直流电阻测量
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GB50150-2006这里对电机的直流电阻做出了规定。
电动机绕组三相相间电阻值偏差≤±5%.在电机试验中,有时需要测定绕组的直流电组,用以校核设定值,计算效率及绕组的温升等。
绕组的大小是随温度的变化而变化的,在测定绕组实际冷态下的直流电祖时,要同时测量绕组的温度,以便将该电阻换算成基准共组温度下的数值。
测量绕组直流电阻可以用直流伏安法和电桥法两种直流伏安法测量电源采用蓄电池或其他电压稳定的直流电源。
为了保护电压表可串联一按钮开关Q2o测量时,应先关闭电源开关Q1,当电流稳定后,在按下按钮开关Q2,接通电压表,测量绕组两端电压。
测量后随即松开Q2,使电压表先行断开,以防在电源断开时绕组产生的自感电动势损坏电压表。
为了保证足够精度的灵敏度,电流要有一定的数值,但又不能超过绕组额定电流的20%,并应尽快同时读数,以免被测绕组发热影响测量准确度。
测量小电阻时,考虑电压表的分路电流,被测绕组的直流直流电阻为:r=U∕(I∙U∕rV)若不考虑电压表的分流,则r=U∕I z计算值比实际电阻值稍小。
绕组电阻越小,分路电流越小,误差则越小。
测量大电阻时,考虑到电流表内阻rA上的电压降,被测绕组的电阻为r=(U-rAI)∕I若不考虑电流表的内阻压降,则r=U∕I,计算值中包括了电流表的内阻,贾比实际的电阻值稍大。
绕组电阻越大,电流表内阻越小,误差也越小。
相应于不同的电流值测量电阻三次,取三次的平均值作为绕组的直流电阻。
采用电桥法测量电阻时,究竟采用单臂电桥还是双臂电桥,取决于被测绕组的大小和精度要求。
但绕组电阻小于1。
时,则采用双臂电桥,应为单臂电桥测的数值中,包括了连接线与接线柱的接触电阻这给低电阻的测量带来了误差。
用电桥法测量电阻时,应先将刻度盘旋转到电桥大致平衡的位置,然后按下电池按钮,接通电源,待电桥中的电流达到稳定后,方可接通电流计,测量完毕后,应先断开电流计,在断开电源,以免电流击受到冲击。
用多种方法测量直流电阻一、实验目的1、熟悉各种电学仪器及电路技巧;2、掌握多种方法测量直流电阻3、巩固不确定度的评定方法 二、仪器DH6108赛电桥综合实验仪,直流稳压电源,万用电表,电阻箱,两个待测电阻,千分尺,直流电流表,直流电压表,滑线变阻器,检流计等三、实验原理电阻是电磁学实验工作中的常用元件,可分为高值电阻(兆欧以上)、中值电阻(10欧~兆欧)、低值电阻(10欧以下)。
测量电阻的方法有许多种,常用的如伏安法、电桥法、比较测量方法(电压比等于电阻比)。
(一)伏安法测量电阻的原理(适用于测中值电阻)1、实验线路的比较和选择当电流表内阻为0,电压表内阻无穷大时,下述两种测试电路的测量不确定度是相同的。
图1 电流表外接测量电路 图2 电流表内接测量电路被测电阻的阻值为: IV R =。
但实际的电流表具有一定的内阻,记为R I ;电压表也具有一定的内阻,记为R V 。
因为R I 和R V 的存在,如果简单地用IVR =公式计算电阻器电阻值,必然带来附加测量误差。
为了减少这种附加误差,测量电路可以粗略地按下述办法选择:比较(R/R I )和(R V /R )的大小,比较时R 取粗测值或已知的约值。
如果前者大则选电流表内接法,后者大则选择电流表外接法。
如果要得到测量准确值,就必须按下(1)、(2)两式,予以修正。
即电流表内接测量时,I R IVR -=(1) 电流表外接测量时,VR V I R 11-= (2) 2、测量误差与不确定度的评定实验使用的电压表和电流表的量程和准确度等级一定时,可以估算出U V 、U I ,再用简化公式I R I VR -=计算时的相对不确定度 (3) 式中U R 表示测量R 的不确定度,并非指R 的电压值。
可见要使测量的准确度高,应选择线路的参数使数字表的读数尽可能接近满量程,因为这时的V 、I 值大,U R /R 就会小些。
当电压表、电流表的内阻值R V 、R I 及其不确定度大小U RI 、U RV 已知时,可用公式(1)、(2)更准确地求得R 的值,相对不确定度由下式求出:电流表内接时:(4) 电流表外接时: (5) 这就知道由公式(1)、(2)来得到电阻值R 时,线路方案和参数的选择应使U R /R 尽可能最小(选择原则3)。
