Проверка резисторов

Проверка постоянных резисторов производится омметром
путем измерения их сопротивления и сравнения с
номинальным значением, которое указано на самом резисторе и
на принципиальной схеме аппарата. При измерении
сопротивления резистора полярность подключения к нему
омметра не имеет значения. Необходимо помнить, что
действительное сопротивление резистора может отличаться
от номинального на величину допуска. Поэтому, например,
если проверяется резистор с номинальным
сопротивлением 100 кОм и допуском ±10%, действительное
сопротивление такого резистора может колебаться в пределах от 90 до
110 кОм. Кроме того, сам омметр обладает определенной
погрешностью измерения (обычно порядка 10%). Таким
образом, при отклонении фактически измеренного
сопротивления на 20% от номинального значения резистор
следует считать исправным.
При проверке переменных резисторов измеряется
сопротивление между крайними выводами, которое должно
соответствовать номинальному значению с учетом допуска
и погрешности измерения, а также необходимо измерять
сопротивление между каждым из крайних выводов и
средним выводом. Эти сопротивления при вращении оси из
одного крайнего положения в другое должны плавно, без
скачков изменяться от нуля до номинального значения.
При проверке переменного резистора, впаянного в схему,
два из его трех выводов необходимо выпаивать. Если
переменный резистор имеет дополнительные отводы,
допустимо, чтобы только один вывод оставался припаянным к
остальной части схемы.

Проверка конденсаторов

Конденсаторы могут иметь следующие дефекты: обрыв, про
бой и повышенная утечка. Пробой конденсатора характери
зуется наличием между его выводами короткого замыкания
то есть нулевого сопротивления. Пробитый конденсатор
любого типа легко обнаруживается омметром путем провер
ки сопротивления между его выводами.
Конденсатор не пропускает постоянного тока, его со
противление, которое измеряется омметром, должно быть
бесконечно велико. Однако это оказывается справедливо
лишь для идеального конденсатора. В действительности
между обкладками конденсатора всегда имеется какой-то
диэлектрик, обладающий конечным значением
сопротивления, которое называется сопротивлением утечки. Его-то и
измеряют омметром. В зависимости от используемого в
конденсаторе диэлектрика устанавливаются критерии
исправности по величине сопротивления утечки. Слюдяные,
керамические, пленочные, бумажные, стеклянные и воздушные
конденсаторы имеют очень большое сопротивление утечки,
и при их проверке омметр должен показывать бесконечно
большое сопротивление. Однако имеется большая группа
конденсаторов, сопротивление утечки которых
сравнительно невелико. К ней относятся все полярные конденсаторы,
которые рассчитаны на определенную полярность
приложенного к ним напряжения, и эта полярность указывается на
их корпусах. При измерении сопротивления утечки этой
группы конденсаторов необходимо соблюдать полярность
подключения омметра (плюсовой вывод омметра должен
присоединяться к плюсовому выводу конденсатора), в
противном случае результат измерения будет неверным. К этой
группе конденсаторов относятся все электролитические и
оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Сопротивление
утечки таких исправных конденсаторов должно быть не
менее 100 кОм, остальных не менее 1 МОм. При проверке
конденсаторов большой емкости нужно учесть, что при
подключении омметра к конденсатору, если он не был заряжен,
начинается его зарядка и стрелка омметра делает бросок в
сторону нулевого значения шкалы. По мере зарядки стрелка
движется в сторону увеличения сопротивлений. Чем больше
емкость конденсатора, тем медленнее движется стрелка.
Отсчет сопротивления утечки следует производить только
после того, как она практически остановится. При проверке
конденсаторов емкостью порядка 1000 мкФ на это может
потребоваться несколько минут.
Внутренний обрыв или частичная потеря емкости
конденсатором не могут быть обнаружены омметром. Для этого
необходим прибор, позволяющий измерять емкость. Однако обрыв
конденсатора емкостью более 0,2 мкФ может быть обнаружен
омметром по отсутствии начального скачка стрелки во время
зарядки. Повторная проверка конденсатора на обрыв может
производиться только после снятия заряда, для чего выводы
конденсатора нужно замкнуть на короткое время.
Конденсаторы переменной емкости проверяются
омметром на отсутствие замыканий. Для этого омметр
подключается к каждой секции агрегата и медленно поворачивается
ось из одного крайнего положения в другое. Омметр
должен показывать бесконечно большое сопротивление в
любом положении оси.

Проверка катушек индуктивности

При проверке омметром катушек индуктивности
контролируется только отсутствие в них обрыва. Сопротивление
однослойных катушек должно быть равно нулю,
сопротивление многослойных - близко к нулю. Иногда в паспортных
данных аппарата указывается сопротивление многослойных
катушек постоянному току, и на его величину можно
ориентироваться при их проверке. При обрыве катушки омметр
показывает бесконечно большое сопротивление. Если
катушка имеет отвод, нужно проверить обе секции, подключая
омметр сначала к одному из крайних выводов катушки и к ее
отводу, а затем - ко второму крайнему выводу и отводу.

Проверка низкочастотных дросселей
и трансформаторов

Как правило, в паспортных данных аппаратуры или в
инструкциях по ее ремонту указываются значения сопротивлений
обмоток постоянному току, которые можно использовать
при проверке трансформаторов и дросселей. Обрыв обмотки
фиксируется по бесконечно большому сопротивлению межд)
ее выводами. Если же сопротивление значительно меньше
номинального, это может указывать на наличие короткозамк
нутых витков. Однако чаще всего короткозамкнутые витки
возникают в небольшом количестве, когда происходит замы
кание между соседними витками и сопротивление обмотки
изменяется незначительно.
Отсутствие короткозамкнутых витков можно проверить
следующим образом: у трансформатора выбирается обмотка
с наибольшим количеством витков, к одному из выводов
которой подключается омметр с помощью зажима «крокодил»,
ко второму прикасаются слегка влажным пальцем левой
руки. Держа металлический наконечник второго щупа
омметра правой рукой, подключают его ко второму выводу
обмотки, не отрывая от него пальца левой руки. Стрелка
омметра отклоняется от своего начального положения, показывая
сопротивление обмотки. Когда стрелка остановится, отводят
правую руку с щупом от второго вывода обмотки. Если
трансформатор исправен, то в момент разрыва цепи чувствуется
легкий удар электрическим током. В связи с тем, что энергия
разряда мизерна, никакой опасности такая проверка не
представляет. Омметр при этом нужно использовать на самом
меньшем пределе измерения, который соответствует
наибольшему току измерения.

Проверка диодов

Полупроводниковые диоды отличаются резко нелинейной
вольтамперной характеристикой, поэтому их прямой и
обратный токи при одинаково приложенном напряжении
различны. На этом основана проверка диодов омметром. Прямое
сопротивление измеряется при подключении плюсового
вывода омметра к аноду, а минусового вывода - к катоду диода. У
пробитого диода прямое и обратное сопротивления равны
нулю. Если диод оборван, оба сопротивления бесконечно
велики. Заранее указать значения прямого и обратного
сопротивлений или их соотношение нельзя, так как они зависят от
приложенного напряжения, а это напряжение у разных аво-
метров и на разных пределах измерения не одинаково. Тем не
менее у исправного диода обратное сопротивление должно
быть больше прямого. Отношение обратного сопротивления
к прямому у диодов, рассчитанных на низкие обратные
напряжения, велико (может быть более 100). У диодов,
рассчитанных на большие обратные напряжения, это отношение
оказывается незначительным, так как обратное напряжение,
приложенное к диоду омметром, мало по сравнению с тем
обратным напряжением, на которое диод рассчитан.
Методика проверки стабилитронов и варикапов не
отличается от изложенной выше. Как известно, если к диоду
приложено напряжение, равное нулю, ток диода также будет
равен нулю. Для получения прямого тока необходимо
приложить к диоду какое-то пороговое небольшое
напряжение, что обеспечивает любой омметр. Однако если
несколько диодов соединено последовательно (в одну сторону),
пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех
диодов, увеличивается и может оказаться больше, чем
напряжение на клеммах омметра. По этой причине измерить
прямые напряжения диодных столбов или селеновых столбиков
при помощи омметра невозможно.

