Методы измерения электрического сопротивления: Методы и средства измерения электрических сопротивлений

Сопротивление методы измерения — Справочник химика 21

    Степень диссоциации а может быть определена методом измерения электропроводности. Различают удельную и эквивалентную электропроводности. Удельная электропроводность х — величина, обратная удельному сопротивлению [c.268]

    Мостовой метод измерения сопротивления. Метод измерения электрических сопротивлений постоянному или переменному току при помощи измерительных мостов находит широкое применение в измерениях физических величин, функционально связанных с электрическим сопротивлением (удельная проводимость и температурный коэффициент сопротивления — при постоянном токе, емкость, частота и др.— при переменном). [c.409]

    Для того чтобы исключить при измерении температуры термоэлектрическими приборами погрешность от несоответствия сопротивления контура его сопротивлению при градуировке, применяется потенциометрический метод измерения термо-ЭДС. При этом методе термо-ЭДС термоэлемента сравнивается с падением напряжения на участке реохорда Яр (рис. 1.4). питаемого от батареи А, в котором всегда поддерживается вполне определенный заданный ток. При измерении (ключ К включен, переключатель Я в положении 2) движок реохорда передвигается до тех пор, пока нуль-прибор НП не покажет отсутствие тока в цепи термоэлемента, что будет соответствовать равенству термо-ЭДС и падения напряжения в левой части реохорда. Так как в момент измерения ток в контуре термоэлемента отсутствует, то сопротивление этого контура и его изменения не могут влиять на результаты измерения. [c.29]

    Термометры сопротивления, изготовляемые преимущественно из платины, предназначены для измерения температур в интервале от —220 до 750 °С. Принцип действия платинового термометра сопротивления основан на том, что омическое сопротивление термометра, выполненного в виде пластины, цилиндра, прямолинейно «натянутой или свернутой в спираль проволоки, изменяется примерно на 0,4% при изменении температуры на 1 °С. Это означает, что для обеспечения точности измерения в 0,01 °С требуется фиксировать изменение омического сопротивления в несколько стотысячных долей от его первоначального значения при О °С. Метод измерения температуры выбирают в зависимости от требуемой точности. Отметим, что при использовании моста Уитстона можно измерять и регистрировать также разность температур и, следовательно, регулировать мощность электрообогрева кожуха колонны по температуре в нутри нее и косвенно регистрировать флегмовое число. Применяя напыляемые термометры сопротивления [22], можно точно определить среднюю температуру поверхности испарительных свечей или температуру теплопередающих поверхностей. [c.433]

    Метод акустического сопротивления Методы измерения длины ультразвуковой волны Методы прямого измерения времени распространения ультразвуковой волны Методы косвенного измерения времени распространения ультразвуковой волны [c.94]

    В третьей главе описаны термометры сопротивления. Рассмотрены вопросы, которые имеют отношение к использованию этих приборов в калориметрии устройство образцовых и калориметрических термометров сопротивления, методы измерения сопротивления термометров и расчета температуры. Материал иллюстрирован рядом примеров. Отдельно рассмотрены полупроводниковые термометры сопротивления и некоторые специфические особенности использования термометров сопротивления в калориметрических работах. [c.5]

    При экспериментальном определении каа с помощью физической абсорбции хорошо растворимых газов (чаще всего аммиака водой) требуется соответствующий учет равновесного давления газа над раствором, а также нередко и частичного сопротивления массопередаче со стороны жидкости. Если прн этом необходимо работать с колоннами сравнительно большой высоты (например, при специальном исследовании влияния высоты насадки на k( a), использовать систему аммиак — вода можно лишь заменив обычный метод измерения концентрации Nh4 на более точный. Доп. пер.  [c.207]

    ГОСТ 12119.7-98. Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения удельного электрического сопротивления мостом постоянного тока. [c.287]

    Введение в гомогенный поток жидкости газа, являющегося дополнительным ее турбулизатором, должно изменить условия формирования диффузионного слоя у поверхности частицы и соответственно отразиться на коэффициенте массопереноса. Но такое изменение будет ощутимо только в том случае, если массоперенос лимитируется внешним сопротивлением. Экспериментально это было подтверждено [122] методом измерения диффузионного потока от анодной платиновой частицы диаметром и длиной 5 мм, помещенной в слой зернистого материала. Исследования проводились при следующих гидродинамических условиях О [c.76]

    Методы измерения глубокого вакуума основаны на использовании изменений различных свойств газа с изменением давления теплопроводности (вакуумметры сопротивления), подвижности молекул (термомолекулярные и термоэлектрические вакуумметры), электропроводности (ионизационные вакуумметры) и т. д. [c.90]

    Чтобы исключить влияние блуждающих постоянных и переменных токов на результаты измерения четырехэлектродным методом, применяют измеритель заземлений типа МС-08, который представляет собой генератор постоянного тока и лагометр с двумя рамками, рассчитанный на три диапазона измерений (0-1000, 0-100 и 0-10 Ом). Постоянный ток, вырабатываемый при вращении ручки генератора, с помощью коммутаторов преобразуется в переменный, поступающий во внешнюю измерительную цепь. Затем ток снова выпрямляется и поступает в цепь лагометра. Прохождение в измерительной цепи переменного тока исключает влияние поляризации электродов на значение измеряемого сопротивления. Схема измерения с помощью прибора МС-08 приведена на рис. 4.4. Значение удельного электрического сопротивления в этом случае определяют по формуле [c.56]

    Измерение ЭДС гальванического элемента производят при условии отсутствия тока в цепи. Если позволить току протекать через внешнюю цепь, то внутри элемента будет проходить реакция, в результате которой концентрации ионов изменятся, а поэтому изменится ЭДС. Следовательно, ЭДС элемента должна измеряться при постоянном заданном составе раствора. Для ее измерения используют высокоомный вольтметр (см. 11.2). Благодаря большому внутреннему сопротивлению вольтметра через него проходит ничтожно малый ток, поэтому система практически не изменяется и находится в термодинамическом равновесии. Однако наибольшее применение в практике нашел компенсационный метод измерения ЭДС. Он основан на включении во внешнюю цепь источника тока, который может уравновесить (скомпенсировать) ЭДС исследуемого элемента. [c.183]

    Наиболее распространенным и надежным способом измерения температуры в низкотемпературной рентгенографии является метод измерения электродвижущей силы различных термопар В температурном интервале от 80 до 300 К обычно используется термопара медь — константан , при более низких температурах (6—77 °К) применяют термометры сопротивления, например, германий — платина . [c.135]

    Разница между э. д. с. и напряжением обусловлена омическим падением напряжения внутри элемента при прохождении тока и другими эффектами. Поэтому измерение э. д. с. обычно проводят компенсационным методом, при котором сила тока, протекающего через элемент, близка к нулю. Для этого к элементу подводят э. д. с. с противоположным знаком от внешнего источника тока, значение которой можно регулировать тем или иным способом. В измерительную цепь включаются также гальванометр для регистрации тока и вольтметр для измерения напряжения. В момент, когда выходное напряжение внешнего источника тока равно э. д. с. гальванического элемента (момент компенсации э. д. с.), сила тока в цепи равна нулю (стрелка гальванометра не отклоняется). Измеренное в этот момент вольтметром напряжение на клеммах гальванического элемента равно его э. д. с. Более простой и менее точный метод измерения э.д. с. заключается в прямом измерении напряжения на клеммах гальванического элемента вольтметром, имеющим высокое омическое сопротивление (высокоомный вольтметр). Вследствие высокого омического сопротивления вольтметра мала сила тока, протекающего через элемент, поэтому невелика разница между э. д. с. и напряжением элемента.  [c.189]

    Сопротивления. Для измерения силы тока в цепи компенсационным методом пользуются набором высокопрецизионных сопротивлений. [c.55]

    Если иметь в виду, что измерительная ячейка представляет собой комплексное сопротивление, реальная или активная составляющая которого как величина электропроводности соответствует омическому сопротивлению, а мнимая составляющая — реактивное сопротивление — соответствует кажущейся емкостной составляющей , то получают два типа методов измерения , [c.166]

    При исследовании анодного окисления жидкого галлиевого электрода в растворе щелочи концентрации 0,1 моль-Л [35] методом измерения электрохимического импеданса по последовательной схеме замещения получены следующие значения емкостных и активных сопротивлений для переменного синусоидального тока (потенциал + 1,00 В, температура 305,2 К)  [c. 128]

    Методом измерения электрохимического импеданса при частотах выше 30 кГц получены значения сопротивления перехода Run при изменении концентрации ионов марганца в оксидном расплаве на электроде из жидкого марганца [38]  [c.130]

    Смысл метода измерения с применением переменных токов сводится к тому, что всякая электрохимическая система формально может быть представлена в виде электрически эквивалентной схемы (рис. 96), сочетающей в себе емкость двойного слоя (Сд-с) и реактивное сопротивление электрода (Сд, Ян). [c.263]

    Из трех групп методов измерения мостового, Z-метрического и Q-метрического — точные измерения с прямым отсчетом позволяют производить только некоторые мостовые методы. При измерениях Z-метрическим и Q-метрическим методами практически невозможно получить не только прямой отсчет, но и вычислить величину активного сопротивления исследуемого раствора. Преимущества ВЧ-методов особенно сильно проявляются при использовании нх для ВЧ-титрований, когда не требуется точного определения величины активного сопротивления раствора, а измеряются только относительные изменения высокочастотной проводимости раствора при добавлении титранта и, следовательно, абсолютная величина электропроводности исследуемого раствора не имеет никакого значения. В дальнейшем речь пойдет только о методах высокочастотного титрования. [c.135]

    Для высокочастотных титрований применяются четырехплечие и Г-образные мосты. Преимущество мостовых методов измерений перед другими методами заключается в том, что они позволяют производить прямой и раздельный отсчет как активной, так и реактивной составляющей полного измеряемого сопротивления. В мостовых схемах могут применяться С- и L-ячейки, возможно также применение / -ячеек. [c.135]

    Принцип метода состоит в следующем. С-ячейку, имеющую полное сопротивление 2я, включают в цепь синусоидального переменного тока с неизменяющейся частотой. По изменениям величины тока через ячейку или величины падения напряжения на ячейке определяют величину изменений полного сопротивления ячейки или проводимости. Фазовый угол между током и напряжением при этом методе измерения не принимается во внимание. [c.137]

    Сравнение чувствительности при частотных методах измерения производится двумя способами. Наиболее широкое распространение для оценки частотной чувствительности получила безразмерная величина, которая определяется как отношение величины девиации частоты к средней рабочей частоте 5 = Д///=Л(в/со, где Af или Ао) соответствует девиации частоты для данных пределов изменения сопротивления AR, электропроводности Ах или концентрации Ас исследуемого раствора, а / или со —средняя частота между ее [c.143]

    Под термином температура имеют в виду величину, характеризующую степень нагретости вещества. Непосредственно можно лишь весьма приблизительно оценивать температуру тела (холодное, теплое, горячее, раскаленное), поэтому приходится прибегать к косвенным методам измерения температуры — к измерению таких физических свойств тел, которые однозначно связаны с их температурой и в то же время могут быть сравнительно просто и с большой точностью измерены. Для этой цели используют объемное или линейное расширение тел при нагревании (дилатометрические термометры — ртутные и манометрические), изменение их электрического сопротивления (электрические термометры сопротивления), изменение развиваемой ими (в паре с другим телом) термоэлектродвижущей силы (термопары), изменение количества излучаемой ими энергии (пирометры излучения).  [c.24]

    Мостовые меюды по принципу работы делятся на две группы 1) нерезонансные или простые мосты различного типа (уравновешенные, неуравновешенные и квазиуравновешенные), которые используются главным образом при низких частотах (не выш е 10″ гц) и 2) резонансные мосты, условия равновесия которых зависят от частоты и которые могут применяться при частотах до 10 —10 гц для веществ с удельной электропроводностью до 10- сим-см К Резонансные мосты, как правило, имеют более высокую чувствительность по сравнению с нерезонансными мостами. Кроме того, мостовые методы измерения -позволяют производить раздельный отсчет активной и реактивной составляющих полного сопротивления. [c.258]

    Так как в аналитической практике имеют дело в основном с проводящими жидкостями (растворами), то при использовании контактных ячеек необходимо применять методы измерения, позволяющие производить раздельный отсчет активной и реактивной составляющих полного сопротивления ячейки. К таким методам [c.260]

    Это соотношение лежит в основе мостового метода измерений сопротивлений проводников если известны сопротивления трех плечей (Ri, Ra и R3) сбалансированного моста, то сопротивление четвертого (R ) легко рассчитать. [c.461]

    Следует упомянуть еше о методе измерения сопротивления проводников 2-го рода, основанном на использовании постоянного тока. По этому методу измеряют падение напряжений Аф1 и Дфл на двух сопротивлениях, включенных последовательно измеряемом сопротивлении раствора Ях и известном эталонном сопротивлении / В соответствии с законом Ома  [c.464]

    При измерении температуры с помощью электрических приборов вместо стеклянного термометра всегда можно установить термопару или термометр сопротивления. Непрерывная автоматическая регистрация температуры требует обязательного применения электрических методов измерения. Особым преимуществом термопар является возможность проводить с их помощью измерения в небольшом пространстве, например на поверхности стеклянной трубки при пленочной ректификации (см. главу 5.43). Кроме того, применение термопар и термометров сопротивления предпочтительно ввиду их высокой чувствительности и широты диапазона измерения температур, который для термопар приблизительно соответствует интервалу от —200 до 1600°. [c.470]

    При использовании неполяризующегося вспомогательного электрода и электролизера с малым омическим сопротивлением ом при потенциостатическом методе можно обеспечить постоянство потенциала исследуемого электрода. Все методы измерения перенапряжений, основанные на том или ином возмущении системы, можно еще подразделить на стационарные и переходные. В стационарных методах соблюдается не только стационарность переноса заряда, но и постоянство структуры поверхности электрода и примыкающих к нему областей в течение опыта. Должны оставаться постоянными концентрационные градиенты в электроде и в электролите. На твердых электродах в течение опыта должна быть постоянной и микроструктура поверхности. Последнее условие трудно соблюдать при электроосаждении или ионизации металлов. По этой причине весьма часто пользуются переходными методами, в которых измерения занимают достаточно короткое время и микроструктуру электрода можно считать постоянной. [c.39]

    Метод измерения электропроводности, иначе называемый копдук-тометрией, относится к числу наиболее распространенных способов изучения свойств растворов электролитов и наряду с рассмотренной потенциометрией к числу наиболее точных электрохимических методов. Он позволяет изучать свойства растворов электролитов в любых растворителях, очень широких интервалах температур, давлений и концентраций. При соблюдении ряда требований измерение сопротивления растворов может быть выгюлнено с точностью 0,01 %. Эти требования включают 1) прецизионное регулирование температуры 2) устранение поляризации электродов 3) применение прецизионной измерительной аппаратуры. Основываясь на величинах температурных коэффициентов электропроводности, которые при 25 °С для большинства водных растворов электролитов близки к 2 % на Г, можно заключить, что обеспечение точности 0,01 % требует термостатирования с точностью 0,005 . При этом важна также природа термостатирующей жидкости вследствие возможности появления паразитных емкостей между стенками (внешней и внутренней) электрохимической ячейки и токов утечки, что особенно характерно при использовании водяных термостатов. [c.91]

    Для уменьщения внутреннего сопротивления ячейки при потенциостатическом методе измерения поляризации рабочий и вспомогательный электроды помещают в один сосуд. [c.279]

    Итак, полного решения задачи о движении жидкости в зернистом слое произвольной структуры не существует. В то же время экспериментальное определение перепада давления при движении замеренного расхода жидкости или газа через трубку с зернистым слоем относительно просто. Поэтому число опубликованных исследований по измерению гидравлического сопротивления зернистых слоев различных конкретных матеряалов очень велико и продолжает увеличиваться. Для обобщения полученных результатов и вывода удобных для инженерного расчета формул существенно, однако, чтобы при замерах перепада давления и расхода жидкости фиксировались также такие основные параметры слоя, как порозность слоя е, удельная поверхность а и средний линейный размер элементов d. Методы измерения этих величин весьма разнообразны и мы изложим только некоторые основные из них. [c.47]

    Хотя теория строения двойного электрического слоя на границе электрод — электролит базируется главным образом на экспериментальных данных, полученных на ртути, все же эта теория не содержит положений, основанных на специфических свойствах ртутного электрода, поэтому нет причин для сомнений в возможности ее применения к твердым электродам. Для решения этого вопроса А. Н. Фрумкин с сотрудниками сравнил величины удельной емкости двойного слоя на ряде твердых металлов и на ртути в широкой области потенциалов в растворах различного состава. Наиболее прямым методом решения этого вопроса оказался метод измерения импеданса границы твердый электрод — электролит. Однако известны большие методические трудности при работе с твердыми электродами, поскольку на измерения влияют всевозможные электрохимические реакции, шероховатость и другие неоднородности поверхности, возрастают требования к чистоте реактивов. Каждый из этих факторов может привести к частотной зависимости комплексного сопротивления (импеданса) границы электрод — электролит, что затрудняет интерпретацию экспериментальных значений емкости. В связи с этим в настоящее время имеется мало надежных данных о емкости двойного слоя для твердых электродов. Обычно критерием надежности считается сопоставление дифференциальной емкости для исследуемых металлов и ртутного электрода, дифференциальная емкость которого хорошо согласуется с теорией двойного слоя. [c.244]

