Для вимірювання опорів резисторів, ділянок ланцюгів, обмоток дроселів і трансформаторів і т д використовують омметри Схема найпростішого однопредельного омметра показана на рис 13, а Вона нагадує схему вольтметра постійного струму Сумарний опір резисторів Rд і Ro · вибрано таким, що при Rx = 0, тобто при замкнутих накоротко затискачах «Ra», стрілка приладу РА відхиляється на всю шкалу Резистором Ro, званим резистором установки нуля, компенсують зменшення напруги розряджаються джерела харчування З його допомогою стрілку приладу встановлюють точно на

Рис 13 Схеми найпростіших омметрів з послідовним (а) і паралельним (б) включенням * резистора установки нуля

останню відмітку шкали, тобто на нуль шкали омметра Роблять це при замкнутих накоротко затискачах «Rx»

Якщо до затискачів «Rx»Приєднати резистор, то стрілка приладу відхилиться на менший кут, так як загальний опір кола, в яку включений прилад магнітоелектричної системи РА, збільшиться, і – Чим більше буде опір резистора Rx, Тим менше буде кут відхилення стрілки Нарешті, при якомусь досить великій Rx стрілка приладу взагалі не відхилиться (точніше, незначно відхилиться), вказуючи нескінченно великий опір (оо) Таким чином, шкала омметра зворотна: у неї 0-праворуч, а оо – зліва Вона, крім того, нелінійна – по мірі наближення до оо ціна поділок різко зростає Саме тому шкали опорів в Омметром і авометра роблять самостійними

Основний параметр омметра – його вхідний опір RBX, Тобто опір між-вхідними затискачами «Rx» Воно складається з опорів рамки приладу RH і додаткових резисторів Так, якщо в омметра, зібраному за схемою, показаної на рис 13, а, використаний мікроамперметр з параметрами 1І= Ю0 мкА і RH= 1000 Ом, то при напрузі джерела живлення 1,5 В і опорі резисторів RA і Ro, рівному 14 кОм, вхідний опір Rex складе 15 кОм Від вхідного опору залежить діапазон опору ^ тичних, які можна вимірювати даними омметром

У звязку, з тим, що крайні ділянки шкали омметра дають значні похибки, при вимірах користуються в основному середньої, порівняно рівномірної, чарті шкали За найменший (нижній) межа вимірювань зазвичай приймають опір, відповідне 1/10 RBX, За найбільший (верхній) межа-10RBX Тай, якщо RBX омметра одно 15 кОм, то їм можна вимірювати опору приблизно від 1,5 до 150 кОм

Шкалу омметра можна відградуювати по зразковим резисторам або магазину опорів Однак це можна зробити і розрахунковим шляхом Справді, при RX= 0 через прилад РА протікає струм IH=U0/RBX, 1де U0– · Напруга джерела живлення омметра Як тільки до вхідних затискачів буде підключено вимірюваний опір Rx, Струм 1х через прилад зменшиться до значення

При нескінченно великому Rx, Тобто при розриві вимірювальної ланцюга омметра, струм Iv = * 0 Поняття «нескінченно велике» Rx має відносний сенс і залежить of * опору додаткового резистора RA, Тобто від межі, на якому виробляють вимірювання Ставлення струмів 1х і 1 можна визначити по · формулою

Неважко переконатися, що при Rx — RBX струм 1х = 0,51і, Тобто стрілка встановлюється в середині шкали

Ціну проміжних поділок шкали омметра обчислюють таким чином Задаються значенням Rx і за наведеною формулою обчислюють відповідне йому ставлення струмів 1х/1і Потім це відношення струмів множать на общefe число поділок шкали мікроамперметра, яку приймають За еталон, і тим самим визначають ту позначку, навпроти якої треба поставити задане значення Rx Наприклад, при RX=2RBX ставлення 1Х/1І= 0,333 Якщо шкала приладу має 100 поділок, то навпроти позначки 0,333-100 = 33,3 наносять позначку 2 шкали-опорів Чисельне значення цієї позначки в Омасі або кілоомах залежить від RBX омметра (в основному від опору додаткового резистора) Наприклад, якщо RBX= 100 Ом, то точка 33,3 шкали буде відповідати значенню Rx= ^ 00 Ом якщо RBX= 1000 Ом, toRx= 2000 Ом і т д За відомим RBX омметра можна розрахувати струм і накреслити шкалу для вимірювання Rx в інтервалі від 0,1 .. 0,3 до 8 .. 10 RBX

