การวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าพื้นฐาน ประเภทและวิธีการวัดทางไฟฟ้า

ความต้านทาน ความจุ และความเหนี่ยวนำเป็นพารามิเตอร์หลักของวงจรไฟฟ้า ซึ่งมักพบในทางปฏิบัติ รู้จักวิธีการวัดหลายวิธี และอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือผลิตเครื่องมือวัดที่หลากหลายเพื่อจุดประสงค์นี้ การเลือกวิธีการวัดและอุปกรณ์การวัดแบบใดแบบหนึ่งหรือแบบอื่นขึ้นอยู่กับชนิดของพารามิเตอร์ที่วัด ค่าของมัน ความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ ลักษณะของวัตถุการวัด ฯลฯ ในกรณีนี้ การออกแบบจะง่ายกว่าและราคาถูกกว่า เครื่องมือที่คล้ายกันสำหรับการวัดกระแสสลับ อย่างไรก็ตาม การวัดในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือความต้านทานกราวด์จะดำเนินการกับกระแสสลับเท่านั้น เนื่องจากผลการวัดกระแสตรงจะมีข้อผิดพลาดอย่างมากเนื่องจากอิทธิพลของกระบวนการไฟฟ้าเคมี

วิธีการพื้นฐานและวิธีการวัดความต้านทานของวงจรไฟฟ้าต่อกระแสตรง

ช่วงของความต้านทานที่วัดได้ในทางปฏิบัติกว้าง (ตั้งแต่ 10 8 ถึง 10 โอห์ม) และแบ่งตามเงื่อนไขด้วยค่าความต้านทานเป็นขนาดเล็ก (น้อยกว่า 10 โอห์ม) ปานกลาง (ตั้งแต่ 10 ถึง 10 6 โอห์ม) และขนาดใหญ่ (มากกว่า 10 6 โอห์ม) ซึ่งการวัดความต้านทานแต่ละครั้งมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

ความต้านทานเป็นพารามิเตอร์ที่แสดงออกเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรเท่านั้น ดังนั้นจึงใช้การวัดในอุปกรณ์ทำงานหรืออุปกรณ์วัดที่มีแหล่งกำเนิดกระแสของตัวเอง ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าค่าไฟฟ้าที่เกิดขึ้นสะท้อนได้อย่างถูกต้องเฉพาะความต้านทานที่วัดได้เท่านั้น และไม่มีข้อมูลที่ไม่จำเป็น ซึ่งถือเป็นข้อผิดพลาดในการวัด พิจารณาจากมุมมองนี้คุณลักษณะของการวัดความต้านทานขนาดเล็กและขนาดใหญ่

เมื่อทำการวัดความต้านทานขนาดเล็ก เช่น ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าหรือสายไฟสั้น กระแสจะถูกส่งผ่านความต้านทาน และวัดแรงดันตกที่เกิดขึ้นบนความต้านทานนี้ ในรูป 10.1 แสดงแผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับการวัดความต้านทาน เค xตัวนำสั้น หลังเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน ฉันผ่านตัวนำเชื่อมต่อสองตัวที่มีความต้านทานของตัวเอง ฉันพีที่ทางแยกของตัวนำเหล่านี้ที่มีความต้านทานที่วัดได้ ความต้านทานการสัมผัส /? จ. ความหมาย ฉันและขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวนำต่อ, ความยาวและส่วนตัดขวาง, ค่า /? k - จากพื้นที่สัมผัสชิ้นส่วนความบริสุทธิ์และกำลังอัด ดังนั้น ค่าตัวเลข ฉันและและขึ้นอยู่กับหลายสาเหตุและเป็นการยากที่จะกำหนดล่วงหน้า แต่สามารถประมาณการคร่าวๆ ได้ หากตัวนำต่อทำด้วยลวดทองแดงสั้นที่มีหน้าตัดหลายตารางมิลลิเมตร

ข้าว. 10.1.

ตัวนำ

เมตรและความต้านทานการสัมผัสมีพื้นผิวที่สะอาดและถูกบีบอัดอย่างดีจากนั้นสำหรับการประมาณการโดยประมาณที่เราสามารถทำได้ 2(ฉันกับ + ฉัน k)* 0.01 โอห์ม

เป็นแรงดันที่วัดได้ในวงจรดังรูป ใช้ 10.1 ได้ 11 p, ฉัน 22หรือ?/ 33 . ถ้าเลือก ครั้งที่สองจากนั้นผลการวัดจะสะท้อนถึงความต้านทานรวมของวงจรระหว่างขั้ว 1-G:

ยัตส์ = ?/,//= ยัต + 2(LI + L K).

ในที่นี้ เทอมที่สองคือข้อผิดพลาด ค่าสัมพัทธ์คือ 5 เปอร์เซ็นต์ เท่ากับ:

5 = ฉัน ~ เย้ 100 = 2 Kp + จามรี 100.

ถึง x*x

เมื่อวัดความต้านทานต่ำ ข้อผิดพลาดนี้อาจใหญ่ เช่น ถ้าเรายอมรับ 2(ฉันกับ + ฉัน k)* 0.01 โอห์มและ ฉัน x = 0.1 โอห์ม จากนั้น 5 * 10% ข้อผิดพลาด 5 จะลดลงหากคุณเลือกเป็นแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ และ 22:

ฉันอายุ 22 = และ 22/1 = ฉัน x + 2I K.

ที่นี่ไม่รวมความต้านทานของสายตะกั่วจากผลการวัด แต่อิทธิพลของ Lk ยังคงอยู่

ผลการวัดจะปราศจากอิทธิพลโดยสิ้นเชิง ฉัน pและ ฉันเคถ้าคุณเลือก? / 33 เป็นแรงดันที่วัดได้

รูปแบบการสลับ ฉันในกรณีนี้เรียกว่าแคลมป์สี่อัน: แคลมป์คู่แรกของ 2-2 "แคลมป์ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสและเรียกว่าแคลมป์กระแส" แคลมป์คู่ที่สอง 3-3" ใช้สำหรับถอดแรงดันออกจากความต้านทานที่วัดได้และเป็น เรียกว่าแคลมป์ที่มีศักยภาพ

การใช้แคลมป์กระแสและศักย์ไฟฟ้าในการวัดความต้านทานต่ำเป็นเทคนิคหลักในการกำจัดอิทธิพลของการเชื่อมต่อสายไฟและความต้านทานชั่วคราวที่มีต่อผลการวัด

เมื่อทำการวัดค่าความต้านทานสูง เช่น ค่าความต้านทานของฉนวน จะดำเนินการดังนี้: แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับวัตถุ และกระแสที่ได้จะถูกวัดและค่าของความต้านทานที่วัดได้จะถูกตัดสินจากค่าความต้านทานที่วัดได้

เมื่อทำการทดสอบไดอิเล็กตริก ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับสภาวะต่างๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อม ความชื้น การรั่วซึมบนพื้นผิวที่สกปรก ค่าแรงดันทดสอบ ระยะเวลา ฯลฯ

การวัดความต้านทานของวงจรไฟฟ้าต่อกระแสตรงในทางปฏิบัติมักใช้วิธีการของแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ วิธีแบบอัตราส่วนหรือแบบบริดจ์

วิธีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์วิธีนี้ใช้การวัดกระแสที่แยกจากกัน ฉันในวงจรของความต้านทานที่วัดได้ เค xและความเครียด และบนแคลมป์และการคำนวณค่าที่ตามมาตามการอ่านเครื่องมือวัด:

ผม x = คุณ/ผม

โดยปกติกระแส / จะถูกวัดด้วยแอมมิเตอร์และแรงดัน และ -โวลต์มิเตอร์ ซึ่งจะอธิบายชื่อวิธีการ เมื่อวัดค่าความต้านทานโอห์มมิกสูง เช่น ค่าความต้านทานของฉนวน กระแสไฟ / มีค่าน้อย และวัดด้วยมิลลิแอมป์มิเตอร์ ไมโครแอมมิเตอร์ หรือกัลวาโนมิเตอร์ เมื่อวัดค่าความต้านทานต่ำ เช่น เศษลวด ค่าจะกลายเป็นน้อย และและในการวัดนั้นจะใช้มิลลิโวลต์มิเตอร์ไมโครโวลต์มิเตอร์หรือกัลวาโนมิเตอร์ อย่างไรก็ตาม ในกรณีเหล่านี้ วิธีการวัดยังคงชื่อ - แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ รูปแบบที่เป็นไปได้สำหรับการเปิดอุปกรณ์จะแสดงในรูปที่ 10.2, ก, ข.

ข้าว. 10.2. แบบแผนสำหรับการวัดขนาดเล็ก (แต่)และใหญ่ (ข)ความต้านทาน

วิธีแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

ข้อดีของวิธีการนี้อยู่ที่ความเรียบง่ายของการนำไปใช้ ข้อเสียคือความแม่นยำที่ค่อนข้างต่ำของผลการวัด ซึ่งถูกจำกัดด้วยระดับความแม่นยำของเครื่องมือวัดที่ใช้และข้อผิดพลาดของระเบียบวิธี หลังเกิดจากอิทธิพลของพลังงานที่ใช้โดยเครื่องมือวัดในระหว่างกระบวนการวัดหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือค่าสุดท้ายของความต้านทานตัวเองของแอมมิเตอร์ ฉัน Aและโวลต์มิเตอร์ ฉันอยู่ที่

ให้เราแสดงข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีในแง่ของพารามิเตอร์ของวงจร

ในรูปแบบของรูปที่ 10.2, แต่โวลต์มิเตอร์แสดงค่าแรงดันไฟที่แคลมป์ ฉัน,และแอมมิเตอร์คือผลรวมของกระแส 1 คุณ +/. ดังนั้น ผลการวัด ฉัน,คำนวณจากการอ่านค่าเครื่องมือจะแตกต่างจาก ฉัน:

l_และและ ฉัน*

ฉัน + 1 คุณ ฉัน / ฉัน x + และฉันมี 1 + ฉัน x / ฉัน y "

ข้อผิดพลาดในการวัดสัมพัทธ์เป็นเปอร์เซ็นต์

• 1 + ฉัน x / ฉัน y

ในที่นี้ความเท่าเทียมกันโดยประมาณนั้นถูกต้องเนื่องจากการจัดการทดลองที่ถูกต้องจะถือว่าเงื่อนไข ฉัน y » ฉัน x.

ในรูปแบบของรูปที่ 10.2, 6 แอมมิเตอร์แสดงค่ากระแสในวงจรด้วย ฉัน,และโวลต์มิเตอร์คือผลรวมของแรงดันตกคร่อม ฉัน x และและแอมมิเตอร์ และก.ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณผลการวัดจากการอ่านค่าเครื่องมือ:

+ ฉันคือ.

