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 R _x (рис. 341) и добавочным резистором R_Д в цепь постоянного тока.

Рис. 341. Схема включения омметра

При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора R_Д ток в цепи зависит только от сопротивления R_x. 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 R_x 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. 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 R_д, в цепь другой катушки — резистор сопротивлением R

x.

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 R_x будет изменяться угол α 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.

Как измерить сопротивление, тестировать диоды или сделать «прозвонку» токовыми клещами АСМ-2159

Токовые клещи АСМ-2159 обладают широкой функциональностью и являются незаменимым инструментом для измерения параметров электрических цепей.

Токовые клещи АСМ-2159 позволяют измерять постоянный и переменный ток, постоянное и переменное напряжение, сопротивление, емкость, частоту, температуру при помощи подключаемых термопар типа К, выполнять тестирование p-n переходов и прозвонку цепи. АСМ-2159 могут подключаться к компьютеру, а, кроме того, имеется возможность сохранения измеренных данных на карту SD в формате Excel в режиме реального времени без использования специального программного обеспечения.

Измерения производят в следующем порядке:

1. Вставьте черный провод в разъем «COM».
2. Вставьте красный провод в разъем «V/Ω/-||-»
3. Установите вращающийся переключатель в положение. В нижнем правом углу дисплея будут отображаться символы «MΩ», что соответствует режиму измерения сопротивления. Подсоедините щупы к исследуемой схеме и считайте показания с дисплея. Если в правом верхнем углу экрана горят символы «AUTO», то прибор находится в режиме автоматического выбора диапазона.
   — Для ручного выбора диапазона нажмите и удерживайте нажатой около двух секунд кнопку ▼RANGE (11). В правом верхнем углу экрана вместо символов «AUTO» отобразятся символы «MANU».
   — Выбор нужного диапазона измерения напряжения производится последовательным нажатием кнопки ▼RANGE (11).
   — Для перехода обратно в режим автоматического выбора диапазона опять нажмите и удерживайте нажатой около двух секунд кнопку ▼RANGE (11). В правом верхнем углу экрана вместо символов «MANU» отобразятся символы . «AUTO».
4. Для перехода в режим тестирования диодов нажмите кнопку FUNC (4). В верхнем левом углу дисплея отобразятся символы , что соответствует режиму тестирования диодов.
   — Подключите щуп красного цвета со стороны анода, а чёрного — со стороны катода (прямой тест). Значение падения напряжения на p-n переходе отображается на ЖКИ (Примерное значение для исправного маломощного кремниевого диода составит 0,7 Вольт). При неисправности диода на дисплее отобразится «,000» или значение близкое к «,000» (пробой диода) или «1» (обрыв в диоде).
   — Поменяйте полярность подключения (обратный тест). Если тестируемый диод исправлен, на экране отобразится «1». Если диод неисправен, то на экране отобразится «,000» или другие значения.
   — Примечание. Для правильного тестирования диода обязательно используйте обе процедуры.
5. Для перехода в режим проверки целостности электрической цепи (прозвонки) еще раз нажмите кнопку FUNC (4). В верхнем левом углу дисплея отобразятся символы , что соответствует режиму прозвонки цепи.

Подсоедините щупы к исследуемой схеме и считайте показания с дисплея.

Если сопротивление исследуемой цепи меньше 5 Ом, то раздастся звуковой сигнал.

Источник: Центр Измерительной Техники «Эталонприбор»

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром: пошаговая методика измерения

Несмотря на то, что мегаомметр считается профессиональным измерительным прибором, в некоторых случаях он может быть востребован и в быту. Например, когда необходимо проверить состояние электрической проводки. Использование мультиметра для этой цели не позволит получить необходимые данные, максимум, он способен — зафиксировать проблему, но не определить ее масштаб. Именно поэтому измерение сопротивления изоляции мегаомметром остается наиболее эффективным способ испытаний, подробно об этом рассказано в нашей статье.

Устройство и принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

• Аналоговые (электромеханические) — мегаомметры старого образца. Аналоговый мегаомметр
• Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

1. Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
2. Аналоговый амперметр.
3. Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
4. Сопротивления.
5. Переключатель измерений кОм/Мом.
6. Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

• Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
• На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
• Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, — вращает ручку генератора.
• Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

Как правильно пользоваться мегаомметром?

Для проведения испытаний важно правильно выставить диапазоны измерений и уровень тестового напряжения. Проще всего это сделать, воспользовавшись специальными таблицами, где указываются параметры для различных тестируемых объектов. Пример такой таблицы приведен ниже.

Таблица 1. Соответствие уровня напряжения допустимому значению сопротивления изоляции.

Испытуемый объект	Уровень напряжения (В)	Минимальное сопротивление изоляции (МОм)
Проверка электропроводки	1000,0	0,5>
Бытовая электроплита	1000,0	1,0>
РУ, Электрические щиты, линии электропередач	1000,0-2500,0	1,0>
Электрооборудование с питанием до 50,0 вольт	100,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с номинальным напряжением до 100,0 вольт	250,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с питанием до 380,0 вольт	500,0-1000,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Оборудование до 1000,0 В	2500,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте

Перейдем к методике измерений.

Пошаговая инструкция измерения сопротивления изоляции мегаомметром

Несмотря на то, что пользоваться мегаомметром несложно, при испытаниях электроустановок необходимо придерживаться правил и определенного алгоритма действий. Для поиска дефектов изоляции генерируется высокий уровень напряжения, которое может представлять опасность для жизни человека. Требования ТБ при проведении испытаний будут рассмотрены отдельно, а пока речь пойдет о подготовительном этапе.

Подготовка к испытаниям

Перед началом тестирования электрической цепи, необходимо обесточить ее и снять подключенную нагрузку. Например, при проверке изоляции домашней проводки в квартирном щитке необходимо отключить все АВ, УЗО и диффавтоматы. Штепсельные соединения следует разомкнуть, то есть отключить электроприборы от розеток. Если проводится испытания линий освещения, то из всех осветительных приборов следует удалить источники света (лампы).

Следующее действие подготовительного этапа – установка переносного заземления. С его помощью убираются остаточные заряды в тестируемой цепи. Организовать переносное заземление несложно, для этого нам понадобиться многожильный проводник (обязательно медный), сечение которого не менее 2,0 мм². Оба конца провода освобождаются от изоляции, потом один из них подключают на шину заземления электрощитка, а второй крепится к изоляционной штанге, за неимением последней можно использовать сухую деревянную палку.

Медный провод должен быть прикреплен к палке таким образом, что бы им можно было прикоснуться к токоведущим линиям измеряемой цепи.

Подключение прибора к испытуемой линии

Аналоговые и цифровые мегаомметры комплектуются 3-мя щупами, два обычные, подключаемые к гнездам «З» и «Л», и один с двумя наконечниками, для контакта «Э». Он применяется при испытании экранированных кабельных линий, которые в быту, практически, не используются.

Для тестирования однофазной бытовой проводки производим подключение одинарных щупов к соответствующим гнездам («земля» и «линия»). В зависимости от режима испытания зажимы-крокодилы присоединяем к тестируемым проводам:

• Каждый провод в кабеле тестируется относительно остальных жил, которые соединены вместе. Тестируемый провод подключается к гнезду «Л», остальные, соединенные вместе жилы к гнезду «З». Подобная схема подключения приведена на рисунке. Подключение мегаомметра

Если показатели отвечают норме, то на этом можно закончить испытания, в противном случае тестирование продолжается.

• Каждый из проводов проверяется относительно земли.
• Осуществляется проверка каждого провода относительно других жил.

Алгоритм испытаний

Рассмотрев все основные этапы можно перейти, непосредственно, к порядку действий:

1. Подготовительный этап (полностью описан выше).
2. Установка переносного заземления для снятия электрического заряда.
3. На мегаомметре задается уровень напряжения, для бытовой проводки – 1000,0 вольт.
4. В зависимости от ожидаемого результата выбирается диапазон измерения сопротивления.
5. Проверка обесточенности тестируемого объекта, сделать это можно при помощи индикатора напряжения или мультиметра.
6. Производится подключение специальных щупов-крокодилов измерительных проводов к линии.
7. Отключение переносного заземления с тестируемого объекта.
8. Осуществляется подача высокого напряжения. В электронных мегаомметрах для этого достаточно нажать кнопку «Тест», если используется аналоговый прибор, следует вращать ручку динамо-машинки с заданной скоростью.
9. Считываем показания прибора. При необходимости данные заносятся в протокол измерений.
10. Снимаем остаточное напряжение при помощи переносного заземления.
11. Производим отключение измерительных щупов.

Чтобы измерить состояние других токоведущих проводников, описанная выше процедура повторяется, пока не будут проверены все элементы объекта, то есть речь идет об окончании замеров при испытании электрооборудования.

По итогам испытаний принимается решение о возможности эксплуатации электроустановки.

Правила безопасности при работе с мегаомметром

При испытаниях электрооборудования к работе с мегаомметром должен допускаться электротехнический персонал, у которого группа электробезопасности не ниже третьей. Даже если измерения производятся в быту, тем, кто намерен использовать мегаомметр следует ознакомиться с основными требованиями ТБ:

• При тестировании следует использовать диэлектрические перчатки, к сожалению, данное требование часто игнорируется, что приводит к частым травмам.
• Перед проведением испытаний, необходимо убрать посторонних лиц с тестируемого объекта, а также вывесить соответствующие предупреждающие плакаты.
• При подключении щупов необходимо касаться их изолированных участков (рукоятей).
• После каждого из измерений, следует не забывать подключать переносное заземление, прежде чем отключать контрольные кабели.
• Измерения должны проводиться только при сухой изоляции, если ее влажность превышает допустимые пределы, испытания переносятся.