    Экспериментальное изучение зависимости между плотностью тока и потенциалом поляризуемого электрода зачастую осложнено тем, что на твердых электродах истинная величина электродной поверхности, а следовательно, и плотности тока, не остается постоянной. Кроме того, при классическом компенсационном методе измерения поляризационных кривых, помимо электродного скачка потенциала, измеряется некоторая величина сопротивления электролита, зависящая от расстояния, на котором расположен конец электролитического ключа (гебера) от электрода  [c. 309]

    Принцип действия приборов М-416, ЭП-1М основан на компенсационном методе измерений. Схемы измерений всех приборов аналогичны. Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют методом амперметра-вольтметра, чаще всего в качестве измерителйного прибора используют гальванометр магнитоэлектрической системы с нулевым отсчетом. [c.72]

    Наиболее значимым параметром режима перекачки яв.тяется наличие слоя асфальто-парафино-смоло-отложений (АСПО) на стенках трубопровода, а также режим движения перекачиваемого продукта. При значительном суокении проходного сечения труб возможно существенное из.менение режимов работы трубопровода и создание аварийной ситуации. Однако прямые методы измерения проходного сечения трубопровода реализовать достаточно проблематично, а расчет по косвенным параметрам дает большую погрешность, поэтому в работе предложено определять фактический диаметр проходного сечения запарафиненного трубопровода по совокупности опенок как по осредненной по длине удельной теплоотдачи с погонного метра трубы, так и по гидравлическому сопротивлению эксплуатационного участка.  [c.164]

    Фоксвелл [11] предложил метод измерения сопротивления столбика угля потоку азота при различных температурах. По виду кривых, полученных при измерении этим методом (рис. 82), установлено, что пластическое состояние появляется между 350 и 550 °С. [c.230]

    Компенсационный метод измерения свободен от этих недостатков. Компенсационная схема для измерения э.д.с. гальванического элемента приведена на рис. IX. 15. В цепь ЛВАк — цепь источника тока, которыми обычно служат кислотный или щелочной аккумулятор или сухой гальванический элемент большей электрической емкости,— последовательно включается переменное сопротивление Я, соизмеримое с сопротивление реохорда АВ. В простейшем случае он представляет собой проволоку с относительно большим удельным сопротивлением (нихром), туго натянутую вдоль градуированной линейной шкалы. Падение напряжения на единице длины шкалы стандартизируется с помощью нормального элемента Вестона (НЭ)  [c. 555]

    Некомпенсационный метод измерения э. д. с. Значения э. д. с. гальванического элемента устанавливают непосредственно на чувствительных измерительных приборах промышленного изготовления цифровом вольтметре постоянного тока П1, 1312 с сопротивлением от 10 до 10 Ом и отсчетом до 1 мВ гальванометрах ЛИФП с чувствительностью 10″ А типа М2012, типа 195 с чувствительностью 10 А и др. Шкалы приборов отградуированы в милливольтах или единицах pH. При измерениях надо учитывать, что проходящий через элемент ток более 10 А вызывает концентрационную и химическую поляризацию, и установленная э. д. с. меньше ра[зповесного значения. Несмотря на это, метод используют для не-компенсационного потенциометрического титрования с двумя металлическими электродами. [c.142]

    Метод измерений. Измерение импеданса измерительной ячейки ( г), величина которого в нашем случае определяется прежде всего импедансом поверхности поляризуемого электрода, можно осуществить, применяя импе-дансный измерительный мост. Простой мост (например, для измерения емкости двойного электрического слоя) показан на рис. 4.29. В собственно мостовой части (показана жирной линией) имеются четыре сопротивления с нуль-инструментом из моста Уитстона. Переменнотоковый мост должен [c.155]

    Методы переменного тока высокой частоты. Высокочастотные методы измерения осуществляются с применением мостовых схем и высокочастотных генераторов. В последнем случае, в зависимости от расположения кондуктометрической ячейки в схеме ВЧ-генера-тора, методы получили наименование С-метричеокий (по изменению величины добротности колебательного контура генератора) и 2-метричеокий (по изменению полного сопротивления какой-либо цепи). [c.94]

    При мостовом методе измерений с двухэлектродной ячейкой используется четьирехплечий мост сопротивлений. Недостаток мостового метода состоит в том, что даже в момент компенсации схемы моста через ячейку протекает ток, что создает поляризацию электродов и, следовательно, погрешность измерения.  [c.121]

    Термометры сопротивления обычно изготовляют из платины и применяют для измерения температур от —190 до 630°. Принцип измерения основан на изменении электропроводности термометра сопротивления (имеющего форму пластины, цилиндра, а также ароволоки,натянутой в плоскости или в виде спирали) примерно на 0,4% на 1 градус. Это означает, что при точности измерений 0,01° необходимо-определять изменения, электрического сопротивления на несколько стотысячных долей его первоначальной величины (при 0°). Метод измерения сопротивления выбирают в зависимости от требуемой точности. Следует отметить, что при применении моста Уитстона можно измерять и регистрировать также разность температур [3], что может быть использовано для регулировки обогрева кожуха по температуре внутри колонки и для косвенного контроля флегмового числа. [c.470]

    Твердость — наиболее привычное для нас свойство твердых тел и в то же время наиболее сложное, зависящее от природы материала, состояния поверхности, метода и условий испытания. Формально твердость — сопротивление материала вдавливанию за фиксированный промежуток времени или царапанью. При измерении твердости методом вдавливания величина твердости равна нагрузке Р, отнесенной к поверхности полученного отпечатка. Отпечаток обычно производят шариком из закаленной стали (метод Бринелля, Роквелла) или алмазной пирамидой (метод Роквелла, Виккерса). До НВ 350—400 (кгс/мм ) величины НВ и НУ равны. При большей твердости значение НВ ниже, чем НУ. В методе царапанья твердость определяется или шириной черты (тогда ее размерность выражается в единицах длины), или грузом на острие, который прочерчивает линию определенной ширины (тогда ее размерность выражается в единицах силы). Из этого ясно, что понятие твердость не является физической постоянной, а представляет собой сложное свойство, зависящее как от прочности и пластичности, так и от метода измерения. [c.170]

Метод электрического сопротивления — Энциклопедия по машиностроению XXL

Нил исследовал распределение фаз в системе Nj — Hg методом электрического сопротивления. Он показал, что чем больше газо-  [c.100]

В последнем случае парабола, характеризующая зависимость роста пленок от времени, имеет ступенчатый вид. Пользуясь методом электрического сопротивления (см. 8.2), можно определить показатель параболы п, зная который, можно прогнозировать развитие коррозии на длительный промежуток времени.  [c.291]

Имеется несколько общих типов инструментов, работающих по методу электрического сопротивления. Наиболее распространенным приспособлением являются нагревательные клещи, в которых две металлические скобы или пластины сжимаются вручную или с помощью полуавтоматического устройства. В сварочных приспособлениях вращающегося типа рабочий процесс осуществляется пропусканием пленки между двумя нагреваемыми и приводимыми в движение электродвигателем роликами. В приспособлениях ленточного типа используются две тонкие бесконечные металлические ленты, которые осуществляют подачу пластмассового материала через нагревающую и охлаждающие зоны, одновременно оказывая давление на пленку. Разработано также оборудование для импульсного нагревания, в котором металлическая нагревающая поверхность в нерабочем положении остается в холодном состоянии и нагревается только во время осуществления сварочной операции, когда через нее производится мгновенное пропускание электрического тока для создания необходимой температуры сварки. На фиг. 66 показана сварка сжатой в пучок полиэтиленовой пленки при помощи портативного инструмента для сварки пластмассы, который был изготовлен из обыкновенного электропаяльника.  [c.112]

Метод электрического сопротивления  [c.25]

Метод электрического сопротивления может быть применен для определения величины удельного электрического сопротивления р и температурного коэффициента электрического сопротивления характеристики металлов и сплавов, применяемых в электротехнике, а также для изучения фазовых и структурных превращений, протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Например, при исследовании процесса отпуска стали получают кривую электрическое сопротивление — температура отпуска. Изменение электрического сопротивления, характеризуемое этой кривой, указывает на превращения, протекающие в стали при отпуске.  [c.25]

Получив при помощи термического анализа кривые нагрева или охлаждения для сплавов одной системы, но различной концентрации, можно построить диаграмму состояния. Для исследования превращений, протекающих при переходе сплавов из жидкого состояния в твердое и обратно, применяют термический метод. Для изучения превращений, происходящих в сплавах в твердом состоянии, применяют более тонкие методы исследования, из которых наиболее распространены рентгено- и микроструктурный, дилатометрический метод, метод электрического сопротивления и магнитный.  [c.56]

Нагрев контролируется методом электрического сопротивления.  [c.185]

Вычисления Хадсона показывают, что метод электрического сопротивления так же точен, как и метод потери в весе, но что метод, имеющий в основании уменьшение разрушающей нагрузки, безусловно. менее точен. Полученные данные показывают, что правильно произведенные полевые испытания могут дать надежные количественные результаты.  [c.827]

Из физических методов испытаний следует указать на способ измерения межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей по изменению электрического сопротивления образца. Степень межкристаллитной коррозии характеризуется при этом изменением электрического сопротивления образца за определенное время коррозии  [c.345]

Вывод уравнения для определения удельного электрического сопротивления грунта методом четырех электродов  [c.411]

Измерение электрического сопротивления уже давно применяется в качестве метода исследования степени упорядоченности. пространственной  [c.164]

В случае электрического сопротивления сходимость в вариационном методе гораздо более быстрая, так как величина Со( ) почти постоянна. В пределе при Од=0 и Т- Ь первое приближение приводит к правильной величине р , за исключением членов более высокого порядка по ТМ. Третье приближение дает немного меньшие значения для при промежуточных температурах и соответственно небольшое положительное отклонение от пра-  [c.266]

Уайт и Вудс [121] измеряли теплопроводность спеченных бериллиевых стержней с высоким остаточным электрическим сопротивлением и вычисляли тем же методом, что и для сплавов. Их значение х = 2-10 меньше значений, полученных для монокристалла в магнитном поле. Тот факт, что решеточная теплопроводность спеченного образца вдвое меньше теплопроводности монокристалла, не является сам по себе удивительным, однако из него вытекает, что сопротивление W , полученное для загрязненных образцов, не может быть отождествлено непосредственно с We, даже если оно изменяется как Т .  [c.292]

В зависимости от того, какая величина поддерживается постоянной, различают два метода измерения скорости термоанемометром метод постоянной силы тока и метод постоянной температуры. Метод постоянной силы тока состоит в том, что нить датчика нагревается постоянным по величине током, а скорость определяется по изменению электрического сопротивления. При втором методе — методе постоянной температуры (иногда его называют методом постоянного сопротивления) температура нити датчика, а следовательно, и ее сопротивление сохраняются постоян-  [c.200]

Для измерения электрических сопротивлений используют мостовые, компенсационные, логометрические методы и метод амперметра — вольтметра.  [c.322]

Высокую точность измерения электрического сопротивления датчика обеспечивает потенциометрический метод, схема которого показана на рис. 16.4, б. Метод основан на сравнении падения напряжения на вращающемся датчике (с учетом переходного сопротивления щеточных контактов) и образцовом сопротивлении Jv, которое подключают к потенциометру также через щеточные контакты. Для подключения питания к датчику и измерения падения сопротивления используют одну и ту же пару контактов, но возможна схема и с четырьмя контактными кольцами, из которых два используют для подвода питающего тока, а два других — для соединения контактов датчика с потенциометром. Возможны и другие схемы измерения электрических сопротивлений датчиков.  [c.323]

Прямое использование цикла Карно для измерения температуры обычно приводит к большим экспериментальным погрешностям. Поэтому разработаны практические методы воспроизведения термодинамической температуры, в которых связь между измеряемой величиной и температурой выводят на основе законов термодинамики или статистической физики. К числу таких соотношений относятся уравнение состояния газа, закон Кюри для парамагнетиков, зависимость скорости звука в газе от температуры, зависимость напряжения тепловых шумов на электрическом сопротивлении от температуры, закон Стефана — Больцмана. Температурные шкалы, установленные с использованием указанных соотношений, зависят от свойств термометрического тела, что приводит к появлению таких характеристик шкалы, как воспроизводимость и точность. Кроме того, некоторые шкалы основаны на приближенно выполняющихся закономерностях возникает понятие инструментальной температуры (магнитной, цветовой и т. п.), отличной от термодинамической.  [c.172]

Электрическая аналогия. Рассмотрим метод электрической аналогии, в котором вместо исследуемого тела берется модель—-электрическая цепь, составленная из резисторов (омических сопротивлений).  [c.249]

Для измерения мгновенной скорости необходимы приборы «с очень малой инерцией. Таким свойством обладает, например, термоанемометр. Принцип действия прибора состоит в том, что электрическое сопротивление проводника, помещенного в движущуюся жидкость, которая подогревается электрическим током, изменяется при изменении скорости течения вследствие повышения температуры особенно удобен этот способ измерения для воздушных потоков [3]. Для водяных потоков, где электрическое сопротивление воды зависит не только от скорости течения, конструкция термоанемометра существенно усложняется. В таких случаях часто предпочитают в качестве первичного прибора тензо-метрический датчик. Мгновенную скорость можно измерять также методом визуализации потока с последующей его съемкой на кинопленку или фотографированием с малой экспозицией этот способ достаточно точен, но весьма громоздок.  [c.148]

ГОСТ 6433.2—71. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрических сопротивлений при постоянном напряжении.  [c.206]

В нулевом методе действие измеряемой величины полностью уравновешивается действием известной величины, так что их взаимный эффект сводится к нулю. В этом случае измерительный прибор (нулевой) служит лишь для установления факта уравновешивания. Нулевой метод обладает высокой точностью, которая определяется точностью воспроизведения образцовой меры и чувствительностью нулевого прибора (например, метод измерений электрического сопротивления термометра уравновешенным мостом).  [c.6]

Общая характеристика. Вихретоковые методы основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Плотность вихревых токов в объекте зависит от геометрических и электромагнитных параметров объекта, а также от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.  [c.82]

Для оперативного контроля качества преобразователей разработаны упрощенные приближенные методы измерения. При этом для возбуждения используется электрический сигнал, вырабатываемый дефектоскопом, а нагрузкой преобразователя является входное электрическое сопротивление приемника дефектоскопа.  [c.221]

Обжиг порошков, увеличивающий их электрическое сопротивление, производят при температуре 600— 800 °С. Сопротивление порошков измеряют в кубике объемом 1 см , куда порошок засыпают из бюретки с высоты 1 см в течение 6—7 с. Значение р мелкозернистого порошка должно быть 0,4 Ом-м. Масса объема 1 см , заполненного угольным порошком вышеуказанным методом, должна равняться 0,8—0,9 г.  [c.227]

Неучтенный температурный градиент в поперечном сечении образца приводит к значительным искажениям определяемых механических свойств. По данным [1] испытания графита при температуре 3000° С с прямым нагревом электрическим током на образцах диаметром 10 мм было отмечено занижение предела прочности в 4 раза, деформативности в 7.7 раза по сравнению с испытанием в условиях косвенного нагрева. При нагреве методом электросопротивления образцов с защитными покрытиями положение может еще более усугубляться из-за неравномерного распределения плотности тока по сечению образца вследствие различия величин удельных электрических сопротивлений материала покрытия и образца, могущих отличаться по величине на несколько порядков.  [c.52]

При решении задач технического диагностирования, контроля и прогнозирования состояния узлов машин и механизмов (подшипников качения, скольжения, зубчатых зацеплений и т.п.), а также при трибомонито-ринге широкое применение находят электропараметри-ческие методы, основанные на определении искомых характеристик объекта путем оценки параметров флуктуирующих при его работе активного электрического сопротивления или проводимости. Данные методы называют электрорезистивными, они существенно расширяют область применения традиционных методов электрического сопротивления, основанных на оценке состояния электропроводящих объектов (например, медных проводников на печатных платах) по их электрическому сопротивлению.  [c.471]

Выше предполагалось, что возможность точного измерения сопротивления заранее обеспечена. В прошлом развитие этого метода измерения температуры тормозилось отсутствием надежных методов электрических измерений. В настоящее время эти методы существуют, однако использование термометров сопротивления сопряжено с тремя проблемами, которые отсутствуют или по крайней мере не так остры при обычных электрических измерениях. Во-первых, это проблема возможного появления паразитной термо-э. д. с. (обычно порядка 1 мкВ) вследствие больших температурных перепадов в электрической схеме. Во-вторых, приходится ограничивать измерительные токи, чтобы свести к минимуму самонагрев чувствительного элемента. В-третьих, часто необходимо пользоваться длинными соединительными проводами. Высокое сопротивление длинных прово-  [c.256]

В технике для измерения температур используют различные свойства тел расширение тел от нагревания в жидкостных термометрах изменение объема при постоянном давлении или изменение давления при постоянном объеме в газовых термометрах изменение электрического сопротивления проводника при нагревании в термометрах сопротивления изменение электродвижущей силы в цени термопары при нагревании или охлаждении ее спая. При измерении высоких температур оптическими пирометрами используются законы излучения твердых тел и методы сравнения раскаленной гшти с исследуемым материалом.  [c. 15]

Толщину масляного слоя измеряюг общими методами измерения переме1цеиий. Приближенную проверку возникновения жидкостного трения можно производить по скачкообразному изменению электрического сопротивления.  [c.480]

Электрические методы. Электрические методы определения размеров частиц основаны на измерении таких величин, как заряд, подвижность, емкость и сопротивление. Электрические импульсы, создаваемые каплями, которые касаются проволочки зонда, в некоторых случаях подчиняются эмпирической зависимости, содержащей диаметр частицы в степени 1,6 [256]. Более усовершенствованным методом является использование прибора Коултер каунтер [838], который регистрирует изменение сопротивления. Другой метод основан на анализе вольт-а.мперной характеристики конденсатора из плоских параллельных пластин, между которыми пропускается аэрозоль [142]. Для определения размеров жидких капель используется также и тот факт, что при отводе тепла от проволоки, нагреваемой током, изменяется ее сопротив-. гение, которое оказывается пропорциональным размеру капли [274, 857]. Дальнейшие подробности и приложения этого метода приведены в гл. 10.  [c.28]