Проверка тиристоров

Неуправляемые тиристоры (динисторы) могут быть
проверены таким же образом, как диоды, если напряжение
отпирания динистора меньше напряжения на клеммах омметра.
Если же оно больше, динистор при подключении омметра не
отпирается и омметр в обоих направлениях показывает
очень большое сопротивление. Тем не менее, если динистор
пробит, омметр это регистрирует нулевыми показаниями
прямого и обратного сопротивлений.
Для проверки управляемых тиристоров (тринисторов)
плюсовой вывод омметра подключается к аноду тринистора,
а минусовой вывод - к катоду. Омметр при этом должен
показывать очень большое сопротивление, почти равное
бесконечному. Затем замыкают выводы анода и управляющего
электрода тринистора, что должно приводить к резкому
уменьшению сопротивления. Если после этого отключить
управляющий электрод от анода, не разрывая цепи, для многих
типов тринисторов омметр будет продолжать показывать
низкое сопротивление открытого тринистора. Это происхс
дит, когда анодный ток тринистора оказывается больше та:
называемого тока удержания. В этом случае тринистор оба
зательно остается открытым. Это требование является дос
таточным, но не обязательным. Отдельные экземпляры три
нисторов одного и того же типа могут иметь значения тою
удержания значительно меньше гарантированного. В это»
случае тринистор при отключении управляющего электрод;
от анода остается открытым. Но, если при этом он запирает
ся и омметр показывает большое сопротивление, нельзя счи
тать, что тринистор неисправен.

Проверка транзисторов

Эквивалентная схема биполярного транзистора представля
ет собой два диода, включенных навстречу друг другу. Дл*
транзисторов p-n-р эти эквивалентные диоды соединены ка
тодами, а для транзисторов п-р-п - анодами. Таким образом,
проверка транзистора омметром сводится к исследованию
обоих p-n-переходов транзистора: коллектор-база и эмиттер
база. Для проверки прямого сопротивления переходов
транзистора p-n-р минусовой вывод омметра подключается к
базе, а плюсовой вывод омметра - поочередно к коллектору
и эмиттеру. Для проверки обратного сопротивления
переходов к базе подключается плюсовой вывод омметра.
При проверке n-p-n-транзисторов подключение
производится наоборот: прямое сопротивление измеряется при
соединении с базой плюсового вывода омметра, а обратное
сопротивление - при соединении с базой минусового
вывода. При пробое перехода его прямое и обратное
сопротивления оказываются равными нулю. При обрыве перехода его
прямое сопротивление бесконечно велико. У исправных
маломощных транзисторов обратные сопротивления
переходов во много раз больше их прямых сопротивлений. У
мощных транзисторов это отношение не столь велико, тем не
менее омметр позволяет их различить.
Из эквивалентной схемы биполярного транзистора
вытекает, что с помощью омметра можно определить тип
проводимости транзистора и назначение его выводов. Сначала
определяют тип проводимости и находят вывод базы транзистора.
Для этого первый вывод омметра подключают к выводу
транзистора, а другим выводом омметра касаются поочередно двух
других выводов транзистора. Затем первый вывод омметра
подключают к другому выводу транзистора, а другим выводом
касаются свободных выводов транзистора. После чего тот же
вывод омметра подключают к третьему выводу транзистора, а
другим выводом касаются остальных. После этого меняют
местами выводы омметра и повторяют указанные измерения.
Нужно найти такое положение омметра, при котором подключение
его второго вывода к каждому из двух выводов транзистора, не
присоединенных к первому выводу омметра, соответствует
небольшому сопротивлению (оба перехода открыты). Тогда
вывод транзистора, к которому подключен первый вывод
омметра, является выводом базы. Если первый вывод омметра
является плюсовым, значит, транзистор относится к п-р-п-про-
водимости, если - минусовым, значит, к р-п-р-проводимости.
Теперь нужно определить, какой из двух оставшихся
выводов транзистора является выводом коллектора. Для этого
омметр подключается к этим двум выводам, база
соединяется с плюсовым выводом омметра при транзисторе n-p-п или
с минусовым выводом омметра при транзисторе p-n-р и
замечается сопротивление, которое измеряется омметром. Затем
выводы омметра меняются местами (база остается
подключенной к тому же выводу омметра, что и ранее), и вновь
замечается сопротивление по омметру. В том случае, когда
сопротивление оказывается меньше, база была соединена с
коллектором транзистора.

Наука начинается с умения измерять.
Д.И.Менделеев

В практике радиолюбителя приходится встречаться с необходимостью измерения низкоомных сопротивлений (до 1 Ом). Решить эту задачу и предназначен простой миллиомметр. Этим устройством можно с достаточной для радиолюбителя точностью измерять сопротивления от 0,0001 до 1 Ома.
При измерении малых сопротивлений с помощью цифровых мультиметров последовательно с измеряемым сопротивлением, назовём его Rx, неизбежно включено сопротивление соединительных проводов, переходное сопротивление входных клемм или гнёзд, контактов переключателя и т.п. Это сопротивление (Rпр.) находится в пределах 0,1…0,4 Ом. Вследствие вышеуказанных причин, реально измеренное сопротивление будет больше Rx на некоторую величину (Rx+Rпр.). Погрешность может доходить до 50 % при измерении очень малых сопротивлений. Для больших сопротивлений эта ошибка невелика, и её можно не учитывать.
Из изложенного понятно, что надо исключить влияние соединительных проводов и т.п. на результат измерения очень малых сопротивлений. Существует метод измерения низкоомных сопротивлений по 4-зажимной схеме на постоянном токе. Применение данного метода полностью исключает влияние соединительных проводов на результат измерения малых сопротивлений. Этот метод используется в данном миллиомметре. Кратко рассмотрим суть метода измерения по 4-зажимной схеме.

Рисунок 1

На рис.1 (слева) приведена схема измерения сопротивления по 2-зажимной схеме. Красным цветом показан путь измерительного тока. Как видим, ток протекает и через измеряемый резистор и через сопротивление проводов (Rпр) мультиметра, что вносит погрешность в результат измерения. Сопротивление вольтметра не оказывает влияния на измерение Rx, так как обладает очень большим (до 10 МОм) внутренним сопротивлением Rвх. На рис.1 (справа) показана 4-зажимная схема измерения. Из схемы понятно, что сопротивление проводов не оказывает влияния на результат измерения, так как включено последовательно с очень большим внутренним сопротивлением вольтметра. Измерительный ток протекает только через резистор Rx.

Вот схема миллиомметра (рис.2).

Рисунок 2

Источником питания схемы является батарея с напряжением 9 В. Выключателем SB напряжение от батареи подаётся на микросхему стабилизатора напряжения типа 7806. Конденсатор С1 служит для подавления скачков напряжения. Резисторы R1, VR2 необходимы для установки выходного напряжения микросхемы в пределах 6 В. Потенциометром VR2 устанавливается точная величина выходного напряжения величиной 6В. Потенциометром VR3 устанавливается выходной ток, протекающий через измеряемый резистор Rx равный 100мА (0,1 А). Поскольку резистор VR3 имеет относительно большое сопротивление по сравнению с измеряемым Rx, то погрешность, возникающая при этом вследствие наличия сопротивлений Rx (от 1 мОм до 1 Ом), будет оказывать влияние на величину тока 100мА в пределах не более 2%.

Конструкция миллиомметра
Внешний вид и вид на монтаж деталей миллиомметра показан на фото 1, 2 и 3. Монтаж деталей выполнен навесным способом, микросхема на радиатор не устанавливалась. В качестве потенциометров VR2, VR3 использованы многооборотные резисторы для более точной установки напряжения и тока. Корпус прибора пластмассовый, размеры 11*6*4 см. Клеммы К1 иК2 металлические. Выключатель питания типа МТ-1.

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Подготовка к измерению сопротивления
Подсоединить щупы цифрового вольтметра к клеммам К1 и К2. Подать напряжение от источника питания на схему, включив выключатель SB. Потенциометром VR2 установить выходное напряжение величиной 6 В при неподключённом резисторе Rx. Далее, отключив SB, переключаем мультиметр на измерение тока (щупы остаются на прежнем месте), включаем SB и потенциометром VR3 устанавливаем величину выходного тока 0,1А.

Фото 4

Фото 5

Проведение измерений
Для начала возьмём несколько резисторов известной величины (0,1; 0,2; 0,5 Ом) и измерим их сопротивление, чтобы убедиться в работоспособности миллиомметра.

Фото 6

Не включая питание под клеммы К1 и К2, зажимаем выводы измеряемого сопротивления. Щупы цифрового вольтметра устанавливаем в гнёзда клемм К1 и К2, а предел измерения на отметку 200мВ. Включаем питание и считываем показания прибора.