Подборка видео по теме

Измерение сопротивления изоляции электропроводки: мегаомметром 1000В

По токоведущим жилам проводов и кабелей ток течет в нужном направлении. А изолирующее покрытие этих жил препятствует прохождению тока в места, где ему нельзя появляться. Это исключает случайное прикосновение людей к токоведущим частям, предотвращает короткие замыкания в распределительных сетях.

Измерение сопротивления изоляции

Но оболочки проводников – вещь непрочная. Уже в процессе прокладки кабеля их можно передавить или содрать об острые кромки предметов, попадающихся на трассе. При разделке концов кабеля можно случайно порезать ножом изоляцию токоведущих жил. При пайке поливинилхлорид плавится и теряет изоляционные свойства, а резина со временем высыхает и трескается, обнажая покрытые ею проводники.

Причины ухудшения изоляции

Способствует ухудшению изоляционных свойств кабелей и локальные нагревы контактных соединений. Тепло, распространяясь по металлической жиле, нагревает материал покрытия, снижая его изоляционные свойства. Это относится и к соединительным коробкам, и к местам подключения проводников к автоматическим выключателям, нулевым шинам, розеткам.

Повреждение изоляции из-за перегрева

Корпуса коммутационных аппаратов: выключателей, автоматов, рубильников – выполняются из изоляционных материалов. Снижение изоляции происходит, если на них оседает пыль, грязь, металлические опилки. Уменьшению изоляционных свойств содействует перегрев корпусов, обугливание их после коротких замыканий.

Бич электрощитовых – влажность. Повреждения трубопроводов, образование конденсата, подтопление подвальных помещений с распределительными устройствами – все это приводит к появлению капелек воды между выводами электрооборудования, находящихся под разными электрическими потенциалами. Вода в чистом виде электрический ток не проводит. Но, попадая на грязь и пыль, покрывающую корпуса электроприборов, она растворяет находящиеся в ней вещества, становясь проводником электрического тока. Происходит короткое замыкание.

Повреждение изоляции кабеля в процессе монтажа

Наибольший риск встретить поврежденную изоляцию возникает после монтажных работ. Второй пик проблем встречается уже в эксплуатации, через некоторое количество лет после монтажа. Отдельным видом выделяются повреждения, связанные с неправильной эксплуатацией электроприборов и электропроводки, затопления квартиры соседями и вбитые в трассу гвозди при попытке повесить картину на стену.

Отличие мегаомметра от мультиметра

Отключился автомат, квартира погрузилась во мрак. Причина – короткое замыкание. Нужно найти место повреждения, иначе света не будет. Если в результате перегрева замкнулись между собой две жилы в соединительной коробке или в кабеле, найти его можно и мультиметром в режиме измерения сопротивления. На неисправной паре жил он покажет ноль. Но это – простой случай.

Обугленный участок изоляции имеет сопротивление, далекое от нуля. Через него протекает небольшой ток, подогревая оболочку, постепенно ухудшая изоляцию. В какой-то момент происходит пробой, ток резко возрастает, срабатывает защита. Поврежденный участок мгновенно остывает, его сопротивление увеличивается. Мультиметр покажет, что оно равно бесконечно большой величине. Чтобы нейти такое повреждение, нужен прибор, выдающий при измерениях в тестируемую цепь напряжение, соизмеримое или большее, чем напряжение в сети. Таким прибором является мегаомметр.

Устройство мегаомметра

Для измерений этот прибор выдает в проверяемую цепь постоянный ток. Переменный для этой цели не годится, поскольку все кабельные линии обладают емкостным сопротивлением. А конденсаторы переменный ток проводят. Это приведет к искажению результатов измерений.

В зависимости от рабочего напряжения сети и тестируемой аппаратуры, выпускаются мегаомметры с напряжением 100, 500, 1000 и 2500 В. Стовольтовые используются для проверки изоляции низковольтных кабелей и полупроводниковой техники, на 500 В – обмоток электрических машин небольшой мощности. Приборы с напряжением 2500 В предназначены для измерений на высоковольтных аппаратах, кабельных и воздушных линиях. Какой прибор выбрать для проведения измерений – указано в нормативно-технической документации по наладке или эксплуатации, ПУЭ, паспортах на электрооборудование.

Для измерения сопротивления изоляции в бытовых осветительных и розеточных сетях используются мегаомметры на напряжение 1000 В.

В устаревших конструкциях мегаомметров для выработки измерительного напряжения использовался генератор, ротор которого приводился во вращение рукояткой. Ее раскручивали до скорости 120 оборотов в минуту, иначе напряжение на выходе оказывалось ниже номинального. Измерительный механизм у таких устройств – аналоговый, со шкалой и стрелкой. Шкала делилась на две части – верхнюю и нижнюю, соответствующие двум диапазонам измерения сопротивлений. Отметки на шкале располагались неравномерно, что усложняло отсчет показаний. Да и снимать эти показания, одновременно вращая ручку мегаомметра, было не очень-то удобно – корпус прибора дергался, стрелка прыгала. К тому же у пользователя были заняты обе руки: одной он удерживал прибор на месте, другой – крутил ручку. Измерительные щупы на контактах удерживал его помощник, либо к ним припаивали зажимы типа «крокодил».

Мегаомметр М4100

Для каждого измерительного напряжения выпускался свой мегаомметр. Лишь модель типа ЭСО 202 содержала переключатель на 500, 1000 или 2500 В. Для выполнения измерений в электролабораториях содержали целый парк мегаомметров.

Мегаомметр ЭСО 202/2

Современные приборы стали полупроводниковыми. Выбор пределов измерений у них происходит автоматически, а испытательное напряжение выбирается перед измерениями в меню или с помощью переключателя. Габариты прибора позволяют его удерживать в руке совместно с одним из щупов, что позволяет проводить измерения единолично. Некоторые модели снабжаются кнопкой запуска на одном из щупов.

Мегаомметр Fluke

Но многие современные мегаомметры имеют один существенный недостаток, переводящий их в режим обычного пробника. По правилам, измеренным сопротивлением изоляции является величина, показанная прибором через 60 секунд после начала испытания. Большинство же моделей выдают испытательное напряжение на несколько секунд и не имеют режима длительной генерации напряжения. Не все дефекты можно выявить за столь короткое время.

Правила проведения измерений мегаомметром

Мегаомметр относится к приборам, измеряющим характеристики электрооборудования, связанные с определением возможности его безопасной эксплуатации. А на его выводах при измерениях присутствует опасное для жизни напряжение. Поэтому его применение возможно в случаях:

1. Прибор должен проходить метрологическую поверку один раз в год.
2. Пользоваться мегаомметром дозволяется обученному персоналу.
3. Правом выдачи протокола с заключением о пригодности электропроводки к дальнейшей эксплуатации обладает только лицензированная электротехническая лаборатория. Измерения, проведенные другими лицами, юридической силы не имеют.

Если в вашем распоряжении оказался мегаомметр, то измерять сопротивление изоляции вы можете только по личной инициативе. Закончили монтаж электропроводки соседу, измерили — убедились в отсутствии дефектов. Но если при подключении соседского домика к сети энергоснабжающая организация потребует протокол измерений – ваши труды не зачтутся. Соседу придется вызывать специалистов и платить им деньги за ту же самую работу.

В детских садах, школах, учреждениях и на предприятиях сопротивление изоляции электропроводок измеряется регулярно. Результаты оформляются протоколами, которые требуют представители пожарной охраны и энергонадзора. К протоколам прикладываются регистрационные документы лаборатории, выполнившей измерения. Без них они – никому не нужная бумажка.

Протокол измерения сопротивления изоляции

Если в помещении организации произойдет пожар, первым делом от ее руководителей требуют протоколы измерений изоляции. Если их нет – виновные определяются автоматически. То же происходит и при поражении сотрудника электрическим током. Даже, если он сам засунул в розетку отвертку, держась за ее стержень. Если при расследовании несчастного случая не обнаружится протокол измерений изоляции – проблемы руководству обеспечены.

Тем не менее, мегаомметр – прибор, полезный для людей, занимающихся монтажом электропроводки. Лучше найти дефект сразу, до приезда специально обученных персон. Иначе они приедут еще раз, после устранения дефекта. Искать его самостоятельно персонал лаборатории не обязан. Вернувшись, они заставят владельца выложить дополнительную сумму за труды. Скорее всего, он вычтет ее из вашего гонорара.

После замены электропроводки в квартире измерения изоляции официально не требуются. Поэтому их не помешает выполнить для самоуспокоения, а в глазах клиента ваш рейтинг в итоге только возрастет.

Правила измерения изоляции мегаомметром

Перед каждым использованием у любого мегаомметра проверяют целостность изоляции измерительных проводов. Это важно, так как повреждения приводят к электротравмам.

