Sähkövastuksen mittaus

Sähkövastusten mittaus  - esimerkinomaiset vastukset , jotka on erityisesti suunniteltu ja valmistettu käytettäväksi sähkövastuksen mittaina . Tärkeimmät lajikkeet ovat vastuskelat ja vastusvarastot.

Määritelmä

Sähkövastuksen mittauksia kutsutaan esimerkillisiksi vastuksiksi, jos ne on suunniteltu, valmistettu ja läpäissyt tilatarkastuksen tätä tarkoitusta varten. [1] Jaettu 2 ryhmään:

Resistanssiarvojen alue toistettavissa:

Historia

Resistenssimittausten historia 1800-luvulla liittyy läheisesti vastusyksiköiden kehitykseen. Vuonna 1843 Charles Wheatstone ehdotti laitetta resistanssin mittaamiseen - mittasiltaa , joka tunnetaan myös nimellä Wheatstonen silta. Sillan nopeaa ja kätevää tasapainottamista varten Wheatstone suunnitteli 3 tyyppistä reostaatteja , joista yksi muistutti suunnittelultaan vastusvarastoa, jota Werner von Siemens paransi ja levitti laajalti vuonna 1860 . [3] Joidenkin lähteiden mukaan Wheatstone ei käyttänyt säädettäviä vastuksia sillan tasapainottamiseen, ja ensimmäisen säädettävän varren sillan suunnitteli Werner Siemens vuonna 1847 [4]

Vuonna 1848 Boris Jacobi ehdotti omaa resistanssin mittausyksikköä ja valmisti standardit yhtenäisestä kuparilangasta, joka oli 25 jalkaa (7,61975 m) pitkä ja painaa 345 jyvää (22,4932 g). Standardit olivat lankakelat, täytetty eristeaineella ja sijoitettu puulaatikoihin. Jacobi lähetti kopiot standardistaan ​​I. H. Poggendorfille , joka teki useita kopioita Jacobi-standardista ja lähetti ne Euroopan merkittävimmille fyysikoille.

Vuonna 1857 Jacobi esitteli laitetta, joka sisälsi 3 ryhmää 11 identtistä 0,07 tuuman hopealangan kelaa yhteisessä puukotelossa. Ensimmäisen ryhmän keloissa oli 4 tuumaa lankaa, toisessa 40 ja kolmannessa 400 [5] [6] .

1900-luvun alkuun asti nikkelihopeaa käytettiin pääasiassa vastuskelojen valmistukseen sen korkean ominaisvastuksen vuoksi . Resistanssin vakaus ajan myötä ja TCR jätti paljon toivomisen varaa, ja vaihtoehtojen tultua käyttöön lejeeringin käytöstä luovuttiin. 1800-luvun viimeisellä vuosikymmenellä nikkelihopean ohella platinoidia käytettiin laajalti  - samankaltaisen koostumuksen seos, jota oli täydennetty volframilla (Cu - 60%, Ni - 14%, Zn - 24%, W 1 - 2%) , vakaampi ja alhaisemmalla TCR:llä. 1890-luvun puolivälistä lähtien konstantaania ja manganiinia on käytetty kelojen valmistukseen . Jälkimmäinen täytti suurimman osan materiaaleille asetetuista vaatimuksista esimerkillisten vastusten valmistukseen: korkea resistiivisyys, alhainen TCR, pieni lämpösähköteho yhdistettynä kupariin. Herkkyys ilman kosteudelle ja ilmakehän syövyttäville aineille kompensoitiin eristämällä lanka sellakilla . [7]

Laite ja luokitus

Resistenssimitat valmistetaan yleensä manganiinista , koska se:

Tässä tapauksessa he käyttävät yleensä vastuksista riippuen [1] :

Erittäin stabiileja mittoja voidaan valmistaa myös nikromista .