Фото 7

Допустим, величина измеренного напряжения 22,3 мВ. Ток ранее был установлен 100мА. Делим напряжение на ток и получаем искомое сопротивление. В нашем случае: Rx=22,3: 100= 0,223 Ом. Конечно, принято делить вольты на амперы, чтобы получить Омы, но так удобнее, не надо переводить мВ и мА в вольты и амперы. Точно также измеряем другие эталонные резисторы. Но всё-таки вспомним, что 1 В-1000мВ; 100мВ-0,1В; 10мВ-0,01В; 1мВ-0,001В; 1А-1000мА; 100мА-0,1А. В моём мультиметре наименьший предел измерения - 200мВ, цена деления - 0,1 мВ. Входное сопротивление - около 10 МОм. То есть теоретически можно измерить сопротивление величиной 0,001 Ом (1мОм). Вольтметры с низким входным сопротивлением для наших измерений не годятся.
Итак, мы определили, что проведенные измерения дали реальный результат. Теперь переходим к измерению неизвестного сопротивления. В качестве неизвестных сопротивлений будем использовать шунты из разобранных авометров. При измерении сопротивления самого большого шунта падение напряжения составило 0,5 мВ, ток 100 мА.

Фото 8

Величина сопротивления шунта, рассчитанная по закону Ома, получилась 0,005 Ом. Сопротивление малого шунта, измеренного миллиомметром, равно 0,212 Ом (падение напряжения - 21,2 мВ).
Практическое применение миллиомметр может найти при подборе шунтов для зарядных устройств, измерении сопротивлений в оконечных каскадах усилителей низкой частоты и других устройств, где необходимо измерение малых сопротивлений (переходное сопротивление контактов выключателей, реле и др.).
Измерение низкоомных сопротивлений можно производить и при токах более 0,1 А. Для этого необходимо собрать стабилизатор тока на соответствующий ток. Схемы стабилизаторов приведены на рис.3.

Рисунок 3

Стабилизатор включается в схему вместо потенциометра VR3. Конечно, это повлечёт за собой установку микросхемы и транзистора на радиаторы соответствующего размера, а также к увеличению размеров прибора.
Сопротивления менее 1мОм (1000 мкОм) измеряют с помощью микроомметров. Измерительный ток может быть величиной до 150 А. Напряжение большой роли не играет.
Если необходимо изготовить шунт для зарядного устройства, а нихрома, константана, манганина нет, то можно воспользоваться шпилькой подходящего диаметра, как показано на фото 9.

Фото 9

Материал шпильки - сталь, бронза, медь и т.п. Передвигая один из контактов по шпильке добиваются нужного сопротивления шунта. Расчёт сопротивления шунта несложен. Будут вопросы - обсудим.

Токи, напряжения и сопротивления радиолюбитель измеряет обычно одним комбинированным прибором - авометром. Такой прибор совмещает в себе амперметр, миллиамперметр, вольтметр и омметр, основы построения которых рассмотрены в предыдущем разделе книги.

Какие виды и пределы измерений должен обеспечивать такой комбинированный прибор?

Налаживая или ремонтируя радиоаппаратуру, радиолюбителю приходится измерять постоянные и переменные напряжения от долей вольта до нескольких сотен вольт. Если же речь идет только о транзисторных конструкциях, то в этом случае верхний предел измерений напряжений не превышает, как правило, 20.. 30 В.

Постоянные токи приходится измерять в пределах от долей миллиампера до сотен миллиампер или даже нескольких ампер, если, например, имеют дело с мощными транзисторами. Измерять переменные токи звуковой частоты приходится значительно реже. Поэтому описываемым авометром не предусмотрено измерение переменных токов.

Наконец, сопротивления, с измерением которых радиолюбителю приходится сталкиваться^ могут быть в пределах от единиц Ом до нескольких мегаом.

Описываемым авометром можно измерять: постоянный ток до 500 мА (пределы измерений: 1, 10, 100 и 500 мА), постоянные напряжения до 500 В (пределы: 1, 10, 100 и 500 В), переменные напряжения до 500 В (1, 10, 100 и 500 В) и сопротивления от 1 Ом до 5 МОм (пределы: 1 Ом...5 кОм, 10 Ом.., 50 кОм, 100 Ом...500 кОм и 1 кОм...5 МОм). Относительное входное сопротивление вольтметра постоянного тока-около 10 кОм/В.

Принципиальная схема авометра изображена на рис. 21, а. Чтобы легче разобраться в работе прибора, отдельно показаны его упрощенные схемы, используемые при измерении постоянного тока (рис. 21,6), постоянных напряжений (рис. 21, в), переменных напряжений (рис. 21, г) и сопротивлений (рис. 21, д).

Измерительным прибором авометра служит микроамперметр М24 (РА1) с током полного отклонения стрелки 1я=100 мкА и сопротивлением рамки Rh= = 645 Ом. Для микроамперметра с другими значениями 1и и RB сопротивления всех резисторов авометра надо, естественно, перерассчитать.

При измерении постоянного тока параллельно микроамперметру подключают универсальный шунт, состоящий из резисторов R2 - R9 с общим (расчетным) сопротивлением 4355 Ом. Отводы от точек соединения резисторов R2 и R3, R4 и R5, R6 и R7 не используются (они нужны при измерении сопротивлений), поэтому на рис. 21,6 эти элементы шунта заменёны резисторами R2+R3, R4+R5 и R6+R7.

При измерении постоянных и переменных напряжений универсальный шунт отключается, что необходимо для сохранения высокого входного сопротивления вольтметра. В зависимости от рода (постоянное или переменное) и значения измеряемого напряжения последовательно с микроамперметром включается один из добавочных резисторов R14 -R17 (рис. 21, в) или RIO -R13 (рис. 21, г).

Вольтметр переменного тока отличается от вольтметра постоянного тока наличием в нем диодов VD1, VD2’ и сопротивлениями добавочных резисторов, которые, как указывалось ранее, меньше сопротивлений соответствующих резисторов вольтметра постоянного тока примерно в 2,2 раза.

Прибор для измерения сопротивлений заметно отличается от простейших омметров, схемы которых были рассмотрены в предыдущем разделе (см. рис. 13). В этом приборе при измерении сопротивлений параллельно микроамперметру подключается универсальный шунт, состоящий из резисторов R2, R3-fR4, R5+ -fR6 и R7+R8+R9. Сопротивления резисторов шунта и добавочных резисторов R18 - R21 подобраны так, что входное сопротивление омметра R вх НЭ ВТОрОМ пределе («ХЮ»), в 10 раз больше RBX первого предела («XI»), равного 50 Ом, на третьем («ХЮО»)-в 10 раз больше RBX второго предела, а на четвертом («ХЮ00»)- в 10 раз больше RBX третьего предела. Функции шунта омметра выполняют резисторы универсального шунта микроамперметра. Но отводы от точек соединения резисторов R3 и R4, R5 и R6, R7 - R9 при измерении сопротивлений не используются.

На первых трех пределах омметра («X1«ХЮ», «ХЮО») к универсальному шунту подключены цепи, каждая из которых состоит из одного элемента 332 (Ql, G2 или G3) и резистора (R19, R20 или R21). Для измерений на четвертом пределе («ХЮ00») к омметру через гнезда XS1, XS2 подключают внешний источник питания напряжением 9 В. Им могут быть две батареи 3336JI, соединенные последовательно, или блок питания, входящий в комплект описываемых приборов.

Вся коммутация в авометре (подключение и отключение универсального шунта, резистора R1, с помощью которого устанавливают на нуль стрелку прибора при измерении сопротивлений) осуществляется с помощью одного переключателя SA1. В положении «Q» к микроамперметру подключается универсальный шунт и резистор R1, а в положении «гпА»-только универсальный шунт. Диоды VD1 и VD2 постоянно подключены к микроамперметру, но, поскольку их обратное сопротивление составляет сотни килоом, они практически не оказывают на него шунтирующего действия. Элементы Gl - G3 омметра при измерении тока и напряжения -не отключаются от шунта, что также сделано с целью упрощения коммутации авометра.