При дифференциальном методе измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на ноль по блоку концевых мер длины. Нулевой метод — также разновидность метода сравнения с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Подобным методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием. При методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (например, при измерении штангенциркулем используют совпадение отметок основной и ноннусной шкал). Поэлементный метод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности (например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала). Комплексный метод характеризуется измерением суммарного noi asa-теля качества, на который оказывают влияния отделыгые его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет, овальность и др. контроль положения профиля по предельным контурам и т. п.).  [c.111]

Измерение сопротивления мостовымп методами. Для точного измерения электрического сопротивления в большинстве случаев пригодны многочисленные разновидности мостовых методов, развившихся из 1 .лассического  [c.170]

Помимо измерения кинематических параметров, к настоящему времени отработана манганиновая методика непосредственного измерения давления в конденсированных телах, сжатых сильными ударными волнами, основанная на иснользованпн манганиновых датчиков, в которых чувствительный элемент из особого манганпнового сплава меняет электрическое сопротивление R под действием давления. Датчик с изоляцией помещается внутри исследуемого образца, и при ударе измеряется изменение электрического тока I t) в датчике при фиксированном папряженип F, что позволяет определить R t). а затем, зная зависимость R p), можно восстановить и p t). Этот метод хорошо работает в металлах до давления 15 ГПа, а при давлениях выше 35 ГПа становится непригодным из-за разрушения изоляции датчика. Ниже  [c.247]

Металлокерамика нашла достаточно широкое применение в электротехнике. Как уже отмечалось выше, этот материал применяется для изготовления контактов круглой, прямоугольной и сложной формы методом порошковой металлургии. Композиции получаются путем трехфазного спекания спрессованных из порошков заготовок либо путем пропитки серебром или медью предварительно опрессованных пористых каркасов из вольфрама или вольфрамоникелевого сплава. Удельное электрическое сопротивление металлокерамических контактов должно быть не более 0,07 мкО.м м при 20 °С, отличаться высокой стабильностью во времени и малой зависимостью от условий эксплуатации.  [c.131]

Обмоточные провода со сплошной стеклянной изоляцией получаются методом вытягивания тонкой металлической нити из разогретого токами высокой частоты прутка металла, находящегося в стеклянной трубке, и относятся к классу микропроводов. Провода с манганиновой жилой (диаметр 3—100 мкм) имеют марку ПССМ и используются в основном для приготовления резисторов. Медные провода марки ПМС имеют диаметр 5—200 мкм, а толщина изоляции составляет 1—35 мкм. Провода со сплошной стеклянной изоляцией оценивают по погонному электрическому сопротивлению и температурному коэффициенту сопротивления. В соответствии с этими параметрами они подразделяются на восемь групп и три класса.  [c.254]

Наиболее простой и дешевой операцией для защиты серебра является пассивирование поверхности в растворах бихроматов. Многие исследователи отмечают, что эта пассивная пленка мало влияет на электрическое сопротивление. Существует два метода /юлуче-ния хроматных пленок химический и электрохимический. При последнем способе посеребренное изделие завешивается в качестве катода в раствор бихромата калия в смеси с карбонатом. При химическом пассивировании используется хромовая кислота или растворимая соль шестивалентного хрома К2СГ2О7. При этом методе хроматная пленка хорошо сцеплена с основным металлом, но зато электрохимическим методом можно получить более толстые пленки. На качество этих пленок влияет концентрация хрома, pH раствора н режим процесса температура, плотность тока и перемешивание. Поверхность изделия перед хроматированием должна быть активирована в кислоте или в щелочи. Полученная пленка, по данным многих авторов, не увеличивает переходного сопротивления и не препятствует пайке изделий.  [c.29]

Катарометрические приборы, в основу принципа работы которых положен метод, использующий зависимость электрического сопротивления проводника, помещенного в проточную ячейку, через которую протекает газовоздушная смесь, от теплопроводности окружающей терморезистор смеси [111. В табл. 5 приведены теплопроводности некоторых газов Яр и относительные теплопроводности газа и воздуха Aj-Ab при температуре О °С.  [c.195]

Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением (см. 6-20). Эта пленка предохраняет алюминий от дальнейшей коррозии, но создает большое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов и делает невозможной пайку алюминия обычными методами. Для пайки алюмнния применяются специальные пасты-припои или используются ультразвуковые паяльники. В местах контакта алюминия и меди возможна гальваническая коррозия. Если область контакта подвергается действию влаги, то возникает местная гальваническая пара с довольно высоким значением ЭДС, причем полярность этой пары такова, что на внешней поверхности контакта ток идет от алюминия к меди и алюминиевый проводник может быть сильно разрушен коррозией. Поэтому места соединения медных проводников с алюминиевыми должны тщательно защищаться от увлажнения (покрытием лаками и тому подобными способами).  [c.202]

Полупроводниковые материалы. В течение последних лет ведутся интенсивные поиски способов получения тончайших защитных пленок на поверхности полупроводниковых пластин и приборов. Теоретические расчеты показали, что такие пленки должны иметь высокое удельное электросопротивление, эффективную маскирующую способность и обеспечивать стабильность параметров полупроводниковых приборов. Проведенными в Институте опытами установлено, что методом осаждения стеклообразователей из раствора можно получить пленку стекла толщиной 0.1 —1.0 мк, которая обладает удельным электрическим сопротивлением 10 —10 ом-см, эффективной маскирующей способностью в процессе внедрения диффузантов, устойчивостью во влажной атмосфере, высокой термостойкостью, растворимостью в обычных травителях и характеризуется хорошей адгезией с использованием для фотолитографии резистом. Процесс получения пленок из раствора более производителен и осуществляется при более низкой температуре, чем процесс термического оплавления кремния. Метод получения пленок применяется при изготовлении приборов по планарной технологии.  [c.8]

Принципиальная схема измерения рХ. Для измерения ЭДС электродных систем, внутреннее электрическое сопротивление которых не превышает 10 Ом, используется компенсационный метод Поггендорфа с применением гальванометра в качестве нуль-прибора. При этом неизвестная ЭДС сравнивается с ЭДС стандартного элемента с помощью потенциометра. Гальванометр в нулевом положении указывает на достижение равновесия, т. е. коменсации (рис. 14).  [c.36]

Коррозионный контроль металла котлов в стояночных режимах может также осуществляться по электрическому сопротивлению металла (резистометрический метод). На практике резистомА-рический метод часто применяется одновременно с методом поляризационного сопротивления, что обеспечивает большую надежность получаемой коррозионной информации.  [c. 113]

Информационный ресурс энергетики — Методика измерения сопротивления изоляции

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ разработан для электротехнического
персонала электролабораторий, электротехнических участков промышленных
объектов, проводящих работы по измерению сопротивления изоляции
электрооборудования, проводов и кабелей в действующих и
реконструируемых электроустановках для всех потребителей электроэнергии
независимо от их ведомственной принадлежности.

1. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем документе используются ссылки на следующие нормативные документы:
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей 1992 г.;
Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей 1994 г.;
Правила устройства электроустановок 1986 г.;
Нормы испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей 1982 г. ;
Нормы испытания электрооборудования 1978 г.;
ГОСТ 26567-85. Преобразователи электроэнергии полупроводниковые. Методы испытаний;
ГОСТ 3345-76. Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления изоляции;
ГОСТ 3484-88. Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний;
ГОСТ 3484.3-83. Трансформаторы силовые. Методы измерений диэлектрических параметров изоляции.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3.1. В настоящей методике используются термины,
установленные в ГОСТ 3345-76, ГОСТ 3484.3-83, ГОСТ 3484.1-88, ГОСТ
16504, ГОСТ 23875.

1. Распределительное устройство — распределительное устройство
   генераторного напряжения электростанции или вторичного напряжения
   понизительной подстанции района (предприятия), к которому присоединены
   сети района (предприятия).
2. Обозначения и сокращения:

ВН — обмотки высшего напряжения;
СН — обмотки среднего напряжения;
НН — обмотки низкого напряжения;
НН1, НН2 — обмотки низшего напряжения трансформаторов с расщепленной обмоткой;
R15 — пятнадцатисекундное значение сопротивление изоляции в МОм;
R60 — одноминутное значение сопротивление изоляции в МОм;
ПЭЭП — правила эксплуатации электроустановок потребителей;
ПТБЭЭП — правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;
ПУЭ — Правила устройства электроустановок.

4. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Измеряемые показатели

Сопротивление изоляции измеряют мегомметрами (100-2500В) со значениями измеренных показателей в Ом, кОм и МОм.

1. Средства измерений

К средствам измерения изоляции относятся мегомметры: ЭСО
202, Ф4100, М4100/1-М4100/5, М4107/1, М4107/2, Ф4101. Ф4102/1,
Ф4102/2, BM200/G и другие, выпускаемые отечественными и зарубежными
фирмами.
4.3 Требования к квалификации

1. К выполнению измерений сопротивления изоляции допускается
   обученный электротехнический персонал, имеющий удостоверение о проверке
   знаний и квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3-й,
   при выполнении измерений в установках до 1000 В, и не ниже 4-й, при
   измерении в установках выше 1000 В.
2. К обработке результатов измерений могут быть допущены лица из
   электротехнического персонала со средним или высшим специальным
   образованием.
3. Анализ результатов измерений должен проводить персонал,
   занимающийся вопросами изоляции электрооборудования, кабелей и
   проводов.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

1. При выполнении измерений сопротивления изоляции должны быть
   соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019.80,
   ГОСТ 12.2.007-75, Правилами эксплуатации электроустановок потребителей и
   Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок
   потребителей.
2. Помещения, используемые для измерения изоляции, должны
   удовлетворять требованиям взрыво- и пожарной безопасности по ГОСТ
   12.01.004-91.
3. Средства измерений должны удовлетворять требованиям безопасности по ГОСТ 2226182.
4. Измерения мегомметром разрешается выполнять обученным лицам из
   электротехнического персонала. В установках напряжением выше 1000 В
   измерения производят по наряду два лица, одно из которых должно иметь по
   электробезопасности не ниже IV группы. Проведение измерений в процессе
   монтажа или ремонта оговаривается в наряде в строке «Поручается». В
   установках напряжением до 1000 В измерения выполняют по распоряжению
   два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже III. Исключение
   составляют испытания, указанные в п. БЗ.7.20.
5. Измерение изоляции линии, могущей получить напряжение с двух
   сторон, разрешается проводить только в том случае, если от
   ответственного лица электроустановки, которая присоединена к другому
   концу этой линии, получено сообщение по телефону, с нарочным и т.п. (с
   обратной проверкой) о том, что линейные разъединители и выключатель
   отключены и вывешен плакат «Не включать. Работают люди».
6. Перед началом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей,
   работающих на той части электроустановки, к которой присоединен
   испытательный прибор, запретить находящимся вблизи него лицам
   прикасаться к токоведущим частям и, если нужно, выставить охрану.
7. Для контроля состояния изоляции электрических машин в
   соответствии с методическими указаниями или программами измерения
   мегомметром на остановленной или вращающейся, но не возбужденной
   машине, могут проводиться оперативным персоналом или, по его
   распоряжению, в порядке текущей эксплуатации работниками
   электролаборатории. Под наблюдением оперативного персонала эти
   измерения могут выполняться и ремонтным персоналом. Испытания изоляции
   роторов, якорей и цепей возбуждения может проводить одно лицо с группой
   по электробезопасности не ниже III, испытания изоляции статора — не
   менее чем два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже IV, а
   второе — не ниже III.
8. При работе с мегомметром прикасаться к токоведущим частям, к
   которым он присоединен, запрещается. После окончания работы необходимо
   снять остаточный заряд с проверяемого оборудования посредством его
   кратковременного заземления. Лицо, производящее снятие остаточного
   заряда, должно пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на
   изолированном основании.
9. Производство измерений мегомметром запрещается: на одной цепи
   двухцепных линий напряжением выше 1000 В, в то время когда другая цепь
   находится под напряжением; на одноцепной линии, если она идет
   параллельно с работающей линией напряжением выше 1000 В; во время грозы
   или при ее приближении.
10. Измерение сопротивления изоляции мегомметром осуществляется на
    отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем
    предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует
    снимать только после подключения мегомметра. При снятии заземления
    необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.

6. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Измерения изоляции должны проводиться в нормальных климатических
   условиях по ГОСТ 15150-85 и при нормальном режиме питающей сети или
   оговоренных в заводском паспорте — техническом описании на мегомметры.
2. Значение электрического сопротивления изоляции соединительных
   проводов измерительной схемы должно превышать не менее чем в 20 раз
   минимально допускаемое значение электрического сопротивления изоляции
   испытуемого изделия.
3. Измерение проводят в помещениях при температуре 25±10 °С и
   относительной влажности воздуха не более 80%, если в стандартах или
   технических условиях на кабели, провода, шнуры и оборудование не
   предусмотрены другие условия.
1. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

При подготовке к выполнению измерений сопротивления изоляции проводят следующие операции:

1. Проверяют климатические условия в месте измерения
   сопротивления изоляции с измерением температуры и влажности и
   соответствие помещения по взрыво- пожароопасности для подбора, к
   соответствующим условиям, мегомметра.
2. Проверяют по внешнему осмотру состояние выбираемого
   мегомметра, соединительных проводников, работоспособность мегаомметра
   согласно техническому описанию на мегомметр.
3. Проверяют срок действия госповерки на мегомметр.
4. Подготовку измерений образцов кабелей и проводов выполняют согласно ГОСТ 3345-76.
5. При выполнении периодических профилактических работ в
   электроустановках, а также при выполнении работ на реконструируемых
   объектах в электроустановках подготовку рабочего места выполняет
   электротехнический персонал предприятия, где выполняется работа согласно
   правилам ПТБЭЭП и ПЭЭП.
1. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Отсчет значений электрического сопротивления изоляции при
   измерении проводят по истечении 1 мин с момента приложения
   измерительного напряжения к образцу, но не более чем через 5 мин, если в
   стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия
   или на другое измеряемое оборудование не предусмотрены другие
   требования.

Перед повторным измерением все металлические элементы кабельного изделия должны быть заземлены не менее чем за 2 мин.

1. Электрическое сопротивление изоляции отдельных жил одножильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

для изделий без металлической оболочки, экрана и брони —
между токопроводящей жилой и металлическим стержнем или между жилой и
заземлением;
для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней — между
токопроводящей жилой и металлической оболочкой или экраном, или броней.

1. Электрическое сопротивление изоляции многожильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

для изделий без металлической оболочки, экрана и брони —
между каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными
между собой или между каждой токопроводящей; жилой и остальными
жилами, соединенными между собой и заземлением;
для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней — между
каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными между
собой и с металлической оболочкой или экраном, или броней.

1. При пониженном сопротивлении изоляции кабелей проводов и
   шнуров, отличной от нормативных правил ПУЭ, ПЭЭП, ГОСТ, необходимо
   выполнить повторные измерения с отсоединением кабелей, проводов и
   шнуров от зажимов потребителей и разведением токоведущих жил.
2. При измерении сопротивления изоляции отдельных образцов
   кабелей, проводов и шнуров, они должны быть отобраны на строительные
   длины, намотанные на барабаны или в бухты, или образцы длиной не менее
   10 м, исключая длину концевых разделок, если в стандартах или
   технических условиях на кабели, провода и шнуры не оговорена другая
   длина. Число строительных длин и образцов для измерения должно быть
   указано в стандартах или технических условиях на кабели, провода и
   шнуры.

9. ИЗМЕРЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

9.1. Измерение электрического сопротивления, изоляции
преобразователей проводят в соответствии с требованиями настоящего
стандарта, а при воздействии климатических факторов измерение
сопротивления изоляции проводят с учетом ГОСТ/16962-71.
Средства измерений: мегомметры и омметры по ГОСТ 16862-71. Измерение электрического сопротивления изоляции проводят:
в нормальных климатических условиях; при верхнем значении температуры
окружающей среды после установления в преобразователе теплового
равновесия;
при верхнем значении относительной влажности.
Сопротивление изоляции измеряют между электрически не соединенными между собой цепями;
электрическими цепями и корпусом. В ТУ или конструкторской
документации на преобразователи конкретных серий и типов указывают
выводы, между которыми должно быть измерено сопротивление и значение
постоянного напряжения, при котором проводится это измерение. Если один
из выводов или элементов по схеме соединен с корпусом, то эта цепь на
время испытаний должна быть разъединена.
При измерении сопротивления изоляции преобразователей должны выполняться следующие условия:
Таблица 1.

перед испытаниями преобразователь должен быть отсоединен от внешних питающих сетей и нагрузки;
входные (выходные) выводы преобразователя, конденсаторы, связанные с
силовыми цепями, а также анодные, катодные и выводы управления силовых
полупроводниковых приборов должны быть соединены между собой или
зашунтированы;
контакты коммутационной аппаратуры силовых цепей должны быть замкнуты или зашунтированы;
электрические цепи, содержащие полупроводниковые приборы и
микросхемы, необходимо отключить и, при необходимости, подвергнуть
испытаниям отдельно;
напряжение измерительного прибора при измерении сопротивления
изоляции в зависимости от номинального (амплитудного) значения
напряжения цепи выбирают по табл. 1.
При необходимости сопротивление изоляции измеряют при более высоких
напряжениях, но не превышающих испытательное напряжение цепи.
Измерение сопротивления изоляции преобразователей, состоящих из
нескольких шкафов, допускается проводить отдельно по каждому шкафу.
Если измеряют сопротивление изоляции каждого шкафа и (или)
конструктивного узла преобразователя, то значение сопротивления
изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узла должно быть указано
в ТУ на преобразователи конкретных серий и типов.
Величины минимально-допустимых сопротивлений изоляции для силовых
кабелей, выключателей, выключателей нагрузки, разъединителей,
вентильных разрядников, сухих реакторов, измерительных трансформаторов,
КРУ 6-10 кВ внутренней установки, электродвигателей переменного тока,
стационарных, передвижных и комплектных испытательных устройств
приведены в табл. 2.

10. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

10.1. Если измерение для кабельных изделий проводилось
при температуре, отличающейся от 20 °С, а требуемое стандартами или
техническими условиями на конкретные кабельные изделия, значение
электрического сопротивления изоляции нормировано при температуре 20
°С, то измеренное значение электрического сопротивления изоляции
пересчитывают на температуру 20°С по формуле:
R20=KRt,
где R20 — электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм;
Rt — электрическое сопротивление изоляции при температуре измерения, МОм;
К — коэффициент для приведения электрического сопротивления изоляции к
температуре 20 °С, значения которого приведены в приложении к
настоящему стандарту.
При отсутствии переводных коэффициентов арбитражным методом является
измерение электрического сопротивления изоляции при температуре
(20±1)°С.
10.2. Пересчет электрического сопротивления изоляции R на длину 1 км должен быть проведен по формуле:
R=R20L,
где R20 — электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм;
L — длина испытуемого изделия без учета концевых участков, км.
Коэффициент К приведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С.
Погрешность величины сопротивления изоляции подсчитывают по
рекомендациям, указанным в технических описаниях и инструкциях по
эксплуатации на мегомметры с учетом внешних влияющих факторов.

11. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Результаты измерений вносятся в протоколы испытания
кабелей до и свыше 1000 В, а также в протоколы по профилактическим
наладочным работам по устройствам РЗА и электрооборудования.

Таблица 2.

Измерение сопротивления постоянному току — ООО ПРОМТЕХАВТОМАТИЗАЦИЯ

Измерение сопротивления постоянному току широко применяется при всех пусконаладочных работах с целью выявления целостности токоведущих цепей машин и трансформаторов, обнаружения обрывов в параллельных цепях и металлических витковых замыканий в катушках, проверки качества паек и правильности положения переключателей трансформаторов и других случаях.

По данным замеров величины сопротивления постоянному току определяется средняя температура обмоток трансформаторов и роторов электрических машин при тепловых испытаниях, а также подсчитываются активные потери в опытах короткого замыкания мощных трансформаторов. Измерение величины сопротивления обмоток постоянному току производится одним из следующих методов:

• методом электрического моста;
• методом амперметра и вольтметра;
• методом микрометра.

Выбор того или иного метода определяется требуемой точностью измерения, величиной измеряемого сопротивления, классом точности имеющихся измерительных приборов.

Измерения сопротивления постоянному току методом электрического моста

Мостовые методы применяются главным образом при лабораторных испытаниях, где требуется высокая точность, и обладают большим преимуществом перед всеми остальными методами измерения сопротивлений постоянному току. Мосты могут быть составлены из отдельных магазинов сопротивлений, точность подгонки которых обычно значительно выше точности очень хороших стрелочных приборов.

При замерах сопротивлений мостовыми методами может быть достигнута высокая точность порядка 0,001%. Кроме того, точность мостовых схем хорошо и надолго сохраняется, тогда как точность стрелочных приборов легко может быть понижена, например при перегрузке, неправильной транспортировке, неправильном включении или отключении. По этим причинам мостовые схемы нашли свое широкое применение там, где требуется более точное определение абсолютной величины сопротивления. Например, при определении сопротивлений обмоток крупных машин, генераторов, трансформаторов и другого электрооборудования, с целью выявления нарушения контактов, целостности обмотки, наличия в ней витковых замыканий и т.д. В настоящее время цифровые приборы лишены описанных выше недостатков стрелочных приборов, поэтому мостовые методы по распространенности уступают цифровым методам измерений.

Измерения сопротивления постоянному току методом амперметра и вольтметра.

Этот способ применяется в современных цифровых приборах. При использовании стрелочных приборов он является менее точным по сравнению с методом электрического моста.

Особенно удобно использовать эту методику для измерения сопротивлений, находящихся под напряжением, а также тогда, когда требуется измерить в рабочем режиме сопротивление, значительно меняющее свою величину от нагревания вследствие нагрузки.

Точность измерений при этом способе определяется суммой погрешностей вольтметра и амперметра. Если оба прибора применяются класса 0,5, то общая погрешность измерения может доходить до 1% измеренной величины, а при классе точности 1 ‒ 2% и т.д.

Измерение методом амперметра-вольтметра основано на законе Ома:

где R ‒ измеренное сопротивление проводника в холодном состоянии, Ом;

U ‒ напряжение вольтметра, В;

I ‒ ток, измеренный амперметром, а.

При измерении сопротивлений по методу амперметра и вольтметра возможны две основные схемы включения приборов (рисунок 1, а, б). При рассмотрении обеих схем можно легко установить, что при вычислении измеренного сопротивления по закону Ома без применения поправок метод даст лишь приближенное значение сопротивления. Более точные измерения можно произвести с введением поправок, учитывающих собственное сопротивление приборов:

где Rв и Rа ‒ внутренние сопротивления вольтметра и амперметра, Ом.

В случае применения схемы по рисунку 1, а амперметр учтет ток, проходящий по вольтметру, а по рис 1,б вольтметр учтет падение напряжения не только в измеряемом сопротивлении, но и в обмотке амперметра. Если вам необходимо провести измерения, воспользуйтесь услугами электролаборатории нашей фирмы

Метод определения удельного электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников — Измерения

19 минут назад, ChuninAV сказал:

В ГОСТе не сказано как определять площадь и длину.

Для этого есть ГОСТ 12177-79 «Кабели, провода и шнуры. Методы проверки конструкции».

23 минуты назад, ChuninAV сказал:

Мне интересно мнение и опыт по данному вопросу тех, кто уже сталкивался с подобными вопросами (например, производители кабельной продукции).

Да, мы не производители, но сталкивались с сертификацией кабельной продукции и по применению этих стандартов вопросов не возникало.

24 минуты назад, ChuninAV сказал:

УЭС — это косвенное измерение, а следовательно нужна аттестованная МИ

Методики (методы) измерений, изложенные в документах по стандартизации, принятые до введения в действие приказа Минпромторга России от 15. 12.2015 № 4091 «Об утверждении порядка аттестации первичных референтных методик (методов) измерений, референтных методик (методов) измерений и методик (методов) измерений и их применения», аттестованные по ГОСТ Р 8.563-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений», а также аттестованные или прошедшие метрологическую экспертизу в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений», могут применяться в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Или сочиняйте свою методику на основе этих стандартов и аттестуйте ее.

Методы измерения электрических свойств

Методы
измерения электрических свойств.

1. 
мостовой
метод: а) простого моста и б) двойного моста.

2. 
метод
вольтмера – амперметра

3. 
компенсионно-потенциометрический

Метод двойного моста. Измеряемое сопротивление X и эталон сопротивления N
включаются последовательно друг с другом и источником тока Р. Параллельно линии
ХN
включается цепь из переменных сопротивлений r₁ и r₂ и между ними в точке В подключается одна
клемма нулевого гальванометра G. Вторая клемма гальванометра присоединяется между
второй парой сопротивлений r_r и r₂ (в точке D). Эти сопротивления
образуют третью параллельную
ветвь, один конец которой С присоединяется к X, а другой Е – к сопротивлению
N. Измерение сопротивления образца X сводится к тому, что
переменные
сопротивления r_r и r₂ подбираются такой величины, при
которой гальванометр
становится на 0, т.е. потенциалы в точке В и D равны. При этом электрического тока
между точками В и D не будет, и по всей линии АВF пойдет один и тот же ток i₁; соответственно по
линии СDЕ
пойдет ток i₂.

Точность
метода двойного моста 0,2 –
0,3%.

Метод вольтметр – амперметра. Образец X присоединяется
в точках С и D к источнику постоянного
тока Е; последовательно с ним включается амперметр А и регулировочное сопротивление R. Параллельно
образцу X в его точках F и B подключается вольтметр с внутренним
сопротивлением G, измеряющий разность потенциалов V_F – V_B.

, где I – показание амперметра
А в амперах.

Этим методом можно воспользоваться для измерения быстро изменяющегося
электросопротивления, например, в процессе отпуска стали, изотермического
распада аустенита и т.п.

Измерение электросопротивления является удобным методом
исследования атомной и магнитной структуры металлов и сплавов, полиморфных превращений, старения,
упорядочения, магнитных превращений. Используя закон Видемана – Франца, можно на
основании относительно простых измерений электросопротивления приблизительно определить
техническую теплопроводность металлов, тогда как прямое определение
теплопроводности является сложным экспериментом. Измерение электросопротивления
является удобным
способом контроля структурного состояния образца, например, при исследовании поведения
точечных дефектов в деформированных, закаленных или облученных материалах.

Определение линии ограниченной растворимости Mg₂Sn в системе Cu – Mg – Sn с помощью измерения
электропроводности. Для каждого сплава заданного состава проводимость тем выше, чем
выше температура закалки. Это является следствием повышения растворимости
соединения Mg₂Sn в меди при нагреве. Выше точки
пересечения какой-либо штриховой линии со сплошной находятся твердые растворы,
образующиеся при закалке сплавов различной концентрации с указанной температуры. Штриховая наклонная линия, более пологая, чем сплошная,
соответствует гетерогенной смеси раствора на основе меди с Мg₂Sn. Например, на образцах, закаленных с 400,
предельная растворимость Мg₂Sn составляет 1,3%. До этой концентрации
образуются твердые растворы и проводимость уменьшается резко (сплошная кривая), затем
проводимость меняется по
пологой штриховой линии, что соответствует увеличению в сплаве количества фазы Мg₂Sn в смеси с твердым раствором, содержащим 1,3%
Мg₂Sn. Для 470 предельная
растворимость соответствует 1,5%, для 525 – 1,8%, для 600 –2,85% Мg₂Sn и т.д.

Значения
электросопротивления при одних и тех же содержаниях углерода для закаленной стали значительно выше, чем для
отожженной. Чем выше содержание
углерода, чем значительнее разница удельных сопротивлений отожженной и закаленной стали. После отжига сталь
представляет собой смесь α-Fe + Fe₃C, в то время как
после закалки она в основном является твердым раствором углерода в α-Fe, сопротивление которого, как описано
выше, всегда больше, чем у гетерогенной смеси.

Электросопротивление тем больше, чем выше
содержание углерода в стали, т.е.
чем больше углерода перешло при закалке в твердый раствор.

При отпуске закаленной стали ее
электрическое сопротивление уменьшается в связи с переходом твердого раствора в гетерогенную смесь.

Измерением электрического сопротивления аустенитной стали и сплава типа нихром было
обнаружено, что оно увеличивается в результате распада твердого раствора, сопровождающегося
выделением карбидов.

Изучение старения ферритных Fe – Мо сплавов показывает, что удельное электросопротивление падает
при температуре отпуска 650, это указывает на выпадение
из гомогенного раствора Fe₇Mo₆. Далее от 650 до 750
электросопротивление
возрастает, что свидетельствует о том, что при повышении температуры отпуска
количество выделившегося Fe₇Mo₆ уменьшается, а твердых раствор обогащается
молибденом.

Иначе изменяется электросопротивление в результате
старения алюминиймедных
сплавов при низких температурах. В отличие от высокотемпературного старения при 225,
приводящего к падению сопротивления, старение при 20 приводит к его повышению.
Это связано с образованием на
ранних стадиях старения зон Гинье – Престона, обладающих повышенной рассеивающей способностью по отношению к
электронам проводимости, вследствие чего и растет электросопротивление.

Бесконтактный метод измерения удельного электросопротивления жидких металлов в области высоких температур

Бесконтактный метод измерения удельного электросопротивления жидких металлов в области высоких температур

Страницы / Pages

90-96

Аннотация

Предложен новый, отличающийся исключительной простотой, бесконтактный метод измерения удельного электросопротивления жидких металлов в области высоких температур. Суть метода — измерение электродвижущей силы, наведенной высокочастотным электромагнитным полем в двух круговых контурах разного диаметра, которые размещены коаксиально посередине образца цилиндрической формы, представляющего собой тонкостенную ампулу, заполненную легкоплавким металлом. Проведено теоретическое обоснование возможности использования бесконтактного метода для измерения удельной электропроводности не только твердых, но и жидких металлов в области высоких температур. Приведена методика обработки результатов эксперимента и даны рекомендации по оптимальной геометрии контуров и образца для повышения точности измерений.

Abstract

The article offers a new, non-contact method of measuring the specific electrical resistance of liquid metals in the high-temperature range, which is exceptionally simple. The essence of the method is the measurement of the electromotive force induced by a high-frequency electromagnetic field in two circuits of different diameters placed coaxially in the middle of a cylindrical sample, which is a thin-walled ampoule filled with some low-melting metal. The authors substantiate the feasibility of a contactless method for measuring the specific electric conductivity of both solid and liquid metals in the hightemperature range. Result-processing methodology is given as well as the recommendations on the optimal geometry of the contours and the sample for increasing the measurement accuracy.

Список литературы

1. Батыгин Ю. В., Гнатов А. В., Барбашова М. В. и др. Бесконтактный способ измерения удельной электропроводности листовых металлов // Электротехнiка i электромеханiка. 2012. № 1. С. 69—73.

2. Способ и устройство для бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля : пат. 2531056 Рос. Федерация. № 2013129191/28 ; заявл. 25.06.2013 ; опубл. 20.10.2014, Бюл. № 29.

3. Рябина А. В., Кононенко В. И., Ражабов А. А. Безэлектродный метод измерения электросопротивления металлов в твердом и жидком состояниях и установка для его реализации // Расплавы. 2009. № 1. С. 36—42.

4. Румянцев А. В. Вопросы сушки и полимеризации (источники нагрева). Калининград, 1975.

5. Бабат Т. М. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. М. ; Л., 1965.

6. Макаренко И. Н., Труханова Л. Н., Филиппов Л. П. Тепловые свойства молибдена при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. 1970. Т. 8, № 2. С. 445—447.

Методы измерения сопротивления | Электрические A2Z

В этой статье рассматриваются различных метода измерения сопротивления, а также их схемы, такие как тестирование вольт-амперметром, мост Уитстона, тестер изоляции с питанием от генератора и батареи, мостовой мегомметр и тестер импеданса контура короткого замыкания.

Параллельные и последовательные цепи омметра используются для определения значений сопротивления. Обе схемы, однако, имеют пределы, за пределами которых их точность вызывает сомнения.

Параллельные цепи омметра работают лучше, чем последовательные цепи при низких значениях сопротивления, но когда значения сопротивления становятся еще ниже, могут появиться ошибки. Сопротивление клеммных соединений и проводов, соединяющих испытуемый резистор, начинает иметь заметное эффект.

Аналогичным образом, последовательная схема омметра превосходит параллельную схему при более высоких значениях сопротивления, но по мере увеличения значений сопротивления ток, протекающий через резистор и измеритель, уменьшается.В конце концов достигается точка, когда счетчик больше не может точно указывать значение.

Проверка вольт-амперметром

Для большинства целей измерение сопротивления может быть получено с достаточной точностью путем пропускания тока через испытуемый резистор и одновременного измерения как тока, проходящего через него, так и напряжения на нем. Затем сопротивление рассчитывается по закону Ома.

Для большей точности необходимо соблюдать осторожность при подключении цепи. На рисунке 1 показаны две возможные схемы. Рис. Если резистор имеет сравнительно низкое значение сопротивления по сравнению с сопротивлением вольтметра, расхождением в показаниях амперметра можно пренебречь. Например, , если ток, протекающий через резистор, составляет, скажем, 1 А, а ток, протекающий через вольтметр, равен 50 мкА, амперметр не может различить показания 1 А и 1.00005 A.

С другой стороны, если ток, протекающий через резистор, составляет 100 мкА, подходящий амперметр покажет ток 150 мкА ( I _R  +  I _m ) и ошибку будет заметный процент. Рисунок 1(a)  поэтому является более подходящей схемой для измерения низких значений сопротивления.

На рисунке 1(b) показан вольтметр, подключенный к источнику питания. Теперь амперметр считывает только ток, протекающий через резистор.В этой схеме вольтметр считывает источник питания или сумму падений напряжения на последовательном резисторе и амперметре, то есть В = В _м + В _R .

Для точности в этой схеме напряжение на резисторе должно быть намного больше, чем падение напряжения на амперметре. Если предположить, что амперметр имеет перемещение 50 мкА, а внутреннее сопротивление равно 5 кОм, падение напряжения на измерителе составляет В = IR = 50 мкА × 5000 = 0.25 В.

Для достижения наилучших результатов разность потенциалов (PD) на резисторе должна во много раз превышать это значение, то есть значение около 60 В или более. При более низких значениях напряжения погрешность значительно возрастает.

Эти методы получения значений сопротивления имеют серьезные ограничения в отношении как точности, так и универсальности. Используются два счетчика, а это означает, что возможности внесения ошибок значительно увеличиваются. Напряжения и токи также должны быть отрегулированы в соответствии с номиналами резисторов и счетчиков.