C + C ล

ข้อผิดพลาดในการวัดสัมพัทธ์เป็นเปอร์เซ็นต์ในกรณีนี้จะเท่ากับ:

จากนิพจน์ที่ได้รับสำหรับข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ จะเห็นได้ว่าในรูปแบบของรูปที่ 10.2, แต่ข้อผิดพลาดของวิธีการของผลการวัดได้รับผลกระทบจากความต้านทานเท่านั้น ฉันมี;เพื่อลดข้อผิดพลาดนี้จำเป็นต้องตรวจสอบเงื่อนไข ฉัน x "ฉัน y.ในรูปแบบของรูปที่ 10.2, ขข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีของผลการวัดได้รับผลกระทบจาก .เท่านั้น ฉันคือ;การลดข้อผิดพลาดนี้ทำได้โดยการปฏิบัติตามเงื่อนไข ฉัน x » ฉัน A.ดังนั้นในการใช้งานจริงของวิธีนี้ เราสามารถแนะนำกฎ: การวัดความต้านทานต่ำควรทำตามแผนภาพของรูปที่ 10.2, แต่เมื่อวัดความต้านทานสูง ควรกำหนดวงจรตามรูปที่ 10.2, ข.

ข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีของผลการวัดสามารถขจัดออกได้โดยการแนะนำการแก้ไขที่เหมาะสม แต่สำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้องทราบค่า ฉัน Aและ ฉันอยู่ที่หากทราบจากผลการวัดตามรูปที่ 10.2, ขลบค่า ฉันคือ;ในแผนภาพ 10.2, แต่ผลการวัดสะท้อนถึงการเชื่อมต่อแบบขนานของความต้านทาน ฉันและ ฉันอยู่ที่ดังนั้นค่า ฉันคำนวณโดยสูตร

หากด้วยวิธีนี้ใช้แหล่งพลังงานที่มีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าก็ไม่จำเป็นต้องวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์และสามารถปรับเทียบมาตราส่วนแอมป์มิเตอร์ได้ทันทีในค่าความต้านทานที่วัดได้ หลักการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของโอห์มมิเตอร์ประเมินผลโดยตรงหลายรุ่นที่ผลิตโดยอุตสาหกรรม แผนภาพวงจรแบบง่ายของโอห์มมิเตอร์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 10.3. วงจรประกอบด้วยแหล่ง EMF ?, ตัวต้านทานเพิ่มเติม ฉันและแอมมิเตอร์ (ปกติจะเป็นไมโครมิเตอร์) แต่.เมื่อเชื่อมต่อกับขั้วของวงจรความต้านทานที่วัดได้ ฉันกระแสไหลในวงจร ฉันภายใต้การกระทำที่ส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของแอมมิเตอร์หมุนผ่านมุม a และตัวชี้เบี่ยงเบนโดย แต่การแบ่งมาตราส่วน:

จาก/ ฉัน + ฉัน A + ฉัน

ที่ไหน จาก, -ค่าหาร (ค่าคงที่) ของแอมมิเตอร์ ไอ เอ -ความต้านทานแอมป์มิเตอร์

ข้าว. 10.3. แผนผังของโอห์มมิเตอร์พร้อมการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

ความต้านทานที่วัดได้

ดังที่เห็นได้จากสูตรนี้ มาตราส่วนโอห์มมิเตอร์เป็นแบบไม่เป็นเชิงเส้น และความเสถียรของลักษณะการสอบเทียบจำเป็นต้องรับรองความเสถียรของปริมาณทั้งหมดที่รวมอยู่ในสมการ ในขณะเดียวกัน แหล่งพลังงานในอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะใช้ในรูปแบบของเซลล์กัลวานิกแบบแห้ง ซึ่ง EMF จะลดลงเมื่อปล่อยออก เพื่อแนะนำการแก้ไขสำหรับการเปลี่ยนแปลง ? ดังที่เห็นได้จากสมการ เป็นไปได้โดยการปรับที่เหมาะสม จาก"หรือ ฉัน.ในบางโอห์มมิเตอร์ จาก,ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนการเหนี่ยวนำในช่องว่างของระบบแม่เหล็กของแอมมิเตอร์โดยใช้ตัวแบ่งแม่เหล็ก

ในกรณีนี้ความสัมพันธ์จะยังคงอยู่ อี/เอส,และลักษณะการสอบเทียบของอุปกรณ์จะคงค่าไว้โดยไม่คำนึงถึงค่า อีการปรับตัว จาก,ทำดังนี้: ที่หนีบของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ เค xสั้น (ผม x = 0) และโดยการปรับตำแหน่งของการแบ่งแม่เหล็ก ตัวชี้แอมมิเตอร์ถูกตั้งค่าเป็นศูนย์บนมาตราส่วน หลังตั้งอยู่ที่จุดขวาสุดของมาตราส่วน การปรับนี้เสร็จสมบูรณ์ และอุปกรณ์พร้อมที่จะวัดความต้านทาน

ในเครื่องมือรวม แอมมิเตอร์ การปรับค่า จาก,เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้เนื่องจากจะนำไปสู่การละเมิดการปรับเทียบอุปกรณ์ในโหมดการวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นในอุปกรณ์ดังกล่าว การแก้ไขการเปลี่ยนแปลง EMF โยแนะนำโดยการปรับความต้านทานของตัวต้านทานเพิ่มเติมแบบแปรผันขั้นตอนการปรับจะเหมือนกับในอุปกรณ์ที่มีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ปรับได้โดยการปัดแม่เหล็กในช่องว่างการทำงาน ในกรณีนี้ ลักษณะการปรับเทียบของอุปกรณ์จะเปลี่ยนไป ซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ของวงจรจะถูกเลือกเพื่อให้ข้อผิดพลาดที่ระบุมีขนาดเล็ก

อีกวิธีในการเชื่อมต่อความต้านทานที่วัดได้ - ไม่อยู่ในอนุกรมกับแอมมิเตอร์ แต่ขนานกัน (รูปที่ 10.4) ความสัมพันธ์ระหว่าง ฉันและมุมโก่งตัวของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในกรณีนี้ก็ไม่ใช่เชิงเส้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เครื่องหมายศูนย์บนมาตราส่วนจะอยู่ที่ด้านซ้าย ไม่ใช่ทางด้านขวา เช่นเดียวกับในเวอร์ชันก่อนหน้า วิธีการเชื่อมต่อความต้านทานที่วัดได้นี้ใช้เมื่อทำการวัดความต้านทานต่ำ เนื่องจากจะช่วยให้คุณสามารถจำกัดการใช้กระแสไฟได้

โอห์มมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถนำไปใช้บนพื้นฐานของเครื่องขยายเสียง DC ที่มีอัตราขยายสูงบน

ข้าว. 10.4.

ความต้านทานที่วัดได้

ตัวอย่างเช่น ในเครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ (op-amp) ไดอะแกรมของอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 10.5. ข้อได้เปรียบหลักคือความเป็นเส้นตรงของมาตราส่วนเพื่ออ่านผลการวัด op-amp ถูกปกคลุมด้วยข้อเสนอแนะเชิงลบผ่านตัวต้านทานที่วัดได้ ฉัน,จ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรหรือไม่ / 0 ถูกนำไปใช้กับอินพุตของเครื่องขยายเสียงผ่านตัวต้านทานเสริม /? และโวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อกับเอาต์พุต RUด้วยค่าเกนที่แท้จริงที่เพิ่มขึ้นของ op-amp, เอาต์พุตต่ำ และอิมพีแดนซ์อินพุตสูง แรงดันเอาต์พุตของ op-amp คือ:

และสำหรับค่าที่กำหนด และ 0และ /? สเกลของเครื่องมือวัดสามารถสำเร็จการศึกษาในหน่วยความต้านทานเพื่ออ่านค่า เค xนอกจากนี้จะเป็นเส้นตรงภายในแรงดันเปลี่ยนจาก 0 เป็น? / ออกสูงสุด - แรงดันไฟสูงสุดที่เอาท์พุตของ op-amp

ข้าว. 10.5. โอห์มมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

จากสูตร (10.1) จะเห็นว่าค่าสูงสุดของความต้านทานที่วัดได้คือ

«, เสื้อ „=-«,%="? 00.2)

หากต้องการเปลี่ยนขีดจำกัดการวัด ให้เปลี่ยนค่าความต้านทานของตัวต้านทาน /? หรือแรงดันไฟ? / 0

เมื่อทำการวัดความต้านทานความต้านทานต่ำ สามารถเปลี่ยนตัวต้านทานที่วัดได้และตัวต้านทานเสริมในวงจรได้ จากนั้นแรงดันเอาต์พุตจะแปรผกผันกับค่า ฉัน:

และ wx = -u 0 ^ (10.3)

ควรสังเกตว่าวิธีการเปลี่ยนนี้ไม่อนุญาตให้วัดความต้านทานความต้านทานต่ำน้อยกว่าสิบโอห์มเนื่องจากความต้านทานภายในของแหล่งแรงดันอ้างอิงซึ่งเป็นเศษส่วนหรือหน่วยของโอห์มกลายเป็นเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับการวัด ความต้านทานและทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดที่สำคัญ นอกจากนี้ ในกรณีนี้ ข้อได้เปรียบหลักของอุปกรณ์จะหายไป - ความเป็นเส้นตรงของการอ่านค่าความต้านทานที่วัดได้ และการเลื่อนศูนย์และกระแสอินพุตของแอมพลิฟายเออร์สามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่สำคัญได้

พิจารณาวงจรพิเศษสำหรับวัดความต้านทานต่ำโดยปราศจากข้อบกพร่องเหล่านี้ (รูปที่ 10.6) ตัวต้านทานที่วัดได้ ฉันพร้อมกับตัวต้านทาน ฉัน 3สร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของ op-amp แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของวงจรในกรณีนี้คือ:

ข้าว. 10.6.