Yksiselitteiset toimenpiteet

Manganiinilangan käämi kierretään metalli- tai posliinirunkoon, jonka päät juotetaan kiinnikkeisiin. Kelan runko on kiinnitetty runkoon rei'illä parempaa käämityksen jäähdytystä varten. Mittauksissa, joiden nimellisvastus on 10 5 ohmia tai enemmän, on sähköstaattinen näyttö, jonka roolin yleensä suorittaa laitteen kotelo. Joissakin malleissa kotelo on täytetty muuntajaöljyllä , kerosiinilla tai silikoniöljyllä , mikä lisää eristeen kosteudenkestävyyttä ja parantaa käämin lämmönsiirto-olosuhteita. Suurten virtojen (jopa 1000 A) mittaamiseen käytetyissä varhaisissa mittauksissa voisi olla täyttönesteen sekoittamiseen tarkoitettuja laitteita ja käämi jäähdytysveden pakkokiertoa varten [9] . Kelan lämpötilan säätämiseksi mukana on pistoke lämpömittarin asentamista varten . Kelat on varustettu neljällä puristimella, joista kahta kutsutaan virtaliittimiksi ja jotka on suunniteltu yhdistämään esimerkkikela virtapiiriin, kahta muuta kutsutaan potentiaaliksi. Potentiaalipuristimet on suunniteltu mittaamaan jännitehäviö kelan resistanssin yli. Manganiinista valmistettuja mallivastuksia voidaan ladata ilmassa jopa 1 W ja öljyhauteessa jopa 4 W. [yksi]

Moniarvoiset toimenpiteet

Luokitus

Vuosikymmenten mukaan:

  • yksi vuosikymmen;
  • usean vuosikymmenen.

Kytkinjärjestelmän suunnittelun mukaan:

  • pistoke - mittat yhdistetään kartiomaisilla messinkitangoilla (tulpilla), jotka työnnetään mitoihin kytkettyjen metallilevyjen pistokkeisiin. Kosketusvastus hyvässä pintakunnossa ja riittävässä paineessa on noin 1x10 −4 ohm; pinnan ollessa likainen ja paineen ollessa heikko, kosketusvastus voi kasvaa satoja kertoja, minkä seurauksena voi syntyä merkittäviä virheitä. Vanhin kytkentäjärjestelmän tyyppi.
  • haarukka - mitat liitetään kaksinapaisella pistokkeella, joka on työnnetty ladontalevyn pistokkeisiin;
  • vipu - mitat yhdistetään fosforipronssista valmistettujen monilevyisten harjojen avulla, jotka liukuvat messinkikoskettimilla. Koska harjojen leveys ylittää koskettimien välisen raon, tämä on ainoa kytkentäjärjestelmä, joka tarjoaa kytkennän katkaisematta piiriä.
  • elektroninen - kytkentä suoritetaan matalan lämpötilan tarkkuusreleillä, joita ohjataan mikro-ohjaimella. Tällainen kauppa vaatii toimiakseen virtalähteen (verkkovirta tai akku).

Neuvostoliitossa Venäjän federaatiossa 1900-luvun loppuun mennessä pistoke- ja haarukkakaupat korvattiin kokonaan vipukaupoilla, mutta tällaisia ​​laitteita on ulkomaisten valmistajien valikoimassa.

Sovellus

Tällä hetkellä vastustustoimenpiteitä sovelletaan:

Normalisoidut perusominaisuudet

Venäjän alueella tällä hetkellä voimassa olevan GOST 23737-79:n mukaisesti "Sähkövastuksen mittaukset. Yleiset tekniset ehdot” seuraavat ominaisuudet ovat standardoituja:

