Mät på elektriskt motstånd

Mät på elektriskt motstånd  - exempel på motstånd , speciellt konstruerade och tillverkade för användning som mätare av elektriskt motstånd . Huvudsorterna är motståndsspolar och motståndslagrar.

Definition

Mätningar på elektriskt motstånd kallas exemplariska motstånd om de är konstruerade, tillverkade och godkända tillståndsverifiering för detta ändamål. [1] Uppdelat i 2 grupper:

Område av resistansvärden som kan reproduceras med:

Historik

Resistensåtgärdernas historia på 1800-talet är nära relaterad till utvecklingen av motståndsenheter.1843 föreslog Charles Wheatstone en anordning för att mäta motstånd - en mätbro , även känd som en Wheatstone-bro. För snabb och bekväm balansering av bron designade Wheatstone 3 typer av reostater , varav en liknade motståndsmagasin i design, som förbättrades och distribuerades i stor utsträckning av Werner von Siemens 1860 . [3] Enligt vissa källor använde inte Wheatstone variabla motstånd för att balansera bron, och den första bron med justerbar arm designades av Werner Siemens 1847 [4]

1848 föreslog Boris Jacobi sin egen enhet för att mäta motstånd och gjorde standarder av enhetlig koppartråd 25 fot (7,61975 m) lång och vägande 345 grains (22,4932 g). Standarderna var trådrullar, fyllda med en isoleringsmassa och placerade i trälådor. Jacobi skickade kopior av sin standard till I. H. Poggendorf , som gjorde ett antal kopior av Jacobi-standarden och skickade dem till de mest framstående fysikerna i Europa.

År 1857 demonstrerade Jacobi en enhet som innehöll 3 grupper om 11 identiska spolar av 0,07 tum tjock silvertråd i ett vanligt träfodral. Spolarna i den första gruppen bar 4 tum tråd, den andra - 40 och den tredje - 400 [5] [6] .

Fram till tidigt 1900-tal användes nickelsilver främst för tillverkning av motståndsspolar på grund av dess höga resistivitet . Resistensstabiliteten över tid och TCR lämnade mycket att önska, och med tillkomsten av alternativ övergavs användningen av legeringen. Under det sista decenniet av 1800-talet, tillsammans med nickelsilver, användes platinoid i stor utsträckning  - en legering av liknande sammansättning, kompletterad med volfram (Cu - 60%, Ni - 14%, Zn - 24%, W 1 - 2%) , stabilare och med lägre TCR. Sedan mitten av 1890-talet har konstantan och manganin använts för att tillverka spolar . Den senare uppfyllde de flesta kraven på material för tillverkning av exemplariska motstånd: hög resistivitet, låg TCR, låg termoelektrisk effekt parad med koppar. Känslighet för luftfuktighet och atmosfäriska frätande ämnen kompenserades genom att isolera tråden med schellack . [7]

Enhet och klassificering

Resistensåtgärder är vanligtvis gjorda av manganin eftersom det:

I det här fallet, beroende på motståndet, använder de vanligtvis [1] :

Mycket stabila mått kan också tillverkas av nikrom .

Entydiga åtgärder

En lindning av mangantråd lindas på en metall- eller porslinsram, vars ändar är lödda till klämmorna. Spolramen är fäst på kroppen med hål för bättre lindningskylning. Åtgärder med ett nominellt motstånd på 10 5 ohm eller mer har en elektrostatisk skärm, vars roll som regel utförs av apparathöljet. I vissa konstruktioner är höljet fyllt med transformatorolja , fotogen eller silikonoljor , vilket ökar isoleringens fuktmotstånd och förbättrar lindningens värmeöverföringsförhållanden. Tidiga åtgärder som användes för att mäta höga strömmar (upp till 1000 A) kunde ha anordningar för att blanda påfyllningsvätskan och en spole för forcerad cirkulation av kylvatten [9] . För att kontrollera temperaturen på spolen finns ett uttag för installation av en termometer . Spolarna är utrustade med fyra klämmor, varav två kallas strömklämmor och är utformade för att koppla den exemplariska spolen till strömkretsen, de andra två kallas potential. Potentiella klämmor är utformade för att mäta spänningsfallet över spolresistansen. Modellmotstånd gjorda av manganin kan laddas i luft upp till 1 W och i ett oljebad - upp till 4 W. [ett]

Mått med flera värden

Klassificering

Efter antal decennier:

  • ett decennium;
  • flera årtionden.

Enligt designen av kopplingssystemet:

  • plugg - mått ansluts med hjälp av koniska mässingsstänger (pluggar) som sätts in i uttagen på metallplattor anslutna till måtten. Kontaktresistans i gott yttillstånd och tillräckligt tryck är cirka 1x10 −4 ohm; när ytan är smutsig och trycket är svagt kan kontaktmotståndet öka hundratals gånger, vilket gör att betydande fel kan uppstå. Den äldsta typen av kopplingssystem.
  • gaffel - mått ansluts med en tvåstiftskontakt som sätts in i uttagen på typsättningskortet;
  • spak - åtgärder är anslutna med flerplåtsborstar gjorda av fosforbrons, glidande på mässingskontakter. På grund av det faktum att borstarnas bredd överstiger gapet mellan kontakterna, är detta den enda typen av omkopplingssystem som ger omkoppling utan att bryta kretsen.
  • elektronisk - omkoppling utförs med lågtemperaturprecisionsreläer som styrs av en mikrokontroller. En sådan butik kräver en strömkälla (nät eller batteri) för dess drift.