Описываемый прибор - универсальный. И не только потому, что с его помощью можно измерять ток, напряжение и сопротивление, но еще и потому, что его микроамперметр может быть использован в некоторых других измерительных приборах радиолюбительской лаборатории. С этой целью на переднюю панель авометра выведены гнезда XS3 и XS4 («100 мкА»), соединенные непосредственно с зажимами микроамперметра. Надо только помнить, что при таком использовании микроамперметра переключатель SA1 должен находиться в положении «V».

Конструкция и детали. Общий вид авометра показан на рис. 22, а конструкция его корпуса и размещение в нем деталей даны на рис. 23. Несущим элементом конструкции является корпус 2. На его передней стенке с внутренней стороны закреплен микроамперметр 5. Корпус последнего имеет спереди выпуклость высотой около 3 мм, поэтому к передней стенке он крепится не непосредственно, а через прокладку 4. На передней стенке авометра закреплены также две колодки 15 с гнездами XS5 - XS20, колодка 12 с гнездами XS3, XS4 и XS21, переменный резистор R1 («Уст. 0») и переключатель вида измерений SA1. Для крепления колодок с гнездами использованы винты МЗХ8 с потайной головкой. Уголки 7 и 13 для крепления крышки 6 соединены с корпусом заклепками 8, а ножки 10 - заклепками 9.

Монтажная плата 16 (на рис. 23 показана штриховыми линиями) с резисторами R2 - R21, диодами VD1, VD2 и элементами Gl - G3 закреплена винтами МЗХ28 с потайными головками. Винты пропущены через трубчатые стойки 11 и ввинчены в средние резьбовые отверстия колодок.

Надписи, поясняющие назначение ручек управления и гнезд, выполнены на полосах цветной бумаги и прикрыты накладкой 1 из прозрачного бесцветного органического стекла. Для крепления накладки к передней стенке корпуса использованы гайки переменного резистора и переключателя, один из винтов крепления колодки 12 и два винта 3 (М2Х5), которые ввинчены с обратной стороны стенки. Колодка 14 с гнездами XS1 и XS2 закреплена на уголке 13 одним винтом МЗХ6.

Корпус, крышка и уголки изготовлены из листового алюминиевого сплава АМц-П; пригоден также мягкий дюралюминий. Разметка передней стенки корпуса показана на рис. 24.

Изготавливая крышку, надо добиваться сопряжения ее с корпусом, т. е. так подогнать размеры, чтобы она не выступала за габариты корпуса.

Наиболее ответственные детали авометра - гнезда. От тщательности их изготовления во многом зависит надежность работы прибора. Конструктивно все гнезда одинаковы. Для удобства изготовления они объединены в четыре группы, каждая из которых смонтирована на отдельной колодке. Устройство одной из таких групп показано на рис. 25. Каждое гнездо (рис. 25, а) образовано отверстием в колодке 15 и контактом 20, закрепленным на ней винтом 21. Форма контакта такова, что его нижняя (по рисунку) часть наполовину перекрывает отверстие под штепсель, поэтому при подключении эта часть контакта поднимается (рис. 25, б) и давит на штепсель, благодаря чему обеспечивается надежный электрический контакт.

Колодки 12, 14 и 15 (рис. 25, в) изготавливают из листового гетинакса, текстолита, стеклотекстолита или органического стекла. Всего для авометра нужно изготовить две колодки 15 и по одной колодке 12 и 14.

Для контактов (их потребуется 21 шт.) надо использовать твердую латунь (например, JIC59-1) или бронзу толщиной 0,5 мм.

Уголки 7 и 13 (см. рис. 26) изготавливают из того же материала, что и корпус авометра, ножки 10 - из любой пластмассы подходящей толщины. Штеп-сели 23 и щупы 26 вытачивают из латунного прутка диаметром 4 мм, а их корпуса 24 и 25 - из текстолита, органического стекла или другого изоляционного материала. Более подробно о технологии изготовления деталей корпуса, гнезд и некоторых других деталей, используемых не только для авометра, говорится в разделе «Технологические советы».

ками 19. Стойки 11, создающие необходимый зазор между монтажной платой и гнездовыми колодками 15, изготовлены из органического стекла (можно применить гетинакс или текстолит). Их наружный диаметр 6, а длина - 20 мм.

Резисторы R4 и R6 - R9 универсального шунта изготовлены из манганино-эого провода в эмалевой и шелковой изоляции (ПЭШОММ, ПЭГОМТ). Для резисторов R4, R6 и R7 надо использовать провод диаметром 0,08...0,1 мм, а Для резисторов R8 и R9 - 0,15...0,2 мм. Пригодны, разумеется, другие высокоомные провода, например, из константана. Каркасами служат резисторы МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 200 кОм.

Длину провода, необходимую для получения заданного сопротивления, можно определить с помощью моста для измерения сопротивлений или образцового омметра. Чтобы при калибровке шкалы прибора можно было более точно подобрать сопротивления резисторов, длину их проводов увеличивают на 5...10%.

Резистор R1 может быть как проволочным, так и непроволочным (например, СП-I). Важно лишь, чтобы его сопротивление было 2...3 кОм, а габариты не превышали размеров резистора СП-1.

Остальные резисторы, примененные в авометре,- МЛТ-0,5. Для упрощения налаживания авометра их следует взять с несколько большим (примерно на

10...15%) сопротивлением, чем указано на принципиальной схеме. Тогда при калибровке легко подобрать нужное сопротивление, подключая параллельно им резисторы сопротивлением в 7...10 раз большим. Можно поступить и по-другому: каждый отдельный резистор. заменить двумя-тремя соединенными последовательно и при калибровке подбирать резисторы меньшего сопротивления. Так, резистор R2 можно составить из двух резисторов сопротивлением 1,5 кОм и 240 Ом, резистор R3 - из резисторов сопротивлением 2 кОм и 110 Ом, R14 - из резисторов сопротивлением 9,1 кОм и 270 Ом и т. д.

Переключатель вида измерений SA1 - тумблер ВТЗ на три положения и два направления. Можно использовать любой другой переключатель, обеспечивающий Необходимую коммутацию, например галетный, но в этом случае придется несколько увеличить размеры авометра.

Градуировка. Полностью смонтировав авометр, проверяют правильность всех соединений и только после этого приступают к градуировке его шкал. Начинают ее с калибровки шкалы постоянных токов по схеме, показанной на рис. 28, а. Эдесь GB - батарея, составленная из трех элементов 373, РАг - градуируемый Миллиамперметр, РАо - образцовый прибор, например промышленный миллиамперметр класса 0,2.„0,6 или авометр в режиме измерения тока, Ra - проволочный переменный резистор сопротивлением 50...100 Ом, R6 - резистор СП-I сопротивлением 5...10 кОм, SA - выключатель любого типа. Перед калибровкой резистор Ra полностью вводят (движок в верхнем - по схеме - положении), а Re - выводят. Переключатель SA1 авометра устанавливают в положение «шА»,

штепсели соединительных проводов вставляют в гнезда «Общ.» и «500 мА». Затем, плавно изменяя сопротивление резистора Ra, устанавливают по шкале образцового прибора ток 500 мА и сравнивают его с показанием измерительного прибора авометра. Если сопротивление резистора R9 универсального шунта больше расчетного, то стрелка налаживаемого прибора уйдет за последнюю отметку шкалы. Отматывая провод с резистора R9 и следя за показаниями образцового миллиамперметра, стрелку устанавливают на последнюю отметку.

После этого питание выключают, снова полностью вводят резистор Ra и переставляют штепсель соединительного провода в гнездо «100 мА» налаживаемого прибора. Вновь включив питание и изменяя сопротивление резистора Ra, устанавливают стрелку образцового прибора на отметку 100 мА и, подбирая сопротивление резистора R8, добиваются отклонения стрелки калибруемого прибора точно до последней отметки шкалы.

Аналогично калибруют шкалу прибора и на остальных пределах измерения постоянного тока (10 и 1 мА). Только при этом подбирают сопротивления резисторов R6 и R4, а ток в измерительной цепи регулируют переменным резистором Re.

Калибровку прибора необходимо повторить в таком же порядке, чтобы внести в шунт поправки, компенсирующие изменение сопротивлений резисторов R9, R8, R6 и R4. При необходимости сопротивления этих резисторов подгоняют еще раз, чтобы на всех пределах измерений показания налаживаемого и образцового миллиамперметров стали одинаковыми.

