Какой прибор измеряет сопротивление в электрической цепи?

Омметр

Приборы для измерения сопротивления

Стоит открыть любой учебник по электротехнике и сразу выясняется, что практически все электротехнические величины названы в честь великих физиков прошлого: Вольт, Ампер, Генри, Ом, Фарада, Тесла, Герц. Конечно, обидно, что российских физиков в этом списке нет.

Немецкий физик Георг Ом первый ввёл понятие сопротивления. В его честь единицу измерения сопротивления стали называть «Ом». Эта величина изображается греческой буквой омега – Ω.

Раньше радиоэлементы так и назывались «сопротивление» и лишь много позже в обиход вошло слово резистор. До введения маркировки с помощью цветных полосок все необходимые данные наносились непосредственно на корпус резистора. В технической литературе можно встретить такие обозначения: килоом и мегаом, что означает соответственно тысяча ом и миллион ом. На принципиальных схемах рядом с обозначением резистора можно встерить надписи: 4К7 – четыре и семь килоома (4,7 кОм) или 1М2 – один и два мегаома (1,2 МОм). На зарубежных схемах «Ом» пишется как «Ohm».

Для измерения сопротивлений используется прибор, который называется Омметр. Приборы, измеряющие только сопротивление, в радиолюбительской практике обычно не используются. Такие высокоточные приборы применяются на заводах выпускающих резисторы для определения номинала с определённой погрешностью или в научно-исследовательских лабораториях.

Зато все знают такое понятие как тестер или мультиметр. Такие приборы объединяют в себе вольтметр, амперметр и омметр + ещё функционал дополняется возможностью проверки диодов или же измерения температуры. Всё зависит от стоимости и исполнения прибора. Мультиметры бывают стрелочные и цифровые. Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

На принципиальных схемах омметр обозначается следующим условным графическим обозначением.

Стоит понимать, что так обозначается прибор целиком. В реальности же омметр также собран из достаточно большого количества радиодеталей, и его принципиальная схема включает в себя немалое количество элементов. Данное условное обозначение применяется в основном для того, чтобы показать, на каком участке схемы и каким прибором необходимо проводить измерение. Вот пример.

Здесь на схеме показано, как нужно замерять сопротивление звуковой катушки динамика. Из схемы видно, что кроме омметра (измерительного прибора) и самого динамика ничего не нужно.

Как уже говорилось, омметр, как правило, входит в состав мультиметра. Исключение составляют только узкоспециализированные и высокоточные приборы для измерения сопротивления. Они стоят довольно дорого и их могут позволить себе только крупные фирмы и исследовательские лаборатории.

Омметр в составе тестера-мультиметра используется как вспомогательный. Прежде всего, им можно проверять исправность транзисторов и диодов, а при небольшом навыке стабилитронов и тиристоров. Омметр незаменим при поиске самых главных неисправностей электронных схем:

Короткое замыкание, где его быть не должно.

Обрыв там, где должна быть замкнутая цепь.

Конечно, омметром проверяются обмотки трансформаторов, электродвигателей. Несложно проверить электролитические конденсаторы большой ёмкости, но только на исправность. На утечку проверить электролит не удастся.

О стрелочных измерительных приборах…

Стрелочные приборы в настоящее время применяются редко ввиду большой погрешности, ограниченной функциональности и необходимости расчёта результатов показаний. Кроме того, стрелочные приборы время от времени требуют калибровки.

Стоит отметить, что стрелочные омметры устроены проще своих цифровых собратьев. Ранее, ещё до широкого распространения цифровых мультиметров, в ходу у радиолюбителей были так называемые авометры. Авометр – это стрелочный многофункциональный прибор, который в одном корпусе объединяет три прибора для измерения основных электрических величин: амперметр – измеряет силу тока, вольтметр – измеряет напряжение и омметр – измеряет сопротивление. Как видим, название авометра происходит от названий тех приборов, которые входят в его состав.

Стоит отметить, что для стрелочных приборов, таких как амперметр и вольтметр не нужен источник питания (батарейка), а омметр обязательно требует наличие батареи питания.

Дело тут в том, что стрелочные приборы амперметр и вольтметр измеряют такие величины, как ток и напряжение на рабочих, включенных приборах. И именно поэтому им не нужен свой собственный источник питания, так как энергию для отклонения указательной стрелки они получают от участка схемы, на котором проводится замер электрических величин.

