Электронные измерительные приборы и методы измерений

метки: Поверка, Омметр, Сопротивление, Мегаомметр, Напряжение, Прибор, Электрический, Измерение

— сопротивление измерителя. При малых значениях r_x (до нескольких Ом) измеритель и r_x включают параллельно.

Логометрические мегаомметры Основой логометрических мегаометров является логометр, к плечам которого подключаются в разных комбинациях (в зависимости от предела измерения) образцовые внутренние резисторы и измеряемое сопротивление, показание логометра зависит от соотношения этих сопротивлений.

В качестве источника высокого напряжения, необходимого для проведения измерений, в таких приборах обычно используется механический индуктор — электрогенератор с ручным приводом, в некоторых мегаомметрах вместо индуктора применяется полупроводниковый преобразователь напряжения.

Аналоговые электронные омметры Принцип действия электронных омметров основан на преобразовании измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение с помощью операционного усилителя. Измеряемый объект включается в цепь обратной связи (линейная шкала) или на вход усилителя.

Цифровые электронные омметры Цифровой омметр представляет собой измерительный мост с автоматическим уравновешиванием. Уравновешивание производится цифровым управляющим устройством методом подбора прецизионных резисторов в плечах моста, после чего измерительная информация с управляющего устройства подаётся на блок индикации.

Наименования и обозначения Видовые наименования

• Микроомметр — омметр с возможностью измерения очень малых сопротивлений (менее 1мОм);
• Миллиомметр — омметр для измерения малых сопротивлений (единицы — сотни миллиом);
• Мегаомметр (устар. мегомметр) — омметр для измерения больших сопротивлений (единицы — сотни мегаом);
• Гигаомметр— омметр, позволяющий измерять сопротивления более 1 Гом;
• Тераомметр — омметр для измерения очень больших сопротивлений (единицы — сотни тераом);
• Измеритель сопротивления заземления — специальный омметр для измерения переходных сопротивлений в устройствах заземления.

ГОСТ 15 094

• Мхх — приборы магнитоэлектрической системы
• Фхх, Щхх — приборы электронной системы

ГОСТ 15 094

Основные нормируемые характеристики

• Диапазон измерения сопротивлений
• Допускаемая погрешность или класс точности
• напряжение на клеммах прибора.

в системе СИ Электрическое

Разработка методики поверки омметра цифрового Щ

... измерения очень малых сопротивлений (менее 1мОм); Миллиомметр — омметр для измерения малых сопротивлений (единицы — сотни миллиом); Мегаомметр (устар. мегомметр) — омметр для измерения больших сопротивлений (единицы — сотни мегаом); Гигаомметр— омметр, позволяющий измерять сопротивления более 1 Гом; Тераомметр — омметр для измерения очень больших сопротивлений (единицы ...

Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления. Сопротивление (часто обозначается буквой R или r) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника. Её можно рассчитать как где R — сопротивление;

• U — разность электрических потенциалов на концах проводника;
• I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

Единицы и размерности Размерность электрического сопротивления в СИ: dim R = L ² MT ^?3 I ^?2 . В международной системе единиц (СИ) единицей сопротивления является Ом (?, Ohm).

В системе СГС как таковой единица сопротивления не имеет специального названия, однако в её расширениях (СГСЭ, СГСМ и гауссова система единиц) используются:

• статом (в СГСЭ и гауссовой системе, 1 stat? = (10 ⁹ c^?2 ) с/см = 898 755 178 736,818 Ом (точно) = 8,98 755

• 10¹¹ Ом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 статвольт течёт ток 1 статампер);

• абом (в СГСМ, 1 ab? = 1
• 10 ^?9 Ом = 1 наноом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 абвольт течёт ток 1 абампер).

Размерность сопротивления в СГСЭ и гауссовой системе равна TL ^?1 (то есть совпадает с размерностью обратной скорости, с/см), в СГСМ — LT^?1 (то есть совпадает с размерностью скорости, см/с).

Обратной величиной по отношению к сопротивлению является электропроводность, единицей измерения которой в системе СИ служит сименс (1 См = 1 Ом ^?1 ), в системе СГСЭ (и гауссовой) статсименс и в СГСМ абсименс.

Физика явления Высокая электропроводность металлов связана с тем, что в них имеется большое количество носителей тока — электронов проводимости, образующихся из валентных электронов атомов металла, которые не принадлежат определённому атому. Электрический ток в металле возникает под действием внешнего электрического поля, которое вызывает упорядоченное движение электронов. Движущиеся под действием поля электроны рассеиваются на неоднородностях ионной решётки (на примесях, дефектах решётки, а также нарушениях периодической структуры, связанной с тепловыми колебаниями ионов).