Шкалу вольтметра постоянных напряжений калибруют по схеме, показанной на рис. 28, б. Здесь GB - батарея, составленная из трех соединенных последовательно батарей 3336Л, R - переменный резистор сопротивлением 2... 3 кОм, PUr - градуируемый вольтметр, PU0 - образцовый вольтметр. Перед калибровкой переключатель SA1 авометра переводят в положение «V», а соединительные провода включают в гнезда-«Общ.» и «1 В». Образцовый вольтметр переключают на такой же или ближайший больший предел измерений, а движок переменного резистора R устанавливают в нижнее (по схеме) положение. После этого включают питание и, плавно перемещая движок резистора R, устанавливают стрелку образцового вольтметра на отметку 1 В. Сопротивление резистора R14 калибруемого вольтметра подбирают таким, чтобы стрелка микроамперметра установилась точно на последнюю отметку шкалы.

Точно так же калибруют вольтметр и на остальных пределах измерений, подбирая резисторы R15 (предел 10 В), R16 (предел 100 В) и R17 (предел 500 В). На последних двух пределах вместо батареи QB включают выпрямитель с соответствующим выходным напряжением, а в измерительную цепь включают переменный резистор сопротивлением 510...680 кОм (вместо

Шкалы постоянного тока и напряжения практически линейны, поэтому шкала микроамперметра, имеющая оцифрованные отметки 0, 10, 20, 30, ..., 100, может использоваться при измерении любых постоянных токов и напряжений. Изменяется только цена делений. Так, на пределах 1 и 10 мА (В) показания, отсчитанные по шкале микроамперметра, надо делить соответственно на 100 и 10, а на пределе 500 мА (В) - умножать на 5.

Шкалы переменных напряжений нелинейны. Поэтому кроме калибровки последней отметки на каждом пределе измерений придется дополнительно наносить на шкалу и все оцифровываемые отметки (обычно не более девяти).

Измерительная цепь для градуировки шкал переменных напряжений такая ке, как и при калибровке шкалы постоянных напряжений (рис. 28, б), только вместо батареи или выпрямителя используют автотрансформатор или трансформатор питания с обмотками на 5, 10 и 250...500 В, а в качестве образцового прибора - вольтметр переменного тока. Установив штепсель соединительного провода градуируемого вольтметра в гнездо «1 В», резистором R устанавливают по шкале образцового прибора напряжение 1 В. Затем, подбирая резистор R10, устанавливают стрелку градуируемого вольтметра на последнюю отметку шкалы. После этого градуируют шкалу вольтметра, т. е. наносят на нее риски, соответствующие напряжениям 0,9; 0,8; 0,7 Вит. д., измеренным образцовым прибором. Если деления шкалы получились очень неравномерными (по сравнению со шкалой постоянных напряжений), следует заменить диоды VD1, VD2, после чего градуировку повторить.

10 В, подбирают резистор R11 и градуируют шкалу вольтметра через 1 В. Аналогично градуируют шкалу предела 100 В (но уже через 10 В), предварительно подобрав резистор R12.

Если автотрансформатор или повышающая обмотка трансформатора не обеспечивают напряжения 500 В, откалибровать последний предел можно по средней отметке (50 В) шкалы предела 100 В. В этом случае, переставив щуп градуируемого прибора в гнездо «500 В», устанавливают по образцовому вольтметру напряжение 250 В и подбирают такое сопротивление резистора R13, при котором стрелка микроамперметра отклоняется точно до отметки 50 В.

Поскольку шкалы разных пределов переменных напряжений практически совпадают и отличаются только ценой делений, при измерениях можно пользоваться одной шкалой, умножая (или деля) показания, отсчитанные по шкале Прибора, на определенное число. Так, если на шкалу нанесены отметки от 0 до 16, то при работе на первом пределе («1 В») показания прибора надо делить на 10, а на третьем и четвертом пределах - умножать соответственно на 10 и 50.

В последнюю очередь подбором резисторов R18 -R21 подгоняют входные сопротивления омметра на разных пределах измерения. Для этого переключатель SA1 авометра переводят в положение «£2», штепселя соединительных проводов вставляют в гнезда «-Общ.» и «XI» и, соединив щупы друг с другом, резистором R1 устанавливают стрелку прибора на нулевую отметку шкалы омметра (т. е. на последнюю отметку шкалы микроамперметра). Затем к щупам прибора подключают резистор, сопротивление которого равно входному сопротивлению этого предела измерений (50 Ом). Резистор такого сопротивления можно составить из двух резисторов сопротивлением, например, 30 и 20 или 39 и

11 Ом, соединенных последовательно. Подбором сопротивления резистора R21 стрелку микроамперметра устанавливают точно на середину шкалы.

Аналогично подгоняют входные сопротивления омметра на остальных пределах измерений. На втором пределе («ХЮ») к входу омметра подключают образцовый резистор сопротивлением 500 Ом, на третьем («ХЮ0»)-резистор сопротивлением 5 кОм, на четвертом («X1000») - резистор сопротивлением 60 кОм. На последнем пределе к омметру через гнезда XS1 и XS2 необходимо подключить батарею или выпрямитель с выходным напряжением 9 В.

Образцовые резисторы, обеспечивающие заданные входные сопротивления омметра для разных пределов измерения, следует составлять из прецизионных

отклонением от номинала не более ±5%."

Шкалу омметра лучше всего градуировать расчетным путем, пользуясь формулой, приведенной на с. 16. Поскольку шкала общая для всех пределов из-мерений (изменяется только цена ее делений), градуировку производят на каком-либо одном пределе, например первом («XI»)- Диапазон измерений на этом пределе - примерно от 5 (0,1 R„x) до 500 Ом (IORbx). Считаем, что шкала микроамперметра, используемого в авометре, имеет 100 делений. Задаемся со-противлением Rx = 5 Ом. Следовательно, отклонение стрелки прибора до 90-го деления шкалы будет соответствовать сопротивлению Rx=5 Ом.

Точно так же рассчитывают отметки шкалы, соответствующие измеряемым сопротивлениям 10, 20, 30 и т. д. до 100 Ом, а затем через каждые 100 Ом до 500 Ом. Участки между соседними отметками делят на несколько частей, что облегчает отсчет промежуточных значений измеряемых сопротивлений. Отметка сопротивления, равного Rsx данного предела измерений, будет точно посередине шкалы.

Шкалу омметра, входные сопротивления которого уже подогнаны, можно отградуировать и по образцовым резисторам. Для этого потребуются образцовый омметр или авометр заводского изготовления и переменные резисторы сопротивлением 10...15, 50...100 и 600...800 Ом. Вначале к образцовому омметру присоединяют первый из этих резисторов и по шкале прибора устанавливают сопротивление 5 Ом. Затем, не изменяя положения движка этого резистора, подключают его к градуируемому омметру и на шкале сопротивлений делают отметку, соответствующую сопротивлению 5 Ом. Далее, используя этот и другие переменные резисторы, точно так же наносят на шкалу отметки, соответствующие сопротивлениям до 500 Ом.

Закончив градуировку, шкалу микроамперметра осторожно снимают и вычерчивают дополнительные шкалы переменных напряжений и сопротивлений, пользуясь отметками, нанесенными при градуировке. Дополнительные отметки между оцифрованными точками шкалы переменных напряжений получают путем деления отрезков дуг на равные части. Шкала описанного здесь авометра показана на рис. 29.

Шкалу авометра можно также начертить на листе ватмана в увеличенном масштабе, затем фотографическим способом уменьшить ее до нужных размеров и наклеить на металлическое основание шкалы микроамперметра.

Радиосхемы Схемы электрические принципиальные. Схема омметра

Омметр схема

Омметр, пожалуй, самый необходимый и самый ходовой прибор как в практике радиолюбителя, так и в работе любого, кто хоть как-то мало-мальски в своей работе связан с ремонтом электрических устройств и цепей.

Омметр с линейной шкалой

Большинство самодельных омметров имеет нелинейную шкалу отсчета стрелочного индикатора, что обусловлено типом применяемых устройств, и что порою сильно мешает как изготовлению прибора, так и градуировке его шкалы. Значительно удобнее пользоваться омметром, имеющим линейную шкалу, так как значительно упрощается процесс наладки и калибровки прибора.

Простой цифровой мегоомметр

Вообще, любой комбинированный измерительный прибор умеет мерить сопротивления. Но даже не всякий омметр имеет пределы измерения выше мегоома, хотя в практике радиолюбителя потребность в измерении сопротивлений больших величин очень часто просто необходима. Благодаря наличию специализированных микросхем можно собрать необходимый простой цифровой мегомметр.