С омметром другая история. Омметр замеряет сопротивление. Но замерить сопротивление участка цепи, которое находиться под рабочим напряжением нельзя. Можно лишь замерить ток и напряжение на участке цепи и с помощью закона ома вычислить сопротивление этого участка. Думаю, с этим понятно.

Поэтому омметр используют лишь в тех случаях, когда нужно измерить сопротивление участка цепи или радиодетали при выключенном рабочем электропитании. А для того, чтобы определить сопротивление какого-либо участка цепи или радиодетали, нужно пропустить через него пусть и небольшой ток, которого достаточно для отклонения стрелки стрелочного прибора. Именно поэтому стрелочные вольтметры и амперметры могут работать и без батареи питания, но вот даже стрелочный омметр без батарейки работать не будет.

К недостаткам стрелочных приборов можно отнести достаточно большие габариты, необходимости калибровки, трудоёмкость при считывании показаний. Но, несмотря на это, и у стрелочных приборов есть свои преимущества.

Преимущество стрелочных приборов.

Что можно сказать в пользу стрелочных измерительных приборов? А вот что. Как уже говорилось, стрелочный амперметр и вольтметр не нуждаются в источнике питания. Об этом весомом преимуществе вспоминаешь регулярно, когда в цифровом мультиметре наглухо садится батарейка

Современный мультиметр в обязательном порядке требует наличия батареи питания. Она нужна для того, чтобы питать микросхемы контроллера и дисплея, на котором отображаются результаты измерений.

В пользу стрелочных приборов можно отнести и то, что они имеют достаточно простое устройство. Это напрямую сказывается на ремонтопригодности таких приборов. Восстановить работу стрелочного прибора порой не так уж и сложно и дорого, в то время как восстановить современный цифровой мультиметр иногда просто невозможно.

Взглянем на внутренности цифрового мультиметра.

Прибор питается от батарейки типа «Крона» напряжением 9 вольт. Её, предохранитель и контроллер прибора видно при снятой задней стенке. Также видны контактные участки многопозиционного переключателя и другие элементы схемы.

Рассмотрим основные практические измерения с помощью популярного прибора DT-830B. Прибор представляет собой компактный универсальный мультиметр, позволяющий измерять постоянное и переменное напряжение, силу тока и сопротивление. Кроме того на панели прибора есть специальный разъём для проверки коэффициента усиления h21Э (hFE) маломощных транзисторов.

Практическая работа с мультиметром DT-830B.

Прежде чем приступать к работе следует твёрдо запомнить одно правило. Независимо от того, что вы собираетесь мерить: ток, напряжение или сопротивление всегда необходимо начинать с максимального предела и поэтапно переходить на более низкие пределы измерения.

Пределы измерения омметра выглядят вот так.

На панели мультиметра DT-830B они ограничены зелёной линией. Прибор имеет 5 пределов измерений:

200 — на этом пределе измеряются сопротивления величиной до 200 Ом;

2000 — на этом пределе измеряются сопротивления до 2 килоом (2 кОм = 2000 Ом);

20k — на этом пределе измеряются сопротивления, величина которых не превышает 20 килоом (20 кОм = 20 000 Ом);

200k — предел для измерения сопротивлений до 200 килоом (200 кОм = 200 000 Ом);

Ну, и наконец, 2000k — предел для измерения сопротивлений до 2 мегаом.

Если вы запутались в килоомах и мегаомах, и не знаете как определить, сколько это будет в омах, то добро пожаловать сюда. Там подробно рассказано о сокращённой записи численных величин.

Когда в режиме измерения сопротивления оба щупа разомкнуты, на индикаторе в старшем разряде высвечивается цифра 1, что означает бесконечно большое сопротивление.

А при замкнутых накоротко щупах на индикаторе высвечиваются три нуля. Это значить, что измерительная цепь коротко замкнута. Иногда самая правая цифра может быть 1 или 2 (на дисплее типа вот так 001 или 002). Это величина погрешности самого прибора. Она настолько незначительна, что ей можно пренебречь.

У профессиональных мультиметров, например В-38, которые используются в лабораториях, имеется потенциометр калибровки, с помощью которого можно установить > 0 of your page —>

§103. Измерение электрического сопротивления

Измерение методом амперметра и вольтметра.