ถ้าเลือก " ฉัน,จากนั้นนิพจน์จะถูกทำให้ง่ายขึ้นและมาตราส่วนเครื่องมือจะเป็นเส้นตรงเมื่อเทียบกับ ฉัน:

โอห์มมิเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ไม่อนุญาตให้วัดค่ารีแอกแตนซ์เนื่องจากการรวมตัวเหนี่ยวนำที่วัดได้หรือ

ความจุในวงจรจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ของเฟสในวงจรป้อนกลับของระบบปฏิบัติการและสูตร (10.1) - (10.4) จะไม่ถูกต้อง นอกจากนี้ op amp อาจสูญเสียความเสถียรและการสร้างจะเกิดขึ้นในวงจร

วิธีอัตราส่วนวิธีนี้ใช้การวัดอัตราส่วนของกระแสสองกระแส / และ / 2 ซึ่งหนึ่งในนั้นไหลผ่านวงจรที่มีความต้านทานที่วัดได้ และอีกวิธีหนึ่งไหลผ่านวงจรที่ทราบค่าความต้านทาน กระแสทั้งสองถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งจ่ายแรงดันเดียวกัน ดังนั้นความไม่แน่นอนของกระแสหลังจึงไม่ส่งผลต่อความแม่นยำของผลการวัด แผนผังของโอห์มมิเตอร์ตาม logometer แสดงในรูปที่ 10.7. วงจรประกอบด้วยกลไกการวัดตาม logometer ซึ่งเป็นระบบแมกนีโตอิเล็กทริกที่มีสองเฟรม ซึ่งหนึ่งในนั้นเมื่อกระแสไหลจะสร้างโมเมนต์โก่งตัว และอีกอันสร้างโมเมนต์ฟื้นฟู ความต้านทานที่วัดได้สามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมได้ (รูปที่ 10.7 แต่)หรือขนานกัน (รูปที่ 10.7 ข)สัมพันธ์กับกรอบของกลไกการวัด

ข้าว. 10.7. วงจรโอห์มมิเตอร์ที่ใช้เครื่องวัดอัตราส่วนสำหรับการวัดขนาดใหญ่ (แต่)

และเล็ก (ข)ความต้านทาน

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะใช้ในการวัดความต้านทานขนาดกลางและขนาดใหญ่ แบบขนาน - เมื่อวัดความต้านทานต่ำ พิจารณาการทำงานของโอห์มมิเตอร์โดยใช้วงจรตัวอย่างในรูปที่ 10.7, แต่.หากเราละเลยความต้านทานของขดลวดของเฟรม logometer มุมของการหมุนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ a จะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทานเท่านั้น โดยที่ /, และ / 2 - กระแสผ่านเฟรมของเครื่องวัดอัตราส่วน ฉัน 0 -ความต้านทานของเฟรมของ logometer; /?, - รู้จักต่อต้าน; ฉัน -ความต้านทานที่วัดได้

ความต้านทานของตัวต้านทาน /? กำหนดช่วงของความต้านทานที่วัดโดยโอห์มมิเตอร์ แรงดันไฟจ่ายของเครื่องวัดอัตราส่วนส่งผลต่อความไวของกลไกการวัดต่อการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่วัดได้และไม่ควรต่ำกว่าระดับที่กำหนด โดยปกติ แรงดันไฟจ่ายของเครื่องวัดอัตราส่วนจะถูกตั้งค่าด้วยระยะขอบบางส่วน ดังนั้นความผันผวนที่อาจเกิดขึ้นจะไม่ส่งผลต่อความแม่นยำของผลการวัด

การเลือกแรงดันไฟฟ้าและวิธีการรับขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของโอห์มมิเตอร์และช่วงของความต้านทานที่วัดได้: เมื่อทำการวัดความต้านทานต่ำและปานกลาง จะใช้แบตเตอรี่แห้ง แบตเตอรี่ หรือแหล่งจ่ายไฟจากเครือข่ายอุตสาหกรรม เมื่อทำการวัดความต้านทานสูง , เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพิเศษที่มีแรงดันไฟฟ้า 100, 500, 1,000 V และอื่นๆ

วิธีการแบบอัตราส่วนใช้ในเมกะโอห์มมิเตอร์ ES0202/1G และ ES0202/2G พร้อมเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบเครื่องกลไฟฟ้าภายใน ใช้สำหรับวัดความต้านทานไฟฟ้าขนาดใหญ่ (10..10 9 โอห์ม) เพื่อวัดความต้านทานฉนวนของสายไฟ สายเคเบิล คอนเนคเตอร์ หม้อแปลง ขดลวดของเครื่องจักรไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆ ตลอดจนวัดความต้านทานพื้นผิวและปริมาตร ของวัสดุฉนวน

เมื่อทำการวัดความต้านทานฉนวนไฟฟ้าด้วยเมกะโอห์มมิเตอร์ ควรพิจารณาอุณหภูมิและความชื้นของอากาศโดยรอบ ซึ่งค่าที่กำหนดจะกำหนดกระแสไฟรั่วที่ไม่สามารถควบคุมได้

โอห์มมิเตอร์แบบดิจิตอลใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัย สอบเทียบ และซ่อมแซม ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมที่ผลิตตัวต้านทาน เช่น ที่ต้องการความแม่นยำในการวัดที่เพิ่มขึ้น โอห์มมิเตอร์เหล่านี้มีไว้สำหรับการควบคุมช่วงการวัดด้วยตนเอง อัตโนมัติ และระยะไกล ผลลัพธ์ของข้อมูลเกี่ยวกับช่วงของการวัด ค่าตัวเลขของค่าที่วัดได้จะทำในรหัสทศนิยมไบนารีแบบคู่ขนาน

แผนภาพโครงสร้างของโอห์มมิเตอร์ Shch306-2 แสดงในรูปที่ 10.8. โอห์มมิเตอร์ประกอบด้วยหน่วยแปลง / หน่วยแสดงผล 10, บล็อกควบคุม 9, พาวเวอร์ซัพพลาย ไมโครคอมพิวเตอร์ 4 และบล็อกเอาท์พุต 11.

ข้าว. 10.8. แผนภาพโครงสร้างของโอห์มมิเตอร์ประเภท Shch306-2

บล็อกการแปลงประกอบด้วยตัวแปลงมาตราส่วนอินพุต 2 ซึ่งเป็นผู้รวมระบบ 8 และชุดควบคุม 3. ตัวต้านทานที่วัดได้ 7 เชื่อมต่อกับวงจรป้อนกลับของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ขึ้นอยู่กับรอบการวัด กระแสที่สอดคล้องกับช่วงการวัดจะถูกส่งผ่านตัวต้านทานที่วัดได้ รวมถึงกระแสเพิ่มเติมที่เกิดจากศูนย์ออฟเซ็ตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน จากเอาต์พุตของตัวแปลงมาตราส่วน แรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับอินพุตของผู้รวมระบบ ซึ่งทำขึ้นตามหลักการของการรวมหลายรอบด้วยการวัดกระแสไฟดิสชาร์จ

อัลกอริธึมการควบคุมช่วยให้มั่นใจถึงการทำงานของตัวแปลงมาตราส่วนและผู้รวมระบบ รวมถึงการสื่อสารกับไมโครคอมพิวเตอร์

ในชุดควบคุม ช่วงเวลาจะถูกเติมด้วยพัลส์นาฬิกา ซึ่งจะไปถึงอินพุตของตัวนับสี่ตัวของตัวเลขที่มีนัยสำคัญและสำคัญที่สุด ข้อมูลที่ได้รับจากเอาต์พุตของตัวนับจะถูกอ่านในหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ของไมโครคอมพิวเตอร์

การดึงข้อมูลจากหน่วยควบคุมเกี่ยวกับผลลัพธ์ของการวัดและโหมดการทำงานของโอห์มมิเตอร์ การประมวลผลและการนำข้อมูลไปยังรูปแบบที่จำเป็นสำหรับการบ่งชี้ การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของผลลัพธ์ การส่งข้อมูลไปยัง RAM เสริมของชุดควบคุม การควบคุมการทำงานของโอห์มมิเตอร์และฟังก์ชันอื่นๆ ถูกกำหนดให้กับไมโครโปรเซสเซอร์ 5, ตั้งอยู่ในหน่วยไมโครคอมพิวเตอร์ สเตบิไลเซอร์อยู่ในบล็อคเดียวกัน 6 เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์โอห์มมิเตอร์

โอห์มมิเตอร์สร้างขึ้นบนไมโครเซอร์กิตที่มีการบูรณาการในระดับสูง

ข้อมูลจำเพาะ

ช่วงการวัด 10L..10 9 Ohm. ระดับความแม่นยำสำหรับขีดจำกัดการวัด: 0.01 / 0.002 สำหรับ 100 โอห์ม; 0.005/0.001 สำหรับ 1.10, 100 kΩ; 0.005/0.002 สำหรับ 1 MΩ; 0.01/0.005 สำหรับ 10 MΩ; 0.2/0.04 สำหรับ 100 MΩ; 0.5/0.1 สำหรับ 1 GΩ (ในตัวเศษ ค่าจะได้รับในโหมดที่ไม่มีการรวบรวมข้อมูล ในตัวส่วน - พร้อมการสะสม)

จำนวนตำแหน่งทศนิยม: 4.5 ในช่วงที่มีขีดจำกัดบน 100 MΩ, 1 GΩ; 5.5 ในช่วงที่เหลือในโหมดที่ไม่มีการบวก 6.5 ในโหมดที่มีการบวก

มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลแบบพกพา,ตัวอย่างเช่น ซีรีส์ M83 ของการผลิต เขาวงกต/iสามารถใช้เป็นโอห์มมิเตอร์ของระดับความแม่นยำ 1.0 หรือ 2.5

5. การบำรุงรักษาโครงสร้างเชิงเส้น
5.1. บทบัญญัติทั่วไป
5.2. การตรวจสอบและบำรุงรักษาเชิงป้องกันของโครงสร้างสายเคเบิล
5.3. การตรวจสอบและบำรุงรักษาเชิงป้องกันของสายอากาศ
5.4. การวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายเคเบิล โอเวอร์เฮด และสายผสม
5.5. ตรวจสอบสายเคเบิล สายไฟ การต่อสายเคเบิลและอุปกรณ์เชื่อมต่อใหม่ที่กำลังใช้งาน
6. ขจัดความเสียหายของสายเคเบิล เหนือศีรษะ และสายผสม
6.1. องค์กรของงานเพื่อขจัดอุบัติเหตุและความเสียหายให้กับสาย
6.2. วิธีการค้นหาและขจัดความเสียหายของสายเคเบิล
6.2.1. คำแนะนำทั่วไป

กฎสำหรับการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมสายสื่อสาร

5.4. การวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายเคเบิล โอเวอร์เฮด และสายผสม

5.4.1. การวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายเคเบิล ค่าโสหุ้ย และสายผสมของเครือข่ายการสื่อสารในพื้นที่ ดำเนินการเพื่อตรวจสอบการปฏิบัติตามคุณสมบัติตามมาตรฐานที่กำหนดและป้องกันสภาวะฉุกเฉิน

5.4.2. การวัดเส้นไฟฟ้าดำเนินการโดยกลุ่มการวัดขององค์กรสื่อสารตาม "แนวทาง" ปัจจุบันสำหรับการวัดทางไฟฟ้าของสาย GTS และ STS

5.4.3. กลุ่มการวัดทำการวัดสายไฟฟ้าประเภทต่อไปนี้:

วางแผน (เป็นระยะ);

การวัดเพื่อกำหนดตำแหน่งของความเสียหาย

ควบคุมการวัดที่ดำเนินการหลังงานซ่อมแซมและฟื้นฟู

การวัดระหว่างการทดสอบสายการผลิตที่สร้างขึ้นใหม่และสร้างใหม่

การวัดเพื่อชี้แจงเส้นทางของสายเคเบิลและความลึกของสายเคเบิล

การวัดสำหรับตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ (สายเคเบิล สายไฟ ตัวดักจับ ฟิวส์ ฐาน กล่อง กล่องรวมสาย ฉนวน ฯลฯ) ที่มาจากอุตสาหกรรม ก่อนทำการติดตั้ง (ติดตั้ง) บนเส้น

ประเภทของพารามิเตอร์ที่วัดได้และปริมาตรของการวัดตามแผน การควบคุมและการยอมรับของคุณลักษณะทางไฟฟ้าของสายเคเบิล เหนือศีรษะ และสายผสมของเครือข่ายการสื่อสารในพื้นที่ระบุไว้ในข้อ 5.4.2 "คู่มือ".