На мегаомметре устанавливают необходимое испытательное напряжение , затем проверяют исправность измерительной цепи и прибора. Для этого щупы соединяют накоротко, производят измерение. Прибор покажет ноль. Щупы рассоединяют и снова проводят измерение. Прибор покажет бесконечность. Эти манипуляции производят регулярно, чтобы своевременно обнаружить сбитые настройки, оборвавшийся провод, ослабевший контакт или неисправность мегаомметра.

Правила измерений сопротивления изоляции требуют, чтобы для кабельной линии была измерена изоляция между жилами во всех возможных комбинациях. Для трехжильного кабеля – три измерения, для четырехжильного – шесть, пятижильного – десять. В реальности реализовать эту проверку можно, имея в наличии кабель с отключенными жилами. Отключать их для проверки после монтажа – операция сложная.

Измерение сопротивления изоляции кабельной линии

Поскольку в системах с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий и защитный проводники соединены между собой, то и прибор между ними покажет ноль. Но, даже если отключить от объекта питающий кабель, все нулевые рабочие и защитные проводники, объединенные на шинах, покажут одно и то же сопротивление между собой. Если оно укладывается в норму, то все хорошо. А если нет – придется их отсоединять от шин по очереди, следя за изменениями изоляции.

Упрощенный способ измерения для розеточных групп – измерить сопротивление фазного проводника от автоматического выключателя питания относительно нулевой и РЕ шины.

Для осветительной сети все сложнее. Под фазным потенциалом при работе светильников оказывается участок от автомата питания до осветительного прибора, проходящий через выключатель. Если не вывернуть лампу из светильника, прибор покажет его сопротивление. Поэтому при измерениях сопротивления изоляции осветительных сетей лампы выворачивают, а выключатели переводят во включенное положение. Так тестируется участок, реально находящийся под напряжением в эксплуатации.

И не забываем про полупроводниковые ПРА. У них на входе выпрямитель. Чтобы его не повредить, провода от светильника отключают. Хотя современные мегаомметры, почуяв неладное, резко снижают испытательное напряжение до минимальной величины. Полупроводниковые элементы редко выходят из строя, но испытывать судьбу лишний раз не стоит.

Результаты измерений для бытовой электропроводки должны уложиться в предел 0,5 МОм. Все, что ниже этой планки, подлежит устранению. На самом деле, новые кабельные линии имеют сопротивление изоляции сотни и тысячи мегаом. Значения ниже сотни характерны для старой электропроводки, да еще и порядком изношенной.

Оцените качество статьи:

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Как пользоваться мегаомметром, измерение сопротивления изоляции мегаомметром

 

Все мегаомметры в каталоге. Мегаомметр прибор для измерения сопротивления изоляции кабеля, изоляцию обмотки двигателя, диэлектрических материалов приборов. Современные мегаомметры позволяют вычеслять сразу коэффициент абсорбции и поляризации. Коэффициент абсорбции показывает степень увлажнения изоляции кабелей, трансформаторов, электродвигателей. Коэффициент поляризации показывает степень старения изоляции. Работа мегаомметра основана на измерении протекающего тока, при подаче стабильного высокого напряжения. У цифровых мегаомметров переключение диапазонов и определение единиц измерения производятся автоматически. Мегаомметры с испытательным напряжение которое создает ШИМ преобразователь не могут измерять сопротивления изоляции обмоток двигателя, цепи с высокой индуктивностью, например промышленный магнит.

 

 

При коэффициенте поляризации менее 1 изоляция проводника изношенная необходимо заменить, при значении от 1 до 2 проводник изношенный, но эксплуатация возможна. При значении более 2 эксплуатация проводника разрешена. Коэффициент абсорбции вычисляется измерением скорости заряда абсорбционной емкости изоляции при приложении испытательного напряжения. Если коэффициент абсорбции меньше 1,3 изоляция считается неудовлетворительной, необходимо сушить изоляцию.

 

Для работы с мегаомметром необходимо:

1. выбрать испытательное напряжение в настройках прибора, чем больше испытательное напряжение чем больше максимальное значение сопротивления;
2. выбрать время измерения. Из-за нестабильности сопротивления требуется проводить измерения не менее 1 минуты.

 

Клемму «минус», «GUARD», «0 V» необходимо подключать к тому проводнику, который заземлен. Измерения рекомендуется проводить дважды со сменной полярности испытательного напряжения для получения среднего результата. Полярность испытательного напряжения указана на гнёздах мегаомметра. Результаты измерений может выглядеть как на картинке ниже. Минимальное сопротивления изоляции проводки для бытовой сети 0,5 МОм, а для промышленной сети и производственного оборудования 1 МОм. 

 

Для измерения сопротивления изоляции двухжильного кабеля необходимо клеммы плюс и минус мегаомметра подсоединить к проводникам. Если кабель одножильный тогда клеммы плюс и минус мегаомметра подключают к проводнику и экрану соответственно. При измерении сопротивления более 10 ГОм необходимо использовать экранированный измерительный кабель, экран измерительного кабеля подключается в соответствующее гнездо. 

 

Если изоляция кабеля загрязненная и при больших значения сопротивления изоляции более 10 ГОм, для исключения влияния поверхностных токов утечки необходимо использовать схему подключения с тремя измерительными кабелями. Или экраннированным кабелем как у мегаомметра Е6-32, в комплекте не поставляется. К изоляции одного из проводников необходимо намотать колечко из фольги, обжать крокодилом и подключить крокодил к клемме заземления мегаомметра. При измерении сопротивления изоляции обмотки трансформатора, для исключения влияния поверхностных токов утечки так же необходимо использовать схему подключения с тремя измерительными кабелями. Клемма заземления в данном случае подключается к сердечнику трансформатора.

 

Нормы сопротивления изоляции. Измерения необходимо производить при нормальных климатических условиях при температуре 25±10 °С и влажности воздуха не более 80%. Если в кабеле провода без экрана, то сопротивление изоляции измереяется между жилами проводов. Если провода с экраном в виде оплетки или фольги, то тогда сопротивление изоляции измеряется между жилой и экраном. Испытания проводят при отключеных электроустановках. 

Электроустановки	Значение сопротивления, не менее	Испытательное напряжение	Указания
до 500 В	более 0,5 Мом	500 В	Сопротивление изоляции должно быть стабильным 1 минуту
500 … 1000 В	более 1 Мом	1000 В	Сопротивление изоляции должно быть стабильным 1 минуту

 

Все мегаомметры в каталоге. 

Измерение сопротивления изоляции. Методика и приборы. Порядок

Качественные изолирующие материалы определяют функциональность и надежность снабжения объектов электрической энергией. Каждый специалист на предприятии должен понимать важность свойств изоляции оборудования. Периодически необходимо контролировать работу электрических устройств, проводить измерение сопротивления изоляции.

Для чего нужно измерение сопротивления изоляции

Материал изоляции кабелей имеет свой срок службы. На качество диэлектрического материала изоляции влияют следующие факторы:

• Высокое напряжение.
• Солнечный свет.
• Механические повреждения.
• Температурный режим.
• Среда использования.

Измерение сопротивления изоляции рекомендуется для более точного выяснения причин повреждений в кабельной цепи, или цепи электрических устройств, а также для проверки возможности дальнейшей эксплуатации изоляции.

Если дефект изоляции обнаружен визуально, то выполнять измерения сопротивления уже нет необходимости. При обнаружении нарушения изоляции с помощью мегомметра, можно предотвратить:

• Неисправности устройств.
• Возникновение пожара.
• Аварийные ситуации.
• Чрезмерный износ устройства.
• Короткие замыкания.
• Удары электрическим током персонала, обслуживающего устройства.

Методика

Главной характеристикой состояния изоляции электрооборудования принято считать сопротивление постоянному току, поэтому обязательной частью проверки цепей является контроль сопротивления изоляции.

Приборы

Значение сопротивления изоляции контролируется при помощи мегомметрами. Сегодня популярными являются мегомметры марок: М — 4100, ЭСО 202 / 2Г, MIC – 30, MIC — 1000, MIC-2500. Прогресс технологий в электротехнике не стоит на месте, поэтому виды измерительных приборов постоянно обновляются.

Мегомметр состоит из источника питания постоянного тока и механизма измерения. В качестве источника тока может использоваться генератор переменного тока с выпрямительным мостом.

Мегомметры можно разделить по величине напряжения:

• До 1000 вольт.
• До 2500 вольт.

В комплекте к прибору приложены гибкие медные проводники. Их длина может достигать до 3 метров. Сопротивление изоляции измерительных проводов должно быть более 100 мегом. Концы проводов мегомметра должны быть оснащены наконечниками со стороны подключения к прибору. Другие концы проводов должны оснащаться зажимами вида «крокодил» с рукоятками из диэлектрического материала.

Порядок измерений

Перед началом контрольных измерений необходимо выполнить:

• Перед непосредственным измерением необходимо выполнить контрольную проверку прибора. Такая проверка производится путем определения показаний прибора во время разомкнутых и замкнутых проводников. При разомкнутых проводниках стрелка или индикатор должны показывать бесконечное сопротивление. При замкнутых проводах показания должны быть близки к нулю.
• Обесточить измеряемый кабель. Для проверки отсутствия напряжения необходимо пользоваться указателем напряжения, который испытан на заведомо подключенном к напряжению участке цепи электроустановки, согласно требованиям правил охраны труда.
• Произвести заземление токоведущих жил испытуемого кабеля.