При этом электроны теряют импульс, а энергия их движения преобразуются во внутреннюю энергию кристаллической решётки, что и приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока.

В других средах (полупроводниках, диэлектриках, электролитах, неполярных жидкостях, газах и т. д. ) в зависимости от природы носителей заряда физическая причина сопротивления может быть иной. Линейная зависимость, выраженная законом Ома, соблюдается не во всех случаях.

Сопротивление проводника при прочих равных условиях зависит от его геометрии и от удельного электрического сопротивления материала, из которого он состоит.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле:

• где? — удельное сопротивление вещества проводника;
• l — длина проводника;
• S — площадь сечения.

Удельное сопротивление — скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади.

Сопротивление металлов снижается при понижении температуры. При температурах порядка нескольких кельвинов сопротивление большинства металлов и сплавов стремится или становится равным нулю (эффект сверхпроводимости).

Напротив, сопротивление полупроводников и изоляторов при снижении температуры растёт. Сопротивление также меняется по мере увеличения тока напряжения, протекающего через проводник полупроводник.

Сопротивление человека Для расчёта величины силы тока, протекающего через человека при попадании его под электрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм. Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, не линейна по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.

Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека весьма значительно (около 15 кОм).

Поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении.

Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только до 12 В.

Метрологические аспекты Приборы для измерения сопротивления (постоянного тока)

• Омметр;
• Измерительный мост;
• Комбинированные приборы (мультиметры, универсальные вольтметры и т.

д. ).

Средства воспроизведения сопротивления

• Магазин сопротивлений;
• Катушки электрического сопротивления.

Государственным эталоном сопротивления является ГЭТ 14−91 — государственный первичный эталон единицы электрического сопротивления. Институт-хранитель — ВНИИМ.

2. Основные метрологические и технические характеристики прибора Основные технические характеристики цифрового омметра Щ34 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип средства измерений	Диапазон (поддиапазоны) измерений	Предел допускаемой основной погрешности	Технические характеристики
Омметр цифровой Щ34	От 00,001 до 99,999 Ом От 100,00 до 999,99 Ом От 1,0000 до 9,9999 кОм От 10,000 до 99,999 кОм От 100,00 до 999,99 кОм От 1,0000 до 9,9999 МОм От 10,000 до 99,990 МОм От 100,00 до 999,90 МОм		Температура окружающего воздуха (20±5) 0 С; Относительная влажность воздуха от 45 до 80%; Атмосферное давление (100±4) кПа; Напряжение сети (220±4,4) В; Частота питания переменного тока (50±1) Гц; Содержание гармоник не более 5%; Индукция внешнего синусоидально изменяющегося во времени с частотой питающей сети магнитного поля до 5 мТл;
Примечание: R к — верхний предел установленного поддиапазона измерения; R x — величина измеряемого сопротивления.

3. Выбор метода и средств измерений (эталонов) для поверки заданного прибора Для поверки омметров используются следующие меры сопротивления:

• магазины сопротивления Магазин сопротивления — физический прибор, при помощи которого в цепь гальванического тока можно ввести любой величины сопротивление току. За единицу сопротивления принят один Ом — сопротивление, представляемое прохождению тока ртутным столбом в 1 кв. мм сечением и в 106,3 см длины. Для пользования на практике изготовляют обыкновенно проволоки, имеющие сопротивление в 1, 5, 10 и т. д. Ом. Проволоки эти припаиваются концами к двум толстым, загнутым вниз медным брускам;
• сама проволока свертывается спиралью и помещается внутри деревянной, каучуковой или металлической коробочки, предохраняющей проволоку от повреждений. Для того, чтобы сопротивления не изменяли своей величины от изменения температуры, их изготовляют из проволок, приготовленных из манганина (см.), константана или т. п. сплавов;
• внутренность коробки часто наполняется маслом, которое играет роль изолятора и не допускает быстрых изменений температур проволоки;
• в масло опущен термометр.

Такое тщательно приготовленное сопротивление (рисунок 5) называется эталоном сопротивления; медные бруски служат для присоединения эталона посредством зажимов или ртутных чашечек к остальной гальванической цепи.