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

Rx = U / (I – U/Rv) (110)

где Rv — сопротивление вольтметра.

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

где RА — сопротивление амперметра.

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

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

Измерение сопротивлений электрическими мостами.

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

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.

Читайте также  Как рассчитать количество точек заземления?

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

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением Rx и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом.

Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями Rx и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

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

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления Rx.

Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления Rx или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

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

Измерение омметром.

Рис. 341. Схема включения омметра

При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора RД ток в цепи зависит только от сопротивления Rx. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

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

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами.

Рис. 342. Устройство мегаомметра

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

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

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

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

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

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении Rx будет изменяться угол 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.

Омметры и их применение

Любая электрическая цепь обладает сопротивлением к течению тока, обоснованным тем, что часть электронов тратиться на работу внутри компонентов системы. К последней, можно отнести генерацию магнитных полей, света, тепла, или иного излучения. Часто происходящие процессы переработки энергии внутри платы извне человеку не заметны, но в любом случае присутствуют в каждом электротехническом элементе конструкции.

Принцип совместной работы компонентов подразумевает, что ток внутри всего комплекса течет с разным напряжением. К примеру, время наполнения конденсатора зависит от его емкости и приходящего количества электронов, выражаемого в вольтах. Для усилителей, в роли которых выступают транзисторы, открывающие базу характеристики тока должны быть меньше общих значений напряжения по плате.

Внутренним понижением уровня заряда занимаются резисторы — сопротивления, преобразующие часть поступающего тока в тепло, и рассеивающие излишки в окружающую атмосферу. Получаемая температура микроскопична и не заметна пользователю, тем не менее она присутствует на корпусе детали. Кроме резисторов, препоны движению тока есть во всех частях и элементах схемы. Даже в проводниках, расположенных между компонентами системы. И чем хуже качество и химический состав соединяющих линий — тем больше будет теряться энергии на бессмысленное преобразование электричества в тепло или магнитные поля. Уходит ток и во всех радиодеталях на схеме.

Знание текущего сопротивления всей конструкции в целом, и каждой детали по отдельности — минимум необходимый электронщику, вне зависимости от того, проектирует он новую схему, или ремонтирует уже существующую.

Самые простой пример — неисправность резистора, или неверные его характеристики. Неработоспособность элемента не позволит вовремя наполнить (или вообще заблокирует возможность) конденсатор. Или, как вариант, — нарушит уровень сигнала одного из транзисторов. Все перечисленное приведет к выходу всей системы из строя, или к возникновению ошибок функционирования на ее части.

Определить рабочее (активное) сопротивление элемента, или участка цепи, можно с помощью прибора — омметр. Аппарат замеряет значение от микроскопических долей Ом до нескольких мегаом, в зависимости от своего типа.

Существующие варианты омметров и их внутреннее устройство

Омметры делятся на множество категорий. По реализации — на щитовые, лабораторные или переносные. В соответствии с чувствительностью к величинам Ом. Или по технологии определения — на магнитоэлектрические, логометрические, аналоговые и цифровые.

Не редкость, что современные омметры интегрированы в более универсальные измерители, позволяющих кроме сопротивления, определять исходящее от внешней цепи напряжение и силу тока.

Магнитоэлектрические

Омметры настоящего типа подключаются в цепь к потребителю и работают на основе определения приходящей силы тока (ампер), при известных характеристиках изначального, поступающего на линию напряжения. Для точности, учитывается и уменьшение значения за счет самого измерительного прибора. Математический базис функциональности описывается формулой:

Где I — получаемая сила тока на входе омметра, U — изначальное напряжение, Rизмерителя — сопротивление прибора, Rцепи — искомое потребление участка прохождения тока в Ом. Неудобство аппарата подобного типа в его нелинейности показаний, необходимости выставлять «0» на индикаторе перед началом работы, и обратной шкале, где минимальные потери энергии отображаются крайне-правым положением стрелки прибора.

Логометрические мегаомметры

Работает прибор на принципе противостояния двух магнитных полей, создаваемых на внутренних катушках. Входящее напряжение отклоняет стрелку измерителя в одну сторону, внутреннее в другую. Разница сил и дает угол индикатора, указывающий визуально на соответствующее значение.