Схема в Рисунок 1(a)  является схемой общего пользования при условии, что используется аналоговый мультиметр хорошего качества с высоким внутренним сопротивлением. Некоторые аналоговые мультиметры имеют входное сопротивление 10 МОм и выше, поэтому нагрузка на цепь минимальна. Можно использовать цифровой мультиметр хорошего качества, если он имеет достаточную точность.

Мост Уитстона

Схема моста Уитстона была впервые описана С.Х. Кристи в 1833 г. На него практически не обращали внимания, пока в 1843 г. его не принял (сэр) Чарльз Уитстон. . Рисунок 2(a) иллюстрирует исходную схему. Он состоит из трех известных резисторов и неизвестного резистора, составляющих четвертое плечо моста.

Рис. 2 Схемы моста Уитстона

Рис.Существует множество вариаций этих трех схем, обычно названных в честь людей, которые их разработали. Все они основаны на оригинальной мостовой схеме.

При использовании оборудования хорошего качества мостовая схема обеспечивает точное измерение до 0,01 Ом. Для стандартной мостовой схемы это ее нижний предел. Дальнейшие модификации исходной схемы позволяют использовать мост для точных измерений до 0,001 Ом.

Изменение соотношения резисторов R ₁ и R ₂ в плечах моста позволяет измерять сопротивления гораздо больших или меньших значений. Значение напряжения, используемого для питания моста, не имеет значения, потому что схема настроена правильно, когда счетчик показывает ноль, то есть когда стрелка счетчика остается неподвижной на нуле. В этом случае говорят, что мост уравновешен.

Высокие или низкие значения напряжения означают только то, что более высокие или более низкие значения тока проходят через мост и делают счетчик подверженным возможной перегрузке и повреждению в несбалансированном состоянии. Измеритель, используемый в схеме, обычно представляет собой чувствительный измеритель с подвижной катушкой со шкалой центра и нуля.Иногда его называют гальванометром.

Когда мост уравновешен, падение напряжения на неизвестном резисторе ( R _x  в Рис. Это также означает, что потенциалы по резисторам R ₂ и ₂ и R ₃ также равны друг другу, то есть:

на практике, сопротивление оружия R ₁ и R ₂  обычно изготавливаются регулируемыми в соотношении 0. 1, 1, 10, 100 и 1000. Этот подход позволяет расширить диапазон мостовой схемы, чтобы охватить более широкий диапазон значений.

Это также означает, что при использовании моста для измерения сопротивлений в расчетах может потребоваться учитывать коэффициенты умножения.

В практических мостах Уитстона фактические значения R ₁ и R ₂ могут быть неизвестны. Обычно они помечаются как переключатель, а его положение указывает на соотношение между ними. R _x считывается непосредственно из значений, установленных регулируемым резистором R ₃ . Значение, полученное с помощью R ₃ в нулевой позиции, затем умножается или делится на указанное соотношение.

Следующие два примера иллюстрируют расчеты при использовании мостовой схемы.

Пример 1

Пример 1

Сопротивления на мосту Чтение R ₁ = 10 к Ом, R ₂ = 1 k ω и R ₃ = 3. 95 кОм. Найдите значение измеряемого сопротивления.

Сопротивления на мосту Чтение R ₁ = 100 Ом, R ₂ = 1000 Ом и R ₃ = 68,4 Ω. Найдите значение измеряемого сопротивления.

Сопротивление изоляции

С практической точки зрения схема с батарейным питанием, как описано в Пример 2 , не является ни удобной, ни точной, ни практичной для измерения очень высоких значений сопротивления.

Высокое напряжение требуется для того, чтобы в тестируемой цепи мог протекать разумный ток. Это необходимо для того, чтобы измеритель мог давать более положительные показания.

Австралийские стандарты определяют минимальное напряжение для проверки цепей. Приблизительно оно примерно вдвое превышает рабочее напряжение схемы. То есть в цепи 240 В указанное испытательное напряжение составляет 500 В. При проверке между фазами следует применять 1000 В.

Вероятно, первоначальным производителем прибора для испытаний такого рода была английская фирма, известная сегодня как Meggar Instruments Ltd.Первоначальное название было Evershed and Vignoles, а торговое название устройства было « Meggar ». Торговое название стало общим термином и почти повсеместно используется для описания инструментов этого типа. Следует отметить, что другие фирмы производят аналогичные испытательные приборы, и все они должны называться приборами для проверки изоляции.

Существует два основных способа получения необходимого напряжения; один — генератор с ручным приводом, другой — сухие элементы и электронная схема.

Приборы для проверки изоляции с питанием от генератора

Чтобы прибор был действительно портативным, он должен иметь встроенный источник питания.Это было достигнуто в оригинальном меггаре с помощью генератора, проворачиваемого вручную. В более ранних моделях использовался генератор постоянного тока, а в более поздних моделях использовалась сила современных магнитов, вращающихся внутри катушки, для создания переменного напряжения. Полученный переменный ток преобразовывался в постоянный и использовался для работы прибора. Схема генератора постоянного тока и тестера изоляции показана на  Рисунок 3 .

Рисунок 3 Схема прибора для проверки изоляции

Анализ цепи покажет, что это вариант схемы последовательного омметра, поскольку генератор, отклоняющая катушка, резистор отклоняющей катушки и проверяемое сопротивление последовательно.

Подвижная катушка с прикрепленным указателем фактически представляет собой две катушки, закрепленные под прямым углом друг к другу. Вторая катушка соединена последовательно с другим резистором непосредственно через источник напряжения, питающий прибор. Эта вторая катушка действует вместо возвратной пружины, возвращая указатель на ноль. Нет никакой другой удерживающей пружины, против которой должен быть приложен крутящий момент.

Конечное положение катушки зависит от относительного количества тока, протекающего в каждой катушке. Один ток определяется напряжением питания, а другой — током, протекающим через тестируемую цепь.Нормальные диапазоны измерения составляют 0–200 МОм с достаточной степенью точности.

Приборы для проверки изоляции с питанием от батарей

Многие современные приборы других производителей используют батарею сухих элементов для питания электронной схемы. Выход этой цепи представляет собой высоковольтный высокочастотный переменный ток, который затем выпрямляется и используется для работы прибора.

Полный блок обычно намного меньше и легче, чем прибор с питанием от генератора, но необходимо позаботиться о том, чтобы батареи были в хорошем состоянии для удовлетворительной работы тестера.

После получения подходящего значения напряжения постоянного тока устройство работает почти так же, как и устройство с питанием от генератора. Нормальный диапазон рабочих сопротивлений составляет 0–200 МОм. Доступны стандартные модели с напряжением 100 В, 250 В, 500 В или 1000 В, а точность эквивалентна точности мегомметра.

Поскольку приборы питаются от батарей, один из измерительных щупов обычно имеет переключатель, который необходимо удерживать нажатым во время фактической работы прибора. При отпускании щупа батарея отключается.

Напряжение в современных тестеров изоляции генерируется внутренним переключаемым источником питания или инверторной схемой, способной генерировать эти высокие напряжения от набора батарей 1,5 В.

Более поздние модели тестеров изоляции с батарейным питанием имеют цифровые показания. Показания питаются напрямую от батарей.

Поскольку существует такое разнообразие этих типов тестеров, использование конкретного типа прибора, как правило, является личным выбором техника, независимо от того, выберет ли он аналоговый или цифровой.

Мостовые мегомметры

Было произведено несколько вариантов базовой мегомметровой схемы. Одна версия включает встроенную мостовую схему для измерения более низких значений сопротивления. Инструмент намного больше, тяжелее и дороже, чем описанный ранее меггар. Схема мостового меггара показана на  Рисунок 4 .

Рисунок 4 Принципиальная схема меггарного моста

Видно, что в схему включены регулируемые резисторы.Это достигается с помощью переключателей на боковой стороне корпуса прибора (см. Рисунок 5 ). На верхней поверхности расположены четыре поворотных переключателя, которые управляют компонентом блока сопротивлений мостовой измерительной схемы.

Рисунок 5 Мостовой мегомметр A 500 В

При использовании в качестве тестера изоляции мостовой мегомметр представляет собой серийный омметр прямого считывания для высоких значений сопротивления. При переключении на мостовую конфигурацию цепь должна быть сбалансирована путем регулировки поворотных переключателей.Бесконечный конец шкалы принимается за нулевое или уравновешенное положение. В положении балансировки моста указатель находится прямо над символом бесконечности.

Одним из основных применений мостового мегомметра является локализация повреждений кабеля. Можно точно измерить сопротивление между концами кабелей и местом повреждения и вычислить расстояние до места повреждения. Наиболее часто используемое схемное соединение получило название «петля Варлея» в честь человека, предложившего этот метод.

Более современные приборы, называемые рефлектометрами, в настоящее время используются для определения места повреждения кабелей связи или силовых кабелей. Обычно они определяют обрыв цепи, короткое замыкание, пересечение пар и т. д.

Проверка непрерывности

Другой вариант схемы мегомметра предназначен для проверки целостности и сопротивления проводников в установке. В то время как стандартный мегомметр работает как последовательный омметр для диапазонов сопротивлений 0–100 МОм, 0–200 МОм или 0–550 МОм в некоторых случаях, тестер непрерывности работает как омметр с параллельным подключением.Его нормальный диапазон сопротивления зависит от производителя. Часть мегомметра для проверки непрерывности обычно используется для проверки целостности заземления.

Hi-Pot Testing

Так же, как стандарты требуют более высокого тока для испытаний с низким сопротивлением, испытания изоляции в соответствии с австралийскими и международными стандартами часто выполняются при 1500 В или до 4500 В. Изоляция, воздушный зазор и пути утечки ожидается, что будет достаточно, чтобы предотвратить протекание 1 мА даже при таких высоких напряжениях.

Меры предосторожности при использовании мегомметров

Меммегаметр на 500 В может привести к поражению электрическим током, если не соблюдать осторожность при его использовании. Непреднамеренный контакт с измерительными проводами может привести к неприятному поражению электрическим током. Точно так же могут быть затронуты другие техники, работающие с теми же проверяемыми проводниками.

Подземные кабели часто испытывают при более высоких напряжениях. Для этой цели обычно используются мегомметры, генерирующие 3000 В. Помимо прямого поражения электрическим током от прибора, существует дополнительная опасность, создаваемая емкостными эффектами кабеля.Это относится, в частности, к армированным или металлическим подземным кабелям, а также кабелям MIMS.

Емкость, создаваемая способом изготовления кабеля, позволяет накапливать электрический заряд на кабеле. Заряд создается постоянным током мегомметра и обычно существует между проводником и бронированной металлической оболочкой, защищающей кабель.

Поскольку фактическая емкость может сильно различаться от кабеля к кабелю, ее обычно выражают в микрофарадах на единицу длины.Один типичный кабель имеет емкость примерно 0,2 мкФ/300 м. Другие могут иметь более высокие или более низкие емкости.

При 3000 В эта емкость относится к запасу энергии около 9 Дж. Такое количество заряда при этом напряжении может вызвать достаточно сильный удар, чтобы обездвижить техника на некоторое время. Иногда требуется медицинская помощь.

На аэродроме, например, может быть много километров подземного кабеля, поэтому вероятность поражения электрическим током велика. Даже при сравнительно короткой длине подземного кабеля это соответствует содержанию энергии при напряжении, которое может убить.

Вот почему рекомендуется разрядить кабель после тестирования. Обычно электрики делают это, закорачивая отверткой или чем-то подобным оболочку и проводник. Однако при этом следует соблюдать осторожность, так как это может представлять другие опасности.

Прежде чем полагаться на показания мегомметра на установке, содержащей емкость, оператор должен убедиться, что установка заряжена до напряжения мегомметра. Обычно это делается путем расширенного тестирования любого одного проводника в течение определенного периода времени.Показания счетчика обычно показывают, что это было достигнуто, когда показание стабилизируется на одном значении.

Например, при считывании сопротивления одного проводника подземного кабеля относительно его оболочки мегомметр может показать показание, указывающее на путь с низким сопротивлением к земле. При продолжении теста показания мегомметра обычно поднимаются до гораздо более высоких и более удовлетворительных значений.

Измерители импеданса цепи повреждения

В соответствии с существующими условиями саморегулирования для электриков можно ожидать, что работник проверит состояние петли повреждения для установки.Петля замыкания представляет собой путь от основного заземления установки обратно к точке питания, где также заземлена основная нейтраль.

Тестер импеданса контура повреждения предназначен для индикации импеданса этого пути.

Сам тестер может представлять собой комбинацию мегомметра, тестера непрерывности и других функций, таких как проверка работы и эффективности любого устройства защитного отключения в данной установке.

Тест контура устанавливает известный резистор между одной фазой установки и измеряет как нормальное напряжение, так и напряжение в условиях имитации неисправности.Затем он обрабатывается в приборе и обеспечивает показание импеданса в омах для контура, обратного к источнику питания через заземление.

Для устройств безопасности и устройств защитного отключения, как правило, считается обязательным хороший возврат на землю. В частности, в более поздних электронных устройствах проверка импеданса контура может привести как минимум к отключению и возможности повреждения самого устройства. В любом случае перебои в подаче электроэнергии могут варьироваться от незначительной неприятности в бытовых условиях до серьезной проблемы, связанной с безопасностью на промышленной установке.

На рисунке 6 показан типичный тестер полного сопротивления петли неисправности. Обратите внимание, что этот прибор также может тестировать предполагаемые уровни отказов в установке. Обычно у этих тестеров есть два типа потенциальных клиентов; один с вилкой для проверки розеток и один с зажимами типа «крокодил» для проверки электрического оборудования и аппаратуры. Рис. 6

Как измеряется сопротивление?

Для измерения электрического сопротивления (низкое сопротивление, среднее сопротивление и высокое сопротивление) электронные приборы используют два метода измерения. Это постоянное напряжение и постоянный ток.

Метод постоянного напряжения измеряет высокое сопротивление, которое проходит через известное напряжение, чтобы определить ток через неизвестное сопротивление. Этот метод эффективнее, чем метод постоянного тока, поскольку мы можем применять различные испытательные напряжения, чтобы определить неизвестное сопротивление.

Принимая во внимание, что метод постоянного тока пропускает известный ток к неизвестному сопротивлению. Отсюда измеряется напряжение. Для измерения высокого сопротивления (200 МОм) мы можем использовать метод постоянного тока.Цифровые мультиметры (DMM) используют этот тип реализации.

Теперь давайте обсудим, как измерить сопротивление.

Методы измерения сопротивления

Измерение сопротивления помогает узнать максимальные значения для элементов сопротивления, таких как манганин, медь, никель и т. д. Показания сопротивления варьируются от нескольких микроом до нескольких мегаом.

Мы можем подключить вольтметр и амперметр в цепь, чтобы определить низкое сопротивление и высокое сопротивление в цепи. Они представляют собой мостовой метод и падение потенциала.

Метод мостового соединения использует гальванометр и простой резистор с высокой точностью. Некоторыми из измерений сопротивления мостового типа являются мост Уитстона, импеданс переменного тока и двойной мост Кельвина.

Метод падения потенциала использует вольтметр и амперметр для измерения сопротивления. Вольтметр рассчитывает напряжение, а амперметр измеряет ток. Из закона Ома мы можем оценить сопротивление.

Как измерить низкое сопротивление (

<1 Ом)

Низкое сопротивление встречается в переключателях, медных обмотках, обмотках трансформаторов, контактах автоматических выключателей, соединениях перемычек аккумуляторов, обмотках двигателей и т. д.

Чтобы понять, как выполнить измерение низкого сопротивления менее 1 Ом, используются три метода. Это потенциометр, вольтметр-амперметр и мост Кельвина.

Метод потенциометра

Метод потенциометра постоянного тока измеряет неизвестное сопротивление, принимая фиксированное или стандартное сопротивление в качестве эталонного значения. Реостат изменяет сопротивление и регулирует ток « I » в цепи. Амперметр включен последовательно с неизвестным и стандартным сопротивлением.

Измерение сопротивления с помощью потенциометра

Когда переключатель DPT находится в положении 1, он управляет неизвестным сопротивлением, а когда он находится в положении 2, он управляет стандартным сопротивлением. Падение напряжения на сопротивлении принимается за выход по закону Ома. Следовательно, неизвестное сопротивление равно

.

Неизвестное сопротивление = (падение напряжения на неизвестном сопротивлении/падение напряжения на стандартном сопротивлении) * стандартное сопротивление

Вольтметр – метод амперметра

Метод вольтметра-амперметра измеряет низкое сопротивление с точностью ±1%.Чтобы достичь допуска в один процент, он использует четыре клеммы для измерения. Два из них — токовые клеммы ( C1 , C2 ), а оставшиеся две — потенциальные клеммы ( V1 , V2 ).

Вольтметр – метод амперметра

Падение напряжения на потенциальных клеммах будет меньше, а ток будет течь через неизвестный резистор. Контактное сопротивление на токовых клеммах мало, и неизвестное сопротивление рассчитывается по падению напряжения на вольтметре и току на амперметре.

Мост Кельвина

Преимущество измерения моста Кельвина (моста Томсона) заключается в устранении дополнительных сопротивлений измерительных проводов и контактов. На рисунке ниже показана схема двойного моста Кельвина.

Мост Кельвина

В мосту используются плечи с двойным передаточным отношением, чтобы свести на нет сопротивление. « R » — неизвестное сопротивление, а « S » — стандартные сопротивления низкого значения. « C » — тяжелое медное соединение. Ответвления a , b , a1 и b1 имеют высокие значения сопротивления по сравнению с ‘ R ’ и ‘ S ’.