Рисунок 1 — Эталон сопротивления Для того, чтобы возможно было быстро и удобно менять сопротивления в цепи, несколько таких эталонов соединяют в один магазин сопротивления, причем располагают отдельные сопротивления в одном ящике так, чтобы вставлением в соответственные отверстия крышки металлических стерженьков — штемпелей, можно было ввести любую комбинацию из сопротивлений (рисунок 2).

Отдельные эталоны располагают в том же порядке, что гири в разновесе, т. е. , напр., 0,1; 0,2; 0,2; 0,5; 1; 2; 2; 5; 10; 20; 20; 50; 100; 200 и т. д. омов до 1000 или даже 100 000 Ом; наибольшие сопротивления таким путем приготовляемые равняются миллиону Ом — МОм.

Отдельные проволочные сопротивления наматываются на деревянные катушки, пропитанные для лучшей изоляции в расплавленном парафине; все катушки рядом располагаются внутри деревянного ящика, концы проволок приводятся к толстым металлическим брускам, расположенным на крышке ящика, бруски соединяются друг с другом штепселями.

Точность непосредственных измерений, производимых с помощью магазина сопротивлений, достигает 0,01%.

• катушки сопротивления Р321 катушка электрического сопротивления Варианты написания: Р-321, Р 321

Рисунок 2 — Комбинация сопротивлений Меры сопротивления регулируют эту характеристику в электрической цепи. Мосты — предназначаются для измерения сопротивления. Эти приборы используются в случаях, когда необходимо изменять сопротивление с высокой степенью точности. Кроме того, мост широко применяется в практической электрике. Он позволяет определить место повреждения кабеля, оценить асимметрию проводов и другие причины неполадок в электрической цепи.

Прибор Р321 используется в различных средах. Поэтому данная модель является оптимальным решением в том случае, если Вы работаете в разнообразных условиях. Например, Р321 функционирует в воздушных и жидкостных средах. Еще одним преимуществом данного прибора является возможность работы как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Р321 принадлежит к приборам высокого класса точности. Он широко примеряется для отладки и проверки неисправностей. Если у вас есть вопрос по использованию Р321.

Катушка электрического сопротивления Р 331

Катушка электрического сопротивления Р331 предназначена для работы в цепях постоянного тока в качестве однозначных мер электрического сопротивления классов точности 0,01 и 0,02.

Катушки эксплуатируются в жидкостной среде (конденсаторное масло, керосин, кремнийорганическая жидкость).

Технические характеристики представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2.

Тип катушки	Класс точности	Номинальное сопротивление, Ом	Номинальная допустимая мощность, Вт	Наибольшая допустимая мощность, Вт	Сопротивление изоляции, МОм
Р 331 Р 331 Р 331	0,01 0,01 0,01	100; 1000	0,1 0,1 0,1

Таблица 3

Изменение сопротивления в течение года, %:
— для катушек класса 0,01	0,002
— для катушек класса 0,02	0,005
Температура окружающего воздуха, о С	от + 15 до + 20
Относительная влажность при 20 о С, %
Габаритные размеры, мм	6110×170
Масса (без масла), кг

Катушка сопротивления Р 310

Катушка электрического сопротивления измерительная Р 310 предназначены для работы в цепях постоянного тока в качестве однозначных мер электрического сопротивления классов точности 0,01 и 0,02.

Эксплуатируются в жидкостной среде (конденсаторное масло, керосин, кремнийорганическая жидкость).

Технические характеристики представлены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4

Тип катушки	Класс точности	Номинальное сопротивление, Ом	Номинальная допустимая мощность, Вт	Наибольшая допустимая мощность, Вт	Сопротивление изоляции, МОм
Р 310 Р 310	0,01 0,02	0,001; 0,01 0,001; 0,01	0,1 0,3

Таблица 5

Изменение сопротивления в течение года, %:
— для катушек класса 0,01	0,002
— для катушек класса 0,02	0,005
Температура окружающего воздуха, о С	от + 15 до + 20
Относительная влажность при 20 о С, %
Габаритные размеры, мм	6110×170

4. Разработка проекта методики поверки заданного прибора При проведении поверки должны выполняться операции и применяться средства поверки, указанные ниже (23, https:// ).