Чем выше сопротивление подключенного потребителя, тем меньше будет получаемое напряжение одной катушкой, относительно другой — берущей энергию с линии до момента ее исхода. Соответственно и стрелка будет сильнее отклонятся по шкале.

Аналоговые электронные

Омметры указанного класса, преобразуют разницу между входящим током цепи и выходящим из нее, в напряжение через операционный усилитель. Объект измерений подключается к цепи обратной связи, или на вход ОУ.

Цифровые

Работа цифрового омметра строиться на аналогичности измеряемого значения, характеристикам интегрированного в прибор моста, управляемого микроконтроллером. То есть, логическое устройство будет физически изменять параметры встроенного потребителя до тех пор, пока результаты его выхода не приблизятся к получаемым по внешней линии. Так как градация возможной смены известна и заложена в память микро-ЭВМ — микроконтроллеру останется только отобразить результат согласно записанных значений.

Методы проведения измерений

Пользоваться омметром не сложно. Они выпускаются двух видов — с параллельным и последовательным подключением к измеряемой цепи. Существуют и универсальные варианты приборов, тип соединения в которых задается селектором.

Для начала измерений, рукоятками или клавишами управления выставляется глубина исследуемых значений, среди которых микро-, милли-, кило-, мега-, или обычные Омы. В магнитоэлектрических приборах выставляется «0» индикатора, для остальных — этап пропускается. Омметр подключается к исследуемой цепи, согласно своему виду — последовательно или параллельно. На шкале или экране устройства отобразятся итоговые значения сопротивления.

Читайте также  Новейший контроллер сильноточного светодиодного драйвера с тройным выходом от linear

Все сказанное верно в отношении обычных измерителей. Но, существует подкласс омметров, которые рассчитаны на проведение исследований диэлектрических материалов. К примеру, защитных оболочек кабеля или изоляции провода. Работа с ними немного отличается хотя бы тем, что проверка выполняется не на замкнутой цепи, а в двух различных проводниках, разделенных прослойкой из материала, характеристики которого нужно выяснить. Здесь хорошим примером будут изолированные жилы классического кабеля. Устойчивость к пробою между которыми, проверяется и производителем, и конечным пользователем высоковольтных линий прохождения тока.

У омметров, рассчитанных на измерение мегаом, зачастую присутствует третий контакт, к которому подводят экран изолированного провода.

Сама процедура, у устройств высоковольтного плана, занимает определенное время, указанное в эксплуатационных характеристиках проверяемого материала. Весь период испытаний, значения сопротивления изоляции меняться не должно.

Сама генерация необходимого в измерениях тока может производится вращением человеческой силой выведенной ручки, сторонним источником питания, или преобразованием внутренней энергии прибора в повышенный вид. Часто мегаомметры оснащены таймером, демонстрирующим период времени прохождения испытания.

Выбирая омметр

Вначале нужно определить сферу применения. Аппараты, рассчитанные на диэлектрики, или разработанные с целью проверки конечного сопротивления частей электротехники, отличаются напряжениями. И не заменяют друг друга. Речь идет о тысячах вольт в первом случае и нескольких единицах во втором.

Следующая по значимости характеристика — глубина измерений, то есть тот лимит чувствительности прибора, в котором он способен определять сопротивление. Обычно указывается в эксплуатационных документах устройства. Но и без последних можно узнать приблизительную широту, на основании делений аналоговой шкалы, или допустимых положений селектора режимов.

Третий, но не менее важный параметр у измерителя, влияющий на выбор — точность прибора. Здесь конечно потребуется изучение документации модели. Кроме того, нужно помнить, что определение показаний аналоговой шкалы изначально осложняется стрелочным видом индикатора. Соответственно будут крошечные отличия от реального положения дел. Цифровые приборы, с числовыми показаниями, ненамного лучше — принцип их действия допускает определенную погрешность в отображаемых данных.

Топ лучших на рынке

Омметр — это прибор, который измеряет сопротивление участка цепи, или конкретного ее элемента. Он может быть, как отдельным аппаратом, так и частью многофункционального измеряющего оборудования. В представленном ТОПе, будут рассмотрены все варианты на основе востребованности моделей на рынке, согласно информации, специализированных СМИ и персональных отзывов покупателей.