Во время измерения сопротивления на участках цепи свыше 1000 вольт, необходимо применять диэлектрические резиновые перчатки. Запрещается касаться токоведущих элементов, присоединенных к мегомметру.

Сопротивление проверяется для отдельной фазы по отношению к другим фазам. При отрицательном результате необходимо проверить сопротивление изоляции между отдельной фазой и землей.

Схема проверки сопротивления

Измерение сопротивления изоляции на кабеле, рассчитанном на напряжение более 1000 вольт, на изоляцию накладывают экранное кольцо, которое соединено с экраном.

При работах с кабелями до 1000 вольт, имеющих нулевые жилы, необходимо знать:

• Изоляция нулевых проводов должна быть не хуже, чем у фазных проводников.
• Нулевые проводники должны быть отключены от заземления со стороны приемника и источника питания.

При вращении ручки привода генератора мегомметра необходимо добиться устойчивого состояния стрелки прибора. Только после этого можно измерять сопротивление. Для устойчивого положения стрелки ручку вращают со скоростью около 120 об / мин.

После начала вращения ручки до момента измерения должно пройти не менее 1 минуты. Далее после подключения проводов к кабелю необходимо выждать 15 секунд. После этого зафиксировать величину сопротивления.

При ошибочно выбранном интервале измерений, необходимо выполнить следующие мероприятия:

• Снять напряжение с измеряемого проводника, подключить к нему заземление.
• Установить правильное положение переключателя и возобновить измерение на новом диапазоне.

При подключении и снятии заземления применение диэлектрических перчаток является обязательным. После проведения измерений на кабеле накапливается заряд энергии, который необходимо снять перед отключением прибора. Заряд снимается при помощи наложения заземления.

Проверка изоляции осветительной цепи

Измерение сопротивления изоляции осветительной цепи выполняется мегомметром, рассчитанным на напряжение до 1000 вольт. Работы по измерению включают в себя следующие этапы:

• Измерение сопротивления изоляции магистрали: от щитов 0,4 кВ до электрических автоматов распредщитов.
• Сопротивления изоляции от этажных распредщитов до квартирных щитков.
• Измерение сопротивления изоляции цепи освещения от автоматов выключения и групповых щитков до арматур освещения. В светильниках перед измерением отключается напряжение, выключатели света должны находиться во включенном состоянии, нулевые рабочие и защитные провода должны быть отключены, лампы освещения вывернуты. Если применяются газоразрядные лампы, то их допускается не выкручивать, однако необходимо снять стартеры.
• Значение сопротивления на участках освещения и осветительной арматуры должно быть выше 0,5 мегома.

Информация по применению в измерениях приборов, и итоги замеров оформляются протоколами.

Требования безопасности

Работники измерительной лаборатории, направленные для исполнения работ в различных электроустановках, и не находящиеся в штате предприятия, владеющего электроустановкой, считаются командированными работниками.

Специалисты должны иметь в наличии определенной формы удостоверения. При этом должна быть отметка комиссии командирующей фирмы о присвоении группы электробезопасности. Фирма, отправляющая специалистов, несет ответственность за исполнение нормативов по технике безопасности и соответствию групп по электробезопасности.

Организация работ сотрудников предполагает выполнение мероприятий перед началом работ:

• Извещение владельца проверяемой электроустановки о целях работы.
• Предоставление специалистам права производства работ в виде выдачи наряда, назначения ответственных лиц.
• Проведение вводного инструктажа.
• Ознакомление с электросхемой и особенностями установки.
• Подготовка рабочего места.

Организация (владелец) несет ответственность за соблюдением требований охраны труда. Работы осуществляются по наряду-допуску.

При выполнении измерений необходимо:

• Соблюдать указания инструкций, применяемых приборов, разработанных на предприятии. Также необходимо выполнять вспомогательные требования согласно нарядам-допускам.
• Запрещается начинать работы по измерениям, не убедившись в отсутствии напряжения на измеряемом участке. Контролировать отсутствие напряжения питания при выполнении измерений. Это требование выполняется с помощью испытанного указателя, который должен быть протестирован на подключенных к напряжению элементах электроустановки, согласно правилам ТБ. Напряжения контролировать между фазами, землей и фазами. Эта операция требует особой тщательности и ответственности.
• Коммутацию приборов осуществлять при обесточенных токоведущих частях.
• Обеспечить использование средств защиты и специального инструмента с диэлектрическими ручками, которые заранее испытаны.

Бригада специалистов должна иметь в составе не менее 2-х человек, включая производителя работ с 4 группой электробезопасности, и работника с 3 группой электробезопасности. При выполнении измерений запрещается подходить к токоведущим элементам ближе безопасного расстояния, которое определено в таблице.

 

Интервалы проведения проверок

Временные нормативы проведения плановых измерений величин сопротивлений, значение напряжения для измерения изоляции описываются в правилах технической эксплуатации. Ежегодно производится измерение сопротивления изоляции осветительной аппаратуры, лифтовой проводки, а также электропроводки подъемно-транспортных механизмов.

В остальных случаях такие проверки осуществляются один раз в несколько лет. Каждые 6 месяцев производится проверка переносного электрооборудования и инструмента, а также сварочных аппаратов.

При невыполнении установленных интервалов проверок повышается вероятность появления различных нежелательных неисправностей электроустановок. Нарушители этих правил могут подвергаться определенным санкциям и штрафам. В организациях должны быть разработаны планы проведения проверок изоляции. При этом делается упор на особенности и технические запросы, которым должны соответствовать электроустановки, а также кабельные сети. Изоляция проверяется во время эксплуатационных испытаний.

Похожие темы:

Что такое сопротивление? | Fluke

Сопротивление — это мера сопротивления току в электрической цепи.

Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Ом назван в честь Георга Симона Ома (1784-1854), немецкого физика, изучавшего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Ему приписывают формулировку закона Ома.

Все материалы в некоторой степени сопротивляются току. Они попадают в одну из двух широких категорий:

• Проводники: Материалы с очень низким сопротивлением, в которых электроны могут легко перемещаться.Примеры: серебро, медь, золото и алюминий.
• Изоляторы: Материалы, обладающие высоким сопротивлением и ограничивающие поток электронов. Примеры: резина, бумага, стекло, дерево и пластик.

Золотая проволока служит отличным проводником.

Измерения сопротивления обычно проводятся для определения состояния компонента или цепи.

• Чем выше сопротивление, тем меньше ток. Если он слишком высокий, одной из возможных причин (среди многих) может быть повреждение проводов из-за горения или коррозии.Все проводники выделяют определенное количество тепла, поэтому перегрев часто связан с сопротивлением.
• Чем ниже сопротивление, тем выше ток. Возможные причины: повреждение изоляторов из-за влаги или перегрева.

Многие компоненты, такие как нагревательные элементы и резисторы, имеют фиксированное значение сопротивления. Эти значения часто печатаются на паспортных табличках компонентов или в руководствах для справки.

Когда указывается допуск, измеренное значение сопротивления должно находиться в пределах указанного диапазона сопротивления.Любое значительное изменение значения фиксированного сопротивления обычно указывает на проблему.

«Сопротивление» может звучать отрицательно, но в электричестве его можно использовать с пользой.

Примеры: Ток должен с трудом проходить через маленькие катушки тостера, достаточный для выделения тепла, которое подрумянивает хлеб. Лампы накаливания старого образца заставляют ток течь через такие тонкие нити, что возникает свет.

Невозможно измерить сопротивление в рабочей цепи. Соответственно, специалисты по поиску и устранению неисправностей часто определяют сопротивление, измеряя напряжение и ток и применяя закон Ома:

E = I x R

То есть, вольт = амперы x Ом.R в этой формуле означает сопротивление. Если сопротивление неизвестно, формулу можно преобразовать в R = E / I (Ом = вольт, деленный на амперы).

Примеры: В цепи электрического нагревателя, как показано на двух рисунках ниже, сопротивление определяется путем измерения напряжения и тока цепи с последующим применением закона Ома.

Пример нормального сопротивления цепи Пример повышенного сопротивления цепи

В первом примере полное нормальное сопротивление цепи, известное опорное значение, составляет 60 Ом (240 ÷ 4 = 60 Ом).Сопротивление 60 Ом может помочь определить состояние цепи.

Во втором примере, если ток в цепи составляет 3 ампера вместо 4, сопротивление цепи увеличилось с 60 Ом до 80 Ом (240 ÷ 3 = 80 Ом). Увеличение общего сопротивления на 20 Ом может быть вызвано неплотным или грязным соединением или обрывом катушки. Секции с разомкнутой катушкой увеличивают общее сопротивление цепи, что снижает ток.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

AN016 — Измерение очень высокого сопротивления

AN016 — Измерение очень высокого сопротивления

Elliott Sound Products

АН-016

Род Эллиотт (ESP)

---

Прил. Индекс нот
Основной индекс

---

Введение

Время от времени вам нужно измерять сопротивление, которое выходит за пределы возможностей измерения сопротивления вашего цифрового мультиметра.Это может быть измерение обратного сопротивления диода в прецизионной цепи удержания пикового значения или проверка отсутствия утечки через печатную плату. Большинство мультиметров имеют сопротивление примерно 20 МОм, а некоторые (обычно более дорогие настольные) способны измерять до 200 МОм. Самый обычный диод 1N4148 имеет обратное сопротивление (согласно спецификации) около 800 МОм, что выходит далеко за пределы возможностей всех, кроме самых дорогих лабораторных приборов.

