33. Измерение активных сопротивлений методом амперметра-вольтметра. Электронные омметры.

Измерение методами амперметра и вольтметра сводится к определению тока или напряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома. Метод можно использовать для измерения активного и полного сопротивления, индуктивности и емкости.

Схема:

Измерение активных сопротивлений производят на постоянном токе, при это включать резистор Rx в измерительную цепь можно по двум схемам.

В схеме с амперметром отклонение показаний миллиамперметра пропорционально току:

и обратно пропорционально измеряемому сопротивлению Rx. По такой схеме измеряют достаточно большие сопротивления (от 1 Ом до 200МОм). Шкала обратная. Перед измерениями зажимы х замыкают ключом K и переменным резистором Rд устанавливают такой ток, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу, что соответствует точке 0 Ом.

Для измерения небольших сопротивлений (0,01…100 Ом) используется схема с вольтметром. Показания вольтметра определяются формулой: U, при условии, что Rд >>Rx, U приблизительно равно ERx/Rд, т.е. имеет место прямая зависимость напряжения (показания вольтметра) от измеряемого сопротивления Rx.Шкала прямая. Перед измерением стрелку на приборе совмещают с отметкой «∞» при разомкнутых зажимах х.

Обе схемы приводят к методическим погрешностям измерения Δ Rx, зависящим от погрешн приборов и от калибровки.. В 1ой схеме методическая погрешность измерения тем меньше, чем меньше внутреннее сопротивление амперметра (при Ra →∞, Δ Rx→0), а во 2ой схеме эта погрешность тем меньше, чем больше сопротивление вольтметра (при Rv→∞, Δ Rx→0).

Точность обоих методов невелика, погрешность 1.5-2%.

Рассмотренные методы измерения активного сопротивления до сих пор широко используются в малогабаритных комбинированных приборах – так называемых тестерах. Показания современных приборов обычно регистрируются с помощью цифровых табло.

Электронные омметры.

Больш точность, выше чувствит.

Использ УПТ(усил) с ООС

Современные электронные омметры аналогового типа выполняют на основе инвертирующего усилителя на ОУ, охваченного отрицательной обратной связью с помощью измеряемого сопротивления Rx.

Погрешности измерения электронных омметров 2-4%

Больш коэф передачи. Вход сопрот больш.

Uвх=Uвых*R1/(R1+Rx) + E*Rx/(R1+Rx)=-Uвых/kоу

Kос= Uвых/Е=- Rx/(R1+Rx) / R1/(R1+Rx)+1/kоу≈ Rx/R0

Стабилиз Е и измер выходн напряж. Оно Ξ Rх, шкала линейная и не завис от усилителя.

Для измер провод Rx<=>R1 и UвыхΞGх

Подключ неизв резистора делается длин проводами, на которых падает напряж(и их сопративл входит в Rx). Чтобы избежать этого, использ двойные провода, на каждую клемму Rx(четырехзажим схема)

Ток через Rx идет с выхода ОУ по одному из проводов Н(высок потенц) и L(низкий пот) через R0 и входной источн. Пара друг проводов использ для подачи напряж на вход ОУ и на вольтм.

Kоэф обр связ=Rх/R1-образцов резистор

Коэф передачи завис от отнош 2х пассивн Эл-ов

34. Цифровые методы измерения полных сопротивлений с преобразованием в напряжение

Метод удобно использ для гармонич сигн.

Эмпиданс-полное сопротивл

Адмиттанс-проводимость

Измеритель иммитанса-измер компл сопр.

Компл амплит-это отнош 2х реальных ампл и * на exp

Для измер на перем токе надо измер L,C с учетом потерь. Две схемы замещ.

для емкости для индукт

C=B/ω, L=X/ ω

Q=ωL/r=X/R –добротн

Tgδ=1/Q=ωC/G=ωCR фактор потерь

Метод, примененный в цифровых приборах, Z->U – преобразов сопротивл в напряж.

Реализ метод- прибор Е715

Основной блок-преобразователь I->U на операционном усилителе(или просто на образцовом резисторе)

U0-опорное напряж с нулевым фаз сдвигом

Удвоен частоту удал фильтром

Преобраз частоты на нулевую-синхрон детектор. Он фазочувствит.

После ФНЧ- цифров вольтм пост тока.

МПС-микропроц система

U0 считаем 1

Отнош амплитуд вычисл в МПС.

Надо измерить компл амплитуды напряж –фазочувствит синхронныйдетектор. Подавая на детектор cos wt-проекция измер волны на вещ ось, подавая sin wt-проекция U на мнимую ось.

U1 sin(wt+ φ)cos wt=Ux/2 sinφ

Таким образ опред надо 2 компл амплитуды путем измер 4 пересеч и расчет(микропроцессором) веществ и мним части

R=(ES+FT)/(S^2+T^2) X=(FS-ET)/(S^2+T^2) откуда расчит L Q по изв частоте-они в приборе постоянны. Для измер частотн хар-ки-требунтся ввести генератор с произв частотой и частотомер для ее измер(либо цифров генератор)

Точность зависит:

-точности установ частоты

-стабильн между переключ

-погрешность преобраз тока в напряж

-погр масштабного усилит

-погр перемножителя

-погр вольтметра

-погр округления при расчетах