9. mérés

Ellenállásmérés
=============================
A mérés célja

Az egyenáramú hidakkal, az ellenállásmérõ mûszerekkel, az ellenállásmérõ módban is használható univerzális mûszerekkel valamint a V-A és A-V mérõkkel végzett ellenállásmérés módszereinek, alkalmazási sajátosságainak megismerése.

Biztonságtechnikai útmutató

A mérések nagyrészét a mérõhelyek beépített egyenfeszültségû tápegységeirõl vett feszültséggel hajtjuk végre, a tápfeszültséget elektrolit kondenzátorral szûrjük. Ügyeljünk az elektrolit kondenzátor bekötésének polaritására.

MÉRÉSI MÓDSZEREK

V-A, A-V módszer.
A méréseket ismert belsõ ellenállású voltmérõvel és ampermérõvel hajtjuk végre, változtatható egyenfeszültséggel, az 1. mérés útmutatójában ismertetett mérési és értékelési módszereket alkalmazva.

Kereszttekercses hányadosmérõ.
A kereszttekercses hányadosmérõvel kialakított ellenállásmérõ 8 V egyenfeszültségû tápfeszültséggel mûködik. A mért ellenállást a skálán leolvasott érték és a méréshatár-váltó kapcsolón feltüntetett szám szorzataként kapjuk.

Analóg univerzális mûszer (multiméter) ellenállásmérõ módban.
Különbözõ típusú telepes vagy hálózati táplálású (elektronikus) multiméterrekkel végzünk méréseket. A mûszerek vagy a soros ohmmérõ vagy a párhuzamos ohmmérõ elvén mûködnek, a mérés elõtt a mûszereket kalibrálni (nullázni) kell.
- A soros ohmmérõ kapcsait rövidre kell zárnunk, a kalibráló (nullázó) potenciométerrel a mûszert végkitérésre - az ellenállás skála nulla pontjára - állítjuk.
- A párhuzamos ohmmérõt nyitott kapcsok mellett a kalibráló potenciométerrel a mûszer végkitérésére - az ellenállás skála végtelen pontjára - állítjuk.
A méréshatár váltásakor ajánlatos a kalibrálást ellenõrizni vagy újra elvégezni, különösen a telepes táplálású mûszerek esetében. A méréshatár-váltó kapcsolón általában megtaláljuk a mért érték szorzószámát.

Digitális multiméter ellenállásmérõ módban.
Kalibrálásra nincs szükség és lehetõség. Beállítjuk a megfelelõ méréshatárt, az ellenállást a mûszer ellenállásmérõ kapcsaira csatlakoztatjuk, a kijelzõrõl leolvashatjuk a mért ellenállás értékét.
Laboratóriumi Wheatstone híd.
A híd a és b ágában dugaszolással 10 hatványai szerint növekvõ ellenállás értékeket állíthatunk be, a és b a híd méréshatárát és érzékenységét befolyásolja. A híd kiegyenlítése az R dekádellenállásal történik. A híd nullindikátora (a galvanométer) a G jelû kapcsokra csatlakozik és csak a G jelû nyomógomb benyomott állapotában kapcsolódik a hídba. Az a ág ellenállását - közel egységnyi hídáttételre, maximális érzékenységre törekedve - a mérendõ Rx ellenállás nagyságrendjére válasszuk. A b ág ellenállását úgy állítsuk be, hogy a híd kiegyenlített állapotában az R dekádellenálláson legalább 3 értékes számjegyet kapjunk. A híd kiegyenlítését mindíg kis tápfeszültségen, a galvanométer legnagyobb méréshatárán kezdjük. A durva kiegyenlítést követõen növelhetjük a tápfeszültséget és csökkenthetjük a galvanométer méréshatárát. A kiegyenlített állapot jellemzõibõl a következõ módon számítható a mért ellenállás:

Toleranciahíd.
Az ORIPONS típusú, elektroncsöves, váltakozóáramú táplálású híd toleranciahíd mûködésmódban is használható. A híd üzemmódválasztó kapcsolóját % állásba kapcsoljuk, a mérendõ ellenállást az Rx kapcsokra, a vonatkoztatási alapul szolgáló normálellenállást az Rext kapcsokra csatlakoztatjuk. A híd kiegyenlítése a jobboldali, nagy méretû skálával ellátott forgatógombbal történik, a belsõ skáláról közvetlenül az Rx-nek az Rext-re vonatkoztatott elõjeles százalékos eltérése olvasható le. A híd nullindikátora hangolásjelzõ csõ ("varázsszem"), a nullindikátor érzékenységét a 0 ® MAX feliratú potenciométerrel változtathatjuk. Kiegyenlített állapotban a varázsszem ernyõjén a sugárirányú, legyezõszerû sávok teljesen szétnyílnak. A durva kiegyenlítést kis indikátor érzékenység mellett végezzük el, ezután növelhetõ az érzékenység a finom kiegyenlítéshez.