Этот метод очень кратко описан в AN-014, но потенциально он настолько полезен, что было решено, что из него получится хорошее приложение.обратите внимание на себя.

Обычно очень дорогие лабораторные приборы используются для измерения очень высоких сопротивлений. К ним относятся электрометр ^[1] и источники-измерители (SMU). И то, и другое выходит далеко за рамки домашней мастерской, и лишь немногие профессиональные мастерские будут иметь что-то подобное. Не часто вам нужно проводить эти измерения на устройствах с очень высоким сопротивлением, поэтому неудивительно, что доступной полезной информации не так много.

---

Измерение сопротивления

Мультиметры (цифровые) подают известный ток на внешний резистор и измеряют напряжение на нем. Вот почему многие цифровые измерители показывают прямое сопротивление диода как (скажем) 0,55 кОм — это , а не сопротивление, а просто прямое напряжение. Не все счетчики делают это по умолчанию, поэтому во многих есть отдельная функция «проверки диодов», которая показывает напряжение.

Рисунок 1 — Традиционное измерение сопротивления

На рисунке выше показано, как измеряется сопротивление.Большинство измерителей имеют несколько диапазонов (или имеют автоматический выбор диапазона), поэтому я только что показал один диапазон, подходящий для измерения от нуля до 1,999 кОм. 1,999 кОм — это то, что вы видите с типичным 3½-значным измерителем — наиболее значимая цифра в такие счетчики могут быть только нулем или единицей.

Подается ток 1 мА, поэтому измеритель считывает напряжение и отображает результат как сопротивление. Максимальное отображаемое напряжение составляет 1,999 В, а резистор 1 кОм покажет 1000 кОм, потому что на нем есть напряжение 1 В.Конечно, 1 В при 1 мА равняется 1 кОм (по закону Ома). Максимальное сопротивление, которое вы можете измерить, зависит от измерителя, но большинство измерителей будут иметь «максимум» на уровне около 20-40 МОм или около того. Некоторые настольные измерители могут измерять до 200 МОм.

---

Измерение очень высокого сопротивления

Учитывая вышесказанное, вы можете задаться вопросом, как можно измерить сопротивление 1 ГОм или более, как я это сделал для диодов 1N4148 (среди прочего). Очевидно, что ни один доступный мультиметр не может измерить такое сопротивление, но с некоторыми хитростями это возможно! Измеритель используется в своем диапазоне напряжений и включен последовательно с диодом с обратным смещением.Затем прикладывается известное напряжение (скажем, 10 В постоянного тока), и измеритель покажет значение, возможно, 100 мВ. Обратите внимание, что измерения должны использовать постоянный ток, хотя измерения переменного тока теоретически возможны. Однако будет чрезвычайно сложно гарантировать, что измеритель не улавливает шум переменного тока, поэтому измерения могут легко оказаться ошибочными на порядок!

Почти все цифровые мультиметры имеют входной импеданс постоянного напряжения около 10 МОм (большинство моих измерений составляет 11 МОм, поэтому мы будем использовать это для этого упражнения) в диапазоне постоянного напряжения, поэтому напряжение 109 мВ на 11 МОм означает, что ток это 9.91нА. Остальная часть напряжения проходит через диод, который также должен составлять 9,91 нА. Если приложенное напряжение составляет 10 В, это дает общее сопротивление чуть более 1 ГОм (10 В / 9,91 нА = 1 ГОм). На рисунке ниже сопротивление измерителя 11 МОм вычтено, в результате чего внешнее сопротивление составляет 998 МОм.

Обратите внимание, что для очень высокого сопротивления (1 ГОм или более) вам понадобится измеритель, который может измерять с точностью до 10 мВ. Некоторые измерители имеют диапазон милливольт, в котором можно использовать и , но вы можете обнаружить, что измеритель ожидает низкого сопротивления источника при измерении в диапазоне милливольт.Например, мой настольный измеритель имеет небольшое смещение постоянного тока при использовании в диапазоне милливольт, что, вероятно, связано с использованием внутреннего усилителя с небольшим (около 4 мВ) смещением постоянного тока, что делает его непригодным для этого приложения.

Некоторые измерители имеют разное входное сопротивление в зависимости от диапазона. Это легко измерить с помощью переключаемых дальномеров, но это не так просто, если у измерителя есть автоматический выбор диапазона. Поскольку конечным результатом измерения с использованием этого метода в любом случае является такое высокое сопротивление, вариация в ± 1 МОм, вероятно, не является ни здесь, ни там.Хотя я рекомендую испытательное напряжение 10 В, при необходимости вы можете использовать более высокие напряжения. Будьте очень осторожны, чтобы убедиться, что напряжение меньше ожидаемого напряжения пробоя компонента, который вы тестируете, и будьте особенно осторожны (для вашей собственной безопасности), если используются особенно высокие напряжения. Источник питания, используемый для теста, должен иметь ограничение тока (чтобы он не был поврежден случайным коротким замыканием) или использовать последовательный резистор для ограничения максимального тока, если вы случайно закоротите источник питания.Как поясняется ниже, для обеспечения точных измерений регулировка должна быть отлично .

Рисунок 2 — Измерение сопротивления вольтметром

Чрезвычайная точность не требуется (один может вычесть , например, 109 мВ или 11 МОм, как я сделал здесь), но конечный результат «достаточно хорош» для большинства измерений. Это особенно верно, поскольку такие высокие значения сопротивления могут зависеть от температуры и / или влажности, и даже минимальное количество влаги может резко повлиять на показания.Я измерил между дорожками на 50-миллиметровой длине Veroboard, и когда высох, я получил 6,2 мВ (почти 18 ГОм), но просто дыша на него, сопротивление упало до уровня ниже 1 ГОм (хотя и ненадолго).

C1 (10 нФ, 100 В) не является обязательным. Удивительно, но это не обязательно должен быть конденсатор со сверхнизкой утечкой, потому что он подключен параллельно 10 МОм или около того измерителя. При условии, что его диэлектрическое сопротивление выше 100 МОм (а большинство обычных конденсаторов будет намного лучше), это не повлияет на показания.Время зарядки не так велико, как вы могли ожидать (обычно пара секунд), но это поможет устранить любой шум, который сделает чтение нестабильным. Предел низкой частоты определяется значением ограничения и входным сопротивлением измерителя (R _int ). При 10 нФ это около 1,6 Гц, поэтому большая часть сетевых шумов должна подавляться достаточно хорошо.

Это очень полезный метод, если вам когда-либо понадобится измерить особенно высокое сопротивление, и, похоже, он не получил широкой известности. Существуют (конечно) специализированные измерители для измерения чрезвычайно высоких сопротивлений, но скромный цифровой мультиметр с некоторой осторожностью выполняет вполне приемлемую работу.Совершенно очевидно, что DUT (тестируемое устройство) необходимо подвешивать вдали от всего, что может быть очень слабо проводящим, а выводы измерителя также должны быть очень хорошо изолированы. Самая маленькая утечка может привести к очень большой ошибке.

Вам также необходимо проверить технические характеристики вашего счетчика, чтобы определить ошибку. Большинство из них лучше 1%, но наименее значащая цифра может иметь большое значение для устройств для испытаний на очень низкую утечку. В спецификациях обычно указывается точность как (например) ± 1%, ± 2 «отсчета» (наименьшая значащая цифра).Это означает, что 100 мВ может отображаться как любое значение от 97 до 103 мВ, и ошибка становится хуже, когда напряжение уменьшается.

Только после того, как вы выполнили этот тип измерения несколько раз, вы, , действительно, столкнетесь с чрезвычайно высокими импедансами, которые существуют в некоторых цепях. Даже печатные дорожки могут быть подозрительными, если соответствующие точки не защищены защитной дорожкой или чем-то подобным (что невозможно с Veroboard). Если вы никогда не слышали о «защитной дорожке», см. «Проектирование с помощью операционных усилителей, высокоимпедансные усилители».Защитная дорожка (или кольцо) эффективно «натягивает» замкнутую цепь, защищая ее от внешних (поверхностных) утечек.

Поучительно следить за обратным сопротивлением диода 1N4148 (или любого другого), держа рядом паяльник — не касаясь, а на расстоянии пары миллиметров. Даже небольшое количество тепла резко снизит обратное сопротивление (также известное как утечка). При едва заметном повышении температуры вы можете увидеть наблюдаемое повышение напряжения со 100 мВ до 400 мВ или более, что указывает на то, что утечка увеличилась в четыре раза.Это примерно эквивалентно падению сопротивления с 1 ГОм примерно до 250 МОм. Это большая разница, и в некоторых схемах она может быть критичной.

Шум может быть проблемой при проведении подобных измерений, потому что все импедансы очень высоки. Некоторые измерители лучше других подавляют гул от сети и другие посторонние шумы, которые могут сделать окончательные показания нестабильными. Если импеданс особенно высок, вы даже не можете использовать конденсатор для его фильтрации, потому что диэлектрик крышки может быть не намного лучше, чем тестируемое устройство.Вы можете использовать более крупный (предпочтительно полипропиленовый) колпачок параллельно с измерителем (а не колпачок 10 нФ, показанный выше), поскольку они имеют очень высокое сопротивление диэлектрика. Это сделает процесс измерения немного медленнее, потому что конденсатор должен заряжаться через внешнее сопротивление, возможно, несколько ГОм, и последняя схема все еще может быть не в состоянии эффективно устранить гудение 50/60 Гц. Схема, показанная на Рисунке 2, уже использовалась много раз и оказалась очень успешной.