Уравнение двойного моста Кельвина задается формулой

R/S = (a1/b1) – {C/S × (b/(a+b+C)) × (a1/b1 – a/b)}

Для правильного измерения отношения ‘ R ’, ‘ S ’ и a , b должны быть равны. Теперь цепь находится в состоянии баланса. Это отклонит ток в гальванометре « G ». Этот мост измеряет сопротивления в диапазоне от 0,1 Ом до 1 Ом.

Измерение среднего сопротивления (1 Ом — 100 кОм)

Амперметр Вольтметр

Метод амперметра-вольтметра работает с использованием двух конфигураций.В первой настройке подключите амперметр последовательно с неизвестным сопротивлением. Этот метод измеряет правильное значение тока через неизвестное сопротивление ‘ R ’.

Метод амперметра-вольтметра (первая конфигурация)

Метод амперметра-вольтметра (Вторая конфигурация)

Вольтметр равен сумме тока на амперметре и напряжения на сопротивлении ‘ R ’. Для измерения выходного сопротивления ( R _м ) значение сопротивления ‘ R ’ должно быть больше, чем сопротивление амперметра ( R _a ).Следовательно, этот метод подходит для измерения сопротивления среды.

Истинное значение измеренного сопротивления равно R _м = R+R _a . Чтобы получить точное сопротивление, сопротивление амперметра должно быть равно нулю. Это верно в идеальном случае.

Во второй конфигурации подключите вольтметр параллельно неизвестному сопротивлению. Вольтметр измеряет правильное напряжение. Но здесь амперметр измеряет сумму токов, протекающих через вольтметр и неизвестный резистор.В идеальном случае сопротивление вольтметра бесконечно, чтобы получить истинное выходное напряжение.

Погрешность полной шкалы для метода амперметр-вольтметр составляет от 0 до 1%. Следовательно, мост Уитстона предпочтительнее.

Мост Уитстона

Мост Уитстона — старый метод, который больше не применяется. Но это говорит о концепции сбалансированного моста для измерения неизвестного сопротивления. Мост имеет ромбовидную группу, состоящую из четырех сопротивлений A , B , R и S .Сопротивления B и S являются постоянными сопротивлениями.

Мост Уитстона

На входные клеммы ‘ a ’ и ‘ s ’ подается напряжение, а к выходным клеммам ‘ p ’ и ‘ d ’ подключается гальванометр (он же нулевой детектор). Для измерения сопротивления « R » с помощью моста Уитстона изменяют стандартное сопротивление « A » до тех пор, пока ток в гальванометре не покажет нулевое значение тока.Это доказывает, что мост находится в сбалансированном состоянии.

Измерение сопротивления с помощью омметра

Ниже описано, как работает омметр для измерения сопротивления резистора или какого-либо компонента.

Измерение сопротивления с помощью омметра

1. Первым важным шагом является отключение цепи (Чтобы обеспечить точность измерения и не повредить цепь, отключите питание цепи)
2. Поместите щупы в соответствующие гнезда:
   1. Вставьте черный щуп в общий (COM) порт мультиметра
   2. Вставьте красный щуп в порт напряжения ( ВмАОм ) мультиметра (красная клемма)
3. Обнулите счетчик, поместив два щупа в соприкосновение друг с другом, и отрегулируйте циферблат или ручку, поворачивая ее до тех пор, пока она не покажет ноль омов
4. Проверьте сопротивление компонента с помощью двух щупов, поместив их с каждой стороны
5. Поверните ручку на соответствующий диапазон сопротивления, который вы пытаетесь измерить.(Если указатель отклоняется вправо от шкалы, уменьшите диапазон до одного уровня. Если указатель отклонится влево от шкалы, увеличьте диапазон до одного уровня)
6. Возьмите показания весов и умножьте их на соответствующий диапазон на циферблате.
7. Перед проверкой другого компонента снова установите омметр на ноль.

Примечание : Всегда проверяйте параллельное соединение сопротивлений. Мультиметр вычисляет сопротивление между различными цепями в цепи.

Мультиметр измеряет общее сопротивление в цепи по всем возможным цепям. Всегда лучше снять компонент для измерения сопротивления. В противном случае мультиметр покажет неправильное значение сопротивления.

Измерение высокого сопротивления (>100 кОм)

Метод потери заряда

При измерении сопротивления методом потери заряда используется неизвестное сопротивление (R) параллельно с вольтметром и конденсатором (C).При подаче постоянного напряжения ток протекает по цепи и конденсатор заряжается до напряжения батареи. После этого он разряжается через сопротивление «R».

Уравнение для напряжения на конденсаторе v = V.e ^(-t/CR)

Уравнение сопротивления ‘ R ‘ равно 0,4343t/ (C log10 В/(В-э))

Цепь мегомметра

Использование мегомметра для измерения высокого сопротивления изоляции в цепи. На рисунке ниже показана схема мегомметра. В нем используется генератор с ручным приводом, который вырабатывает напряжение 500В, 1000В и 2500В.

Генератор оснащен автоматической муфтой, в которой для работы прибора используется центробежный принцип. Генератор подает постоянное напряжение для измерения низкого сопротивления изоляции.

У мегомметра три катушки (2 катушки напряжения и 1 катушка тока). Катушка тока движется по часовой стрелке, а катушки напряжения — против часовой стрелки.Две катушки заставляют указатель устанавливать его в среднее положение. Теперь можно подать напряжение и измерить сопротивление.

Шкала указателя становится стабильной при подключении тестируемого сопротивления (Неизвестное сопротивление Rx).

Мегаомный мостовой метод

Мегаомный мост измеряет высокое сопротивление от 0,1 МОм до 1 МОм. Защитный терминал подключается к гальванометру ( G ). Переключатель множителя используется для выбора диапазона измеряемых сопротивлений.

Фиксированное сопротивление 100 кОм и подключение защитной клеммы к защитной цепи устраняет сопротивление утечки.

Трудности при считывании сопротивления

• Человеческое тело поглощает ток, поэтому избегайте контакта с компонентом при измерении с помощью мультиметра или омметра.
• Проверьте компоненты по отдельности, чтобы получить правильное сопротивление.
• Не измеряйте сопротивление в цепи включения. Это даст неправильные показания.

Совет: Отключите питание цепи и измерьте сопротивление.

• Проверьте повреждение компонента (мультиметр показывает нулевое сопротивление).
• Повторяемость для измерения низкого сопротивления в пределах нескольких микроом. Это повлияет на потребление тока в электрической цепи.

Заключение

В настоящее время существует несколько методов измерения сопротивления. Среди них измеритель LCR и цифровые омметры низкого сопротивления заменяют мост Уитстона, двойной мост Кельвина и другие методы. Следовательно, необходимо выбрать правильный инструмент для проверки сопротивления.

Измерение сопротивления | Electrical4U

Сопротивление является одним из самых основных элементов, используемых в электротехнике и электронике. Величина сопротивления в технике варьируется от очень малых значений, таких как сопротивление обмотки трансформатора, до очень высоких значений, таких как сопротивление изоляции этой же обмотки трансформатора. Хотя мультиметр работает достаточно хорошо, если нам нужно приблизительное значение сопротивления, но для точных значений, а также для очень низких и очень высоких значений, нам нужны специальные методы.В этой статье мы обсудим различные методы измерения сопротивления . Для этой цели мы классифицируем сопротивление по трем классам:

Измерение низкого сопротивления (

<1 Ом)

Основной проблемой при измерении значений низкого сопротивления является контактное сопротивление или сопротивление выводов измерительных приборов, хотя оно и мало. по значению сравнимо с измеряемым сопротивлением и, следовательно, вызывает серьезную ошибку.
Таким образом, чтобы устранить эту проблему, маломощные сопротивления сконструированы с четырьмя клеммами.Две клеммы являются текущими клеммами, а две другие — потенциальными клеммами.
На рисунке ниже показана конструкция с низким сопротивлением.

Ток проходит через токовые клеммы C ₁ и C ₂ , а падение потенциала измеряется на клеммах V ₁ и V ₂ . Следовательно, мы можем узнать значение сопротивления в эксперименте с точки зрения V и I, как показано на рисунке выше. Этот метод помогает нам исключить контактное сопротивление из-за токовых клемм, и хотя контактное сопротивление потенциальных клемм все еще имеет значение, оно составляет очень малую долю потенциальной цепи с высоким сопротивлением и, следовательно, вызывает незначительную ошибку.

Для измерения малых сопротивлений используются следующие методы:

• Метод двойного моста Кельвина
• Метод потенциометра
• Канальный омметр.

Двойной мост Кельвина

Двойной мост Кельвина является модификацией простого моста Уитстона. На рисунке ниже показана принципиальная схема двойного моста Кельвина.

Как мы видим на рисунке выше, есть два набора плеч, один с сопротивлениями P и Q, а другой с сопротивлениями p и q.R — неизвестное низкое сопротивление, а S — стандартное сопротивление. Здесь r представляет собой контактное сопротивление между неизвестным сопротивлением и эталонным сопротивлением, влияние которого нам необходимо устранить. Для измерения мы делаем отношение P/Q равным p/q, и, следовательно, формируется уравновешенный мост Уитстона, ведущий к нулевому отклонению в гальванометре. Следовательно, для уравновешенного моста мы можем написать

. Подставляя уравнение 2 в 1 и решая и используя P/Q = p/q, мы получаем-

Отсюда мы видим, что, используя сбалансированные двойные плечи, мы можем полностью устранить контактное сопротивление и, следовательно ошибка из-за него. Чтобы устранить еще одну ошибку, вызванную термоЭДС, мы берем еще одно показание с обратным подключением батареи и, наконец, получаем среднее значение двух показаний. Этот мост полезен для сопротивлений в диапазоне от 0,1 мкОм до 1,0 Ом.

Дуктерный омметр

Электромеханический прибор для измерения малых сопротивлений. Он состоит из постоянного магнита, подобного магниту прибора PMMC, и двух катушек между магнитным полем, создаваемым полюсами магнита.Две катушки расположены под прямым углом друг к другу и могут свободно вращаться вокруг общей оси. На рисунке ниже показан омметр Ducter и соединения, необходимые для измерения неизвестного сопротивления R. катушка напряжения подключается к потенциальным клеммам V ₁ и V ₂ . Катушка напряжения несет ток, пропорциональный падению напряжения на R, и поэтому создается ее крутящий момент.Токовая катушка несет ток, пропорциональный току, протекающему через R, а также ее крутящий момент. Оба крутящих момента действуют в противоположном направлении, и индикатор останавливается, когда они равны. Этот прибор полезен для сопротивления в диапазоне от 100 мкОм до 5 Ом.

Измерение среднего сопротивления (1 Ом – 100 кОм)

Ниже приведены методы, используемые для измерения сопротивления, значение которого находится в диапазоне от 1 Ом до 100 кОм –

Метод моста Кэри-Фостера

Метод амперметра Вольтметр

Это самый грубый и простой метод измерения сопротивления.Он использует один амперметр для измерения тока I и один вольтметр для измерения напряжения V, и мы получаем значение сопротивления как

. Теперь у нас может быть два возможных соединения амперметра и вольтметра, как показано на рисунке ниже.

Теперь на рис. 1 вольтметр измеряет падение напряжения на амперметре и неизвестном сопротивлении, следовательно,

Следовательно, относительная погрешность будет,

Для соединения на рис. 2 амперметр измеряет сумму тока через вольтметр и сопротивление, следовательно,

Относительная ошибка будет

Можно заметить, что относительная ошибка равна нулю для R _a = 0 в первом случае и R _v = ∞ во втором случае.Теперь вопросы стоят то, какое соединение использовать в каком случае. Чтобы выяснить это, мы приравниваем обе ошибки
к
Следовательно, для сопротивлений больше, чем указано в приведенном выше уравнении, мы используем первый метод, а для меньшего — второй метод.

Метод моста Уитстона

Это самая простая и основная мостовая схема, используемая в измерительных исследованиях. В основном состоит из четырех плеч сопротивления P, Q; R и S. R — неизвестное сопротивление в эксперименте, а S — стандартное сопротивление.P и Q известны как передаточные отношения. Источник ЭДС подключается между точками а и b, а гальванометр — между точками с и d.

Мостовая схема всегда работает по принципу обнаружения нуля, т. е. мы изменяем параметр до тех пор, пока детектор не покажет ноль, а затем используем математическое соотношение для определения неизвестного с точки зрения изменения параметра и других констант. Здесь также варьируется стандартное сопротивление S, чтобы получить нулевое отклонение в гальванометре. Это нулевое отклонение подразумевает отсутствие тока из точки c в d, что подразумевает, что потенциал точек c и d одинаков.Отсюда

Объединив два приведенных выше уравнения, мы получим известное уравнение –

Метод замены

На рисунке ниже показана принципиальная схема измерения сопротивления неизвестного сопротивления R. S – это стандартное переменное сопротивление, а r – регулирующее сопротивление.

Сначала переключатель устанавливается в положение 1, и амперметр заставляют считывать определенное значение тока путем изменения r. Отмечается значение показания амперметра. Теперь переключатель переводится в положение 2 и изменяется S, чтобы добиться того же показания амперметра, что и в исходном случае. Значение S, при котором амперметр показывает то же, что и в положении 1, является значением неизвестного сопротивления R при условии, что источник ЭДС имеет постоянное значение на протяжении всего эксперимента.

Измерение высокого сопротивления (>100 кОм)

Ниже приведены несколько методов, используемых для измерения высоких значений сопротивления: очень малая величина тока для такого измерения, но все же из-за высокого сопротивления вероятность получения высоких напряжений неудивительна.Из-за этого мы сталкиваемся с несколькими другими проблемами, такими как-

1. Электростатические заряды могут накапливаться на измерительных приборах
2. Ток утечки становится сравнимым с измеряемым током и может вызвать ошибку
3. Сопротивление изоляции является одним из наиболее распространенных в этой категории; однако диэлектрик всегда моделируется как резистор и конденсатор, соединенные параллельно. Следовательно, при измерении сопротивления изоляции (I.R.) ток включает обе составляющие, и, следовательно, истинное значение сопротивления не получается. Емкостная составляющая хотя и падает экспоненциально, но все же требует очень много времени для затухания. Отсюда и разные значения I.R. получаются в разное время.
4. Защита хрупких инструментов от сильных полей.

Следовательно, для решения проблемы токов утечки или емкостных токов мы используем защитную схему. Концепция защитной цепи заключается в том, чтобы обойти ток утечки от амперметра, чтобы измерить истинный резистивный ток. На рисунке ниже показаны два соединения вольтметра и микроамперметра для измерения R, одно без защитной цепи и одно с защитной цепью.

В первой схеме микроамперметр измеряет как емкостной, так и резистивный ток, что приводит к ошибке в значении R, в то время как в другой схеме микроамперметр считывает только резистивный ток.

Метод потери заряда

В этом методе мы используем уравнение напряжения на разряжающемся конденсаторе, чтобы найти значение неизвестного сопротивления R. На рисунке ниже показана принципиальная схема и используемые уравнения:

Однако приведенный выше случай предполагает отсутствие сопротивления утечки конденсатора. Следовательно, для его учета мы используем схему, показанную на рисунке ниже. R ₁ — сопротивление утечки C, а R — неизвестное сопротивление.
Выполняем ту же процедуру, но сначала с замкнутым переключателем S ₁ , а затем с разомкнутым переключателем S ₁ . Для первого случая мы получаем

Для второго случая с разомкнутым выключателем мы получаем

Используя R ₁ из приведенного выше уравнения в уравнении для R’, мы можем найти R. Философия моста Уитстона, но в несколько измененном виде.Высокое сопротивление представлено, как показано на рисунке ниже.

G — терминал охраны. Теперь мы также можем представить резистор, как показано на соседнем рисунке, где R _AG и R _BG — сопротивления утечки. Схема для измерения показана на рисунке ниже.

Можно заметить, что мы фактически получаем сопротивление, которое представляет собой параллельную комбинацию R и R _AG . Хотя это вызывает очень незначительную ошибку.

Меггер

Меггер является одним из наиболее важных измерительных приборов, используемых инженерами-электриками и в основном используется только для измерения сопротивления изоляции.Он состоит из генератора, который может быть с ручным приводом, или в настоящее время у нас есть электронный мегомметр. Детали меггера были рассмотрены в отдельной статье.

Обзор JSTOR

Перейти к основному содержанию

Есть доступ к библиотеке?

Войдите через свою библиотеку

Весь контент
Картинки

Поиск JSTOR

Регистрация Вход

• Поиск
  • Расширенный поиск
  • Изображения
• Просматривать
  • По тематике
    Журналы и книги
  • По названию
    Журналы и книги
  • Издатели
  • Коллекции
  • Изображения
• Инструменты
  • Рабочее пространство
  • Анализатор текста
  • Серия JSTOR Understanding
  • Данные для исследований

О
Служба поддержки

Электрическое сопротивление – обзор

1.

3.3 Термометры сопротивления (XBT)

Поскольку электрическое сопротивление металлов и других материалов зависит от температуры, эти материалы можно использовать в качестве датчиков температуры. Сопротивление (R) большинства металлов зависит от температуры ( T ) и может быть выражено полиномом

(1.4)R=R0(1+aT+bT2+cT3+…)

где a , b и c — константы, а R ₀ — сопротивление при T  = 0 °C.На практике обычно предполагается, что отклик является линейным в некотором ограниченном диапазоне температур, и пропорциональность может быть задана значением коэффициента a (называемого коэффициентом термостойкости). Наиболее часто используемыми металлами являются медь, платина и никель, которые имеют температурные коэффициенты и , равные 0,0043, 0,0039 и 0,0066/°C соответственно. Из них медь имеет наиболее линейную характеристику, но ее сопротивление низкое, поэтому для термоэлемента потребуется много витков тонкой проволоки, и, следовательно, его производство будет дорогим. Никель имеет очень высокое сопротивление, но резко отклоняется от линейности. Платина, имеющая относительно высокий уровень сопротивления, очень стабильна и имеет относительно линейное поведение. По этим причинам платиновые термометры сопротивления стали стандартом, по которому определяется международная шкала температур. Платиновые термометры также широко используются в качестве эталонов для лабораторной калибровки и имеют точность 0,001 °C.