Недолік омметра, зібраного за схемою на рис 13,-залежність era вхідного опору, а отже, і грчцуіровкі шкали від напруги джерела живлення, що збільшує похибку вимірювань при розрядці батареї

Схема досконалішого омметра наведена на рис 13,6 Тут змінний резистор установки нуля R0 включений паралельно вимірювального приладу Його опір розраховують так, щоб прімінімальном-напрузі джерела живлення (ег вибирають в 1,5 .. 2 рази менше початкової напруги батареї) і повністю введеному резистори R0 через прдбор РА протікав струм 1ц Тоді при роботі від свіжої батареістрелку приладу встановлюють на нуль зменшенням опору Ro, а але міру її розрядки – його збільшенням Зміна опору резистора R0 і в цьому випадку впливає на вхідний опір омметра і його градуювання, але цей вплив зазвичай у кілька разів менше, ніж у омметра, виконаному за схемою, наведеною, на рис 13, а

Щоб змінити предели вимірювань, потрібно вибрати інші значення R ^ x і U0 омметра У цьому випадку поступають тай * ж, як і при конструюванні многопредельнимі вольтметра: включають такі додаткові резистори, щоб RBX кожного межі вимірювань було в 10 разів більше попереднього, і, зрозуміло, збільшують напругу UoПрі цьому градуювання шкали опорів зберігається незмінною, тільки показання, відлічені по ній, множать відповідно на 10, 100 і т д

Для вимірювання електричних опорів широко використовують також вимірювальні мости

Рис 14 Схема вимірювального моста

Найпростіший вимірювальний міст постійного струму (рис 14) являє собою електричну ланцюг, що складається з резисторів Rl-R4, званих плечима моста Діагональ А-В називають вимірювальної, а Г-Б – діагоналлю харчування Вимірювальний міст електрично збалансований (або урівноважений), якщо через вимірювальний прилад Р ^, функції якого виконує мікроамперметр, струм не протікає Це може бути лише в тому випадку, якщо твори опорів протилежних плечей моста попарно рівні, т е R2R4 = ^ = R1R3 При цьому різниця напруг між точками А і В дорівнює нулю * і струм Ιι протікає тільки через резистори R4 і R1, а 12 – Тільки через резистори R3 і R2

Замість одною з резисторів моста, наприклад R4, можна включити резистор невідомого опору Rx (На рис 14 показаний штриховими лініями) І якщо цей опір не дорівнює опору резистора R4, міст розбалансує м через вимірювальну діагональ А-В потече струм, який викличе відхилення стрілки мікроамперметра Щоб міст збалансувати, треба так підібрати опору резисторів Rl, R2 і R3, щоб рівність RXR2 == R1R3 відновилося Невідоме опір Rx розраховують за формулою

Резистори R2 і R3 в даному випадку називають плечима відносини, а резистор R1-плечем порівняння Останній роблять змінним і на його шкалі відзначають значення Rx у відносних одиницях, тобто в одиницях відносини R3/R2 При R3/R2 = 1 відлічене за шкалою плеча порівняння R1 показання буде відповідати значенню опору Rx

Щоб виміряти невідоме опір Rx, Більше, ніж максимальний опір резистора R1, треба змінити ставлення R3/R2, наприклад, в 10 разів Тоді можна буде вимірювати опору Rx, В 10 разів більші, ніж опір резистора R1, і користуватися тією ж шкалою, тільки відлічені по ній значення множити на 10 Якщо ж відношення R3/R2 = 100, то їх треба множити на 100 і т д Таким чином, схема моста для вимірювання опорів приймає вигляд, показаний на рис 15 Діапазон опорів Rx, Вимірюваних за допомогою подібного моста, може бути від часток ома до декількох міра