Важно, чтобы внешний источник питания не шумел и очень хорошо регулировался.Небольшие изменения напряжения, не оказывающие никакого влияния на нормальные цепи, будут вызвать изменение показаний счетчика. Это особенно неприятно при измерении диэлектриков конденсатора, поскольку конденсатор пропускает низкочастотные колебания и вызывает неустойчивый чтение, которое не может быть интерпретировано с какой-либо точностью. Я знаю это по личному опыту, и мне пришлось прибегнуть к использованию внешнего регулятора после того, как я (регулируемый) источник питания, чтобы обеспечить максимально стабильное выходное напряжение.Требуется только очень низкий ток, поскольку мы рассматриваем устройства, потребляющие всего несколько нА или даже пА тока. однажды поселились.

Если вы обнаружите, что это то, что вам нужно часто использовать, было бы целесообразно сделать для вашего измерителя короткий провод очень (по сути, банановый штекер с отрезком провода) с зажимом из кожи аллигатора на конец, чтобы удерживать один конец ИУ. Сделайте еще один короткий провод для общей клеммы счетчика. Отрицательный полюс внешнего источника питания подключается к общему проводу, а положительный — к другому концу тестируемого устройства.Это помогает свести к минимуму внешний шум, а также обеспечивает максимально возможное сопротивление во всех интересующих точках.

Сопротивление изоляции проводов от источника питания не имеет значения, и даже сопротивление внутренней изоляции измерителя относительно неважно (параллельно с 10-11 МОм). Единственная особенность, представляющая особый интерес, — это соединение тестируемого устройства с внешним источником питания, и если оно находится в воздухе, оно фактически бесконечно. Никакой материал печатной платы (или что-либо еще) не должен перекрывать само тестируемое устройство, поскольку утечка неизвестна.

---

Выводы

Эта на первый взгляд простая техника, похоже, не так широко известна, как следовало бы. Это не то, что вам нужно очень часто, а некоторым может вообще не понадобиться. Я использовал его несколько раз при разработке проектов или специальных дизайнов для клиентов, и это, безусловно, гораздо лучшее предложение, чем тратить тысячи долларов на специализированное оборудование, которое можно использовать только раз в пару лет.

Если вы хотите получить точные показания, вам понадобится второй мультиметр для измерения входного сопротивления того, который вы собираетесь использовать.Не все спецификации включают входной импеданс, и около 10 МОм часто принимают за , но, как я обнаружил с несколькими моими измерителями, на самом деле они равны 11 МОм. Ошибка небольшая, поэтому вы можете не чувствовать необходимости проверять фактическое сопротивление.

Этот метод не подвергает риску ваш измеритель или тестируемое устройство (при условии, что внешнее напряжение меньше, чем напряжение пробоя тестируемого устройства). Измеритель находится в режиме напряжения, поэтому он имеет высокий импеданс, и даже закороченное ИУ не повредит измерителю.Испытательное напряжение зависит от того, что вы тестируете, но 10 В — хорошая отправная точка для большинства измерений. Если вам необходимо использовать более высокое напряжение, делайте это с особой осторожностью. Все, что превышает 50 В, потенциально опасно, и вы делаете это на свой страх и риск.

---

Список литературы

1. Электрометр — Википедия

Других ссылок на эту технику в Интернете не было. Некоторые из них могут существовать, но даже тщательный поиск не смог найти ничего даже отдаленно близкого.Один был найден как , но он был опубликован после того, как я предложил эту технику в AN-014, поэтому есть основания полагать, что моя техника была использована в качестве вдохновения.

---

---

Прил. Индекс нот
Основной указатель

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2019. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве.Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © Род Эллиотт, апрель 2019 г.

▷ Измерение сопротивления омметром

Новая статья из серии руководств по измерительным приборам, которые Насир — один из самых плодовитых наших членов — написал.На этот раз он сосредоточился на омметре.

Вы тоже можете присылать нам статьи. Просто отправьте письмо команде!

Что такое омметр?

Омметр — еще один интересный измерительный прибор, который используется для измерения сопротивления между любыми двумя точками цепи. Это чрезвычайно важно и широко используется в настоящее время для анализа схем и отладки.

Поскольку мы знаем, что единицы сопротивления измеряются в омах, мы знаем, откуда взялось название этого устройства, поскольку оно измеряет сопротивление между любыми двумя точками в цепи.

Как омметр измеряет сопротивление?

Для измерения сопротивления в цепи в первую очередь необходимо проверить наличие у омметра собственного встроенного источника напряжения. Это может быть небольшая батарея, обычно 1,5 В, используемая для обычных повседневных целей, но также доступны и другие номиналы.

Необходимость во встроенном источнике напряжения возникает из-за того, что для измерения сопротивления омметр пропускает ток через это место, а затем измеряет падение напряжения, которое является сопротивлением через выходное значение тока.

Для измерения неизвестного сопротивления сначала отключается питание цепи, а затем два щупа омметра подключаются к двум точкам, между которыми необходимо измерить значение сопротивления.

Красный зонд подключается к положительной стороне цепи, а черный зонд подключается к заземленной стороне цепи, как показано ниже:

Когда омметр включен, ток от аккумулятора проходит через цепь и падение напряжения или сопротивление i.е. измеряется противодействие потоку электронов.

Виды омметров

Омметры

доступны в двух формах: цифровой омметр и аналоговый омметр. Цифровой омметр отображает значение неизвестного сопротивления в цифровом виде в виде числовых цифр. А аналоговый омметр перемещает значение посредством перемещения, необходимого на отмеченной шкале. Когда ток, проходящий через цепь, является максимальным по отношению к входному напряжению, сопротивление считается минимальным в соответствии с законом Ома.

И наоборот, при минимальном токе сопротивление максимальное, а стрелка перемещается в крайний левый угол шкалы, чтобы указать максимальное значение в омах, как показано на рисунке ниже:

Омметр также можно использовать для измерения переменного сопротивления переменного резистора.

Калибровка омметра

Чтобы проверить, правильно ли работает ваше измерительное устройство, просто соедините два щупа омметра друг с другом.

Это должно показать минимальный уровень сопротивления, который в идеале равен нулю и может практически составлять несколько микро или миллиом.

Применение омметра

1. 1. В настоящее время они широко используются для проверки целостности цепи, т.е. если через цепь протекает достаточный ток или существует бесконечное сопротивление между двумя точками и цепь отключена.

1. Они также используются в качестве лабораторного испытательного оборудования в различных экспериментах и ​​в учебных целях.
2. Они очень полезны при отладке небольших микросхем, таких как печатные платы и других вещей, которые необходимо реализовать в чувствительном оборудовании.

Заключение

Пока что это все касалось омметров. Надеюсь, эта статья была полезной и помогла вам разобраться в работе омметра.

У меня есть для вас еще парочка измерительных приборов. Чтобы узнать больше об этих измерительных приборах, продолжайте посещать блог.

Спасибо за чтение моих статей,

Насир.

Повышение точности измерения сопротивления с помощью 6-проводной технологии

Тестируемое сопротивление R1 определяет режим и диапазон, используемый цифровым мультиметром.Это вместе с ожидаемым значением R1 определяет напряжение, которое подается на R1. Чтобы обеспечить правильную работу защитного усилителя, это напряжение необходимо использовать для расчета минимально возможного сопротивления, которое может быть R3. Например, если R1 составляет 1 кОм и измеряется в диапазоне 1 кОм, типичный цифровой мультиметр будет выдавать тестовый ток 1 мА, генерируя напряжение 1 В на R1. Такое же напряжение появляется на R3 при использовании с усилителем защиты. Следовательно, усилитель должен выдавать достаточный ток, чтобы равняться напряжению, деленному на R3.Если вам нужно защитить меньшие значения R3, подумайте о переводе цифрового мультиметра в более высокий диапазон. Обычно это снижает испытательное напряжение и минимальное значение R3, которое будет работать в вашей системе. Компромисс заключается в том, что ошибка измерения R1 увеличивается с уменьшением значений R2 и R3.

Кроме того, поскольку усилитель не идеален, связанное с ним напряжение смещения также будет вносить вклад в ошибку, когда значение R2 мало. Напряжение смещения защитного усилителя подается непосредственно на R2, а результирующий ток вычитается из калиброванного испытательного тока цифрового мультиметра (который должен протекать через R1), вызывая ошибку.Например, в предыдущем случае измерения резистора 1 кОм в диапазоне 1 кОм с испытательным током 1 мА, если R2 составляет 100 Ом, а типичное напряжение смещения составляет 200 мкВ, погрешность испытательного тока составляет 200 мкВ / 100 Ом. , или 0,002 мА, что отнимает 0,2% испытательного тока 1 мА. Это приводит к ошибке измерения R1 в 0,2%. Эти дополнительные ошибки легко вычислить, и их необходимо добавить к общей системной ошибке.

