Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 17 I 2003
SEMINARIUM Z INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH
TEMAT: METODY POMIAROWE:
Pomiar rezystancji,
Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych.
Przygotował:
Michał Wolańczyk Prowadzący:
nr indeksu 101984 prof. dr hab. inż. Mieczysław Zielichowski
Pomiar rezystancji
1. Metoda techniczna:
-opiera się na prawie Ohma.
-w celu zmierzenia rezystancji odbiornika, należy go włączyć w obwód prądu stałego,.zmierzyć natężenie prądu płynącego przez odbiornik oraz napięcie na końcach odbiornika.
-głownie jako źródło napięcia stosuje się akumulatory lub baterie akumulatorów o odpowiednim napięciu.
-do ograniczenia prądu w obwodzie stosuje się opornice suwakowe,
małe rezystancje: ≤1[Ω]. Woltomierz mierzy napięcie U na rezystancji Rx. Amperomierz natężenie prądu wypadkowego, będącego sumą natężeń prądu I1 i I2.
średnie i duże <1; 100*10^3≥ [Ω]. Amperomierz mierzy faktyczną wartość prądu na rezystorze mierzonym. Woltomierz zaś sumę spadków napięć na Rx i na amperomierzu.
bardzo duże <10^3;10^4>[Ω]. Mierzymy posługując się woltomierzem o znanej rezystancji wewnętrznej Rv. Najpierw napięcie zasilające U, a następnie włącza się na to samo napięcie w szereg z badanym rezystorem Rx i odczytuje ponownie wskazanie woltomierza Uv. Na tej zasadzie działają kieszonkowe omomierze.
2. Metoda mostkowa:
-do dokładniejszych pomiarów.
-mamy trzy rezystory o znanych wartościach rezystancji R1, R2, R3 na trzech gałęziach. Na czwartej mamy rezystor o nieznanej rezystancji Rx. Do punktów AB przyłączone jest źródło napięcia stałego, a między punktami CD jest magnetoelektryczny galwanometr G. Doprowadzamy układ mostkowy do równowagi zmieniając wartość rezystancji R1, R2, R3, w którym prąd w obwodzie galwanometru jest równy zeru. Wówczas napięcie między punktami CD =0, natężenie prądów płynących przez R1 i R2 są sobie równe i prądy płynące przez R3 i Rx są również identyczne.
-trzy rezystory o znanej rezystancji to zestaw umożliwiający regulacje rezystancji w celu zrównoważenia mostka. Początkowo mostek jest daleki od zrównoważenia i przez galwanometr mógłby popłynąć zbyt duży prąd. Dlatego w szereg z galwanometrem włącza się rezystor R o odpowiednio dużej rezystancji i doprowadza mostek do równowagi. Gdy wskazówka galwanometru już się nie wychyla, wówczas bocznikuje się rezystor R wyłącznikiem i koryguje dokładnie stan równowagi mostka. Rezystor R' o małej rezystancji, bocznikujący galwanometr w początkowym stadium pomiaru, służy również do ograniczenia prądu płynącego przez galwanometr.
-najbardziej znane mostki do pomiaru rezystancji to mostek Thompsona (0,001-1Ω) oraz mostrek Wheatstone'a(0,01-1000Ω),
zastosowanie również w obwodach prądu przemiennego.
Pomiar rezystancji izolacji:
-sprawdzianem jakości izolacji jest jej rezystancja.
-do tego pomiaru służą specjalne omomierze przenośne z wbudowanym źródłem napięcia i miernikiem magnetoelektrycznym lub ilorazowym. Jako źródło napięcia służy mała prądnica prądu stałego, zwana induktorem o napędzie ręcznym za pomocą korbki.
-gdy użyjemy do pomiaru rezystancji miernika magnetoelektrycznego, pomiar wykonywany jest metodą woltomierzową. Podziałka miernika w megaomach, dlatego nazywa się megaomierzem. Wadą jednak jest zależność wskazania miernika od napięcia zasilającego, a więc prędkości kręcenia korbką.
-miernik ilorazowy, jego wskazania nie zależą od napięcia zasilającego.
-wymagania co do rezystancji izolacji zależą od rodzaju urządzenia elektrycznego i warunków pracy, w jakich urządzenie pracuje, i określone Przepisami Budowy Urządzeń Elektrycznych.
-np. dla urządzeń i instalacji w pomieszczeniach zwykłych, wartość rezystancji powinna wynosić co najmniej 1000Ω na jeden wolt napięcia znamionowego.
-do pomiaru używamy zawsze induktora o napięciu znamionowym wyższym o jeden stopień od napięcia przewodowego urządzenia lub instalacji.
-podczas pomiaru rezystancji izolacji instalacji elektrycznej za pomocą miernika induktorowego należy instalację odłączyć od źródła zasilającego i włączywszy odbiorniki połączyć jeden zacisk miernika z dowolnym przewodem instalacji, a drugi z uziemieniem. Wtedy mierzymy rezystancje izolacji względem ziemi.
-podczas pomiaru rezystancji izolacji maszyny elektrycznej mierzy się zarówno izolację między poszczególnymi fazami, jak i izolację maszyny względem kadłuba (obudowy). Gdy mierzymy względem obudowy, wówczas jeden zacisk miernika do zacisku maszyny, a drugi zacisk z obudową maszyny.
Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych
-powszechne w praktyce.
-głównie oparte na przekształcaniu wielkości nieelektrycznej w zależną od niej wielkość elektryczną. Element urządzenia spełniający tę funkcję nazywa się pomiarowym przekształtnikiem lub czujnikiem.
-dwie grupy czujników:
parametryczne - wielkość nieelektryczną przekształcają na jeden z parametrów elektrycznych R, L, M lub C (czujniki indukcyjne, pojemnościowe, fotoelektryczne)
generatorowe - mierzona wielkość nieelektryczna przekształcana jest w siłę elektromotoryczną 9czujniki piezoelektryczne, termoelektryczne
-przykładem może być pomiar temperatury za pomocą termometru oporowego. Zmiana rezystancji elektrycznej ze zmianą temperatury może być podstawą do pośredniego wyznaczenia temperatury. Np. mierząc rezystancję uzwojenia maszyny elektrycznej w znanej temperaturze otoczenia i rezystancję w stanie nagrzania.
-inny przykład to pomiar temeratury za pomocą termometru termoelektycznego. Wykorzystuje się tu powstawanie siły elektromotorycznej w obwodzie złożonym z dwóch rożnych metali, złączonych ze sobą na obu końcach, jeżeli temperatury w miejscach połączeń nie są jednakowe. Nie ważne czy metale są bezpośrednio połączone czy za pośrednictwem kawałka innego metalu, czy miernika napięcia.
-miliwoltomierze przeznaczone do współpracy z termoelementami mają podziałkę temperaturową, odpowiadającą danemu rodzajowi termoelementu.
-do pomiaru np. poziomu cieczy. Położenie pływakaA zmienia położenie suwakaD opornicy suwakowej. Powoduje to zmiane wartości rezystancji R1 iR2 w układzie mostka stałego, prowadząc do wychylenia miernika B. Wychylenie miernika zależy od wartości stosunku R1/R2, a więc pozimu cieczy.