Таблица 6

Наименование операции	Номер пункта стандарта	Средства поверки и их нормативно-технические характеристики	Обязательность проведения операции при
			выпуске из производства и ремонта	эксплуатации и хранении
Внешний осмотр	4.1		Да	Да
Проверка электрической прочности изоляции	4.2	Установка для проверки электрической прочности изоляции с испытательным напряжением от 0,1 до 1,5 кВ синусоидальной формы, частотой 50 Гц, полной мощностью не менее 0,25 кВ А, с погрешностью испытательного напряжения не более ± 10%	Да	Нет
Определение сопротивления изоляции	4.3	Мегаомметры и тераомметры с верхним пределом измерения не ниже минимального допускаемого значения сопротивления изоляции электрических цепей поверяемого прибора относительно корпуса. Рабочее напряжение от 100 до 1000 В, основная погрешность не более 20%	Да	Нет
Опробование	4.4	Измерительный магазин или переменный резистор, позволяющий установить сопротивление в пределах от нуля до равного верхнему пределу измерений на основном диапазоне. Плавность регулировки сопротивления должна позволять изменять его ступенями, не превышающими 0,1 единицы младшего разряда поверяемого омметра на основном диапазоне* Отдельные постоянные резисторы с сопротивлением, близким к верхним пределам измерения всех диапазонов	Да	Да
Определение основной погрешности	4.5	Образцовые меры сопротивления 3-го разряда для поверки рабочих омметров и образцовые меры сопротивления 2-го разряда для поверки образцовых омметров 3-го разряда. Меры должны обеспечивать воспроизведение сопротивлений, соответствующих поверяемым точкам диапазона	Да	Да
Проверка выхода на цифропечатающее устройство	4.6	Цифропечатающее устройство или цифровой индикатор, предназначенные для работы с поверяемым омметром, или вольтметр или амперметр, позволяющие измерять амплитуды выходных сигналов с погрешностью не более 0,2 от допуска на амплитуду	Да	По требованию заказчика

4.1 Условия поверки и подготовка к ней

4.1.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• температура воздуха:
• (20±1) °С — при поверке омметров класса точности 0,01 и 3-го разряда;
• (20±2) °С — при поверке омметров классов точности 0,02; 0,05

(20±5) °С — при поверке омметров классов точности 0,1 и менее точных;

• относительная влажность воздуха от 45 до 80%;
• атмосферное давление (100±4) кПа, (750±30) мм рт.ст.;
• отклонение напряжения питания от номинального значения не более ± 2%;
• максимальный коэффициент нелинейных искажений напряжения питания сети 5%.

омметр цифровой поверка единица

4.1.2 Омметры, работающие со специальными присоединительными проводами, должны поверяться совместно с последними.

4.1.3 Омметры перед поверкой должны находиться в климатических условиях не менее 4 ч.

4.1.4 Перед опробованием омметр должен находиться во включенном состоянии в течение времени, указанного в нормативно-технической документации (далее — НТД) на приборы конкретного типа, а если это время не указано, то не менее 0,5 ч.

4.1.5 Если нормальные условия, при которых нормирована основная погрешность поверяемого омметра, отличаются от указанных в п. 2.1, то для него должны быть созданы соответствующие условия, а образцовые средства поверки должны работать в условиях, указанных в п. 2.1.

Если нормальные условия, при которых нормирована основная погрешность образцового средства измерений, отличаются от указанных в п. 2.1, то для него должны быть созданы условия, обеспечивающие выполнение требований п. 2.1.

4.2 Проведение поверки

4.2.1 Внешний осмотр

4.2.1.1 Представленный на поверку омметр должен быть полностью укомплектован (за исключением ЗИП).

4.2.1.2 Омметр не должен иметь ни одной из перечисленных ниже неисправностей:

• неудовлетворительное крепление разъемов, штепселей, гнезд, зажимов для подключения внешних цепей к омметру;

• повреждение изоляции внешних токоведущих частей омметров;
• грубые механические повреждения наружных частей омметра, отсутствие ручек регулировки.

4.2.2 Проверка электрической прочности изоляции При проверке электрической прочности изоляции штырьки вилки шнура питания соединяют между собой и подключают к незаземленной клемме источника высокого напряжения; заземленную клемму источника высокого напряжения соединяют с клеммой защитного заземления поверяемого омметра (при ее отсутствии с корпусом омметра);тумблер выключения питания поверяемого омметра должен находиться во включенном положении.

Напряжение на выходе источника высокого напряжения плавно повышают от нуля до значения испытательного напряжения, указанного в НТД, в течение 5 — 20 с.

Изоляция должна выдерживать полное испытательное напряжение в течение 1 мин.

Внезапное возрастание тока в низковольтной цепи источника напряжения указывает на неудовлетворительное состояние изоляции.