I Sovjetunionen i Ryska federationen, i slutet av 1900-talet, ersattes plug- och gaffelbutiker helt med spakar, men sådana enheter finns i sortimentet av utländska tillverkare.

Applikation

För närvarande tillämpas motståndsåtgärder för:

Grundläggande normaliserade egenskaper

I enlighet med GOST 23737-79 som för närvarande är i kraft på Rysslands territorium "Åtgärder för elektriskt motstånd. Allmänna tekniska förhållanden” är följande egenskaper standardiserade:

  1. för alla slags motståndsåtgärder
    1. tillåten avvikelse av det faktiska motståndsvärdet från det nominella värdet (noggrannhetsklass);
    2. tillåten förändring av motståndet i procent per år (instabilitet);
    3. gräns för tillåtet ytterligare fel orsakat av en förändring i omgivande lufttemperatur (medel) (i intervallet mellan den övre punkten av området för normala användningsförhållanden och punkten inom området för driftsförhållandena för användning som motsvarar det maximala motståndet);
    4. gränsvärdet för effektförlusten och den tillåtna tiden för dess effekt (irreversibla förändringar i motståndet efter en sådan effekt bör inte överstiga den fastställda gränsen, uttryckt i bråkdelar av grundfelet)
    5. gräns för tillåtet ytterligare fel vid ändring av effektförlusten (i intervallet från det nominella till vilket värde som helst som inte överstiger den maximala effekten);
    6. Värdet på termisk kontakt-EMK för flervärdiga mätningar med ett stegmotstånd av det äldre decenniet på 10 4 ohm eller mindre och envärdesmått med ett nominellt motstånd på mindre än 10 4 ohm;
  2. för motståndsmått avsedda att användas på växelström
    1. tidskonstanta gränser
    2. övre gränsen för frekvensområdet i kHz
    3. den initiala induktansen och induktansen när resistansen slås på är inte mer än 1 Ohm (inklusive den initiala induktansen) för flervärdiga mätningar med ett decenniumsresistans på 100 Ohm eller mindre.
    4. gräns för tillåtet ytterligare fel orsakat av en frekvensändring (från noll till den övre gränsen för frekvensområdet)
  3. endast för spak MMES med motståndet från senior decennium 10 4 Ohm och mindre
    1. medelvärdet för det initiala motståndet (det vill säga motståndet när alla dekadeomkopplare är inställda på nollavläsningar);
    2. initial resistansvariation orsakad av förändringar i kontaktresistanser för omkopplingsanordningens kontakter

För snabb och pålitlig inkludering i kretsen av otvetydiga exemplariska motstånd gjordes slutsatserna av de senare av tjocka kopparstänger, vars ändar böjdes ned (som visas i figuren) och placerades i koppar med kvicksilver [10] . Ledarnas ändar sänktes ner i samma koppar, till vilka det krävdes att fästa en exemplifierande spole. Därefter övergavs denna metod på grund av den höga toxiciteten av kvicksilver .

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Biryukov S. V., Cheredov A. I. Metrology: Föreläsningstexter. - Omsk: Publishing House of OmGTU, 2000, - 110 s
  2. ↑ GOST 23737-79 "Mätningar av elektriskt motstånd. Allmänna tekniska villkor»
  3. ↑ Mario Gliozzi Fysikens historia - M .: Mir, 1970 - s. 261
  4. ↑ TD Lockwood elektrisk mätning och galvanometern: dess konstruktion och användningar. andra upplagan - New York, 1890 - s.56 . Internet Archive: digitalt bibliotek med gratis böcker, filmer, musik och Wayback Machine. Hämtad: 3 maj 2013.
  5. ↑ material om B. S. Jacobi på en webbplats tillägnad elektroteknikens historia (otillgänglig länk) . "E-Scientist.RU". Hämtad 3 maj 2013. Arkiverad från originalet 10 september 2011. 
  6. ↑ denna enhet bör inte kallas en "motståndslåda", eftersom den inte hade speciella element för att byta
  7. ↑ Bob Mills. RESISTANCE BOX  (engelska) . Australasian Telephone Collectors Society Inc. (1996). Hämtad 12 januari 2014. Arkiverad från originalet 12 augusti 2013.
  8. ↑ Kushnir V.F. Elektroradiomätningar - L .: Energoatomizdat - 1983 - s.15
  9. ↑ Voinarovsky P.D. ,. Elektriska mätanordningar // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
  10. ↑ Resistance shop // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 extra). - St Petersburg. 1890-1907.

Litteratur och dokumentation

Litteratur

Normativ-teknisk dokumentation

  • GOST 23737-79 "Åtgärder för elektriskt motstånd. Allmänna tekniska villkor»
  • GOST 8.237-2003 "Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Mått på elektriskt motstånd är entydiga. Verifieringsmetod"
  • MI 1695-87 "Mätningar av elektriskt motstånd är flervärdiga, används i DC-kretsar. Verifieringsmetod.

Se även

Länkar

 Elektriska mätinstrument