5.4.4. ลักษณะทางไฟฟ้าที่วัดได้ของสายเคเบิล ค่าโสหุ้ย และสายผสมของเครือข่ายการสื่อสารในพื้นที่ต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดในภาคผนวก 4

5.4.5. ผลลัพธ์ของการวัดตามแผน การควบคุม และฉุกเฉินของลักษณะทางไฟฟ้าของเส้นทำหน้าที่เป็นข้อมูลเบื้องต้นในการกำหนดสถานะของโครงสร้างเชิงเส้นและพื้นฐานสำหรับการพัฒนาแผนสำหรับการซ่อมแซมในปัจจุบันและที่สำคัญ และโครงการสำหรับการสร้างโครงสร้างใหม่

การวัดทางไฟฟ้ารวมถึงการวัดปริมาณทางกายภาพ เช่น แรงดันไฟ ความต้านทาน กระแสไฟ กำลัง การวัดทำได้โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น เครื่องมือวัด วงจร และอุปกรณ์พิเศษ ประเภทของอุปกรณ์วัดขึ้นอยู่กับประเภทและขนาด (ช่วงของค่า) ของปริมาณที่วัดได้ เช่นเดียวกับความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ การวัดทางไฟฟ้าใช้หน่วยพื้นฐานของระบบ SI: โวลต์ (V), โอห์ม (โอห์ม), ฟารัด (F), เฮนรี่ (G), แอมแปร์ (A) และวินาที (วินาที)

การวัดทางไฟฟ้า- นี่คือการค้นหา (โดยวิธีการทดลอง) ค่าของปริมาณทางกายภาพที่แสดงในหน่วยที่เหมาะสม

ค่าของหน่วยปริมาณไฟฟ้าถูกกำหนดโดยข้อตกลงระหว่างประเทศตามกฎหมายฟิสิกส์ เนื่องจาก "การบำรุงรักษา" ของหน่วยปริมาณไฟฟ้าที่กำหนดโดยข้อตกลงระหว่างประเทศนั้นเต็มไปด้วยความยากลำบาก จึงถูกนำเสนอเป็นมาตรฐาน "เชิงปฏิบัติ" ของหน่วยปริมาณไฟฟ้า

มาตรฐานได้รับการสนับสนุนจากห้องปฏิบัติการมาตรวิทยาของรัฐของประเทศต่างๆ ในบางครั้งจะมีการทดลองเพื่อชี้แจงความสอดคล้องระหว่างค่ามาตรฐานของหน่วยปริมาณไฟฟ้าและคำจำกัดความของหน่วยเหล่านี้ ในปี 1990 ห้องปฏิบัติการมาตรวิทยาของรัฐของประเทศอุตสาหกรรมได้ลงนามในข้อตกลงเกี่ยวกับการประสานกันของมาตรฐานการปฏิบัติทั้งหมดของหน่วยปริมาณไฟฟ้าระหว่างกันและกับคำจำกัดความสากลของหน่วยของปริมาณเหล่านี้

การวัดทางไฟฟ้าดำเนินการตามมาตรฐานของรัฐสำหรับแรงดันและกระแสไฟตรง ความต้านทานกระแสตรง ความเหนี่ยวนำ และความจุ มาตรฐานดังกล่าวเป็นอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เสถียรหรือการติดตั้งซึ่งบนพื้นฐานของปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างปริมาณไฟฟ้าจะถูกทำซ้ำซึ่งคำนวณจากค่าที่รู้จักของค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน ไม่รองรับมาตรฐานวัตต์และวัตต์-ชั่วโมง เนื่องจากการคำนวณค่าของหน่วยเหล่านี้เหมาะสมกว่าด้วยการกำหนดสมการที่เกี่ยวข้องกับหน่วยของปริมาณอื่นๆ

เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าส่วนใหญ่มักจะวัดค่าทันทีของปริมาณไฟฟ้าหรือปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่แปลงเป็นค่าไฟฟ้า อุปกรณ์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นอนาล็อกและดิจิตอล แบบแรกมักจะแสดงมูลค่าของปริมาณที่วัดได้โดยใช้ลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วนที่มีการแบ่งส่วน ด้านหลังมีจอแสดงผลดิจิตอลที่แสดงค่าที่วัดได้เป็นตัวเลข

ควรใช้เกจดิจิทัลสำหรับการวัดส่วนใหญ่ เนื่องจากสะดวกกว่าในการอ่านค่า และโดยทั่วไปแล้วจะใช้งานได้หลากหลายกว่า มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล ("มัลติมิเตอร์") และโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลใช้เพื่อวัดค่าความต้านทานกระแสตรงที่มีความแม่นยำปานกลางถึงสูง ตลอดจนแรงดันไฟและกระแสไฟ AC

อุปกรณ์อนาล็อกค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ดิจิทัล แม้ว่าจะยังพบแอปพลิเคชันที่ต้นทุนต่ำมีความสำคัญและไม่ต้องการความแม่นยำสูง สำหรับการวัดค่าความต้านทานและอิมพีแดนซ์ (อิมพีแดนซ์) ที่แม่นยำที่สุด มีสะพานวัดและเมตรพิเศษอื่นๆ อุปกรณ์บันทึกใช้เพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงของค่าที่วัดได้เมื่อเวลาผ่านไป - เครื่องบันทึกเทปและออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์ อะนาล็อกและดิจิตอล

การวัดปริมาณไฟฟ้าเป็นการวัดประเภทหนึ่งที่พบบ่อยที่สุด ต้องขอบคุณการสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าต่างๆ ให้เป็นปริมาณไฟฟ้า วิธีการและเครื่องมือของอุปกรณ์ไฟฟ้าจึงถูกนำมาใช้ในการวัดปริมาณทางกายภาพเกือบทั้งหมด

ขอบเขตของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า:

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา ฯลฯ ;

· กระบวนการทางเทคโนโลยีในวิศวกรรมกำลังไฟฟ้า โลหะวิทยา อุตสาหกรรมเคมี ฯลฯ

· ขนส่ง;

การสำรวจและผลิตแร่

งานอุตุนิยมวิทยาและสมุทรศาสตร์

การวินิจฉัยทางการแพทย์

· การผลิตและการใช้งานอุปกรณ์วิทยุและโทรทัศน์ เครื่องบินและยานอวกาศ ฯลฯ

ปริมาณไฟฟ้าที่หลากหลาย ค่าช่วงกว้าง ข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการวัดสูง เงื่อนไขและขอบเขตที่หลากหลายของการประยุกต์ใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า นำไปสู่วิธีการและวิธีการวัดทางไฟฟ้าที่หลากหลาย

การวัดปริมาณไฟฟ้าที่ "แอ็คทีฟ" (ความแรงของกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า ฯลฯ) ที่กำหนดลักษณะสถานะพลังงานของวัตถุที่วัดนั้น ขึ้นอยู่กับผลกระทบโดยตรงของปริมาณเหล่านี้ต่อองค์ประกอบการตรวจจับและตามกฎแล้วจะมาพร้อมกับ การใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนหนึ่งจากวัตถุวัด

การวัดปริมาณไฟฟ้า "แบบพาสซีฟ" (ความต้านทานไฟฟ้า ส่วนประกอบที่ซับซ้อน การเหนี่ยวนำ แทนเจนต์การสูญเสียไดอิเล็กตริก ฯลฯ) การกำหนดลักษณะคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัตถุการวัด กำหนดให้วัตถุวัดต้องป้อนจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าภายนอกและ วัดพารามิเตอร์ของสัญญาณตอบสนอง
วิธีการและวิธีการวัดทางไฟฟ้าในวงจร DC และ AC แตกต่างกันอย่างมาก ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความถี่และลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของปริมาณ เช่นเดียวกับลักษณะของปริมาณไฟฟ้าที่แปรผันได้ (ทันที มีประสิทธิภาพ สูงสุด ค่าเฉลี่ย)

สำหรับการวัดทางไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง การวัดเครื่องมือแมกนีโตอิเล็กทริกและอุปกรณ์วัดแบบดิจิตอลมักใช้กันอย่างแพร่หลาย สำหรับการวัดทางไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ - อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า, อุปกรณ์ไฟฟ้าไดนามิก, อุปกรณ์เหนี่ยวนำ, อุปกรณ์ไฟฟ้าสถิต, มิเตอร์ไฟฟ้าวงจรเรียงกระแส, ออสซิลโลสโคป, มิเตอร์ดิจิตอล อุปกรณ์เหล่านี้บางส่วนใช้สำหรับวัดทางไฟฟ้าทั้งในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง

ค่าของปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้นั้นอยู่ภายในขอบเขตโดยประมาณ: ความแรงของกระแส - จากถึง A, แรงดัน - จากถึง V, ความต้านทาน - จากโอห์ม, กำลัง - จาก W ถึงสิบ GW, ความถี่กระแสสลับ - จากเป็น Hz . ช่วงของค่าที่วัดได้ของปริมาณไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะขยายตัวอย่างต่อเนื่อง การวัดที่ความถี่สูงและความถี่สูงพิเศษ การวัดกระแสต่ำและความต้านทานสูง แรงดันไฟฟ้าสูงและลักษณะของปริมาณไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าที่มีกำลังแรง ได้แยกเป็นส่วนๆ เพื่อพัฒนาวิธีการและวิธีการเฉพาะในการวัดทางไฟฟ้า

การขยายช่วงการวัดปริมาณไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีของทรานสดิวเซอร์การวัดทางไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการขยายและลดทอนกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า ปัญหาเฉพาะของการวัดทางไฟฟ้าของค่าปริมาณไฟฟ้าขนาดเล็กพิเศษและขนาดใหญ่มากรวมถึงการต่อสู้กับการบิดเบือนที่มาพร้อมกับกระบวนการขยายและการลดทอนสัญญาณไฟฟ้าและการพัฒนาวิธีการแยกสัญญาณที่มีประโยชน์กับพื้นหลัง ของการรบกวน

