Понятие электронного омметра

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение 3

1.Электронные омметры  4

1.1.Схемы электронных омметров 4

1.2. Регулировка омметра с последовательной схемой включения... ...5

2.0мметр ЩЗОб 6

2.1. Применение омметра ЩЗ06 7

2.2.Технические характеристики омметра ЩЗОб  9

З.Широкодиапазонные цифровые омметр 9

ЗЛ.Четырехзажимный метод измерения сопротивления 12

3.2.0мметр с линейной шкалой 14

З.З.Принцип  работы омметра питающегося  от сети переменного 
тока 15

 

Введение.

   На  основе магнитоэлектрического измерительного механизма выпускают и омметры. Применяются две основные измерительные  схемы омметров; последовательная и  параллельная.

   В последовательной схеме измерительный  механизм включается последовательно  с измеряемым сопротивлением R_x и плавно регулируемым сопротивлением R_p . Перед подключением измеряемого сопротивления входные зажимы омметра закорачиваются и с помощью регулируемого сопротивления достигается ток полного отклонения

I₀=U/(Rn+Rp).

   Этому току соответствует нулевое значение шкалы омметра. Затем к входным  клеммам омметра подключается измеряемое сопротивление. Ток при этом уменьшается  и становится равным

I=U/(R_{n +} R_p+R_x) (1.1)

   Поскольку все параметры цепи, кроме R_x в выражении (1.1) остались прежними, то значение тока будет определяться только величиной R_x. Шкала прибора получается обратной и нелинейной (нулевому току соответствует бесконечное значение измеряемого сопротивления).

   При параллельной схеме шкала получается прямой, но тоже нелинейной. В самом деле, при разомкнутых входных зажимах (R_x = со) с помощью R_p устанавливается ток полного отклонения

I₀=U/(R_p+R_n) .

   Ему соответствует бесконечное значение измеряемого сопротивления. При  коротком замыкании входных зажимов  ток через прибор будет равен  нулю (весь ток будет протекать  через короткозамкнутую цепь входных  зажимов). Этому будет соответствовать  нулевая отметка шкалы омметра. А при подключении измеряемого  сопротивления R_x ток через прибор будет равен

I =U 

_{rx + (r.+rA} 

1- 

RA 

(1.2)

   Поскольку все параметры цепи кроме Rx по сравнению со случаем разомкнутых входных зажимов остаются неизменными, то ток будет однозначно зависеть от измеряемого сопротивления Rx.

Омметры с параллельной схемой используется для измерения небольших сопротивлений (до единиц кОм). Омметры с последовательной схемой более удобны для измерения больших сопротивлений (от 1 кОм до 1 Мом). 
 

Электронные омметры.

     Электронные омметры (подгруппа Е6) широко использую гол для измерения активных сопротивлений в диапазоне 10Е-4 – 10Е12 Ом при измерении сопротивлений резисторов, изоляции, контактов, поверхностных объемных сопротивлений и в других случаях.

1.1. Схемы электронных омметров.

   В основе большинства электронных омметров лежат достаточно простые схемы которые приведены па рисунке:

 
 
 
\х-Л'" '•"•I'ltit

■3     4

           Рис.1. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы омметров, электрический измерительный механизм, то при соблюдении условия U=Const показания будут определяться значением измеряемого сопротивления Rx. Следовательно, шкала может быть отградуирована в единицах сопротивления.

Для последовательной схемы включения Rx (рис. 1,а)

a=SL'/R+Rx; (1)

а для параллельной схемы включения Rx (рис.1, б)

а= SU*Rx/(RRx+RД(R+Rx); (2)

где S=Bsw/W- чувствительность магнитоэлектрического измерительного механизма. 
 