  1. kaikenlaisiin vastustustoimenpiteisiin
    1. todellisen resistanssiarvon sallittu poikkeama nimellisarvosta (tarkkuusluokka);
    2. sallittu vastuksen muutos prosentteina vuodessa (epävakaus);
    3. ympäristön ilman (väliaineen) lämpötilan muutoksesta johtuvan sallitun lisävirheen raja (normaalien käyttöolosuhteiden alueen yläpisteen ja suurinta vastusta vastaavan käyttöolosuhteiden alueen pisteen välillä);
    4. tehohäviön raja-arvo ja sen vaikutuksen sallittu aika (resistanssin peruuttamattomat muutokset tällaisen vaikutuksen jälkeen eivät saa ylittää asetettua rajaa perusvirheen murto-osina)
    5. sallitun lisävirheen raja tehohäviötä muutettaessa (alueella nimellisarvosta mihin tahansa arvoon, joka ei ylitä maksimitehoa);
    6. lämpökosketuksen EMF arvo moniarvoisille mitoille, joiden ylimmäisen vuosikymmenen askelresistanssi on 10 4 ohmia tai vähemmän, ja yksiarvoisille mittauksille, joiden nimellisvastus on alle 10 4 ohmia;
  2. vaihtovirtakäyttöön tarkoitetuille vastusmittauksille
    1. aikavakion rajat
    2. taajuusalueen yläraja kHz
    3. alkuinduktanssi ja -induktanssi, kun vastus kytketään päälle, eivät ole yli 1 ohmia (alkuinduktanssi mukaan lukien) moniarvoisille mittauksille, joiden vuosikymmenen resistanssi on 100 ohmia tai vähemmän.
    4. taajuuden muutoksesta johtuvan sallitun lisävirheen raja (nollasta taajuusalueen ylärajaan)
  3. vain MMES-vipulle, jonka vastus on 10 4 ohmia tai vähemmän
    1. alkuvastuksen keskiarvo (eli vastus, kun kaikki vuosikymmenen kytkimet on asetettu nollaan);
    2. alkuresistanssin vaihtelu, joka johtuu kytkinlaitteen koskettimien kosketinresistanssien muutoksista

Nopeaa ja luotettavaa sisällyttämistä yksiselitteisten esimerkillisten vastusten piiriin jälkimmäisten johtopäätökset tehtiin paksuista kuparitankoista, joiden päät taivutettiin alas (kuten kuvassa) ja asetettiin kuppeihin elohopean kanssa [10] . Johtimien päät laskettiin samoihin kuppeihin, joihin piti kiinnittää esimerkillinen kela. Myöhemmin tämä menetelmä hylättiin elohopean korkean myrkyllisyyden vuoksi .

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 Biryukov S. V., Cheredov A. I. Metrologia: Luentotekstit. - Omsk: Publishing House of OmGTU, 2000, - 110 s
  2. ↑ GOST 23737-79 “Sähkövastuksen mittaukset. Yleiset tekniset ehdot »
  3. ↑ Mario Gliozzi Fysiikan historia - M .: Mir, 1970 - s. 261
  4. ↑ TD Lockwoodin sähkömittaus ja galvanometri: sen rakenne ja käyttötarkoitukset. toinen painos - New York, 1890 - s. 56 . Internet-arkisto: digitaalinen kirjasto, jossa on ilmaisia ​​kirjoja, elokuvia, musiikkia ja paluukonetta. Haettu: 3.5.2013.
  5. ↑ materiaalia B. S. Jacobista sähkötekniikan historiaa käsittelevällä sivustolla (pääsemätön linkki) . "E-Scientist.RU". Haettu 3. toukokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 10. syyskuuta 2011. 
  6. ↑ Tätä laitetta ei pitäisi kutsua "vastuslaatikoksi", koska siinä ei ollut erityisiä kytkentäelementtejä
  7. ↑ Bob Mills. RESISTANCE BOX  (englanniksi) . Australasian Telephone Collectors Society Inc. (1996). Haettu 12. tammikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 12. elokuuta 2013.
  8. ↑ Kushnir V.F. Sähköradiomittaukset - L .: Energoatomizdat - 1983 - s.15
  9. ↑ Voinarovsky P.D. ,. Sähköiset mittauslaitteet // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  10. ↑ Resistance shop // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.

Kirjallisuus ja dokumentaatio

Kirjallisuus

Normatiivis-tekninen dokumentaatio

  • GOST 23737-79 "Sähkövastuksen mittaukset. Yleiset tekniset ehdot »
  • GOST 8.237-2003 "Valtion järjestelmä mittausten yhdenmukaisuuden varmistamiseksi. Sähkövastuksen mittaukset ovat yksiselitteisiä. Varmistusmenetelmä"
  • MI 1695-87 “Sähkövastusmittaukset ovat moniarvoisia ja niitä käytetään tasavirtapiireissä. Varmistusmenetelmä.

Katso myös

Linkit

 Sähköiset mittauslaitteet