ขีดจำกัดของข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัดทางไฟฟ้ามีตั้งแต่หน่วยประมาณถึง % สำหรับการวัดที่ค่อนข้างหยาบ จะใช้เครื่องมือวัดที่ทำงานโดยตรง สำหรับการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น จะใช้วิธีการที่ใช้สะพานและวงจรไฟฟ้าชดเชย

การใช้วิธีการวัดทางไฟฟ้าสำหรับการวัดปริมาณที่ไม่ใช่ทางไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าและทางไฟฟ้า หรือการใช้ทรานสดิวเซอร์การวัด (เซ็นเซอร์)

เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานร่วมกันของเซ็นเซอร์กับเครื่องมือวัดรอง การส่งสัญญาณเอาต์พุตไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ในระยะไกล และเพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกันเสียงของสัญญาณที่ส่ง จะใช้ทรานสดิวเซอร์วัดกลางทางไฟฟ้าต่างๆ พร้อมกันตามกฎ ทำหน้าที่ขยายสัญญาณไฟฟ้า (ลดทอนลง) เช่นเดียวกับการแปลงแบบไม่เชิงเส้นเพื่อชดเชยความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์

สัญญาณไฟฟ้า (ค่า) ใดๆ สามารถใช้กับอินพุตของทรานสดิวเซอร์การวัดระดับกลาง ในขณะที่สัญญาณไฟฟ้าแบบครบวงจรของกระแสตรง ไซน์ หรือกระแสพัลซิ่ง (แรงดัน) มักถูกใช้เป็นสัญญาณเอาท์พุต สัญญาณเอาท์พุต AC ใช้แอมพลิจูด ความถี่ หรือการปรับเฟส ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นเรื่อย ๆ ในฐานะทรานสดิวเซอร์การวัดระดับกลาง

ระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนของการทดลองทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางเทคโนโลยีได้นำไปสู่การสร้างวิธีการที่ซับซ้อนในการติดตั้งการวัด การวัด และระบบสารสนเทศ ตลอดจนการพัฒนาระบบการวัดทางไกลและกลไกทางวิทยุ

การพัฒนาที่ทันสมัยของการวัดทางไฟฟ้านั้นโดดเด่นด้วยการใช้เอฟเฟกต์ทางกายภาพใหม่ ตัวอย่างเช่น ในปัจจุบัน เอฟเฟกต์ควอนตัมของโจเซฟสัน ฮอลล์ ฯลฯ ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่มีความไวสูงและความแม่นยำสูง ความสำเร็จของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการแนะนำอย่างกว้างขวางในเทคนิคการวัด ใช้เครื่องมือวัดขนาดจิ๋ว ด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ระบบอัตโนมัติของกระบวนการวัดทางไฟฟ้าตลอดจนการรวมมาตรวิทยาและข้อกำหนดอื่น ๆ สำหรับพวกเขา

การวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเป็นขั้นตอนบังคับในการพัฒนาและผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ในการควบคุมคุณภาพของอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้น จำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ทีละขั้น คำจำกัดความที่ถูกต้องของฟังก์ชันการทำงานของระบบควบคุมและการวัดในอนาคตจำเป็นต้องมีคำจำกัดความของประเภทของการควบคุมทางไฟฟ้า: ทางอุตสาหกรรมหรือห้องปฏิบัติการ แบบสมบูรณ์หรือแบบคัดเลือก สถิติหรือแบบเดี่ยว แบบสัมบูรณ์หรือแบบสัมพัทธ์ และอื่นๆ

ในโครงสร้างการผลิตผลิตภัณฑ์มีการควบคุมประเภทต่อไปนี้:

• การควบคุมอินพุต;
• การควบคุมระหว่างการปฏิบัติงาน
• การควบคุมพารามิเตอร์การทำงาน
• การทดสอบการยอมรับ

ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ (พื้นที่การผลิตเครื่องมือ) จำเป็นต้องดำเนินการควบคุมคุณภาพขาเข้าของวัตถุดิบและส่วนประกอบ การควบคุมคุณภาพทางไฟฟ้าของการทำให้เป็นโลหะของแผงวงจรพิมพ์สำเร็จรูป การควบคุมพารามิเตอร์การทำงานของอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบ แอสเซมบลี เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ ในการผลิตสมัยใหม่ ระบบควบคุมไฟฟ้าแบบอะแดปเตอร์ เช่นเดียวกับระบบที่มีหัววัด "บินได้" ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จ

ในทางกลับกัน การผลิตส่วนประกอบในบรรจุภัณฑ์ (วงจรการผลิตแบบบรรจุหีบห่อ) จะต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ขาเข้าของผลึกและบรรจุภัณฑ์แต่ละชิ้น การควบคุมระหว่างการปฏิบัติงานที่ตามมาภายหลังการแกะลีดของชิปหรือการติดตั้ง และสุดท้าย การควบคุมพารามิเตอร์และการทำงานของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป .

สำหรับการผลิตส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์และวงจรรวม (การผลิตคริสตัล) จำเป็นต้องมีการควบคุมลักษณะทางไฟฟ้าโดยละเอียดมากขึ้น ในขั้นต้น จำเป็นต้องควบคุมคุณสมบัติของเพลต ทั้งพื้นผิวและจำนวนมาก หลังจากนั้น ขอแนะนำให้ควบคุมลักษณะของชั้นการทำงานหลัก และหลังจากใช้ชั้นเคลือบโลหะแล้ว ให้ตรวจสอบคุณภาพของประสิทธิภาพและคุณสมบัติทางไฟฟ้า เมื่อได้รับโครงสร้างบนเพลตแล้ว จำเป็นต้องดำเนินการควบคุมพารามิเตอร์และการทำงาน การวัดลักษณะสถิตและไดนามิก ควบคุมความสมบูรณ์ของสัญญาณ วิเคราะห์คุณสมบัติของโครงสร้าง และตรวจสอบประสิทธิภาพ

การวัดพารามิเตอร์:

การวิเคราะห์พารามิเตอร์ประกอบด้วยชุดวิธีการวัดและควบคุมความน่าเชื่อถือของพารามิเตอร์แรงดัน กระแส และกำลัง โดยไม่ต้องควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ การวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการใช้แรงกระตุ้นทางไฟฟ้ากับอุปกรณ์ภายใต้การวัด (DUT) และการวัดการตอบสนองของ DUT การวัดพารามิเตอร์ดำเนินการที่กระแสตรง (การวัด DC มาตรฐานของคุณลักษณะแรงดันไฟปัจจุบัน (CVC) การวัดวงจรไฟฟ้า ฯลฯ ) ที่ความถี่ต่ำ (การวัดคุณสมบัติความจุ-แรงดันไฟฟ้าแบบหลายความถี่ (ลักษณะ CV) การวัด อิมพีแดนซ์และความแปรปรวนที่ซับซ้อน การวิเคราะห์วัสดุ ฯลฯ . ) การวัดพัลส์ (ลักษณะพัลส์ I–V การดีบักเวลาตอบสนอง ฯลฯ ) ในการแก้ปัญหาของการวัดแบบพาราเมตริก มีการใช้อุปกรณ์ควบคุมและการวัดเฉพาะจำนวนมาก: เครื่องกำเนิดสัญญาณรูปคลื่น, อุปกรณ์จ่ายไฟ (DC และ AC), แหล่งมิเตอร์, แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, มัลติมิเตอร์, LCR และอิมพีแดนซ์เมตร, เครื่องวิเคราะห์พารามิเตอร์และเส้นโค้ง ตัวติดตามและอื่น ๆ อีกมากมาย อื่น ๆ รวมถึงอุปกรณ์เสริมวัสดุและอุปกรณ์ติดตั้งจำนวนมาก

แอปพลิเคชัน:

• การวัดคุณสมบัติพื้นฐาน (กระแส แรงดัน กำลังไฟฟ้า) ของวงจรไฟฟ้า
• การวัดความต้านทาน ความจุ และความเหนี่ยวนำขององค์ประกอบแบบพาสซีฟและแอกทีฟของวงจรไฟฟ้า
• การวัดอิมพีแดนซ์รวมและอิมมิแดนซ์
• การวัด CVC ในโหมดกึ่งคงที่และแบบพัลซิ่ง
• การวัดลักษณะเฉพาะของ CV ในโหมดกึ่งสถิตและหลายความถี่
• การกำหนดลักษณะของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์
• การวิเคราะห์ความล้มเหลว

การวัดการทำงาน:

การวิเคราะห์เชิงฟังก์ชันประกอบด้วยชุดเทคนิคสำหรับการวัดและควบคุมประสิทธิภาพของอุปกรณ์ขณะดำเนินการขั้นพื้นฐาน เทคนิคเหล่านี้ทำให้สามารถสร้างแบบจำลอง (ทางกายภาพ แบบกะทัดรัด หรือเชิงพฤติกรรม) ของอุปกรณ์ตามข้อมูลที่ได้รับระหว่างกระบวนการวัด การวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับทำให้สามารถควบคุมความเสถียรของคุณสมบัติของอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้น เพื่อศึกษาและพัฒนาอุปกรณ์ใหม่ เพื่อดีบักกระบวนการทางเทคโนโลยีและแก้ไขโทโพโลยี ในการแก้ปัญหาของการวัดการทำงาน มีการใช้อุปกรณ์ควบคุมและการวัดเฉพาะจำนวนมาก: ออสซิลโลสโคป, เครื่องวิเคราะห์เครือข่าย, เครื่องวัดความถี่, เครื่องวัดเสียง, เครื่องวัดกำลัง, เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม, เครื่องตรวจจับและอื่น ๆ อีกมากมายรวมถึงอุปกรณ์เสริมจำนวนมาก , อุปกรณ์เสริมและอุปกรณ์ติดตั้ง

แอปพลิเคชัน:

• การวัดสัญญาณอ่อน: พารามิเตอร์การส่งและการสะท้อนของสัญญาณ การควบคุมการบิดเบือน
• การวัดสัญญาณที่แรง: เกนกำลังอัด การวัดการดึงโหลด ฯลฯ
• การสร้างและการแปลงความถี่
• การวิเคราะห์รูปคลื่นในโดเมนเวลาและความถี่
• การวัดรูปสัญญาณรบกวนและการวิเคราะห์พารามิเตอร์เสียง
• การตรวจสอบความบริสุทธ์ของสัญญาณและการวิเคราะห์ความผิดเพี้ยนของอินเตอร์มอดูเลชัน
• การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของสัญญาณ การกำหนดมาตรฐาน

การวัดโพรบ:

ควรแยกการวัดค่าโพรบแยกกัน การพัฒนาเชิงรุกของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และนาโนอิเล็กทรอนิกส์ทำให้ต้องมีการวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้บนเวเฟอร์ ซึ่งเป็นไปได้เฉพาะกับหน้าสัมผัสคุณภาพสูง เสถียร และเชื่อถือได้ซึ่งไม่ทำลาย DUT การแก้ปัญหาเหล่านี้ทำได้โดยการใช้สถานีโพรบ ซึ่งออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการวัดเฉพาะประเภท ดำเนินการควบคุมโพรบ สถานีได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแยกอิทธิพลภายนอก เสียงของสถานีเอง และรักษา "ความบริสุทธิ์" ของการทดลอง การวัดทั้งหมดกำหนดที่ระดับของเพลต / ชิ้นส่วน ก่อนแยกออกเป็นผลึกและบรรจุภัณฑ์

แอปพลิเคชัน:

• การวัดความเข้มข้นของตัวพาประจุ
• การวัดความต้านทานพื้นผิวและปริมาตร
• การวิเคราะห์คุณภาพของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์
• ดำเนินการควบคุมพารามิเตอร์ที่ระดับจาน
• พฤติกรรมการวิเคราะห์หน้าที่ระดับจาน
• ดำเนินการวัดและควบคุมพารามิเตอร์อิเล็กโทรฟิสิกส์ (ดูด้านล่าง) ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
• การควบคุมคุณภาพของกระบวนการทางเทคโนโลยี

การวัดทางวิทยุ:

การวัดการปล่อยคลื่นวิทยุ ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า พฤติกรรมของสัญญาณของตัวรับส่งสัญญาณและระบบป้อนเสาอากาศ ตลอดจนการคุ้มกันสัญญาณรบกวนจำเป็นต้องมีเงื่อนไขภายนอกพิเศษสำหรับการทดลอง การวัด RF ต้องใช้วิธีการที่แยกต่างหาก ไม่เพียงแต่คุณสมบัติของเครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกด้วย (ไม่รวมถึงปฏิกิริยาของเวลา ความถี่และลักษณะกำลังไฟฟ้า และนอกจากนี้ ตำแหน่งขององค์ประกอบทั้งหมดของระบบที่สัมพันธ์กัน และการออกแบบแอคทีฟ องค์ประกอบ) มีส่วนร่วมในอิทธิพลของพวกเขา

แอปพลิเคชัน:

• การค้นหาเรดาร์และทิศทาง
• ระบบโทรคมนาคมและการสื่อสาร
• ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและภูมิคุ้มกันทางเสียง
• การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของสัญญาณ การกำหนดมาตรฐาน

การวัดทางไฟฟ้าฟิสิกส์:

การวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้ามักมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการวัด/อิทธิพลของพารามิเตอร์ทางกายภาพ การวัดทางไฟฟ้าฟิสิกส์ใช้สำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดที่แปลงอิทธิพลภายนอกเป็นพลังงานไฟฟ้าและ / หรือในทางกลับกัน LED, ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก, โฟโตไดโอด, เซ็นเซอร์ความดัน, การไหลและอุณหภูมิ รวมถึงอุปกรณ์ทั้งหมดที่อิงตามสิ่งเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของปฏิสัมพันธ์ของลักษณะทางกายภาพและทางไฟฟ้าของอุปกรณ์

แอปพลิเคชัน:

• การวัดความเข้ม ความยาวคลื่น และทิศทางของรังสี CVC ฟลักซ์การส่องสว่าง และสเปกตรัมของ LED
• การวัดความไวและสัญญาณรบกวน CVC ลักษณะสเปกตรัมและแสงของโฟโตไดโอด
• การวิเคราะห์ความไว ความเป็นเส้นตรง ความแม่นยำ ความละเอียด ขีดจำกัด ฟันเฟือง เสียง การตอบสนองชั่วคราว และประสิทธิภาพการใช้พลังงานสำหรับตัวกระตุ้นและเซ็นเซอร์ MEMS
• การวิเคราะห์ลักษณะของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (เช่น แอคทูเอเตอร์และเซ็นเซอร์ MEMS) ในสุญญากาศและในห้องแรงดันสูง
• การวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของการพึ่งพาอุณหภูมิ กระแสวิกฤต และอิทธิพลของสนามในตัวนำยิ่งยวด

วางแผน

บทนำ

เมตรปัจจุบัน

การวัดแรงดัน

อุปกรณ์รวมของระบบแมกนีโตอิเล็กทริก

เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์สากล

ทางแยกวัด

เครื่องมือวัดความต้านทาน

การหาค่าความต้านทานดิน

สนามแม่เหล็ก

การเหนี่ยวนำ

บรรณานุกรม

บทนำ

การวัดเรียกว่าการหาค่าของปริมาณทางกายภาพเชิงประจักษ์ โดยใช้วิธีการทางเทคนิคพิเศษ - เครื่องมือวัด

ดังนั้น การวัดจึงเป็นกระบวนการที่ให้ข้อมูลเพื่อให้ได้มาซึ่งความสัมพันธ์เชิงตัวเลขระหว่างปริมาณทางกายภาพที่กำหนดกับค่าบางค่าของปริมาณจริง โดยนำมาเป็นหน่วยเปรียบเทียบ

ผลการวัดเป็นตัวเลขที่ระบุชื่อซึ่งพบโดยการวัดปริมาณทางกายภาพ งานหลักของการวัดอย่างหนึ่งคือการประมาณระดับของการประมาณหรือความแตกต่างระหว่างค่าจริงและค่าจริงของปริมาณทางกายภาพที่วัดได้ - ข้อผิดพลาดในการวัด

พารามิเตอร์หลักของวงจรไฟฟ้าคือ: ความแรงของกระแส, แรงดัน, ความต้านทาน, กำลังไฟฟ้า ในการวัดพารามิเตอร์เหล่านี้จะใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า

การวัดพารามิเตอร์ของวงจรไฟฟ้าทำได้สองวิธี วิธีแรกเป็นวิธีการวัดโดยตรง วิธีที่สองเป็นวิธีการวัดทางอ้อม

วิธีการวัดโดยตรงเกี่ยวข้องกับการได้รับผลลัพธ์โดยตรงจากประสบการณ์ การวัดทางอ้อมคือการวัดซึ่งพบค่าที่ต้องการบนพื้นฐานของความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างค่านี้กับค่าที่ได้รับจากการวัดโดยตรง

เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า - ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้วัดปริมาณไฟฟ้าต่างๆ กลุ่มเครื่องมือวัดทางไฟฟ้ายังรวมถึงนอกเหนือจากเครื่องมือวัดจริง เครื่องมือวัดอื่น ๆ - การวัด ตัวแปลง การติดตั้งที่ซับซ้อน

เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าจำแนกได้ดังนี้: ตามปริมาณทางกายภาพที่วัดและทำซ้ำได้ (แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ โอมมิเตอร์ เครื่องวัดความถี่ ฯลฯ); ตามวัตถุประสงค์ (เครื่องมือวัด การวัด ทรานสดิวเซอร์การวัด การติดตั้งและระบบการวัด อุปกรณ์เสริม) ตามวิธีการให้ผลการวัด (แสดงและบันทึก) ตามวิธีการวัด (อุปกรณ์สำหรับการประเมินและเปรียบเทียบโดยตรง) ตามวิธีการใช้งานและการออกแบบ (แผง แบบพกพา และเครื่องเขียน) ตามหลักการทำงาน (ไฟฟ้า - เครื่องกลไฟฟ้า, แม่เหล็กไฟฟ้า, อิเล็กโทรไดนามิก, ไฟฟ้าสถิต, เฟอร์โรไดนามิก, การเหนี่ยวนำ, แมกนีโตไดนามิก, อิเล็กทรอนิกส์, เทอร์โมอิเล็กทริก, ไฟฟ้าเคมี)

ในบทความนี้ ฉันจะพยายามพูดถึงอุปกรณ์ หลักการทำงาน ให้คำอธิบายและคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าของคลาสเครื่องกลไฟฟ้า

การวัดกระแส

แอมมิเตอร์ - อุปกรณ์สำหรับวัดความแรงของกระแสเป็นแอมแปร์ (รูปที่ 1) มาตราส่วนของแอมมิเตอร์วัดเป็นไมโครแอมแปร์ มิลลิแอมป์ แอมแปร์ หรือกิโลแอมแปร์ตามขีดจำกัดการวัดของอุปกรณ์ แอมมิเตอร์เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมกับส่วนของวงจรไฟฟ้านั้น (รูปที่ 2) ซึ่งวัดความแรงของกระแสไฟ เพื่อเพิ่มขีด จำกัด การวัด - ด้วยการแบ่งหรือผ่านหม้อแปลง

แอมมิเตอร์ทั่วไป ซึ่งส่วนที่เคลื่อนที่ของอุปกรณ์ที่มีลูกศรจะหมุนเป็นมุมตามสัดส่วนกับค่าของกระแสที่วัดได้

แอมมิเตอร์คือแมกนีโตอิเล็กทริก, แม่เหล็กไฟฟ้า, อิเล็กโทรไดนามิก, ความร้อน, การเหนี่ยวนำ, เครื่องตรวจจับ, เทอร์โมอิเล็กทริกและโฟโตอิเล็กทริก

แอมมิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริกวัดความแรงของกระแสตรง การเหนี่ยวนำและเครื่องตรวจจับ - ไฟ AC; แอมมิเตอร์ของระบบอื่นวัดความแรงของกระแสใด ๆ ที่แม่นยำและละเอียดอ่อนที่สุดคือแอมมิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริกและอิเล็กโทรไดนามิก

หลักการทำงานของอุปกรณ์แมกนีโตอิเล็กทริกขึ้นอยู่กับการสร้างแรงบิด อันเนื่องมาจากปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กถาวรกับกระแสที่ไหลผ่านขดลวดของเฟรม ลูกศรเชื่อมต่อกับเฟรม ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วน มุมการหมุนของลูกศรเป็นสัดส่วนกับความแรงของกระแส

แอมมิเตอร์ไฟฟ้าไดนามิกประกอบด้วยขดลวดคงที่และขดลวดเคลื่อนที่ที่เชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรม ปฏิกิริยาระหว่างกระแสที่ไหลผ่านขดลวดทำให้ขดลวดเคลื่อนที่และลูกศรที่เชื่อมต่ออยู่เบี่ยง ในวงจรไฟฟ้า แอมมิเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด และที่ไฟฟ้าแรงสูงหรือกระแสสูง ผ่านหม้อแปลงไฟฟ้า

ข้อมูลทางเทคนิคของแอมมิเตอร์ในประเทศบางประเภท, มิลลิแอมป์มิเตอร์, ไมโครมิเตอร์, แมกนีโตอิเล็กทริก, แม่เหล็กไฟฟ้า, อิเล็กโทรไดนามิกและระบบระบายความร้อนแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1. แอมมิเตอร์ มิลลิแอมมิเตอร์ ไมโครมิเตอร์