Полупроводники образуют другой класс резистивных материалов, используемых для измерения температуры.Это смеси оксидов металлов, таких как никель, кобальт и марганец, которые формуются под высоким давлением с последующим спеканием (т.е. нагреванием до начала плавления). Типы полупроводников, используемых для океанографических измерений, обычно называют термисторами. Эти термисторы имеют следующие преимущества: (1) коэффициент термостойкости -0,05/°C примерно в 10 раз больше, чем у меди; и (2) термисторы могут быть изготовлены с высоким сопротивлением при очень малых физических размерах.

Температурный коэффициент термисторов отрицательный, это означает, что сопротивление уменьшается при повышении температуры. Этот температурный коэффициент не является постоянным, за исключением очень небольших диапазонов температур; следовательно, изменение сопротивления с температурой не является линейным. Вместо этого связь между сопротивлением и температурой определяется как

(1,5)R(T)=R0exp[β(T−1−T0−1)]

, где T ₀ ) — условный температурный коэффициент сопротивления, T и T ₀ — абсолютные температуры (K) с соответствующими значениями сопротивления ₀ , а константа β определяется энергией, необходимой для генерации и перемещения носителей заряда, отвечающих за электрическую проводимость.(По мере увеличения β материал становится более проводящим.) Таким образом, у нас есть соотношение, согласно которому температура T может быть вычислена из измерения сопротивления R ( T ).

Одним из наиболее распространенных применений термисторов в океанографии являются XBT. XBT был разработан, чтобы обеспечить устройство для измерения температуры верхних слоев океана, которое работало во время движения корабля. Важнейшим достижением стала концепция измерения глубины с использованием прошедшего времени для известной скорости падения «свободно падающего» зонда.Для достижения «свободного падения», независимого от движения корабля, кабель передачи данных изготовлен из тонкой медной проволоки с подающими катушками как в зонде датчика, так и в пусковом контейнере (рис. 1.5). Детали способности XBT измерять глубину будут обсуждаться и оцениваться в разделе, посвященном измерениям глубины/давления.

РИСУНОК 1.5. Покомпонентное изображение Sippican Oceanographic, Inc. XBT, показывающее катушку и канистру. XBT, одноразовый батитермограф.

Датчики XBT используют термистор, расположенный в носовой части датчика, в качестве чувствительного элемента температуры.По данным производителя (Sippican Corp.; Марион, Массачусетс, США), точность этой системы составляет ±0,1 °C. Эта цифра определяется по характеристикам партии полупроводникового материала, который имеет известные характеристики сопротивление-температура ( R-T ). Чтобы получить заданное сопротивление при стандартной температуре, отдельные термисторы прецизионно отшлифованы, а термисторы зонда XBT отшлифованы до сопротивления 5000 Ом (здесь Ом — символ единицы измерения Ом) при 25 °C (Georgi et al., 1980). Если основным источником изменчивости XBT от датчика к датчику может быть неточная шлифовка, то калибровки по одной точке должно быть достаточно, чтобы уменьшить эту изменчивость в результирующих температурах. Такая калибровка была проведена Georgi et al. (1980) как в море, так и в лаборатории.

Для оценки влияния случайных ошибок на процедуру калибровки 12 датчиков были откалиброваны повторно. Средние различия между измеренной температурой и температурой ванны составляли ±0,045 °C со стандартным отклонением, равным 0.01 °С. Для общего сравнения калибровки было исследовано 18 случаев датчиков (по 12 датчиков в каждом случае). Шесть ящиков T7 (пригодные для 800 м и скорости судна до 30 узлов) и два ящика T6 (пригодные для 500 м и менее 15 узлов) были недавно приобретены у Sippican, в то время как остальные 10 ящиков T4 (пригодные для 500 м до 30 узлов) были получены из большого количества зондов XBT, изготовленных в 1970 году для ВМС США. Общее среднее стандартное отклонение для датчиков составляло 0,023 °C, которое затем снижается до 0.021 °C, если учитывать присущую процедуре калибровки изменчивость.

Было проведено отдельное исследование зависимости R–T путем изучения характеристик отклика для девяти зондов. Был сделан вывод о том, что различия R–T находились в диапазоне от +0,011 °C до –0,014 °C, что означает, что измеренные соотношения находились в пределах ±0,014 °C от опубликованных соотношений и что расчет новых коэффициентов в соответствии со Стейнхартом и Hart (1968), не гарантируется.Более того, окончательные выводы Georgi et al. (1980) предполагают, что общая точность для термисторов XBT составляет ±0,06 °C при доверительном уровне 95 %, и что согласованность между термисторами достаточно высока, поэтому для этого уровня точности не требуется индивидуальная калибровка датчика.

Другой метод оценки производительности системы ОБТ заключается в сравнении температурных профилей ОБТ с профилями, полученными в то же время с помощью более точного профилировщика, такого как система CTD. Такие сравнения обсуждаются Heinmiller et al.(1983) для данных, собранных как в Атлантическом, так и в Тихом океане с использованием калиброванных систем CTD. В этих сравнениях всегда сложно добиться истинной синоптичности при сборе данных, поскольку датчик XBT падает намного быстрее, чем рекомендуемая скорость падения около 1 м/с для датчика CTD. Большинство предыдущих сравнений между профилями XBT и CTD (Flierl and Robinson, 1977; Seaver и Kuleshov, 1982) проводились с использованием профилей температуры XBT, собранных между станциями CTD, разделенными 30 км.Для целей взаимного сравнения лучше собирать профили XBT и CTD как можно одновременно.

Основная ошибка, обсуждаемая Heinmiller et al. (1983) заключается в измерении глубины, а не температуры. Однако имелись значительные различия между температурами, измеренными на глубинах, где вертикальный температурный градиент был небольшим, и ошибка глубины должна была вносить незначительный вклад или не вносить никакого вклада. Здесь было обнаружено, что температуры XBT систематически выше, чем температуры, зарегистрированные CTD.Сравнения образцов были разделены по типу зонда и эксперименту. Зонды T4 (как определено выше) дали среднюю разницу XBT-CTD около 0,19 °C, в то время как T7 (определенные выше) имели более низкую среднюю разницу температур 0,13 °C. Соответствующие стандартные отклонения разницы температур составляли 0,23 °C для T4 и 0,11 °C для T7. В совокупности эти статистические данные предполагают, что точность XBT меньше, чем ±0,1 °C, указанная производителем, и намного меньше, чем 0,06 °C, указанная Georgi et al.(1980) из их калибровок.

Исходя из этих расходящихся результатов, трудно решить, в чем заключается истинная точность температуры XBT. Поскольку Heinmiller et al. (1983) сравнения проводились на месте, существует множество источников ошибок, которые могли способствовать большей разнице температур. Несмотря на то, что большинство слепков CTD было сделано с помощью калиброванных инструментов, ошибки в рабочих процедурах во время сбора и архивирования могли внести значительные погрешности в результирующие данные. Кроме того, нелегко найти участки профилей температуры без вертикального градиента температуры и, следовательно, трудно игнорировать влияние ошибки измерения глубины на температурную трассу.Кажется справедливым заключить, что лабораторные калибровки представляют идеальную точность, возможную для системы XBT (т. е. лучше, чем ±0,1 °C). Однако в полевых условиях следует ожидать других воздействий, которые снизят точность измерений ОБТ, и, возможно, реалистичной является общая точность чуть более ±0,1 °C. Некоторые из источников этих ошибок могут быть легко обнаружены, например, нарушение изоляции медного провода, что приводит к одношаговым смещениям результирующего температурного профиля.Другими возможными источниками температурных ошибок являются помехи из-за бортовой радиопередачи (которая проявляется в виде высокочастотного шума в вертикальном профиле температуры) или проблемы с системой регистрации. Надеемся, что эти проблемы будут обнаружены до того, как данные будут заархивированы в файлы исторических данных.

В заключение этого раздела мы отмечаем, что до недавнего времени большинство данных XBT оцифровывались вручную. Недостаток этой процедуры заключается в том, что запись на диаграммную бумагу не полностью реализует потенциальную цифровую точность системы датчиков и что вероятность ошибок записи оператором значительна.Опять же, следует соблюдать осторожность при редактировании этих больших ошибок, которые обычно являются результатом неправильной ручной записи температуры, даты, времени или положения. Все более популярным становится использование цифровых систем регистрации ОБТ, которые повышают точность регистрации и исключают возможность неправильного ввода температурной трассы. Такие системы описаны, например, в Stegen et al. (1975) и Emery et al. (1986). Сегодня практически все исследовательские данные XBT собираются с помощью цифровых систем, в то время как аналоговые системы преимущественно используются различными международными военно-морскими силами.

Измерение низкого, среднего и высокого сопротивления

Сопротивление является одним из важных параметров электрических параметров. Таким образом, важно знать сопротивление любой цепи, чтобы понять поведение любого элемента в цепи. Измерение сопротивления также используется для измерения других электрических величин. В зависимости от значения сопротивления они подразделяются на три категории:

• Низкое сопротивление. Сопротивление порядка 1 Ом и ниже классифицируется как низкоомное.
• Среднее сопротивление — Сопротивление в диапазоне от 1 Ом до 100 Ом классифицируется как среднее сопротивление
• Высокое сопротивление — Сопротивление порядка 100 кОм и выше классифицируется как высокое сопротивление

Несмотря на то, что существуют мультиметры для измерения сопротивления. Чтобы получить точное значение, предположим, что если сопротивление очень низкое и очень высокое, применяются различные методы. Следовательно, для измерения сопротивления используется приведенная выше классификация, и для низких, средних и высоких значений сопротивления применяются разные методы.

Измерение низкого сопротивления (

<1 Ом):

Различные методы, которые можно использовать для измерения низкого сопротивления:

• Метод амперметра-вольтметра
• Метод двойного моста Кельвина
• Метод потенциометра

Амперметр-вольтметр Метод:

Этот метод является самым простым из всех. Для этого требуются только амперметр и вольтметр, которые легко доступны в лаборатории. Однако он не столь точен из-за падения напряжения на амперметре и шунтирующего действия вольтметра.

Метод двойного моста Кельвина:

Этот метод является наиболее точным по сравнению с другими методами. Это устраняет ошибку из-за сопротивления контакта и выводов.

Метод потенциометра:

Это также один из точных методов получения значения сопротивления, но точность этого метода зависит от наличия стабильного источника постоянного тока.

Измерение среднего сопротивления (от 1 Ом до 100 кОм):

Различные методы, которые могут быть использованы для измерения среднего значения сопротивления:

Метод амперметра-вольтметра :

Метод амперметра-вольтметра, будучи простым, также может быть использован для измерения среднего сопротивления, но его точность снова ниже по той же причине, что и при измерении малых сопротивлений.

Метод замещения:

По сравнению с методом амперметр-вольтметр метод замещения является достаточно точным. Погрешность из-за падения напряжения амперметра и шунтов вольтметра в этом методе отсутствует. Несмотря на то, что вышеуказанные ошибки устранены, в этом методе есть много других причин ошибок, т. Е. Ошибка из-за изменений в ЭДС батареи, ошибка из-за чувствительности прибора и т. Д. Поэтому этот метод используется не часто.

Метод моста Уитстона:

Это один из наиболее распространенных и популярных методов измерения среднего сопротивления.Это самый точный и надежный метод измерения сопротивления. Однако в нем присутствуют погрешности, связанные с термо-ЭДС и эффектом нагрева. Также стоимость моста Уитстона довольно высока.

Метод омметра:

Значение сопротивления можно измерить непосредственно с помощью омметра. Точность омметра умеренная. Но он очень прост и удобен в использовании.

Измерение высокого сопротивления (>100 кОм):

Различные методы, которые могут быть использованы для измерения высокого сопротивления:

Метод прямого отклонения:

В этом методе измеряемое сопротивление определяется по отклонению гальванометра.Используемый здесь гальванометр должен быть очень чувствительным и иметь большое сопротивление. Это довольно дорого, так как требует высокой степени изоляции, чтобы избежать токов утечки.

Метод потери заряда:

Этот метод является самым простым из всех, так как для определения неизвестного сопротивления R требуется вольтметр и конденсатор. Также это наиболее эффективный метод измерения высокого сопротивления изоляции. Однако этот метод требует много времени, а результаты не столь точны из-за внутреннего сопротивления вольтметра и сопротивления утечки конденсатора.

Меггер:

Это портативный прибор для измерения высоких сопротивлений, в котором диапазон напряжения можно контролировать с помощью переключателя напряжения. Он используется не только для измерения высоких сопротивлений (сопротивления изоляции), но также может использоваться для проверки сопротивления изоляции. Дополнительным преимуществом этого метода является то, что отклонение инструмента не зависит от напряженности поля магнита. Меггер также используется для проверки целостности цепи между двумя точками.

Методика стабильных электрических измерений на образце горной породы при высоком контактном сопротивлении как необходимое условие для электротомографии | Земля, планеты и космос

В этом разделе оценивается стабильность и достоверность предлагаемой процедуры измерения.

Стабильность процедуры оценивали с точки зрения стабильности сопротивлений, измеренных между токовыми электродами, R _{, измеренных} , разности потенциалов, измеренной между потенциальными электродами, \({V}_{{\mathrm{P }}_{1}}\) − \({V}_{{\mathrm{P}}_{2}}\), а измеренный ток I .Для оценки стабильности мы установили шесть уровней относительной влажности и постоянную температуру. На каждом уровне мы проверяли стабильность шестью последовательностями повторных измерений.

Кроме того, мы проверили характеристики адгезии, наблюдая за контактной поверхностью, поскольку в нашей экспериментальной установке важна сильная адгезия между электродами и образцом.

Оценка стабильности

Конфигурация электродов

На рис. 4 показана цилиндрическая поверхность образца гранита и расположение электродов с измерительными приборами.Мы наблюдали контактную поверхность с помощью микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии (КТ), чтобы подтвердить контактное состояние электродов. Результаты КТ на рис. 5 показывают, что электроды были хорошо прикреплены, несмотря на шероховатость поверхности, что свидетельствует о высокой адгезии, достигнутой предложенным методом.

Рис. 4

Схема измерения. z и θ — координаты, определенные на рис. 2a. Пунктирный квадрат — это измеритель сопротивления, R _IN — входное сопротивление, R _V — сопротивление изоляции между минусовой клеммой и заземлением шасси, HI — положительные клеммы, LO — отрицательные клеммы, C ₁ и C ₂ — токовые электроды, а P ₁ и P ₂ — потенциальные электроды.Электрометр (модель 6514, Китли, Кливленд, Огайо, США) в режиме измерения сопротивления подает известный постоянный постоянный ток, измеряет напряжение, вызванное поданным током, и измеряет сопротивление. Амперметр (модель 3458A, Keysight; Санта-Роза, Калифорния, США) был установлен для контроля величины инжектируемого тока. Электрометры (модель 6514, Кейтли, Кливленд, Огайо, США) с R _IN  = 200 ТОм выступали в качестве измерителя сопротивления, а вольтметр

Рис.5

Микроструктуры контактной поверхности, наблюдаемые с помощью микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии (КТ). a Пример фотографии электрода ² длиной 100 мм. КТ-изображения плоскостей b x–z и c x–y ; размер пикселя составляет приблизительно 4 мкм, а масштабная линейка на каждом изображении составляет 500 мкм. Черный цвет на КТ-изображениях представляет области пропускания рентгеновских лучей; белые области непрозрачны для рентгеновских лучей. Здесь черный цвет представляет в основном воздух, темно-серый — в основном гранит, а светло-серый — токопроводящий эпоксидный клей и провода

Сбор данных с настройкой влажности и температуры

R _{измеренные} , I и \({V }_{{\mathrm{P}}_{1}}\) − \({V}_{{\mathrm{{\mathrm{P}}_{2}}\), измерялись в течение 600 с в каждом измерении, что многократно повторялся.Отбор проб проводился каждую 1 с. Для устранения заряда между токоведущим электродом и поверхностью гранита все клеммы закорачивались после каждых 600 с измерения. Время разряда для каждого повторного измерения было установлено на 2 ч во время измерений сопротивления в диапазоне ГОм. При измерениях сопротивления в диапазоне МОм использовалось более длительное время разряда, составляющее 6 ч, из-за большей величины подводимого тока (таблица 2).

Шесть последовательностей повторных измерений собрали данные для R _{измеренных} , I и \({V}_{{\mathrm{P}}_{1}}\) — \({V}_ {{\ mathrm{P}}_{2}}\).Одна последовательность рассматривается как группа данных повторных измерений, выполненных при фиксированных влажности и температуре. Шесть последовательностей учитывали относительную влажность при шести заданных значениях (40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % и 90 %) и постоянной температуре (30 °C).

Процедура отделения сопротивления образца и контакта от измеренного сопротивления

Измеренное R , полученное двухполюсным измерением, включает сопротивление образца между токовыми электродами R _{образца} и контактное сопротивление между электродами , R _{контакт} .Мы разделяем R _{измеренный} на R _{образец} и R _{контакт} по следующей процедуре.