 
 

   Так как  все значения величин в правой части уравнений (1) и (2), кроме Rx, постоянны, то угол отклонения определяется значением Их, Такой прибор называется омметром. Из выражений (1) и (2) следует, что шкалы омметров при обеих схемах включения неравномерны. В последовательной схеме включения в отличие oi параллельной, нуль шкалы совмещен с максимальным углом поворота подвижной части. Омметры с последовательной схемой соединения более пригодны для измерения больших сопротивлений, а с параллельной схемой — малых. Обычно омметры выполняю! в виде переносных приборов классов точности 1,5 и 2,5. В качестве источника питания применяют сухую батарею.

   С течением времени напряжение батареи падает, г. е. условие U =const не выполняется. Вместо этого, трудно выполнимого на практике условия. поддерживается постоянным значение произведения BU = const, a следовательно, и SU =  const Для этого в магнитную систему прибора встраивается магнитный шунт в виде ферромагнитной пластинки переменного сечения, шунтирующей рабочий воздушный за юр. Пластинку можно перемешать с помощью ручки, выведенной на переднюю панель. ! 1рн перемещении шунта меняется магнитная индукция Я

1.2. Регулировка омметра с последовательной схемой включения.

   Для регулировки  омметра с последовательной схемой включения перед измерением замыкают накоротко его зажимы с надписью «Rx», и в том случае, если стрелка не устанавливается на отметке «О», перемещают ее до этой отметки е помощью — шунта. Регулировка омметра с параллельной схемой включения производится при отключенном резисторе Rх Вращением рукоятки шунта указатель устанавливают на отметку шкалы соответствующую значению R.x=,

   Необходимость установки нуля является крупным  недостатком рассмотренных омметров. Этого недостатка нет у омметров с магнитоэлектрическим логометром.

I1 = U/(R1 +Rн); I2 = U/(R2+R2+RД+Rx), (3)

тогда

а= F((R2+RД+Rx)/(Rl+Rн), (4)

   т. е. угол отклонения определяется значением  Rx и не зависит от напряжения U.

   Омметры с логометром выполняют весьма раню образно в зависимости от требуемого предела измерения, назначения (щитовой или переносный прибор) и т.п. 
 

Точность омметров при линейной шкале характеризуется

погрешностью  по отношению к пределу измерения. При нелинейной (гиперболической) шкале погрешности прибора характеризуются, также приведенной погрешностью, %. но по отношению к длине шкалы, выраженной в миллиметрах, т. е.; у ( 1/1шк)100.

В СССР выпускается  несколько типов электронных  омметров. Омметры

типов Е6-I2, Е6-15 имеют структурные схемы. Пределы измерения 0.001 

0,003... 100 Ом. приведенная погрешность 1,5—2,5%. Омметры типов Е6-1Q Е6-13 имеют структурную схему, приведенную па рис. 2а. Пределы измерения 100—300—1000 Ом;3—10...1000 кОм; 1—3...10⁷MOm;v^ 1-5; 2.5%.

2. Омметр ЩЗО6

   Омметр (рис. 2) имеет два исполнения: ЩЗОб-1 предназначен для измерения сопротивлений; ЩЗОб-2-для измерения сопротивлений, определения процентного отклонения измеряемого сопротивления относительно установленного значения, определения соответствия измеряемого сопротивления одной из стандартных групп допуска с произвольно устанавливаемым технологическим запасом, определения соответствия измеряемого сопротивления заданному номиналу с заданным допуском и произвольно устанавливаемым технологическим запасом.

Рис. 2. Омметр цифровой типа Щ306

   Из  интегратора импульсы интервалов компенсации  и импульсы интервала разряда остатка не компенсации поступают в схему логики управления 4. Подсчет импульсов и выделение разности двух измерений осуществляются двумя декадами младших разрядов 5 и тремя или четырьмя декадами старших разрядов б реверсивного счетчика. Далее информация об измерении через регистры памяти, мультиплексоры и дешифратор поступает на индикатор выполненный с использованием стробирования. 
 

 
 
Рис.3. Структурная схема омметра типа Щ306-1.

