Varför behöver man justera motståndet till noll när ohmmetern växlar?
1. Princip
Anslut batteripaketet, amperemetern och reostaten i serie för att bilda ohmmeterns interna krets.
1) Mätläge
Anslut resistansen som ska mätas mellan ohmmeterns två testledningar, sedan bildar batteripaketet, amperemetern, reostaten och resistansen som ska mätas en sluten krets, strömmen i kretsen ändras med ändringen av motståndet som ska mätas, och det aktuella skalvärdet för amperemetern ändras till motsvarande. Skalvärdet för det externa motståndet kan avläsas direkt från ohmmetern för att mäta motståndsvärdet för motståndet.
Rx=εI-(r plus Rg plus R)
Exempel En känslig amperemeter med en full förspänningsström på IG=100μA och en intern resistans på Rg=100(Ω), ett batteripaket med en elektromotorisk kraft på ε=1.5V, en intern resistans på r=0.1(Ω), och en reostat med en total resistans på R=I8KΩ Anslut dem i serie och justera reostaten till R=14.9 (KΩ) , det vill säga montera ihop till en ohmmeter. Resistansvärdet som ska mätas motsvarande varje aktuellt värde beräknas från ovanstående formel som visas i tabellen:
Markera motsvarande resistansvärde som ska mätas vid varje aktuell skala på urtavlan och läs sedan av resistansvärdet som ska mätas direkt.
2) Nolljusteringstillstånd
①Mekanisk nolljustering
När de två testledningarna är åtskilda, det vill säga när motståndet som ska mätas är oändligt, är strömstyrkan vid denna tidpunkt noll enligt Ohms lag. Det vill säga, när de två testledningarna är åtskilda, bör tillståndet som indikeras av mätarens pekare vara noll ström och oändligt ohm. På grund av olika anledningar, när de två testledningarna separeras, pekar emellertid amperemeterns pekare ibland inte på nollströmskalan, vilket kräver mekanisk nolljustering. Vrid den mekaniska nolljusteringsskruven med en skruvmejsel för att driva visaren att rotera, så att pekaren pekar på den oändliga ohmskalan.
② Ohm nolljustering
När de två testkablarna är kortslutna, enligt Ohms lag, kan amperemetern vara helt förspänd genom att justera den glidande reostaten, det vill säga pekaren pekar på amperemeterns fullförspänningsströmskala, det vill säga noll- ohm skala. Det vill säga, när de två testledningarna är kortslutna, bör det tillstånd som indikeras av pekaren på amperemetern vara full förspänningsström och noll-ohm motstånd. Annars, justera reostaten så att pekaren på amperemetern pekar på skalan för full-bias ström, det vill säga noll-ohm-skalan, och noll-ohm-justeringen är klar.
2. Inre motstånd
1) Designvärde
Kortslut ohmmeterns två testledningar, det vill säga ohmmetern är i nolljusteringstillstånd. Enligt Ohms lag är ohmmeterns inre resistans lika med förhållandet mellan den elektromotoriska kraften hos strömförsörjningen i ohmmetern och fullförspänningsströmmen för amperemetern i ohmmetern RΩ=ε /IG. Så efter att den känsliga amperemetern och batteriet som används för att montera ohmmetern har valts, bestäms det interna motståndet för den monterade ohmmetern.
2) Verkligt värde
Ohmmeterns faktiska inre resistans består av strömförsörjningens interna resistans, amperemeterns interna resistans och resistansen hos den nolljusterande reostaten i serie, och dess totala resistansvärde bör vara lika med designvärdet. RΩ=r plus RG plus R. Vi bör välja den totala resistansen för glidreostaten på ett rimligt sätt för att uppfylla kraven på designvärdet för ohmmeterns inre resistans.
3) skalvärde
När resistansvärdet för det uppmätta motståndet är exakt lika med ohmmeterns interna motstånd RΩ, är det totala motståndet för hela mätkretsen lika med två gånger ohmmeterns inre motstånd, och den uppmätta strömmen är hälften av full förspänningsström av amperemetern, det vill säga pekarna på skalplåten. Median R? fläckar. Det vill säga, medianskalan för ohmmetern indikerar det interna resistansvärdet för ohmmetern R? Fläck=RΩ.
3. Fel
1) Strömförsörjningsfel
Efter att ohmmetern har använts under lång tid minskar batteriets elektromotoriska kraft och det inre motståndet ökar. Även om amperemetern är helt förspänd när ohm nolljustering utförs, gör denna ändring det avlästa resistansvärdet större än det verkliga värdet på det uppmätta motståndet.
Designstandardvärdet för ohmmeterns interna resistans bestäms av det nya batteriets elektromotoriska kraft och amperemeterns fulla förspänningsström: RΩ=ε/IG; motsvarande förhållande mellan motståndsskalan och strömmen bestäms av standardvärdet för det nya batteriets elektromotoriska kraft och ohmmeterns inre resistans: RX *=ε/I-RΩ; när det gamla batteriet är installerat är ohmmeterns faktiska interna resistans mindre än standardinterna resistansen efter ohm nolljustering: RΩ*=ε`/IG; när det gamla batteriet används, den elektromotoriska kraften hos strömförsörjningen och ohmmeterns inre resistans och det faktiska värdet av det uppmätta motståndet bestämmer den uppmätta strömmen I=ε`/(RΩ plus RX) i tabell, och ovanstående fyra formler löses samtidigt
RX=εε'RX
Det kan ses att när den elektromotoriska kraften hos strömförsörjningen gradvis minskar, ökar det uppmätta värdet av motståndet gradvis i omvänd proportion.
Exempel Den elektromotoriska kraften hos ett ohmmeterbatteri är 1,5v. Efter långvarig användning sjunker den elektromotoriska kraften till 1,2v. Använd den för att mäta ett motstånd. Det uppmätta värdet är 500Ω. Vad är det faktiska värdet av motståndet?
Lösning: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1,5×500=400Ω
2) Läsfel
På grund av den begränsade observationsförmågan hos människor finns det alltid geometriska fel i avläsningarna. Låt strömskalan vid visarens faktiska position vara I, och motsvarande ohmskala vara RΩ, och strömskalan vid den observerade visarpositionen vara I`, och motsvarande ohmskala vara RΩ`. Sedan av
RX=εI-RΩ och R'X=εI'-RΩ
Få ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI
Det vill säga δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI
Det vill säga δ=Θθ (Θ-θ) Δθ
Det kan ses att summan av nämnarens två faktorer är ett visst tal, det vill säga den maximala avböjningsvinkeln, så när nämnarens två faktorer är lika är det maximala produktavläsningsfelet det minsta.
Det vill säga när θ=Θ2, δ=δmin=4·ΔθΘ
Därför, vid den geometriska mittpunkten av skalbågen, är det ohmska felet som orsakas av geometrisk parallax det minsta.
Lämplig växel bör väljas så att pekarens indikerade värde är så nära medianvärdet på panelen som möjligt, så att läsfelet minimeras.