Для R 1 = 1 кОм, R 2 = 8.2кОм, R 3 = 4,3 кОм	4-проводное измерение	6-проводное измерение с помощью NI PXI-4022
Испытательный ток	1 мА	1 мА
Напряжение смещения предохранителя	N / A	200 мкВ
Ток через R 1	926 мкА	999.976 мкА
Ток через R 2	74 мкА	0,024 мкА
Ток через R 3	74 мкА	23,255 мкА
Измеренное значение R 1	926 Ом	999.9 Ом
Ошибка измерения	-7,4%	-.01%

Измерение сопротивления (Примечание приложения) | LabJack

Распространенными резистивными датчиками являются термисторы и RTD. Существует четыре основных способа измерения сопротивления с помощью устройства LabJack:

1. Использование простого делителя напряжения
2. Использование буферного делителя напряжения
3. Использование насадки LJTick-Resistance
4. Использование источников постоянного тока 10UA и 200UA (при наличии)

Мы рекомендуем LJTick-Resistance как лучший вариант.

Базовый делитель напряжения

Распространенным способом измерения сопротивления является создание делителя напряжения, как показано на рисунке 5, где один из резисторов известен, а другой — неизвестен. Если Vin известно, а Vout измерен, уравнение делителя напряжения может быть преобразовано, чтобы найти неизвестное сопротивление.

Рисунок 1. Схема делителя напряжения

Уравнение делителя напряжения решено для R1 …

Решено для R2…

Чтобы измерить сопротивление, установите известное значение резистора как (R1), резистор, который нужно измерить, как (R2), и запитайте его известным напряжением (Vin). Используйте уравнение, решенное для R2, ​​чтобы получить значение сопротивления. В качестве общей рекомендации (R1 + R2) должно оставаться более 500 Ом сопротивления, чтобы устройство LabJack не потребляло слишком большой ток. Кроме того, не забудьте приобрести прецизионный резистор с хорошим (<= 25 ppm) температурным коэффициентом в качестве известного значения сопротивления.

Источник напряжения (Vin) должен относиться к той же земле, что и устройство (GND). Если R1 будет очень низким, а Vin превышает диапазон измерения аналогового входа, используйте меньшее Vin.

Делитель напряжения с буфером

При измерении более высокого сопротивления (обычно выше 10 кОм) можно использовать буфер. На следующем рисунке показан резистивный делитель напряжения, за которым следует операционный усилитель, настроенный как неинвертирующий единичный коэффициент усиления (то есть буфер).

Рисунок 2.Схема буферного делителя напряжения

Операционный усилитель выбран так, чтобы входные токи смещения были низкими, поэтому в делителе напряжения можно использовать большие резисторы. Для приложений 0-5 вольт, где усилитель будет запитываться от Vs и GND, хорошим выбором будет OPA344 от Texas Instruments (ti.com). OPA344 имеет очень небольшой ток смещения, который мало изменяется во всем диапазоне напряжений. Обратите внимание, что при питании усилителя от Vs и GND, вход и выход на операционный усилитель ограничены этим диапазоном, поэтому, если Vs равно 4.8 вольт ваш Vin должен быть 0-4,8 вольт.

LJ Сопротивление клещам

Мы рекомендуем LJTick-Resistance, потому что это «буферный делитель напряжения», как описано выше. Он включает стабильное опорное напряжение 2,5 В.

Рис. 3. LJTick-Resistance

Типичное использование — подключить Vref к одной стороне неизвестного сопротивления (Ru), а другую сторону Ru — к IN на LJTR. Для получения наилучших результатов на U6 / T7 вы также должны подключить Vref к некоторому аналоговому входу для измерения фактического значения.Затем используйте следующие уравнения для определения Ru:

Vout = Vref * R3 / (Ru + R3)

Ru = ((Vref — Vout) * R3) / Vout

R3 — это прецизионный резистор относительно земли в цепи делителя напряжения. LJTick-Resistance доступен в версиях -1000, -10k, -100k и -1M, где эти числа являются значением R3. Выберите версию, в которой R3 аналогичен номинальному или среднему значению Ru.

Пример: LJTick-Resistance-100k. Vref подключен через неизвестный резистор Ru.Vref измеряется как 2,50 В, а Vout — как 1,20 В. Это означает, что Ru = (2,5-1,20) * 100000 / 1,20 = 108333 Ом.

Источники тока 10UA и 200UA

Если вам нужно измерить только несколько значений сопротивления, и ваше устройство LabJack имеет клеммы источника тока 10UA и 200UA, это хороший вариант.

Фактическое значение каждого источника тока записывается во время заводской калибровки и сохраняется вместе с константами калибровки на устройстве. Их можно просмотреть с помощью тестовой панели в LJControlPanel или прочитать программно.Обратите внимание, что это фиксированные константы, сохраненные во время калибровки, а не какие-то текущие показания.

Источники тока имеют хорошую точность и температуру, но для улучшения можно использовать фиксированный резистор в качестве одного из резисторов на рисунках ниже. Y1453-100 и Y1453-1.0K от Digikey обладают превосходной точностью и очень низкими температурами. Измеряя напряжение на одном из них, вы можете в любой момент вычислить фактический ток.

Источники тока могут выдавать максимум около 3 вольт, таким образом ограничивая максимальное сопротивление нагрузки примерно до 300 кОм (10UA) и 15 кОм (200UA).

Можно измерить несколько сопротивлений, включив их последовательно и измерив напряжение на каждом из них. В некоторых приложениях может потребоваться использовать дифференциальные входы для измерения напряжения на каждом резисторе, но для многих приложений он работает так же хорошо, чтобы измерить несимметричное напряжение наверху каждого резистора и вычесть его в программном обеспечении.

Рисунок 4 Рисунок 5

На рисунке 4 показана простая установка, измеряющая 1 резистор.Если R1 = 3k, напряжение на AIN0 будет 0,6 вольт.

На рис. 5 показана установка для измерения 3 резисторов с использованием несимметричных аналоговых входов. Если R1 = R2 = R3 = 3k, напряжения на AIN0 / AIN1 / AIN2 будут 1,8 / 1,2 / 0,6 вольт. Это означает, что AIN0 и AIN1 будут измеряться в диапазоне +/- 10 вольт, а AIN2 — в диапазоне +/- 1 вольт. Это указывает на потенциальное преимущество дифференциальных измерений, поскольку дифференциальное напряжение на R1 и R2 может быть измерено в диапазоне +/- 1 В, что обеспечивает лучшее разрешение.

Рисунок 6 Рисунок 7

На рис. 6 показана установка для измерения 2 резисторов с использованием дифференциальных аналоговых входов. В этом случае AIN3 теряется, потому что он подключен к земле, поэтому дифференциальное измерение AIN2-AIN3 аналогично несимметричному измерению AIN2. Это приводит к рисунку 7, на котором показаны дифференциальные измерения R1 и R2 и несимметричные измерения R3.

Измерение сопротивления

Приложения

Существует множество причин для измерения сопротивления различных материалов. Вот лишь некоторые из них:

Производители компонентов
В конце производственной линии и во время контроля качества необходимо убедиться, что такие продукты, как резисторы, токовые разъемы и т. Д.соблюдать указанные допуски по сопротивлению.

Производители выключателей, реле и вилок
Необходимо проверить, находится ли контактное сопротивление в определенных пределах. Это может происходить в конце производственной линии во время контроля качества.

Производители кабелей
Необходимо измерить сопротивление изготовленных проводов. Если сопротивление слишком велико, пропускная способность кабеля снижается. Если сопротивление слишком низкое, для поперечного сечения линии используется больше меди, чем абсолютно необходимо, и это приводит к ненужным расходам.

Монтаж и обслуживание сильноточных кабелей, распределительных устройств и устройств РПН
Чтобы предотвратить чрезмерное нагревание соединений или контактов, кабельные соединения и переключающие контакты должны иметь как можно более низкое сопротивление.
Плохое соединение или плохой контакт выйдет из строя в результате этого нагрева.
Профилактическое обслуживание с регулярным измерением сопротивления обеспечивает максимально долгий срок службы.

Автомобильная промышленность
Требование к измерению сопротивления сварочных кабелей для роботов, чтобы гарантировать, что качество сварного шва не ухудшится, например.грамм. обжимные соединения кабелей аккумуляторной батареи, сопротивление детонатора подушки безопасности, сопротивление жгута проводов и сопротивление обжимных соединений на различных компонентах.

Железная дорога
Включая трамваи и подземные железные дороги — для измерения сильноточных кабельных соединений, включая сопротивление соединений железнодорожных путей, поскольку пути часто используются для передачи сигналов.

Соединения потенциала и заземления
Соединения эквипотенциального соединения — это электрические соединения между компонентами, обеспечивающие одинаковый потенциал для всех.Заземление устанавливает соединение с потенциалом земли. Оба соединения должны быть измерены, чтобы гарантировать, что соединение имеет низкое значение сопротивления и поддерживается. Типовые соединения также можно найти в коммутационных станциях.

Клеящие (массовые) соединения в самолете
Все металлические соединения в самолете, в частности рама, должны быть электрически соединены. Эти соединения обеспечивают защиту с помощью клетки Фарадея.По этой причине производители должны измерять сопротивление соединений во время производства и обслуживания.

Измерение сопротивления; 2-х, 3-х или 4-х проводное соединение — как оно работает и что использовать?