Мегаомметры

Среди упомянутых в таблице мегаомметров, лучшим по характеристикам, возможностям и защите корпуса выглядит Радио-сервис E6-32, несмотря на свою высокую цену.

Специализированные омметры

Здесь устройства универсальны, и определяют не только сопротивление, но и большую часть характеристик схем, необходимых знать электронщику. Все представленные мультиметры – цифровые. В перечне, самой интересной и полной функционально моделью можно назвать ELITECH ММ 300. Недорогой аппарат, со множеством дополнительных возможностей и неплохой точностью.

Резюмируя

Информация, представленная в статье, дает исчерпывающее описание того, что такое омметр, зачем он нужен, как устроен и на что обращать внимание при выборе прибора. Надеемся, поспособствует верному решению и представленный ТОП наиболее продаваемых моделей на начало 2021 года.

Отдельно, за рамками темы статьи остались мегаомметры, измеряющие сопротивление заземления. Они, собственно, не многим отличаются от своих аналогов, применяемых в исследованиях диэлектриков.

Видео по теме

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Все сопротивления условно делятся на:

Ø малые (до 1 кОм);

Ø средние (от 1 до 100 кОм);

Ø большие (более 100 кОм).

Для измерения сопротивлений применяют следующие методы:

Ø косвенный метод (с помощью амперметра и вольтметра), с последующим вычислением сопротивления;

Ø метод непосредственной оценки (с помощью омметра)

Ø метод сравнения (с помощью моста постоянного тока).

Косвенный метод

Для измерения этим методом применяются следующие схемы измерений:

Но при этом в схеме на рисунке 1, а неточно измеряется напряжение на сопротивлении RX (оно меньше показания вольтметра на величину падения напряжения на амперметре IRA ), а в схеме на рисунке 1,б неточно измеряется ток (он меньше показания амперметра на значение тока, протекающего через вольтметр U / RV ).

В схеме на рисунке 1, а чем больше RX , тем ближе по значению напряжения вольтметра и резистора, т.е. меньше погрешность измерения напряжения. Поэтому данную схему применяют для измерения больших сопротивлений (например, сопротивления изоляции).

В схеме на рисунке 1, б чем меньше RX , тем ближе по значению токи амперметра и резистора, т.е. меньше погрешность измерения тока. Поэтому эту схему используют для определения малых сопротивлений.

Для измерения средних сопротивлений можно использовать любую из этих схем.

Метод непосредственной оценки

Для измерения величин сопротивления применяют омметры.

Омметр – это прибор для измерения сопротивлений постоянным током. В основе его работы лежит способ измерения сопротивлений с помощью вольтметра и амперметра.

Основан на том, что при постоянном напряжении сила тока в электрической цепи зависит от сопротивления. Эта зависимость позволяет по величине тока в цепи оценивать ее сопротивление. Стрелка омметра показывает на шкале величину сопротивления присоединенного к зажимам прибора. Шкала измерительного прибора градуируется в омах.

Различают две схемы омметров.

с последовательным включением измеряемого резистора RX относительно измерительного прибора

Приборы состоят из источника питания Е, стрелочного прибора (обычно микроамперметр), добавочного резистора RД и переменного калибровочного резистора R К и ключа К.

Схемы отличаются включением стрелочного прибора: в одной схеме он включен последовательно, а в другой параллельно измеряемому резистору R Х .

Схема с последовательным включением применяется для измерения больших сопротивлений (рисунок 7), а с параллельным (рисунок 8) – малых.

В качестве источника тока (питания) используются сухие гальванические элементы (батареи), которые с течением времени разряжаются, поэтому перед каждым измерением омметр (прибор) необходимо калибровать.

Омметр с последовательным включением калибруют следующим образом: замыкают переключатель К и регулируя R К (сопротивление калибровочного резистора), устанавливают стрелку прибора на отметку «0».

При подключении измеряемого резистора RX к зажимам прибора в цепи протекает ток

( R i – сопротивление источника питания Е).

Значение тока, а значит, и угол отклонения стрелки прибора зависят от R Х .

Чем больше R Х , тем меньше ток, и меньше угол отклонения стрелки. Такой омметр имеет обратную шкалу и нелинейную, так как зависимость тока, протекающего через стрелочный прибор от измеряемого сопротивления R Х будет нелинейна.