ระบบเครื่องมือ	ประเภทเครื่องมือ	ระดับความแม่นยำ	ขีดจำกัดการวัด
แมกนีโตอิเล็กทริก	M109	0,5	หนึ่ง; 2; ห้า; 10 A
	M109/1	0,5	1.5-3 A
	M45M	1,0	75mV
			75-0-75mV
	M1-9	0,5	10-1000 uA
	M109	0,5	2; 10; 50 mA
	200 mA
	M45M	1,0	1.5-150 mA
แม่เหล็กไฟฟ้า	E514/3	0,5	5-10 A
	E514/2	0,5	2.5-5 A
	E514/1	0,5	1-2 อา
	E316	1,0	1-2 อา
	3316	1,0	2.5-5 A
	E513/4	1,0	0.25-0.5-1 A
	E513/3	0,5	50-100-200 mA
	E513/2	0,5	25-50-100mA
	E513/1	0,5	10-20-40 mA
	E316	1,0	10-20 mA
อิเล็กโทรไดนามิก	D510/1	0,5	0.1-0.2-0.5-1-2-5 A
ความร้อน	E15	1,0	30;50;100;300mA

การวัดแรงดัน

โวลต์มิเตอร์ - อุปกรณ์วัดการอ่านโดยตรงสำหรับกำหนดแรงดันไฟฟ้าหรือ EMF ในวงจรไฟฟ้า (รูปที่ 3) มีการเชื่อมต่อแบบขนานกับโหลดหรือแหล่งพลังงานไฟฟ้า (รูปที่ 4)

ตามหลักการของการทำงาน โวลต์มิเตอร์แบ่งออกเป็น: ระบบเครื่องกลไฟฟ้า - แม่เหล็กไฟฟ้า, แม่เหล็กไฟฟ้า, ไฟฟ้าไดนามิก, ไฟฟ้าสถิต, วงจรเรียงกระแส, เทอร์โมอิเล็กทริก; อิเล็กทรอนิกส์ - อนาล็อกและดิจิตอล โดยการนัดหมาย: กระแสตรง; กระแสสลับ; แรงกระตุ้น; ไวต่อเฟส เลือก; สากล. โดยการออกแบบและวิธีการใช้: แผง; แบบพกพา; เครื่องเขียน. ข้อมูลทางเทคนิคของโวลต์มิเตอร์ในประเทศ มิลลิโวลต์มิเตอร์ของแมกนีโตอิเล็กทริก อิเล็กโทรไดนามิก แม่เหล็กไฟฟ้า และระบบระบายความร้อนแสดงไว้ในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 โวลต์มิเตอร์และมิลลิโวลต์มิเตอร์

ระบบเครื่องมือ	ประเภทเครื่องมือ	ระดับความแม่นยำ	ขีดจำกัดการวัด
อิเล็กโทรไดนามิก	D121	0,5	150-250V
D567	0,5	15-600V
แมกนีโตอิเล็กทริก	M109	0,5	3-600V
M250	0,5	3; ห้าสิบ; 200; 400 V
M45M	1,0	75 mV;
75-0-75 mV
75-15-750-1500 mV
M109	0,5	10-3000 mV
ไฟฟ้าสถิต	C50/1	1,0	30 V
С50/5	1,0	600 V
С50/8	1,0	3 kV
C96	1,5	7.5-15-30 kV
แม่เหล็กไฟฟ้า	E515/3	0,5	75-600V
E515/2	0,5	7.5-60V
E512/1	0,5	1.5-15V
ด้วยตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์	F534	0,5	0.3-300V
ความร้อน	E16	1,5	0.75-50V

สำหรับการวัดในวงจร DC จะใช้อุปกรณ์รวมของระบบแมกนีโตอิเล็กทริก แอมแปร์-โวลต์มิเตอร์ ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับอุปกรณ์บางประเภทแสดงไว้ในตารางที่ 3

ตารางที่ 3 อุปกรณ์รวมของระบบแมกนีโตอิเล็กทริก .

ชื่อ	พิมพ์	ระดับความแม่นยำ	ขีดจำกัดการวัด
มิลลิโวลต์-มิลลิแอมป์มิเตอร์	M82	0,5	15-3000 mV; 0.15-60mA
โวลต์มิเตอร์	M128	0,5	75mV-600V; ห้า; 10; 20 A
แอมแปร์โวลต์มิเตอร์	M231	1,5	75-0-75mV; 100-0-100V; 0.005-0-0.005 ก; 10-0-10 อา
โวลต์มิเตอร์	M253	0,5	15mV-600V; 0.75mA-3A
มิลลิโวลต์-มิลลิแอมป์มิเตอร์	M254	0,5	0.15-60 มิลลิแอมป์; 15-3000 mV
ไมโครแอมแปร์โวลต์มิเตอร์	M1201	0,5	3-750V; 0.3-750uA
โวลต์มิเตอร์	M1107	0,2	45mV-600V; 0.075mA-30A
มิลลิแอมป์โวลต์มิเตอร์	M45M	1	7.5-150V; 1.5 mA
โวลต์มิเตอร์	M491	2,5	3-30-300-600V; 30-300-3000 kOhm
โวลต์มิเตอร์แอมมิเตอร์	M493	2,5	3-300 มิลลิแอมป์; 3-600V; 3-300 kOhm
โวลต์มิเตอร์แอมมิเตอร์	M351	1	75mV-1500V; 15 µA-3000 mA; 200 โอห์ม-200 โมห์

ข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับเครื่องมือแบบรวม - แอมแปร์-โวลต์มิเตอร์ และแอมแปร์-โวลต์มิเตอร์สำหรับวัดแรงดันและกระแส ตลอดจนกำลังในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

เครื่องมือแบบพกพาที่รวมกันสำหรับการวัดวงจร DC และ AC จะวัดกระแส DC และ AC และความต้านทาน และบางส่วนยังวัดความจุขององค์ประกอบในช่วงที่กว้างมาก พวกมันมีขนาดเล็ก ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง ซึ่งทำให้ใช้งานได้หลากหลาย ระดับความแม่นยำของอุปกรณ์ประเภทนี้ที่กระแสตรงคือ 2.5; บนตัวแปร - 4.0

เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์สากล

เครื่องมือวัดอเนกประสงค์ (โวลต์มิเตอร์แบบสากล) ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดปริมาณไฟฟ้า อุปกรณ์เหล่านี้ทำให้เป็นไปได้ตามกฎในการวัดแรงดันและกระแสสลับและกระแสตรง ความต้านทาน และในบางกรณีความถี่ของสัญญาณในช่วงที่กว้างมาก ในวรรณคดีพวกเขามักถูกเรียกว่าโวลต์มิเตอร์สากลเนื่องจากค่าใด ๆ ที่วัดโดยเครื่องมือจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยขยายด้วยเครื่องขยายสัญญาณบรอดแบนด์ อุปกรณ์มีมาตราส่วนลูกศร (อุปกรณ์ประเภทเครื่องกลไฟฟ้า) หรือจอแสดงผลพร้อมตัวบ่งชี้ผลึกเหลว อุปกรณ์บางอย่างมีโปรแกรมในตัว และให้การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของผลลัพธ์

ข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์สากลภายในประเทศที่ทันสมัยบางประเภทแสดงไว้ในตารางที่ 4

ตารางที่ 4 เครื่องมือวัดอเนกประสงค์

ประเภทเครื่องมือ	ขีดจำกัดค่าที่วัดได้ ฟังก์ชันเพิ่มเติม	ข้อมูลเพิ่มเติม
B7-21A	1 μV-1000 V, 0.01 โอห์ม-12 โมห์ ความถี่สูงถึง 20 kHz	น้ำหนัก 5.5 กก.
B7-34A	1 μV-1000 V, 1 mΩ - 10 MΩ ข้อผิดพลาด 0.02%	น้ำหนัก 10 กก.
B7-35	0.1mV-1000V, 0.1 μV-10 A, 1 โอห์ม-10 เมกะโอห์ม	น้ำหนักแบตเตอรี่ 2 กก.
B7-36	0.1 mV-1000 V, 1 โอห์ม-10 เมกะโอห์ม	ตัวชี้, ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

อุปกรณ์เสริมต่อไปนี้รวมอยู่ในเครื่องมือสากล:

1. หัววัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 50KHz-1GHz สำหรับขยายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยโวลต์มิเตอร์และมัลติมิเตอร์แบบสากลทั้งหมด

2. ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงสูงสุด 30 kV 1: 1,000 ตารางที่ 5 แสดงข้อมูลทางเทคนิคของ V3-38V สากล

ตารางที่ 5. ข้อมูลทางเทคนิคของมิลลิโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล B3-38V

ลักษณะเฉพาะ	พารามิเตอร์	ความหมาย
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ	ช่วงแรงดันไฟฟ้า ขีด จำกัด การวัด	10 µV…300 V 1 mV/… /300 V (12 p / ช่วง ขั้นตอนที่ 1-3)
	ช่วงความถี่	พื้นที่ปกติ: 45 Hz…1 MHz พื้นที่ทำงาน: 20 เฮิร์ต ... 45 เฮิร์ตซ์; 1MHz-3MHz; 3MHz-5MHz
	ข้อผิดพลาดในการวัด ข้อผิดพลาดเพิ่มเติม ตั้งเวลา	±2% (สำหรับฮาร์โมนิก) ±1/3xKg ที่ Kg 20% ​​​​(สำหรับการสั่นสะเทือนที่ไม่ใช่ฮาร์มอนิก)
	แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด อิมพีแดนซ์อินพุต	600 โวลต์ (250 โวลต์กระแสตรง) 4 MΩ/25 pF ภายใน 1 mV/…/300 mV 5 MΩ / 15pF ภายใน 1 V / ... / 300 V
หม้อแปลงแรงดัน	แรงดันขาออก ข้อผิดพลาดในการแปลง อิมพีแดนซ์เอาต์พุต
เครื่องขยายเสียงบรอดแบนด์	แรงดันไฟขาออกสูงสุด	(100±20) mV
แสดง	ประเภทของตัวชี้วัด รูปแบบการแสดงผล	ตัวบ่งชี้ LCD 3 ½ หลัก
ข้อมูลทั่วไป	แรงดันไฟจ่าย ข้อมูลมิติ	220V±10%, 50Hz 155x209x278 มม.