4.2.3 Определение сопротивления изоляции.

При измерении сопротивления изоляции напряжение должно быть не ниже максимального рабочего и не выше испытательного. Сопротивление измеряют между всеми соединенными между собой клеммами и клеммой защитного заземления поверяемого омметра (при ее отсутствии — корпусом омметра).

Сопротивление изоляции должно быть не меньше указанного в НТД на омметры данного типа.

4.2.4 Опробование

4.2.4.1 При опробовании проверяют исправность переключателей, органов плавной регулировки и коммутирующих устройств.

В омметрах не допускаются следующие неисправности:

• недостаточно четкая фиксация положений переключателей, невозможность установки переключателей хотя бы в одно из предусмотренных положений;
• неисправность, отсутствие или несоответствие съемных частей коммутирующих устройств;
• неплавный ход и заедание органов плавной регулировки, невозможность поворота органов плавной регулировки на предусмотренный угол;
• проворачивание креплений переключателей или элементов плавной регулировки или их рукояток.

4.2.4.2 Омметры включают и подготавливают к работе в соответствии с указаниями НТД. Ко входу омметра подключают поочередно резисторы с сопротивлениями, близкими к верхним пределам измерений всех диапазонов и производят их измерение в режиме ручного и автоматического запуска и при разной частоте запуска.

Устройство автоматического запуска необходимо проверять:

• при ступенчатой регулировке периодичности запуска — при всех положениях переключателя;
• при плавной регулировке периодичности запуска — при двух крайних положениях ручки регулировки частоты запуска.

Проверяют возможность установки нуля или калибровочной отметки, если такая установка предусмотрена в НТД, и возможность работы во всех предусмотренных режимах и на всех диапазонах.

Изменение показаний омметра при изменении частоты автоматического запуска должно быть не более ¼ предела допускаемой основной погрешности.

4.2.4.3 К омметру подключают магазин сопротивлений или переменный резистор, и плавно изменяя сопротивление, убеждаются, что в каждом из разрядов отсчетного устройства может быть включен любой из предусмотренных символов. Проверку производят на любом диапазоне в любом режиме работы.

В омметре не должно быть следующих неисправностей:

• невозможность включения хотя бы одного из символов на отсчетном устройстве;
• одновременное включение двух или более символов в одном разряде;
• перескок выходного хода при плавном регулировании сопротивления через одно или несколько значений хотя бы в одном* из проверяемых точек, если допустимость таких скачков не оговорена в НТД на омметры данного типа.

4.3 Оформление результатов поверки

4.3.1 При положительных результатах поверки на рабочие омметры наносят поверительное клеймо и в паспорте производят запись о годности к применению.

4.3.2 При положительных результатах поверки на образцовые омметры наносят клеймо и выдают свидетельство установленной формы.

4.3.3. Результаты поверки заносят в протокол

4.4 Форма протокола поверки ПРОТОКОЛ N______

поверки цифрового омметра типа _______ номер __________, изготовленного, представленного в поверку Поверка производилась при температуре __________ С Образцовые средства измерений:

1. (наименование, номер, тип, погрешность)

2.

3.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрены методы измерения сопротивления, изучен принцип работы омметра и разработана методика поверки заданного прибора. Она осуществляется в соответствии с ГОСТ 8 .366−79.

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются:

• косвенный метод;
• метод непосредственной оценки;
• мостовой метод.

Были выбраны следующие средства измерений для поверки омметра цифрового типа Щ 34:

• магазин сопротивлений;
• катушка сопротивления;

При поверке данного прибора выполняются следующие операции:

• внешний осмотр;
• проверка электрической прочности изоляции;
• определение сопротивления изоляции;
• опробование;
• определение основной погрешности;
• проверка выхода на цифропечатающее устройство.

При поверке омметра должны соблюдаться требования безопасности согласно ГОСТ 12 .2.007.0−75, ГОСТ 12 .2.007.3−75, ГОСТ 22 261–76 .

Результаты поверки заносятся в протокол представленный в данной курсовой работе.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/poverka-megaommetra/

1 РМГ51−2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения.

Котур В. И.

Форсилова И. Д., Акнаев Р. Ф., Жагулло О. М., Фарзане Н. Г., В. Я. Малиновского, Е. С. Полищука, Фремке А. В.

10 Ф. Мейзда Электронные измерительные приборы и методы измерений. -М.: Мир, 2008.

11 ГОСТ 8 .028−86. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления.

12 ГОСТ 8 .366−79.