Рисунок 2 – Схема омметра с последовательным включением RХ

Омметр с параллельным включением измеряемого резистора RХ калибруется при разомкнутом переключателе К, при этом весь ток протекает через измерительный прибор и угол отклонения стрелки оказывается максимальным. Регулируя R К , устанавливают стрелку прибора на отметку » ¥ «.

При подключении RХ часть тока ответвляется в параллельную ветвь и угол отклонения стрелки уменьшается. Шкала прибора прямая и так же нелинейная, так как зависимость тока от величины измеряемого сопротивления R Х нелинейна.

Рисунок 3 – Схема омметра с параллельным включением RХ

Измерение электрического сопротивления постоянному току

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 10 5 Ом), и ,соответственно большие (свыше 10 5 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют мегомметры, которые реализуют метод непосредственной оценки.

Метод амперметра-вольтметра

Пожалуй, он самый простой для измерения средних и малых сопротивлений R.

При измерении малых R рекомендуют применять такую схему:

Потому что в данном случае IA≈IR из-за большого внутреннего сопротивления вольтметра относительно R и будет выполнено равенство IV«IR. При среднем значении R рекомендована такая схема:

Из-за наличия внутренних сопротивлений в приборах возникает погрешность, что есть основным недостатком этого метода. Но при измерении малых R сопротивление вольтметра будет равно RV>100R, а для измерения средних R амперметра RA 9 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Мостовой метод

Устройства, применяемые для реализации такого измерения, именуют измерительными мостами. Четырехплечевой или одинарный мост содержит в себе две диагонали и четыре плеча:

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R2, R3, R4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить Rx. В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток IНИ = 0 и его отклонение тоже равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I1 = I2, I3 = I4, RxI1=R3I3, R2I2=R4I4. Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R3 и R4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения Rх. Верхний предел (10 5 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Компенсационный метод

Его применяют для получения повышенной точности измерения. Ниже показана схема подобной установки:

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R, а также источник питания Е и измеряемый резистор Rх. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – UR=RI и URХ=RХI. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

Читайте также  Рассчитать электроемкость цилиндрического конденсатора

При выполнении измерений необходимо ток I поддерживать постоянным и не допускать изменения его значения, для обеспечения точности измерения.

Как проверить или узнать сопротивление тестером мультиметром

Мультиметр — доступный прибор, который объединяет в себе функции вольтметра, амперметра и омметра. Обычно в устройство интегрировано множество других опций, и некоторые модели позволяют проверить прямым тестированием правильную работу таких компонентов, как диоды, транзисторы и конденсаторы. В зависимости от устройства прибора, проверить сопротивление мультиметром можно как прямым измерением, так и с помощью введения коэффициентов.

Сопротивление и основы его определения

Электрический ток представляет собой движение зарядов в цепи. Маршрут перемещения электронов в проводнике непохож на прямую, скорее это зигзаг, являющийся результатом многочисленных столкновений с атомами вещества. Разность потенциалов между двумя контактами стимулирует перемещение зарядов, а помехи в их движении называют сопротивлением.

Хорошей аналогией для понимания физической сути величины может служить сравнение с потоком воды через трубу. В этой модели сопротивление потоку зарядов аналогично фрикционным эффектам между жидкостью и поверхностью труб. Электрическое сопротивление является свойством вещества, желательным или нежелательным для того или иного материала с точки зрения его применения. Как свойство проводников, полупроводников и диэлектриков, оно используется в широком спектре устройств от бытовой электроники до силовых электрических сетей.

Стандартная метрическая единица сопротивления называется Ом и обозначается греческой буквой омега (Ω). Основное уравнение, описывающее соотношение между электрическими величинами, называется закон Ома. Названо оно в честь его первооткрывателя, немецкого физика, и является одним из наиболее важных основных законов электричества. Выражение выглядит как U=IR, где:

  • R — сопротивление участка цепи;
  • I — сила тока в нём;
  • U — напряжение на его концах.

Устройство и использование

Простейший способ измерения R — косвенные вычисления. Согласно закону Ома, достаточно знать напряжение и силу тока в участке цепи, чтобы определить величину Ω с достаточной точностью. Несмотря на то что подобный метод обеспечивает хорошие результаты, сам по себе он не очень практичен для бытовых нужд. Сопротивление удобно мерить более приспособленными для этого устройствами — омметрами, по сути, представляющими собой объединённые в одном корпусе источник напряжения, вольтметр и амперметр. Наибольшее распространение получили универсальные приборы, включающие в себя и эту функцию.