Üzemi (csúszóhuzalos) Thomson híd.
A hídhoz négyvezetékes csatlakozással kötjük be a mérendõ (kis) ellenállást. A híd beépített galvanométerrel van ellátva, amely a T nyomógomb benyomott helyzetében kapcsolódik rá a híd áramkörére. A híd tápfeszültségágába beiktatott Rk ellenállás szerepe az áramkorlátozás, úgy választjuk meg az értékét, hogy max. tápfeszültség esetén se haladja meg a hídon átfolyó áram a 2 A-t. A méréshatárt dugaszolással állíthatjuk be, a két rövidrezáró dugót az egyezõ feliratú hüvelyekbe kell behelyeznünk. A hüvelyek felirata a mérendõ ellenállás nagyságrendjét mutatja és egyben azt a szorzószámot is jelenti, amellyel a híd kiegyenlítését követõen a csúszóhuzalos potenciométer skálájáról leolvasott számértéket szoroznunk kell, hogy a mért ellenállás értékét megkapjuk. A híd kiegyenlítését kis tápfeszültségen kezdjük, a durva kiegyenlítést követõen növelhetjük a tápfeszültséget.

MÉRÉSI FELADATOK

10 W...1 MW tartományba esõ ellenállások mérését végezzük el a felsorolt módszerekkel, mûszerekkel. Kivétel a Thomson híd, ezzel 0,1 W nagyságrendû ellenállást (szabványos söntöt) vizsgálunk. Jónéhány mûszer mérési tartománya nem fedi le a mérendõ ellenállások értéktartományát, a jegyzõkönyvben jelezzük ezeket az eseteket.
A V-A és A-V módszer esetén a tápfeszültséget, a mûszerek méréshatárát összehangoltan úgy válasszuk meg, hogy a mûszerek kitérése lehetõleg a skála felsõ harmadába essen. A méréskor döntsük el, hogy V-A vagy A-V kapcsolásban célszerû-e mérni és szükséges-e a mért értékeket korrigálni. Ha szükséges a korrekció, jegyezzük fel a mûszerek (méréshatártól függõ) belsõ ellenállását.
A toleranciahídban néhány E24 sorozatbeli (5%-os tûrésû), azonos névleges értékû ellenállást hasonlítunk össze olyan normálellenállással, amelynek ellenállása egyezik a vizsgált ellenállások névleges értékével.
Értékelés

A 10 W...1 MW tartományba esõ ellenállásokon közvetlenül mért eredményekbõl számítsuk ki az ellenállás értékét. A V-A ill. A-V kapcsolás esetén jelezzük a jegyzõkönyvben, melyik kapcsolásban történt a mérés, szükség esetén határozzuk meg az ellenállás korrigált értékét. A laboratóriumi Wheatstone híddal mért ellenállás értékeket tekinthetjük a helyes értéknek. Határozzuk meg a többi mérési módszerrel kapott eredmény relatív hibáját. Foglaljuk táblázatba a mért, számított ellenállás értékeket és ezek relatív hibáját. (A táblázat szükségszerûen hiányos lesz, mivel egyes mûszerek méréshatára nem fedi le a vizsgált ellenállások értéktartományát.)
A tolerenciahídban végzett mérés alapján döntsük el, hogy a vizsgált ellenállások megfelelnek-e az E24 sorozat tûrési követelményének.
A Thomson híddal a szabványos söntön mért ellenállás értéket hasonlítsuk össze a sönt névleges áramerõsségébõl és névleges feszültségébõl számítható ellenállással.

ELLENÕRZÕ KÉRDÉSEK

1. A V-A és az A-V kapcsolásban végzett ellenállásmérés sajátosságai. Hogyan dönthetõ el, melyik kapcsolásban elõnyös mérni és szükséges-e a mért érték korrekciója?

2. A soros ohmmérõ és a párhuzamos ohmmérõ elvi kapcsolása, kalibrálása, skálájának jellegzetessége.

3. A Wheatstone híd kapcsolása, kiegyenlítési feltételei, mérési tartománya. Milyen beállításban kaphatjuk a legnagyobb hídérzékenységet?

4. A Thomson híd kapcsolása, kiegyenlítési feltételei, mérési tartománya.

5. Az egyenáramú hidak hídátátele és kapcsolási érzékenysége között milyen összefüggés van? Mekkora a maximális kapcsolási érzékenység?

6. Az egyenáramú hidak kiegyenlítésének lépései, a tápfeszültség és a nullindikátor (galvanométer) érzékenységének megválasztása.


Készült a Phare Program támogatásával a 0301-L006-32 sz. projekt keretében