Широкодиапазонный омметр

Радиолюбителям известны трудности при измерении малых величин сопротивлений. На показания прибора влияют ненадежность контактов и зажимов подключений, сопротивление соединительных проводов, которые увеличивают погрешность измерения и не обеспечивают необходимую точность считывания. В подобном случае необходимо реализовать мостовой метод измерения с четырех проводным подключением. Здесь приводится схема приставки к цифровому омметру, описанному в одной из приводимых публикаций ранее. Отдельно необходимо обратить внимание, что для питания приставки потребуется отдельный сетевой (стабилизированный) источник питания, в связи со значительным током потребления.

Приставка для измерения малых сопротивлений

Очень часто в радиолюбительской практике возникает потребность измерения малых величин электрического сопротивления: прозвонка моточных изделий, подбор шунтов различного назначения и др. Для этого необязательно конструировать самостоятельный измерительный прибор, а достаточно изготовить приставку к уже имеющимуся какому-либо измерителю.

Электронный омметр на скорую руку

Схема простенького омметра, который может помочь при подборе шунтов и резисторов, так как способен измерять малые сопротивления на пределах 10, 25, 100 и 250 Ом, причем с отчетом по линейной шкале.

Омметр с линейной шкалой

Большинство омметров промышленного производства имеет нелинейную шкалу измерения, это обусловлено физикой явления. Пользоваться ею неудобно, но особых проблем нет. Но вот при самостоятельном изготовлении омметра возникнет проблема градуировки измерительного прибора. Другое дело, когда устройство имеет линейную шкалу считывания, тогда вообще может не потребоваться калибровка. Дополнительным преимуществом приводимой схемы является способность измерять величины от десятых долей Ома, что может пригодиться при прозвонке различных индуктивностей типа обмоток дросселей и трансформаторов.

radio-shema.ru

Измерение электрического сопротивления. Приборы: омметр и логометр.

Измерение электрического сопротивления

Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:

Приборы для измерения электрического сопротивления

Можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. Существуют две схемы омметра:

Схемы включения омметра

Рис. 1: а - последовательная; б - параллельная

Уравнение шкалы последовательной схемы измерения:где Г - сопротивление цепи гальванометра. При U = const угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений.

Логометр

Измерение сопротивлений можно также осуществлять логометрами. На рисунке 2 приведена принципиальная схема логометра.

Схема логометра

Для этой схемы имеем:

Отклонение подвижной части логометра:

Таким образом, показание прибора не зависит от напряжения источника питания и определяется величиной измеряемого сопротивления Rx.

www.mtomd.info

Радиосхемы. - Простейший Ом-метр

Простейший Ом-метр

Самодельные измерительные приборы

Журнал Радио 1 номер 1998 годВ Сычев. Москва

При изготовлении электроизмерительных приборов могут возникнуть некоторые трудности, связанные с изготовлением приборных шунтов. Эти шунты обычно низкоомные. и подобрать их нужно тщательно, так как от этого зависит точность измерителя. Для этого предлагается изготовить простой электронный омметр, которым можно измерить малые сопротивления при линейной шкале на четырех пределах: 10, 25.100 и 250 Ом.

Схема прибора

Схема прибора изображена на рисунке. Он состоит из источника стабилизированного тока на транзисторе VT1. режим работы которого задают стабилитрон VD1 и резисторы R3. R4, R5, и вольтметра (микроамперметр РА1 и резисторы R1, R2).

Коллекторный ток транзистора VT1 создает на резисторе Rx напряжение, пропорциональное его сопротивлению. Поэтому, если откалибровать (т.е. установить стрелочный указатель микроамперметра на последнее деление шкалы) измерительную часть по определенному образцовому резистору Roop. то измеряемое сопротивление можно будет считывать по линейной шкале измерительного прибора.

Работа с прибором сводится к следующему. К зажимам "Rx" присоединяют проверяемый резистор (например, изготавливаемый шунт), а к зажимам "Ro6p" -образцовый резистор, соответствующий выбранному пределу измерения. Переключатель SA2 переводят на соответствующий предел измерения, а переключатель SA1 - в положение "К" (калибровка). После подачи напряжения питания нажатием на кнопку SB1 подстроечным резистором R4 устанавливают стрелочный указатель на последнее деление шкалы. Затем переключатель SA1 переводят в положение "И" (измерение) и измеряют сопротивление Rx. Точность измерения в основном будет зависеть от точности образцовых резисторов.

Если во вспомогательном приборе использовать источник питания с напряжением 8...9 В или менее чувствительную головку, то стабилитрон Д814А нужно заменить на КС139А или КС147А, сопротивление резистора R5 уменьшить до 100 Ом. a R4 - до 470 - 680 Ом. Кроме того, если сопротивление образцового резистора не соответствует точно необходимому пределу измерения, то калибровку измерителя допустимо произвести с установкой показания, соответствующего номинальному значению этого резистора, если оно составляет не менее 80% от предела.

В приборе могут быть применены образцовые резисторы типов МТ, БЛП, С2-29В. С2-36. С2-14: резисторы МЛТ (R1. R3. R4. R5): резистор R2 типов СПО-0.5, CП3-4б или аналогичный; транзисторы серий КТ814. КТ816 с коэффициентом передачи тока базы более 50. В качестве микроамперметра РА1 применима измерительная головка, которая будет установлена в изготавливаемый прибор (например, 50 или 250 мкА). Переключатели SA1 и SA2 - тумблеры типа ТВ2-1. Вообще говоря, переключатель SA1 можно и исключить, оставив одну пару зажимов, к которым сначала подключить резистор Rocp. а после калибровки - резистор Rx.

В случае применения в приборе более распространенных транзисторов структуры п-р-п следует изменить полярность включения источника питания стабили трона и микроамперметра.

radio-uchebnik.ru

16

16 Измерение сопротивления. Схема включения омметра. Мегаомметр.

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

Rx = U / (I – U/Rv) (110)

где Rv - сопротивление вольтметра.

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

Rx = U/I – RА (111)

где RА - сопротивление амперметра.

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

Измерение сопротивлений электрическими мостами. Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением Rx (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания - в другую (питающую).

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в та-

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

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

ком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

Rx = (R1/R2)R3 (112)

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

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

Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление Rx отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением Rx и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом. Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями Rx и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

Rx = R0R1/R4 (113)

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

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления Rx. Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления Rx или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

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

Измерение омметром. Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением Rx (рис. 341) и добавочным резистором RД в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора RД ток в цепи зависит только от сопротивления Rx. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

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

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами. Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 341. Схема включения омметра

Рис. 342. Устройство мегаомметра

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

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

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

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

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

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении Rx будет изменяться угол? отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой - к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку - с зажимом Л.

studfiles.net

ОММЕТР С ЛИНЕЙНОЙ ШКАЛОЙ | Техника и Программы

У радиолюбителей, особенно начинающих, большой популярностью пользуются омметры с линейной шка­лой, не требующие замены и градуировки шкалы стре­лочного индикатора. Сравнительно простая конструкция такого омметра была разработана на операционном усилителе. Омметр позволяет измерять сопротивления от 1 Ом до 1 МОм, что вполне достаточно для многих практических целей.

Принцип действия омметра на операционном усили­теле поясняет рис. 1. Измеряемый резистор Rх вклю­чен в цепь обратной связи между выходом усилителя и его инвертирующим входом. В этой же цепи стоит и эталонный резистор R3. На неинвертируюший вход по­дается опорное напряжение от источника G1. В таком режиме выходное напряжение операционного усилителя будет зависеть от соотношения сопротивлений Rx и R3 цепи обратной связи. Его и измеряет относительно опорного напряжения вольтметр PV, показания которо­го прямо пропорциональны сопротивлению Rx.

Рис. 1. Функциональ­ная схема омметра с линейной шкалой

Принципиальная схема омметра приведена на рис. 2. Опорное напряжение + 2 В на неинвертирующем входе усилителя создается де­лителем из резистора R10 и стаби­лизатора тока на транзисторе VI. Точное значение опорного напряже­ния подбирают переменным рези­стором R12. Поскольку при измере­нии малых сопротивлений ток в измерительной цепи, а значит, и вы­ходной ток усилителя может пре­вышать допустимый для ОУ, в омметр введен эмиттерный повто­ритель на транзисторе V3. Чтобы защитить стрелочный индикатор от перегрузок при слу­чайном увеличении выходного напряжения усилителя из­за неправильного положения переключателя S1, парал­лельно выводам индикатора подключен диод V2,

Вольтметр состоит из миллиамперметра РА1 и ре­зисторов R13, R14. В показанном на схеме положении кнопки S2 вольтметр рассчитан на измерение напряже­ний до 2 В. При замыкании контактов кнопки резистор R14 шунтируется и вольтметр измеряет напряжение до 0,2 В.