Аналоговые мультиизмерители

Шкала этого прибора реагирует на ток, протекающий через компонент во время проверки. Высокое сопротивление соответствует низкому току, что отражается положением стрелки в левой части циферблата, высокое, соответственно, в правой. Одной из особенностей устройства является то, что оно нуждается в калибровке перед работой. Это делается путём замыкания щупов и выставлением в этот момент шкалы в нулевое значение.

Каждый раз, перед тем как замерить сопротивление мультиметром в другом диапазоне, необходимо проверять отклонение от нулевого значения, так как позиция стрелки может меняться при различных режимах. Кроме того, после каждого перерыва тестер должен быть откалиброван снова, так как сам замер зависит от состояния батареи питания. Сам процесс работы с аналоговым мультиметром состоит из следующих шагов:

  1. Выбор элемента, сопротивление которого необходимо узнать.
  2. Присоединение щупов к прибору. Как правило, в корпусе несколько гнёзд для подключения и один из штеккеров должен быть в общем разъёме, а второй — в гнезде с обозначением Ω.
  3. Выбор необходимого диапазона. Он должен быть таким, чтобы на шкале определялось наиболее точное значение. Обычно переключатель функций предварительно устанавливается в режим максимального сопротивления, а после первого тестирования уточняется диапазон.
  4. Калибровка (обнуление) прибора.
  5. Выполнение замеров и корректировка диапазона.
  6. Выключение мультиметра. Целесообразно перевести переключатель на измерение максимального сопротивления. Таким образом можно застраховаться от повреждения тестера при следующем включении при случайном использовании без верных настроек.

Аналоговые мультиметры нашли широкое применение как часть испытательного оборудования. Они относительно дешёвые, предлагают достаточный уровень точности и производительности.

Цифровые многофункциональные приборы

Померить сопротивление мультиметром на основе цифровых технологий значительно проще и быстрее, чем аналоговым. Прежде всего потому, что при его использовании нет никакой надобности в обнулении счётчика. Несколько простых шагов, необходимых, чтобы проверить резистор мультиметром:

  1. Выбрать компонент для тестирования.
  2. Подключить щупы в правильные гнёзда. Большинство приборов имеют красный и чёрный провода и соответствующие маркировки в местах присоединения на корпусе. Для подключения красного обычно предназначено несколько гнёзд. Необходимое помечено значком Ω.
  3. Выбрать соответствующий диапазон. Общий спектр может варьироваться от 1 Ома до 1 мегаома. Некоторые современные устройства оснащены функцией автоматического выбора. При использовании более простых приборов следует начинать работу в диапазонах с высоким сопротивлением и при необходимости уменьшать предельные значения измерений для получения более точного результата.
  4. Выключить устройство.

Важно помнить, что мерить сопротивление компонентов допустимо только с выключенным питанием в исследуемых цепях. Любые показания прибора теряют смысл, если на тестируемом участке присутствует разность потенциалов.

Область применения мультиметров

Прибор незаменим для специалистов и любителей, имеющих дело с электроникой. С помощью него можно понять происходящее в схемах, найти неисправность и устранить неполадки. В качестве омметра он используется радиолюбителями для измерения сопротивления переменных (потенциометров) и постоянных резисторов. Сферы, в которых мультиметры получили широкое распространение:

  1. Линии тестирования радиокомпонентов. Резисторы, катушки индуктивности и дроссели требуют контроля со стороны изготовителя на соответствие заданным допускам по сопротивлению, поэтому мультиметрами оснащают работников, осуществляющих контроль качества.
  2. Заводы, изготавливающие выключатели, соединители, реле и предохранители. Нуждаются в проверке контактного сопротивления на соответствие установленному пределу.
  3. Предприятия, осуществляющие монтаж силовых кабелей и распределительных устройств. Их работа требует постоянного контроля качества соединений на достижение минимально возможного сопротивления. Если этого не делать, плохие контакты в соединениях или коммутаторах рано или поздно откажут из-за перегрева.
  4. Организации, связанные с обслуживанием электротехнических объектов. Основа контроля в такой деятельности — прозвонка изоляции кабелей. Сопротивление проводки измеряется мегаомметром, но обычно, чтобы зафиксировать дефекты, достаточно прозвонить подозреваемые в неисправности элементы мультиметром.
  5. Сервисные центры ремонта бытовой техники. Вся современное электрооборудование управляется электроникой. Замеры сопротивления компонентов схем — один из основных способов диагностики.