 
  Пользователь  и АЦП работают от общего источника  опорного напряжения 3, что обеспечивает независимость измерения от опорного напряжения. Структурная схема омметра ЩЗОб-2 представлена на рис. 3. Омметр включает в себя блок преобразования /, блок индикации 10, блок управления 9, блок питания, микроЭВМ 4 и блок интерфейса 11.

2.1. Применение омметра Щ306.

   Омметр  применяется в научно-исследовательских, поверочных и ремонтных лабораториях, на промышленных предприятиях, изготовляющих резисторы.

  Омметры обеспечивают управление диапазонами  измерений. Вывод информации о диапазоне измерений, числовом значении измеряемой величины-В параллельном двоично-десятичном коде.

  Омметр  ЩЗОб-1 состоит из аналогового и  цифрового блоков, стабилизатора и индикатора.

  Структурная схема ЩЗОб-1 приведена на рис. 3. В  преобразователе / происходит преобразование сопротивления измеряемого резистора  в пропорциональное ему напряжение, которое подается на вход аналого-цифрового  преобразователя (АЦП) 2. Измерение сопротивления  осуществляется за полный рабочий цикл, состоящий из двух подготовительных и двух интегрирующих тактов. Измерительный  ток зависит от диапазона измерений  сопротивления. Получаемые при этом на выходе масштабного преобразователя напряжения поступают на вход АЦП, выполненного по принципу многократного интегрирования с измерением значения разрядного тока. 

 
Рис. 4. Структурная схема омметра типа Щ306-2.

   Блок  преобразования содержит входной масштабный преобразователь 2, интегратор 8 и логику управления 3. Измеряемый резистор 7 подключается к входному масштабному преобразователю в цепь обратной связи операционного усилителя. Через измеряемый резистор в зависимости от такта измерения пропускается ток, соответствующий диапазону измерения, включая дополнительный ток, вызванный смещением нулей операционных усилителей, или же только дополнительный ток. Получаемые при этом на выходе масштабного преобразователя напряжения поступают на вход интегратора, выполненного по принципу многотактного интегрирования с изменением величины разрядного тока.

   Логика  управления обеспечивает управление алгоритмом работы масштабного преобразователя и интегратора, а также связь с микроЭВМ.

   В блоке  управления происходит заполнение интервалов времени тактовыми импульсами, поступающими затем на входы четырех счетчиков старших и младших разрядов. Информация, полученная на выходах счетчиков, считывается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) микроЭВМ.

   Съем  информации со счетчиков блока управления о результате измерения и режиме работы омметра, обработка и приведение данных к виду, необходимому для индикации, математическая обработка результата, вывод данных во вспомогательное ОЗУ блока управления, управление работой омметра и другие функции возложены на микропроцессор 5, расположенный в блоке микроЭВМ. В этом же блоке находятся стабилизаторы 6 для питания устройств омметра.

   Омметр  разработан на микросхемах повышенной интеграции. В качестве элементной базы омметра используются микросхемы серий КР140, КР544, К555, К561, К580, К590и др. 
 
 
 
 
 
 

2.2.Технические характеристики.

 
   Диапазон  измерений 10~⁴ ... 10⁹ Ом. Класс точности для пределов измерений; 0,01/0,002 для 100 Ом;

0,005/0,001 для 1,10, 100 кОм; 0,005/0,002 для 1 МОм; 0,01/0,005 для 10 МОм; 0,2/0,4 для 100 МОм; 0,5/0,1 для 1 ГОм.

  Число десятичных разрядов: 4,5 в диапазонах с верхним  пределом 100 МОм, 1 ГОм; 5,5 в остальных  диапазонах в режиме без суммирования, 6,5 в режиме с суммированием. Выбор  диапазона измерений:

ручной, автоматический, дистанционный. Время установления показаний: 15 мин в режиме без суммирования, 1 ч в режиме с суммированием. Время непрерывной работы 16 ч.