โวลต์มิเตอร์แบบสากลพร้อมตัวบ่งชี้ผลึกเหลวของผลลัพธ์ของการวัดกระแสตรงและกระแสสลับและแรงดัน ความต้านทานบนวงจรลวด 2/4 ความถี่และคาบ การวัดค่า rms ของกระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าตามอำเภอใจ

นอกจากนี้ เมื่อมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบเปลี่ยนได้ อุปกรณ์ยังให้การวัดอุณหภูมิตั้งแต่ -200 ถึง +1110 0 С การวัดกำลังไฟฟ้า ระดับสัมพัทธ์ (dB) การบันทึก/อ่านผลการวัดสูงสุด 200 ผล การเลือกขีดจำกัดการวัดอัตโนมัติหรือด้วยตนเอง , โปรแกรมควบคุมการทดสอบในตัว, การควบคุมเสียงดนตรี

ทางแยกวัด

Shunts ออกแบบมาเพื่อขยายขีดจำกัดของการวัดปัจจุบัน ตัวแบ่งคือตัวนำ (ตัวต้านทาน) ที่ปรับเทียบแล้วซึ่งมักจะแบนของการออกแบบพิเศษที่ทำจากแมงกานินซึ่งกระแสที่วัดได้จะผ่าน แรงดันตกคร่อมการแบ่งเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของกระแส แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสอดคล้องกับกระแสไฟที่กำหนดของการแบ่ง ส่วนใหญ่จะใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงพร้อมด้วยเครื่องมือวัดแบบแมกนีโตอิเล็กทริก เมื่อวัดกระแสขนาดเล็ก (สูงถึง 30 A) ตัวแบ่งจะรวมอยู่ในกล่องเครื่องมือ เมื่อวัดกระแสสูง (สูงถึง 7500 A) จะใช้การแบ่งภายนอก การแบ่งแบ่งตามคลาสความแม่นยำ: 0.02; 0.05; 0.1; 0.2 และ 0.5

ในการขยายขีดจำกัดการวัดของอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้า ตัวต้านทานที่ปรับเทียบแล้วจะถูกใช้ เรียกว่าความต้านทานเพิ่มเติม ตัวต้านทานเพิ่มเติมทำจากลวดหุ้มฉนวนแมงกานินและแบ่งออกเป็นคลาสความแม่นยำด้วย รายละเอียดของการแบ่งแสดงในตารางที่ 6

ตารางที่ 6 ทางแยกวัด

พิมพ์	จัดอันดับปัจจุบันA	พิกัดแรงดันตก mV	ระดับความแม่นยำ
R114/1	75	45	0,1
R114/1	150	45	0,1
R114/1	300	45	0,1
75RI	0,3-0,75	75	0,2
75RI	1,5-7,5	75	0,2
75RI	15-30	75	0,2
75RI	75	75	0,2
75SHS-0.2	300; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 4000	75	0,2
75SHS	5; 10; 20; 30; 50	75	0,5
75SHSM	75; 100; 150; 200; 300; 500; 750; 1 000	75	0,5

เครื่องมือวัดความต้านทาน

เครื่องมือสำหรับวัดความต้านทานไฟฟ้าซึ่งขึ้นอยู่กับช่วงของความต้านทานที่วัดโดยเครื่องมือนั้นเรียกว่าโอห์มมิเตอร์ ไมโครโอห์มมิเตอร์ มาโอห์มมิเตอร์ ในการวัดความต้านทานต่อการแพร่กระจายของอุปกรณ์กราวด์ในปัจจุบัน จะใช้มิเตอร์กราวด์ ข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้บางประเภทแสดงไว้ในตารางที่ 7

ตารางที่ 7. โอห์มมิเตอร์, ไมโครโอห์มมิเตอร์, เมกะโอห์มมิเตอร์, เมตรกราวด์

อุปกรณ์	พิมพ์	ขีดจำกัดการวัด	ข้อผิดพลาดพื้นฐานหรือระดับความแม่นยำ
โอห์มมิเตอร์	M218	0.1-1-10-100 โอห์ม 0.1-1-10-100 kOhm 0.1-1-10-100 MΩ	1,5-2,5%
โอห์มมิเตอร์	M371	100-10,000 kOhm;	±1.5%
โอห์มมิเตอร์	M57D	0-1500 โอห์ม	±2.5%
ไมโครโอห์มมิเตอร์	M246	100-1000 ไมโครโอห์ม 10-100mΩ-10Ω
ไมโครโอห์มมิเตอร์	F415	100-1000 ไมโครโอห์ม;	-
เมกะโอห์มมิเตอร์	เอ็ม4101/5		1
เมกะโอห์มมิเตอร์	M503M		1
เมกะโอห์มมิเตอร์	เอ็ม4101/1		1
เมกะโอห์มมิเตอร์	เอ็ม4101/3		1

การหาค่าความต้านทานดิน

คำว่ากราวด์หมายถึงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของวงจรหรืออุปกรณ์กับกราวด์ การต่อสายดินใช้เพื่อตั้งค่าและรักษาศักยภาพของวงจรเชื่อมต่อหรืออุปกรณ์ให้ใกล้เคียงกับศักย์กราวด์มากที่สุด วงจรกราวด์ถูกสร้างขึ้นโดยตัวนำ ซึ่งเป็นแคลมป์ที่ตัวนำนั้นเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรด อิเล็กโทรด และกราวด์รอบอิเล็กโทรด การต่อสายดินถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อจุดประสงค์ในการป้องกันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์ให้แสงสว่าง การลงกราวด์ใช้เพื่อลัดวงจรกระแสไฟฟ้าลัดลงดิน เพื่อปกป้องบุคลากรและส่วนประกอบอุปกรณ์จากการสัมผัสกับไฟฟ้าแรงสูง ความต้านทานต่ำของวงจรกราวด์ช่วยให้แน่ใจว่ากระแสไฟผิดปกติจะไหลลงสู่กราวด์และรีเลย์ป้องกันทำงานอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าภายนอกถูกกำจัดโดยเร็วที่สุดเพื่อไม่ให้บุคลากรและอุปกรณ์สัมผัสกับมัน เพื่อที่จะแก้ไขศักยภาพอ้างอิงของอุปกรณ์ได้ดีที่สุดเพื่อวัตถุประสงค์ในการป้องกัน ESD และเพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าบนตัวเครื่องของอุปกรณ์เพื่อการปกป้องบุคลากร ความต้านทานในอุดมคติของวงจรกราวด์ควรเป็นศูนย์

หลักการวัดความต้านทานพื้นดิน

โวลต์มิเตอร์วัดแรงดันระหว่างพิน X และ Y และแอมป์มิเตอร์วัดกระแสที่ไหลระหว่างพิน X และ Z (รูปที่ 5)

โปรดทราบว่าจุด X, Y และ Z สอดคล้องกับจุด X, P และ C ของเครื่องมือ 3 จุด หรือจุด C1, P2 และ C2 ของเครื่องมือ 4 จุด

การใช้สูตรของกฎของโอห์ม E \u003d R I หรือ R \u003d E / I เราสามารถกำหนดความต้านทานกราวด์ของอิเล็กโทรด R ตัวอย่างเช่นถ้า E \u003d 20 V และฉัน \u003d 1 A แล้ว:

R = E / I = 20 / 1 = 20 โอห์ม

เมื่อใช้เครื่องทดสอบภาคพื้นดิน คุณไม่จำเป็นต้องทำการคำนวณเหล่านี้ ตัวอุปกรณ์จะสร้างกระแสที่จำเป็นสำหรับการวัดและแสดงค่าความต้านทานกราวด์โดยตรง

ตัวอย่างเช่น พิจารณามิเตอร์ของผู้ผลิตต่างประเทศของแบรนด์ 1820 ER (รูปที่ 6 และตารางที่ 8)

ตารางที่ 8 ข้อมูลทางเทคนิค ประเภทมิเตอร์ 1820 เอ่อ

ลักษณะเฉพาะ	พารามิเตอร์	ค่านิยม
ความต้านทานกราวด์	ขีดจำกัดการวัด	ยี่สิบ; 200; 2000 โอห์ม
	การอนุญาต	0.01 โอห์ม ที่ขีดจำกัด 20 โอห์ม 0.1 โอห์ม ที่ขีดจำกัด 200 โอห์ม 1 โอห์มที่ขีด จำกัด 2,000 โอห์ม
	ข้อผิดพลาดในการวัด	±(2.0%+2 หลัก)
	ทดสอบสัญญาณ	820 Hz, 2 mA
แรงดันไฟสัมผัส	ขีดจำกัดการวัด	200 V, 50…60 Hz
	การอนุญาต	1 V
	ข้อผิดพลาดในการวัด	±(1%+2 หลัก)
ข้อมูลทั่วไป	ตัวบ่งชี้	LCD แสดงตัวเลขสูงสุด 2000
	แรงดันไฟจ่าย	1.5 V x 8 (ชนิด AA)
	ขนาด	170 x 165 x 92 มม.
	น้ำหนัก	1 กก.

สนามแม่เหล็ก

ข้อมูลทั่วไป.

สนามแม่เหล็ก- ฟลักซ์เป็นอินทิกรัลของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวจำกัด กำหนดโดยปริพันธ์เหนือพื้นผิว

ในกรณีนี้องค์ประกอบเวกเตอร์ของพื้นที่ผิวถูกกำหนดเป็น

โดยที่เวกเตอร์หน่วยตั้งฉากกับพื้นผิวอยู่ที่ไหน

โดยที่ α คือมุมระหว่างเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กกับค่าปกติกับระนาบพื้นที่

ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรยังสามารถแสดงในแง่ของการหมุนเวียนของศักย์เวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กตามวงจรนี้:

หน่วย

ในระบบ SI หน่วยของฟลักซ์แม่เหล็กคือเวเบอร์ (Wb, มิติ - V s \u003d kg m² s −2 A −1) ในระบบ CGS - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs

อุปกรณ์วัดฟลักซ์แม่เหล็กเรียกว่า Fluxmeter(จาก lat. fluxus - การไหลและ ... เมตร) หรือ webermeter

การเหนี่ยวนำ

การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก- ปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งเป็นลักษณะกำลังของสนามแม่เหล็ก ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ แสดงแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว

แม่นยำกว่านั้นคือเวกเตอร์ที่แรงลอเรนซ์กระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับ

โดยที่ α คือมุมระหว่างเวกเตอร์ความเร็วและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

นอกจากนี้ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กยังสามารถกำหนดเป็นอัตราส่วนของโมเมนต์เชิงกลสูงสุดของแรงที่กระทำต่อลูปที่มีกระแสไหลซึ่งวางอยู่ในสนามสม่ำเสมอต่อผลคูณของความแรงกระแสในลูปและพื้นที่ของมัน

เป็นลักษณะสำคัญของสนามแม่เหล็ก คล้ายกับเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า

ในระบบ CGS การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามวัดเป็นเกาส์ (Gs) ในระบบ SI ในหน่วยเทสลาส (Tl)

1 T = 10 4 Gs

Magnetometers ที่ใช้ในการวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเรียกว่า teslameters

บรรณานุกรม

1. คู่มือวิศวกรรมไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้า Aliev I.I.

2. วิศวกรรมไฟฟ้า Ryabov V.I.

3. อุปกรณ์วัดไฟฟ้าที่ทันสมัย ​​Zhuravlev A.