Эталонные резисторы подключаются к инвертирую­щему входу ОУ переключателем S1. Сопротивление эта­лонного резистора определяет поддиапазон измерений омметра. Так, при включении резистора R1 прибором можно измерять сопротивления примерно от 100 кОм до 1 МОм. При следующем положении переключателя предельное измеряемое сопротивление может достигать 300 кОм, а при дальнейших положениях эти значения будут соответствовать 100 кОм, 30 кОм, 10 кОм, 3 кОм, 1 кОм, 300 Ом, 100 Ом. В итоге получается девять поддиапазонов измерения.

Благодаря кнопке S2 пределы измеряемых сопро­тивлений можно уменьшить в 10 раз. Пользуются ею только на двух последних поддиапазонах. Таким обра­зом, к имеющимся поддиапазонам добавляются еще два: до 30 Ом и до 10 Ом.

Рис. 2. Принципиальная схема омметра с линейной шкалой

Чтобы более экономно расходовать энергию источника питания, его подключают к прибору кнопкой S3 только во время измерения.

Рис. 3. Размещение деталей на лицевой панели корпуса

Детали омметра размещены в небольшом корпусе. На съемной лицевой панели из гетинакса размерами 190 X 130 мм (рис. 3) укреплены индикатор, переклю­чатель поддиапазонов S1 и кнопочные выключатели S2, S3, резистор калибровки R12 и зажимы для подключения источника питания и проверяемого резисто­ра (или другой детали, обладающей оммическим сопро­тивлением) .

Эталонные резисторы подпаяны непосредственно к лепесткам переключателя, а операционный усилитель и транзисторы смонтированы на плате из стеклотексто­лита (можно гетинакса) размерами 35 X 30 мм, кото­рую можно прикрепить, например, к лицевой панели с внутренней стороны.

Резисторы R1 - R9 могут быть МЛТ-0,125, МЛТ-0,25 или другие, подобранные с точностью ±1%, - от этого во многом зависит точность измерений. Перемен­ный резистор R12 - СПЗ-4а или другой. Диод V2 мо­жет быть, кроме указанного на схеме, Д226 с любым буквенным индексом или другой с прямым напряже­нием 0,3…0,6 В. Транзисторы любые из серий К.Т312, КТ315. Стрелочный индикатор может быть с током полного отклонения стрелки 1 мА и внутренним сопротив­лением 82 Ом. Тогда резистор RI3 должен иметь со­противление 118 Ом, a R14 - 1,8 кОм. Подойдет и ми­кроамперметр М24 с током полного отклонения стрел­ки 100 мкА и внутренним сопротивлением 783 Ом. (та­кой индикатор показан на рис. 3), он удобен тем, что имеет шкалу на 100 делений, облегчающую отсчет из­меряемых сопротивлений. Но в этом случае необходи­мо зашунтировать индикатор резистором сопротивле­нием около 92 Ом, чтобы стрелка индикатора отклоня­лась на конечное деление при токе 1 мА. Сопротивле­ния резисторов R13, R14 для такого варианта остаются неизменными. В случае же использования индикатора с другим внутренним сопротивлением придется пересчи­тать сопротивление резисторов так, чтобы с резистором R14 стрелка индикатора отклонялась на конечное деле­ние шкалы при напряжении 0,2 В, а с последовательно соединенными резисторами R13, R14 - npи напряжении 2 В.

Налаживание прибора начинают с проверки правильности монтажа. Затем подключают к зажимам питания источник напряжением 9 В, например две по­следовательно соединенные батареи 3336Л. К зажимам «Rх» подключают выводы точно измеренного резисто­ра, например, сопротивлением 100 кОм. Движок пере­менного резистора R12 устанавливают в среднее поло­жение, а ручку переключателя S1 - в положение «.300 к». Только после этого нажимают кнопку S3. Стрелка индикатора должна отклониться примерно на треть шкалы. Добиваются этого переменным резисто­ром R12 «Калибр». Затем переключателем устанавли­вают поддиапазон «100 к» и переменным резистором добиваются точного отклонения стрелки индикатора на конечное деление шкалы. Проверяют калибровку на других поддиапазонах, подключая к зажимам «Rx» ре­зисторы сопротивлением 30 кОм, 10 кОм, 3 кОм и так далее. При значительных расхождениях в показаниях индикатора и сопротивлении измеряемого резистора следует подобрать точнее соответствующий эталонный резистор.

Чтобы избегать зашкаливания стрелки индикатора при работе с омметром, нужно всегда начинать измерения в положении переключателя «1 М», а затем, по мере отклонения стрелки индикатора, постепенно переходить на другие поддиапазоны.

nauchebe.net

Начинающим радиолюбителя можно рекомендовать изготовить не сложный прибор, наиболее часто используемым при ремонте или настройки радиотехнических устройств. Авометр объединяет в себе много­предельные амперметр и вольтметр по­стоянного и переменного тока, омметр, а иногда еще и испытатель маломощ­ных транзисторов.

Принципиальная схема подобного упрощенного измерительного при­бора показана на рис. ниже. Он позволя­ет измерять постоянные токи до 100мА, постоянные напряжения до 30 В и со­противления от 50 Ом до 50 кОм. Пе­реключение видов и пределов измере­ния осуществляется включением одного из щупов в гнезда Гн1-Гн10. Второй щуп, вставленный в гнездо Гн11 «Общ.», общий для всех видов и пре­делов измерения.

Омметр однопредельный. В него вхо­дят: микроамперметр ИП1, источник питания Э1 напряжением 1,5 В и добавочные рези­сторы R1 «Уст. 0» и R2. Перед изме­рением щупы прибора соединяют, и пе­ременным резистором R1 стрелку мик­роамперметра устанавливают на конеч­ную отметку шкалы, являющуюся ну­лем омметра. Затем щупами касаются выводов резистора, обмотки трансформа­тора или проводников участка цепи, сопротивление которых надо измерить, и по шкале омметра определяют ре­зультат измерения.

Четырехпредельный вольтметр обра­зуют тот же микроамперметр ИП1 и добавочные резисторы R3-R6. С ре­зистором R3 (при включении второго Щупа в гнездо Гн2) отклонение стрел­ки микроамперметра на всю шкалу соответствует напряжению 1 В, с ре­зистором R4-3 В, с резистором R5- 10 В, с резистором R6-30 В.

Миллиамперметр пятипредельный: 0-1, 0-3, 0-10, 0-30 и 0-100 мА. Его образует универсальный шунт составленный из резисторов R7-R11, к которому кнопкой Кн1 подключают микроамперметр ИП1. Так сделано для того, чтобы при измерении микро­амперметр подключался к шунту, через который течет большая часть измеряе­мого тока, а не наоборот.

Конструкция рекомендуемого комби­нированного измерительного прибора показана на рис. Микроамперметр типа М49 на ток полного отклонена стрелки 300 мкА с сопротивлением рам­ки 300 Ом. Переменный резистор R1 (СПО-0,5), кнопка КН (КМ1-1) и все гнезда прибора укреплены непосредст­венно на лицевой панели, выпиленной из листового текстолита толщиной 2 мм. Роль гнезд Гн1-Гн11 выполняет гнездовая часть десятиконтактного разъема. Низкоомные резисторы R9-R11 типа МОИ (или проволочные), остальные МЛТ на мощность рассеяния 0,5 или 0,25 Вт. Необходимые сопро­тивления резисторов подбирают при налаживании путем их замены, параллельным или последовательным соеди­нением нескольких резисторов. В опи­сываемом приборе каждый из резисто­ров R3 и R6, например, составлен из двух последовательно соединенных ре­зисторов, каждый из резисторов R5 и R11 также из двух резисторов, но со­единенных параллельно.

Калибровка вольтметра и миллиам­перметра заключается в подгонке со­противлений добавочных резисторов и универсального шунта под максималь­ные напряжения и токи соответствую­щих пределов измерения, а омметра - к разметке шкалы по образцовым ре­зисторам.