Точність вимірювання опорів мостовим методом може бути дуже високою – до десятих часток відсотка вимірюваного опору Але для цього необхідна і високаяточность підбору резисторів моста Тому у високоточних (прецизійних) мостах в якості плечей порівняння ч застосовують че змінні резистори, а високостабільні магазини опорів Що ж до підбору резисторів R2 і 1 ^ 3-R3 · , то з особливою точністю необхідно витримати їх ставлення, рівне 1, 10, 100 і т д, тому що від цього залежить точність відліку

Чим більше напруга живлення моста, тим більше і струм при розбалансі Тому якщо чутливість вимірювального приладу порівняно невелика, то можна збільшити напругу живлення Однак у цьому випадку при великому розбалансі моста струм в вимірювальної діагоналі може виявитися настільки значним, що зашкодить мікроамперметр Щоб цього не сталося, в вимірювальну діагональ послідовно з микроамперметром включають резистор R4 На початку підбору опорів плечей моста, коли разбаланс великий, цей резистор обмежує струм через вимірювальний прилад, як би «загрубляя» його Коли ж опору плечей приблизно підібрані і можна переходити до точної балансуванню мосту, цей резйстор замикають вимикачем SA2 («Точно»)

Індикатором балансу моста може бути мшфоамперметр на 100 .. 200 мкА Дуже зручно, якщо у нього нуль знаходиться в середині шкали У цьому випадку, зробивши на ній відповідні написи, легко орієнтуватиметься, в яку сторону треба змінювати опір змінного * резистора R1 або відношення R3/R2

У радіоаматорського практиці найбільш поширені так звані реохордние мости Схема такого моста показана на рис 16 У ньому плечі відносин R1 і R2 обєднані в один змінний резистор – реохорд, дріжок

якого механічно повязаний з шкалою Вимірюваний опір Rx визна * · ють за формулою

R>=R3-51_R3iL

Шкала змінного резистора, що виконує функції реохорда, має позначки 0 і с », але через її логарифмічного характеру досить точно можна відраховувати лише значення опорів (у відносних значеннях одиницях) в інтервалі 0,1 .. 10, причому відмітка 1 розташована в середині шкали Якщо движок реохорда виявляється в положенні 0 .. 0,1 або 10 .. оо, то треба переходити на інший межа вимірювання, включивши в плече моста відповідний зразковий резистор R3-R3 “.

В якості реохордів радіоаматори найчастіше застосовують дротові змінні резистори опором кілька сотень ом

Принципово так само працює і міст змінного струму, причому його * можна використовувати для вимірювання не тільки опору, але і ємності конденсаторів і індуктивності котушок коливальних контурів, дроселів, обмоток транформаторов Індикатором балансу такого, моста повинен бути прилад, що реагує на змінний струм

Спрощені схеми реохордних мостів для вимірювання ємності конденсаторів і індуктивності котушок зображені на рис 17 Функції реохордів в обох випадках виконують змінні резистори R Конденсатори Cl-СЗ є зразковими конденсаторами С-моста, котушки LI-L3 зразковими котушками L-моста Мости живляться напругою змінного струму «іПит, джерелом котррого може бути ^ будь-який генератор сигналів 34 Індикаторами балансу в обох випадках є головні телефони BF, включені в вимірювальні діагоналі мостів Баланс визначають за найменшою гучності звучання телефонів

Аналогічний реохордний міст змінного струму використаний у вимірювачі RCL описуваної лабораторії

Рис 17 Реохордние мости змінного струму для вимірювання ємності (а) і індуктивності (б)

Джерело: Борисов В Г, Фролов В В, Вимірювальна лабораторія початківця радіоаматора – 3-е изд, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 144 с, Мул – (Масова радіобібліотека Вип 1213)