Сначала мы определяем удельное сопротивление образца, ρ _{образец} , используя I и \({V}_{{\mathrm{P}}_{1}}\) — \({V}_ {{\ mathrm{P}}_{2}}\). Мы предполагаем, что образец однороден и изотропен. Когда ток I подается через токовый электрод, разность потенциалов \({V}_{{\mathrm{P}}_{1}}\) — \({V}_{{\mathrm{P }}_{2}}\) выражается как

$$V_{{{\text{P}}_{1} }} — V_{{{\text{P}}_{2} }} = \rho_{{{\text{образец}}}} K\left( {{\text{P}}_{1}, {\text{P}}_{2}} \right)I,$$

(1)

, где K является функцией положения пары потенциальных электродов.В общем случае функция К определяется либо путем решения краевой задачи для распределения потенциала, либо экспериментально при заданной форме проводящей среды и заданных положениях токовых электродов. Эта работа определяет K с использованием кода численного расчета, разработанного Suzuki et al. (2017), которая представляет собой модифицированную версию классической процедуры, предложенной Деем и Моррисоном (1979) для цилиндрических координат.

Здесь неизвестное ρ _{образец} определяется как соответствующее измеренному I , \({V}_{{\mathrm{P}}_{1}}\) − \({V}_ {{\mathrm{P}}_{2}}\), а определенное K .Как только ρ _{образец} найден, разность потенциалов между токовыми электродами \({V}_{{\mathrm{C}}_{1}}-{V}_{{\mathrm{C}}_{ 2}}\) вычисляется:

$$V_{{{\text{C}}_{1} }} — V_{{{\text{C}}_{2} }} = \rho_{{ {\text{образец}}}} K\left( {{\text{C}}_{1}, {\text{C}}_{2}} \right)I,$$

(2)

, что означает, что сопротивление между токоведущими электродами, R _{образец} , определяется как

$$R_{{{\text{образец}}}} = \frac{{V_{{{\text{ C}}_{1} }} {-}V_{{{\text{C}}_{2} }} }}{I} = \rho_{{{\text{образец}}}} K\left ( {{\text{C}}_{1} ,{\text{C}}_{2} } \right).$$

(3)

Затем можно определить контактное сопротивление R _{контакта} . Сопротивление R _{, измеренное} , полученное путем двухполюсных измерений, не совпадает с сопротивлением R _{образца} , а является суммой R _{контакта} и R _{образца} . Обратите внимание, что контактное сопротивление R _{контакта} не влияет ни на расчетное \({V}_{{\mathrm{C}}_{1}}\)−\({V}_{{\mathrm{C} }_{2}}\) ни I ; таким образом, R _{контакт} не влияет на R _{образец} в уравнении.3. Если предположить, что контактные сопротивления R _{контакта} на обоих токовых электродах одинаковы, то R _{контакта} определяется как

$$R_{{{\text{измерено}}}} = R_{{ {\text{образец}}}} + 2R_{{{\text{контакт}}}} .$$

(4)

Эта процедура для отделения сопротивления образца и контакта от измеренного сопротивления показана на рис. 6. Обратите внимание, что показанное расположение электродов принято в этом исследовании, и наша процедура может отделить сопротивление образца и контакта от измеренного сопротивления при любом расположении электродов.

Рис. 6

Оценка сопротивления между токовыми электродами. Координаты z и θ определены на рис. 2a. C ₁ и C ₂ — токовые электроды, а P ₁ и P ₂ — потенциальные электроды. \({V}_{{\mathrm{C}}_{1}},\) \({V}_{{\mathrm{C}}_{2}}\), \({V}_ {{\mathrm{P}}_{1}}\) и \({V}_{{\mathrm{P}}_{2}}\) представляют собой электрический потенциал при C ₁ , C ₂ , P ₁ и P ₂ . R _{измеренный} , R _{образец} и R _{контакт} представляют собой, соответственно, измеренное сопротивление между токовыми электродами, сопротивление образца между токовыми электродами и контактное сопротивление на токовых электродах. I измеряемый ток. На левой диаграмме изображена область измерения (т.е. боковая поверхность образца), а на правой диаграмме представлена ​​численная модель области измерения с расчетными сетками.Выполняя численные расчеты при различных удельных сопротивлениях образцов, мы искали распределение потенциала, которое в основном объясняет наблюдаемые П}}_{2}}\). В расчетах предполагалось, что образец имеет однородную структуру удельного сопротивления. \({V}_{{\mathrm{C}}_{1}}\)–\({V}_{{\mathrm{C}}_{2}}\) извлекается из определенного распределения потенциала R _{образец} путем деления на I

Проверка и обработка данных временных рядов

Стабильность измеренных значений сопротивления, тока и разности потенциалов оценивалась с использованием временных рядов данных типа, изображенного на рис.7 для относительной влажности 40 % и 30 °C. Данные временного ряда показывают переходные явления. Ток, зарегистрированный в течение примерно 1 минуты после начала измерения, был больше, чем указанный измерителем сопротивления (0,9 нА; таблица 2). Этот большой ток означал, что для стабилизации измеренного сопротивления и разности потенциалов требовалось несколько десятков секунд.

Рис. 7

Репрезентативные временные ряды данных сопротивления, тока и разности потенциалов. Результаты измерены в течение 600 с при относительной влажности 40 % и температуре 30 °C с использованием схемы измерения на рис.3. a Сопротивление между C ₁ и C ₂ измерено измерителем сопротивления. b Ток, измеренный амперметром. c Потенциальная разница между P ₁ и P ₂ . Инжектируемый ток стабилизировался в течение нескольких десятков секунд после начала измерения. Первоначально он был больше, чем указанный ток, используемый измерителем сопротивления для измерения сопротивления в диапазоне ГОм, и интерпретировался как пусковой ток. Этот пусковой ток вызвал также стабилизацию сопротивления в течение нескольких десятков секунд, после чего сопротивление увеличилось.Это было расценено как зарядка. Таким образом, минимум в данных сопротивления за 600 с считается наиболее репрезентативным значением, поскольку влияние пускового тока и зарядки, вероятно, минимально. Ток и разность потенциалов принимались за их значения в то время, когда сопротивление было самым низким, что обозначено пунктирной линией

Большой ток в начале измерения интерпретировался как пусковой ток. Увеличение наблюдаемого сопротивления после установления тока, вероятно, соответствует зарядке.Оба этих эффекта сместили измеренное сопротивление к более высоким значениям, чем их фактические значения. Поэтому разумно принять минимальное значение, наблюдаемое каждые 600 с данных сопротивления, которое, вероятно, включает наименьшее влияние зарядного и пускового тока.

С другой стороны, после пускового тока ток и разность потенциалов во временных рядах стали почти постоянными, что указывает на небольшую поляризацию всего образца. Для стандартизированного отбора были выбраны ток и разность потенциалов в момент минимального сопротивления, как показано пунктирной линией на рис.7.

Стабильность повторных измерений

В таблице 3 показана стабильность температуры, относительной влажности и абсолютной влажности в шести последовательностях. В каждом случае температура варьировалась не более чем приблизительно на 0,5 °C, а влажность варьировалась не более чем приблизительно на 3%. Измеренные температура и влажность были намного более стабильными, чем у наружного воздуха.

Таблица 3 Стабильность температуры и относительной влажности в каждой последовательности

На рис. 8 и в таблице 4 показаны результаты повторных измерений в шести последовательностях и их статистическое сравнение соответственно.Рисунок 8a подтверждает, что указанный ток 0,9 нА был введен правильно без тока утечки. На рис. 8б, в показана высокая стабильность и воспроизводимость измерения. Поскольку ток, протекающий через амперметр, является суммой инжектируемого тока и шумового тока, наблюдаемый ток превышает заданный ток 0,9 нА. Мы определили колебания в каждой последовательности как стандартное отклонение всех измерений в каждой последовательности. Разности потенциалов и сопротивления значительно уменьшались с увеличением абсолютной влажности, при этом измеренное сопротивление было особенно чувствительно к абсолютной влажности даже в пределах каждой последовательности.

Рис. 8

Ток, разность потенциалов и сопротивление относительно абсолютной влажности. a Ток, измеренный амперметром, и b , измеренная разность потенциалов между P ₁ и P ₂ в зависимости от абсолютной влажности. c Измеренное сопротивление между C ₁ и C ₂ в зависимости от абсолютной влажности в логарифмической шкале. Измерения были повторены в шести последовательностях относительной влажности (40%, 50%, 60%, 70%, 80% и 90%) при постоянной температуре (30 °C) с символами, указывающими последовательность измерений.Величина подаваемого тока зависела от диапазона измерения сопротивления (таблица 2)

Таблица 4 Статистическое сравнение повторных измерений

Стабильность четырехполюсника оценивалась с использованием стандартных отклонений разности потенциалов между потенциальными электродами P ₁  − P ₂ и от силы подаваемого тока. Двухтерминальное измерение оценивали с использованием стандартного отклонения сопротивления, измеренного при каждой настройке влажности.В таблице 4 перечислены эти статистические данные вместе с усредненными значениями соответствующих величин. Из перечисленных значений (за исключением нескольких выбросов вручную) и результатов прямого моделирования мы оценили ρ _{образца} , как указано в таблице 5, с помощью процедуры, описанной в «Процедуре отделения сопротивления образца и контакта от измеренного сопротивления». » раздел. Эта оценка исключила отрицательные значения разности потенциалов между P ₁ и P ₂ , которые проявлялись при настройках влажности 70 % и 80 %, поскольку разность потенциалов между этими электродами должна быть положительной, а, следовательно, отрицательное значение означает некоторую проблему с измерение.При настройках влажности 70% и 80% сигнал напряжения, генерируемый подаваемым током, становится очень слабым, поскольку R _{измеренное} приближается к нижнему пределу диапазона ГОм электрометра (Keithley 6514). В таблице 2 показано, что ток инжекции прибора составляет 1 нА в диапазоне ГОм и 1 мкА в диапазоне МОм. Необходимо выбрать соответствующий диапазон для предотвращения опасной подачи высокого напряжения. Поэтому при настройках влажности 70 % и 80 % наблюдаемый сигнал был настолько мал, что шум сигнала на мгновение вызывал очень маленькое отрицательное значение.Стандартные отклонения расчетного удельного сопротивления были небольшими по сравнению со средними значениями, что свидетельствует о стабильности полученного образца ρ . Обратите внимание, что порядок полученного удельного сопротивления (от 10 ⁵ до 10 ⁶ Ом·м) при влажности от 50 до 80% соответствовал значениям объемного удельного сопротивления сухого гранодиорита, указанным в Chiba and Kumada (1994).

Таблица 5 Статистическое сравнение оцененного удельного сопротивления при повторных измерениях

Оценка сопротивления между токовыми электродами и контактного сопротивления

На рисунке 9 показаны расчетные значения для R _{образца} и R _{контакта} .Не только R _{образец} , но и R _{контакт} значительно уменьшались с увеличением абсолютной влажности, что дополнительно свидетельствует о необходимости контроля влажности в лаборатории для измерения сопротивления сухих пород.

Рис. 9

Расчетное контактное сопротивление и сопротивление образца относительно абсолютной влажности. Сопротивления между токоведущими электродами C ₁ и C ₂ представлены как функция абсолютной влажности в логарифмическом масштабе.Пунктирная линия представляет результаты экспоненциальной аппроксимации, а символы указывают последовательность измерений. Сопротивление образцов оценивали численно по измеренным значениям тока и разности потенциалов на рис. 8а, б. Контактное сопротивление составляет половину значения, полученного путем вычитания оценочного сопротивления образца из измеренного значения сопротивления на рис. 8c. _{измеренное значение} на рис.8в. Это говорит о том, что площадь пути тока, присутствующего на поверхности соединения электрода, мала по сравнению с видимым размером электрода: кажется, что ток течет между поверхностью породы и электродом только через часть площади контакта, наблюдаемую при КТ.

Изменения в R _{образца} и ρ _{образца} при изменении влажности объясняли поглощением влаги образцом. Alvarez (1973) и Okuyama (1973) сообщили, что влага сильно изменяет сопротивление и удельное сопротивление сухой породы.Alvarez (1973) пришел к выводу, что адсорбция молекул воды минералами изменяет сопротивление образцов горных пород, что также подтверждается настоящими результатами.

Полученное здесь удельное сопротивление соответствует сопротивлению породы, рассматриваемой как совокупность минералов. Хотя поверхностная пленка воды в нанометровом масштабе или тоньше также может влиять на удельное сопротивление, поверхностная проводимость в двойном электрическом слое здесь считается незначительной, поскольку наши эксперименты проводились при низкой влажности. Предыдущие исследования (т.г., Джи и др. 1990 г.; Маццоко и Уэйнер, 1999 г.; Пэшли и Китченер, 1979) обнаружили, что водяная пленка на поверхности кварца имеет толщину в несколько нанометров при относительной влажности около 95%. Поскольку наши эксперименты проводились в условиях более низкой влажности, толщина пленки воды в наших измерениях принималась равной нескольким нм или менее. В этом случае, если только концентрация ионов воды в атмосфере не очень высока, нет необходимости учитывать влияние двойного электрического слоя. Наблюдаемое высокое удельное сопротивление и сопротивление нашего образца породы согласуется с этим предположением.

Мы интерпретируем изменения в контакте R _{как отражение атмосферной влаги, проникающей в контактную поверхность и заполняющей мельчайшие зазоры между электродом и поверхностью породы, таким образом увеличивая точки контакта. Разумно предположить, что адсорбция влаги будет происходить даже на поверхности контакта. Линейная аппроксимация оценочных результатов (рис. 9) используется для исследования того, может ли связь между абсолютной влажностью и контактом} быть выражена простой функцией.{a{H}_{A}}\), где C и a — константы, а H _A — абсолютная влажность.

Оценка достоверности

Для проверки достоверности методики оценки удельного сопротивления образца, описанной в разделе «Процедура отделения сопротивления пробы и контакта от измеренного сопротивления», мы применили метод к пластиковым образцам с известным удельным сопротивлением. Мы переработали каждый вид пластика в цилиндр и тонкий диск. Удельное сопротивление тонкого диска определялось измерением объемного сопротивления, а сопротивление цилиндра определялось нашим методом.Полученные значения сопротивления сравнивались с номинальным значением сопротивления поставщика.

Мы использовали два типа пластика с разным удельным сопротивлением: один с низким (MC501CD R2, Mitsubishi Chemical Advanced Materials, Токио, Япония) и другой с высоким (MC500AS R11, Mitsubishi Chemical Advanced Materials, Токио, Япония). На рисунке 10 показаны фотографии образцов. Их номинальные значения удельного сопротивления составляют от 10 ⁰ до 10 ² Ом·м и от 10 ⁸ до 10 ¹⁰ Ом м соответственно (Mitsubishi Chemical Advanced Material 2020a; b).Каждый был разрезан на цилиндр и тонкий диск (рис. 10а1, а2, б1 и б2). Для тонкого диска к обоим концам были прикреплены токовые электроды из проводящей эпоксидной смолы, а к боковой поверхности — потенциальные электроды из проволоки (рис. 10а3, б3). Эта установка для измерения объемного удельного сопротивления такая же, как у Collet (1959) и Chiba and Kumada (1994). С другой стороны, каждый цилиндр имел несколько небольших электродов, прикрепленных к его боковой поверхности для измерения по предложенной нами методике. На рисунке 11 показана боковая поверхность пластикового цилиндра и расположение электродов с измерительными приборами.Эта установка была такой же, как и для образца породы.

Рис. 10

Фотографии установки для измерения пластиковых образцов с наложенными размерами r , θ и z определяющими координатную ось. Верхний ряд: цилиндрические пластиковые образцы a1 MC501CD R2 (Mitsubishi Chemical Advanced Materials, Токио, Япония; диаметр 52 мм, длина 100 мм) и b1 MC500AS R11 (Mitsubishi Chemical Advanced Materials, Токио, Япония; диаметр 63 мм, 100 длина мм).Средний ряд: образцы тонкодискового пластика (диаметр 52 мм, длина 30) a2 MC501CD R2 и b2 MC500AS R11. Нижний ряд: расположение проволочных потенциальных электродов вокруг боковой поверхности тонкодисковых образцов и прикрепленных к их концам проводящих эпоксидно-клеевых токовых электродов, а3 MC501CD R2 и b3 MC500AS R11

Рис. 11

Схема измерение цилиндрических пластиковых образцов. z и θ — координаты, определенные на рис.10. R _IN — входное сопротивление, R _V — сопротивление изоляции между минусовой клеммой и заземлением корпуса, HI — положительные клеммы, LO — отрицательные клеммы, C ₁ и C ₂ — ток. электроды, а P ₁ , P ₂ , P ₃ , P ₄ , P ₅ и P ₆ — потенциальные электроды. Источник постоянного тока (модель 6243, АЦП; Сайтама, Япония) вводил известный постоянный ток.Амперметр (модель 3458A, Keysight; Санта-Роза, Калифорния, США) контролировал вводимый ток. Электрометры (модель 6514, Кейтли, Кливленд, Огайо, США) с R _IN  = 200 ТОм служили вольтметрами

. 1,50 × 10 ⁷ Ом·м соответственно. В таблицах 6 и 7 перечислены результаты нашей процедуры. Результаты обоих образцов по обоим методам в целом соответствовали друг другу и номинальным значениям.Определенное удельное сопротивление АС R11 оказалось на порядок ниже нижней границы номинального диапазона. Отклонение было отнесено к ошибке продукта, поскольку значения, полученные обоими методами измерения, совпадали друг с другом.

Таблица 6 Результаты измерений для образца из пластика с низким сопротивлением (CD R2) Таблица 7 Результаты измерений для образца из пластика с высоким сопротивлением (AS R11)

Эти результаты подтверждают, что ρ _{образец} может быть правильно оценен с помощью нашей процедуры для образцов как с высоким, так и с низким удельным сопротивлением, тем самым демонстрируя достоверность нашей процедуры.