В этом сообщении в блоге я объясняю, как работает измеритель сопротивления или RTD, а также разницу между 2-, 3- и 4-проводным подключением.

Может быть, вы знаете, что при измерении сопротивления и RTD (датчик температуры сопротивления) вы можете использовать 2, 3 или 4 провода, но, возможно, вы действительно не помните, в чем разница между ними или как эти соединения на самом деле работают. Я знаю, мне неловко в этом признаться. Но не волнуйтесь — я объясню, как это работает. Прочтите это, и тогда вы узнаете. Нам не нужно никому рассказывать, что вы узнали это от меня, давайте оставим это между нами … 😉

В этом сообщении в блоге я коротко и просто объясню, как работает измеритель сопротивления или RTD, а также разницу между 2-, 3- и 4-проводные соединения.Надеюсь, эта информация поможет вам на практике в вашей работе.

Загрузите эту статью в формате pdf >>

Давайте начнем копать — как работает измеритель сопротивления / RTD?

Давайте начнем строить с нуля. Прежде чем говорить о количестве проводов, давайте сначала посмотрим, как работает измеритель сопротивления.

Для начала: измеритель сопротивления фактически не измеряет сопротивление напрямую. Что?

Обычно измеритель сопротивления работает, пропуская небольшой точный ток через сопротивление, которое нужно измерить, а затем он измеряет падение напряжения, образовавшееся на сопротивлении.Узнав ток и напряжение, наш старый добрый друг, закон Ома, решает все остальное. Закон Ома гласит, что сопротивление — это напряжение, деленное на ток, или R = U / I .

Например, если через резистор проходит ток 1 мА (0,001 А) и на резисторе наблюдается падение напряжения 0,100 В, то сопротивление резистора R = U / I = 0,100 В / 0,001 A = 100 Ом.

Итак, измеритель сопротивления фактически измеряет сопротивление посредством измерения тока и напряжения.

Обычно ток измерения составляет около 1 мА, поэтому, если вы измеряете сопротивление 100 Ом, будет падение напряжения на 0,1 В над сопротивлением. Для диапазонов с более высоким сопротивлением используются меньшие измерительные токи. Часто в датчиках температуры используется ток около 0,2 мА. Я видел передатчики с током от 0,1 мА до нескольких мА. И это не всегда постоянный ток, но он может быть импульсным.

Измерительный ток вызывает самонагревание датчика RTD из-за рассеивания мощности, особенно в небольших элементах RTD, которые имеют плохую тепловую связь с окружающей средой.Следовательно, ток измерения должен быть низким. Подробнее о датчиках RTD в другом посте…

Само устройство измерения сопротивления, конечно, должно точно знать, какой ток он использует, чтобы правильно произвести расчет.

Возможно, пришло время для объяснения этого на диаграмме:

На картинке выше поле «Измеритель сопротивления» соответствует измерителю сопротивления (или RTD). Две черные точки и соединения, а буква «R» — это сопротивление, которое вы хотите измерить.

На приведенном выше рисунке используется двухпроводное соединение , поскольку для подключения сопротивления используются только два провода (измерительные провода). На картинке выше провода идеальны, в них нет сопротивления. Но на практике все провода и измерительные выводы имеют некоторое сопротивление, и контакты всегда будут иметь сопротивление.

Итак, если мы проиллюстрируем практическое двухпроводное соединение с учетом сопротивления проводов и соединений (Rw), мы получим следующую практическую схему ниже:

На практике большая проблема здесь в том, что измеритель сопротивления теперь будет измерять общее сопротивление, представляющее собой комбинацию (последовательное соединение) «сопротивления, которое необходимо измерить», и всего сопротивления проводов и соединений.

Счетчик видит сумму Uw + Ur + Uw, хотя он хотел бы видеть только Ur. В результате измеритель сопротивления показывает сопротивление, которое представляет собой комбинацию R и всех сопротивлений соединения.

Следовательно, в результате есть ошибка.

Измерение всегда слишком высокое. В зависимости от проводов и соединений это может вызвать огромную ошибку в измерениях. В случае длинных проводов и плохих соединений погрешность может составлять несколько Ом (а то и бесконечно).Но даже при использовании качественных измерительных проводов и зажимов всегда будет какая-то ошибка.

Если вы хотите проводить надежные и точные измерения сопротивления (или RTD), никогда не используйте 2-проводное соединение.

Как избавиться от этих ошибок при 2-проводном измерении?

Лучший ответ — использовать 4-проводное соединение. Давайте посмотрим на это дальше.

4-проводное измерение сопротивления

Идея 4-проводного подключения состоит в том, чтобы иметь отдельные провода для подачи измерительного тока и измерения падения напряжения на сопротивлении.

Для такого подключения необходимо 4 провода, ведущие к названию. Довольно логично…

Давайте посмотрим на картинку, чтобы проиллюстрировать 4-проводное соединение:

Вы можете спросить: « какая разница по сравнению с 2-проводным подключением? ”Что ж, с идеальными проводами и соединениями не будет никакой разницы, но получить идеальные провода в реальном мире довольно сложно (невозможно). Итак, на практике, со всеми неизвестными переменными сопротивлениями в проводах и соединениях, это будет иметь решающее значение.

Почему? Что ж, вот для чего я здесь:

Теперь есть отдельные выделенные провода, которые будут передавать точный ток через сопротивление. Если в этих проводах и соединениях есть какое-то сопротивление, это не имеет значения, потому что генератор постоянного тока по-прежнему будет генерировать такой же точный ток, и ток не изменяется, когда он проходит через эти сопротивления соединений.

Также есть отдельные провода для измерения напряжения, которые подключаются непосредственно к ножкам измеряемого сопротивления.Любое сопротивление в этих проводах для измерения напряжения не влияет на измерение напряжения, потому что это измерение очень высокого импеданса. В этих проводах практически нет тока, и даже при наличии сопротивления он не вызывает падения напряжения, поэтому ошибки нет.

В результате вышеизложенного 4-проводное соединение может точно измерить подключенное сопротивление (R), даже если сопротивление будет во всех соединительных проводах и соединениях.

Таким образом, 4-проводное соединение является лучшим и наиболее точным способом измерения сопротивления или датчика RTD.

Практическая схема 4-проводной схемы измерения, представленная ранее, будет выглядеть примерно так, как на рисунке ниже, с добавленными сопротивлениями проводов и соединений (Rw):

Измерение сопротивления 3-проводной схемы

На практике использование / установка 4-х проводов может занять немного времени / дорого. Существует упрощенная модификация 4-проводного подключения, представляющая собой 3-проводное подключение. Да, как вы уже догадались, он использует 3 провода.

Хотя 3-проводное соединение не так точно, как 4-проводное, оно очень близко, если все 3 провода похожи, и намного лучше, чем плохое 2-проводное соединение. Поэтому 3-проводное соединение стало стандартом во многих промышленных приложениях.

В трехпроводном соединении идея состоит в том, что мы удаляем один из проводов и предполагаем, что все провода одинаковы по сопротивлению.

Теперь давайте посмотрим на схему 3-проводного соединения с включенными сопротивлениями проводов:

На приведенной выше схеме нижняя часть имеет только один провод.Таким образом, нижнее соединение напоминает нам двухпроводное соединение, в то время как верхнее соединение похоже на четырехпроводное соединение. В верхней части счетчик может компенсировать сопротивление провода, как при 4-проводном подключении. Но в нижней части у него нет средств для компенсации сопротивления провода (Rw3).

Итак, как работает подключение?

Измеритель сопротивления имеет внутреннее переключение, поэтому он может сначала измерить только сопротивление верхнего контура (сумма Rw1 + Rw2), затем он делит результат на 2 и получает среднее сопротивление этих двух проводов.Затем измеритель предполагает, что третий провод (Rw3) имеет то же сопротивление, что и среднее значение Rw1 и Rw2. Затем он переключается на обычное соединение (как показано на рисунке) для измерения подключенного импеданса R и использует результаты ранее измеренного сопротивления проводов в результате измерения.

Следует помнить, что 3-проводное соединение является точным только в том случае, если все 3 провода и соединения имеют одинаковое сопротивление. Если есть различия в сопротивлении проводов и соединений, то трехпроводное соединение приведет к ошибочному результату измерения.Погрешность трехпроводного измерения может быть любой (слишком большой или слишком низкой) в зависимости от разницы сопротивлений между кабелями и соединениями.

В промышленных приложениях 3-проводное соединение часто является хорошим компромиссом; он достаточно точен, и вам нужно использовать на один провод меньше, чем при идеальном 4-проводном измерении.

Заключение

Несколько вещей, которые следует запомнить:

• При калибровке сопротивления RTD, по возможности, используйте 4-проводное соединение.
• Конечно, когда вы калибруете датчик температуры RTD, настроенный для 3-проводного измерения, вам необходимо использовать 3-проводное соединение. Убедитесь, что вы используете 3 одинаковых провода и у вас хорошие контакты.
• При использовании в процессе 3-проводного датчика RTD, подключенного к датчику RTD, убедитесь, что у вас есть хорошие контакты с винтами датчика для всех 3 проводов.
• При использовании эталонного датчика RTD при калибровке всегда используйте 4-проводное соединение.
• Никогда не используйте 2-проводное измерение сопротивления для чего-либо, что необходимо для точности.

  No related posts.