Калибровку вольтметра производите по схеме, показанной на рис. Па­раллельно батарее Б1 напряжением 13,5 В (или от БП) подключите пе­ременный резистор Rp сопротивлением 2-3 кОм, который будет выполнять роль регулировочного, а между его движком и нижним (по схеме) выво­дом,- параллельно соединенные само­дельный калибруемый (VK) и образ­цовый (V0) вольтметры. Образцовым может быть вольтметр заводского аво­метра. Предварительно движок регу­лировочного резистора поставьте в край­нее нижнее (по схеме) положение, а калибруемый вольтметр включите на первый предел измерений - до 1 В. Постепенно увеличивая напряжение, по­даваемое от батареи на вольтметры, установите на них по образцовому вольтметру напряжение, точно равное 1 В. Если при этом стрелка калибруе­мого вольтметра не доходит до ко­нечной отметки шкалы, это укажет на то, что сопротивление добавочного ре­зистора R3 оказалось больше, чем на­до, а если уходит за пределы шкалы, то - меньше. Подбирая этот резистор, добейтесь, чтобы при напряжении 1 В стрелка вольтметра устанавливалась точно против конечной отметки шкалы.

Точно так же, но при напряжениях 3 и 10 В, фиксируемых образцовым вольтметром, подгоняйте добавочные резисторы R4 и R5 следующих двух пределов измерений. Для калибровки четвертого предела измерений не обя­зательно подавать на вольтметры на­пряжение 30 В. Можно подать 10 В и подбором резистора R6 установить стрелку калибруемого вольтметра на отметку, соответствующую первой третьей части шкалы. При этом откло­нение его стрелки на всю шкалу будет соответствовать напряжению 30 В.

Для калибровки миллиамперметра потребуются: миллиамперметр на ток до 100 мА, свежий элемент 343 или 373 и два переменных резистора - пленочный (СП, СПО) сопротивлением 5-10 кОм и проволочный сопротивле­нием 50-100 Ом. Первый из этих ре­гулировочных резисторов будете ис­пользовать при подгонке резисторов R7-R9, второй - при подгонке рези-, сторов R10 и R11 универсального шунта.

Первым подгоняйте резистор R7 шунта. Для этого соедините последо­вательно (рис. б): образцовый мил­лиамперметр мА0, калибруемый мАк, включенный на первый предел изме­рений (до 1 мА), элемент Э1 и пере­менный резистор Rp. Нажмите кнопку Кн1 «/» (см. рис. 17) авометра и, плавно уменьшая вводимое сопротивле­ние регулировочного резистора Rv, ус­тановите в цепи ток, равный 1 мА. Сопротивление резистора R7 должно быть таким, чтобы при таком токе в цепи стрелка калибруемого миллиам­перметра была против конечной отмет­ки шкалы.

Аналогично подгоняйте: резистор R8 - на пределе 3 мА, резистор R9- на пределе 10 мА, а затем, заменив пленочный регулировочный резистор проволочным, резистор R10 - на пре­деле 30 мА и, наконец, резистор R11- на пределе 100 мА. Подбирая сопро­тивление очередного резистора шунта, уже подогнанные не трогайте - можно сбить калибровку прибора на первых пределах измерения.

Разметить шкалу омметра проще всего с помощью постоянных резисто­ров с допуском от номинала ±5%. Делайте это так. Сначала замкните Щупы и регулировочным резистором R1 «Уст. О» установите стрелку микро­амперметра на конечную отметку шкалы, соответствующую нулю омметра. За­тем разомкните щупы и подключайте к ним резисторы с номинальными со­противлениями: 50, 100, 200, 300, 400, 500 Ом, 1 «Ом и т. д. примерно до 50-60 кОм, замечая всякий раз на шкале точку, до которой отклоняется стрелка прибора. И в этом случае ре­зисторы нужных сопротивлений со­ставляйте из резисторов других номи­налов. Например, резистор сопротивле­нием 40 Ом можно составить из двух резисторов по 20 Ом, резистор на 50 кОм из резисторов сопротивлением 20 и 30 кОм. По точкам отклонений стрелки, соответствующим разным со­противлениям образцовых резисторов, размечайте (градуируйте) шкалу ом­метра.

Шкалы самодельного комбинирован­ного измерительного прибора должны иметь вид, показанный на рис.

Верхняя из них - шкала омметра, нижняя - общая шкала вольтметра и миллиамперметра. Их надо возможно точнее начертить на плотной лакиро­ванной бумаге по форме шкалы микро­амперметра. Затем осторожно извлечь магнитоэлектрическую систему прибора из корпуса и наклеить новую шкалу, точно совместив дугу шкалы омметра с прежней шкалой. Чтобы не разби­рать микроамперметр, шкалы самодель­ного прибора можно начертить на плотной бумаге в соответствующем масштабе прямолинейными и наклеить ее на лицевую или переднюю боковую стенку ящика прибора.

В описанном комбинированном при­боре использован микроамперметр на ток Iи=300 мкА с сопротивлением рамки Rи, равным 300 Ом. При таких параметрах микроамперметра относи­тельное входное сопротивление вольт­метра не превышает 3,5 кОм/В. Увели­чить относительное входное сопротив­ление и тем самым уменьшить влияние вольтметра на режим в измеряемой це­пи можно только использованием бо­лее чувствительного микроамперметра. Так, например, с микроамперметром на ток I=200 мкА относительное вход­ное сопротивление вольтметра будет 5, а с микроамперметром на ток I =100мка - 10кОм/В. С такими приборами расширится и предел измерения омметром. Но при замене микроамперметра более чувствительным надо с учетом его параметров I и К пересчитать сопротивление всех сопротивлений авометра.

Таким способом можно проверить или откалибровать любой стрелочный или цифровой вольтметр (амперметр). В качестве образцового рекомендуется использовать цифровой прибор заводского исполнения.

Такой прибор можно также положить в бардачок автомобиля. В поездке он может пригодиться для отыскания повреждений электропроводки, не годных ламп, соответствия бортового напряжения автомобиля.

Литература: В.Г.Борисов. Радиотехнический кружок и его работа.

П О П У Л Я Р Н О Е:

>>

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:

Популярность: 12 692 просм.

www.mastervintik.ru

Что измеряет прибор омметр:

electric-220.ru

Радиолюбителю зачастую необходимо знать сопротивление того или иного резистора или какого-либо участка цепи, но мультиметра под рукой может при этом не оказаться, зато неподалеку может быть Arduino, на основе которого можно самостоятельно собрать простой омметр для измерения сопротивлений.

Как измерить сопротивление с помощью Arduino

Сразу следует отметить, что помимо Arduino также нужен один резистор с известным номиналом. Схема очень проста и основана на делителе напряжения, в котором один резистор является известным, а сопротивление другого следует выяснить. Затем на Arduino мы запустим программу, которая будет вычислять сопротивление по закону Ома. Итак, схема омметра на основе Arduino и делителя напряжения выглядит следующим образом:

Код (скетч) для создания простого омметра на основе Aduino представлен ниже:

Введите значение вашего известного резистора (в омах) в строке 5 приведенного выше кода. В данном случае используется известный резистор со значением 1 КОм (1000 Ом). Поэтому строка 5 должна выглядит так: float R1 = 1000. Программа устанавливает аналоговый вывод A0 для считывания напряжения между известным резистором и неизвестным резистором. Вы можете использовать любой другой аналоговый вывод, но просто измените номер линии в строке 1 и соответствующим образом подключите схему. Когда вы откроете последовательный монитор, вы увидите значения сопротивления, выводимые один раз в секунду. Будут два значения: R2 и Vout. R2: сопротивление вашего неизвестного резистора в Ом. Vout: падение напряжения на вашем неизвестном резисторе.

Насколько же будут точными измерения с помощью Arduino? Ниже приведен экран последовательного порта при измерении резистора номиналом 200 Ом.

Значения довольно точны, ошибка составляет всего лишь 1.6%. Но это справедливо только для тех случаев, когда неизвестный резистор не на порядки отличается от известного, чтобы напряжение было не слишком маленьким, и его можно было считать с помощью АЦП Arduino. Но вот какие значения можно получить, если измерять сопротивление резистора номиналом 220 Ком при эталонном резисторе 1 КОм.

Так что для разных диапазонов измерения сопротивления нужны разные эталонные резисторы. В целом, данный проект позволяет сделать довольно простой и дешевый омметр на Arduino своими руками.