Возможные погрешности

Как и любой тестер, мультиметр не даёт абсолютно точных результатов. Наибольшее значение они принимают в приближении к пределам диапазона измерения прибора. Самые распространённые сложности связаны с определением низких сопротивлений. Возможные причины искажений:

  1. Грязные контакты. Чтобы правильно произвести замер, важно убедиться, что тестируемый компонент не покрыт окислами и другими загрязнениями. Высокое сопротивление контактов не позволит измерить значение без искажений.
  2. Наведённые помехи. Если тестирование производится под влиянием внешних магнитных полей, возможны отклонения результатов от действительности. Для минимизации эффекта в таких условиях применяют щупы с короткими идеально экранированными проводами. Кроме того, явление температурной ЭДС из-за образования термопар в месте контактов разнородных металлов также может искажать результаты.

Особенности выбора

Сейчас на рынке представлено большое многообразие устройств от бытовых недорогих моделей, предназначенных для эпизодических измерений, до узкопрофессиональных тестеров, оснащённых специфическими функциями и возможностями. Запутаться в столь широком многообразии устройств несложно. Сориентироваться в выборе помогут следующие критерии:

  1. Диапазон. Максимальные и минимальное возможные показания сопротивления. Особняком стоят мультиметры с расширенными функциями мегаомметров, которые больше востребованы профессиональными электриками.
  2. Точность. Большое влияние на показатель имеет заявленная производителем погрешность измерения в определённом интервале температур.
  3. Длина шкалы. Традиционно мультиметры отображают 4 знака. Боле сложные приборы оснащены расширенной индикацией.
  4. Выбор диапазона. Автоматическое определение как опция может быть очень полезна при массовом тестировании разнородных компонентов, но эта функция удорожает прибор.
  5. Температурный коэффициент. Параметр, существенно влияющий на точность измерений. Как правило, большинство приборов калибруется при температуре окружающей среды 20 °C. Устойчивость показаний к изменению температуры существенно влияет на цену мультиметра.
  6. Скорость измерения. Для бытовых нужд несущественна. Большинство омметров делает приблизительно один замер в секунду, но в некоторых случаях этот параметр может определять выбор.
  7. Возможность удалённого подключения. Оснащение портами для передачи данных заметно ускоряет некоторые процессы многократных замеров и обработки измерений.
  8. Прочность, защищённость от влажности и портативность. Определяет условия, при которых тестер будет эксплуатироваться.

Общие меры предосторожности

Как и с любыми другими электрическими приборами, при определении сопротивления мультиметром, существуют некоторые меры предосторожности. Соблюдение их позволяет защитить устройство от повреждений и повысить точность результатов. Несколько простых правил, которые следует помнить во время работ с мультиметром:

  1. Тестировать только отсоединённые от цепи компоненты. На результаты тестирования включённых в схему элементы всегда будут оказывать влияние все остальные объекты цепи.
  2. Убедиться, что тестируемая цепь выключена. Иногда бывают обстоятельства, когда замеры отсоединённых компонентов невозможны. В этом случае очень важно обесточить схему. Кроме того, что любой ток может сделать недействительными любые показания, довольно высокое напряжение способно привести к повреждениям мультиметров.
  3. Обеспечить разрядку конденсаторам в цепи. Без этого условия измерения будут гарантированно искажены.
  4. Помнить, что диоды в цепи вызывают разбег в показаниях при изменении направления замеров.
  5. Учитывать, что утечки тока через пальцы в некоторых случаях способны исказить показания. При измерении больших сопротивлений этот эффект становится более заметным.

Большинство приборов способно удовлетворить самые разнообразные нужды домашнего мастера. Покупка даже недорогого мультиметра вряд ли разочарует непрофессионала при интенсивном использовании.

Современные приборы — это надёжные и проверенные годами и десятилетиями конструкции и алгоритмы обработки данных.