直流电阻测量9.熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。
一、测量直流电阻的意义有些电气设备具有线圈等导电回路,例如发电机、电动机、变压器等。
这些线圈的导线都包有绝缘,在制造过程中可能存在质量问题。
例如导线连接接头焊接不良,或者存在匝间短路,也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。
如果存在这些缺陷,电气设备投入运行时,可能很快发生事故;也可能在运行一段时间后,由于过负荷等原因,产生局部过热,最终导致设备事故。
测量这些设备导电回路的直流电阻,就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患,防止不合格的设备投入运行。
此外,断路器等开关设备的触头闭合不严,或者引接线的接触不良,在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热,最后导体熔化造成事故。
对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好,引接线的连接是否紧固,防止运行中接触点产生过热引起事故。
二、直流电阻测试方法1.直流压降法电流、电压表法又称直流压降法,其原理是在被测电路中通以直流电流,测量两端压降,根据欧姆定律计算出被测电阻。
图3-16为直流压降法测量直流电阻原理接线图。
图中R某为被测电阻,I为测量电流,U为测量电压。
根据欧姆定律R某=U/I。
由于电流表和电压表都存在内阻,对测量结果会造成影响,引起误差。
因此在计算电阻时,应把电流表和电压表的内阻考虑进去。
设电流表的内阻为rA,电压表的内阻为rv。
(1)采用图3-16(a)所示接线方式时R某U(3-19)UIrV式中R某——被测直流电阻,Ω;U——电压表指示的电压,V;I——电流表指示的电流,A;rV——电压表的内电阻,Ω。
(2)采用图3-16(b)所示接线方式时R某UIrA(3-20)I式中rA——电流表的内电阻,Ω。
图3-16(a)所示测量方法中,电流表中流过的电流包括两部分,其中主要部分是流过被测电阻R某的电流,另有一很小的电流是流过电压表的电流。
对于同一块电压表,电源电压不变,流过的电流也不变。
变压器直流阻值测量方法直流阻值测量方法的主要目的是测量变压器的直流电阻,以评估变压器的导电性能和绝缘状态。
在测量直流电阻之前,首先需要确认变压器已经停止运行并且已经充分冷却,否则可能会对测量结果产生干扰。
以下是一种常用的变压器直流阻值测量方法:1.准备工作:-确保测量仪器和电缆的状态良好,无损坏或短路等问题。
-检查引线和接头是否干净、良好接触,并用毛刷或干净的布擦拭清洁。
-确保电源和测量仪器接地正常,以确保操作安全。
2.连接测量仪器:-将测试仪表设置为直流电阻测量模式,并选择适当的量程。
-将测量仪器的电源线接地。
-将测量仪器的正负引线分别连接到变压器的高压绕组和低压绕组的两端,确保接线牢固。
3.断开变压器的中性点:-如果变压器有中性点,请在测量前将中性点断开,以避免对测量结果的影响。
-断开中性点前,请确保变压器处于完全停止状态,并遵循相关安全操作规程。
4.进行测量:-打开开关,使测量仪器开始测量变压器的直流电阻。
-等待一段时间,直到测量仪器稳定下来。
此时,读取并记录所测量的直流电阻值。
-根据需要,反复进行多次测量,并计算它们的平均值以提高测量的准确性。
5.结束测量:-测量结束后,先断开测量仪器的电源线,然后再断开测量仪器的接线。
-将测量仪器设置为其他模式或关闭电源,以确保测量仪器的正常使用寿命。
在进行变压器直流阻值测量时,需要注意以下几点:-测量仪器的选择和使用必须符合相关的电气安全规范和规程。
-测量仪器必须具有足够的测量范围和准确度,以满足测量要求。
-进行测量时,要确保环境安静,并避免干扰。
详细讲解变压器绕组直流电阻测试的三种方法详细讲解变压器绕组直流电阻测试的三种方法,变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目。
测量直流电阻的目的是:1.检查绕组接头的焊接质量有无匝间短路;2.电压分接开关各个位置是否良好以及分接开关实际位置与指示位置是否相符;3.引出线有无断裂;4.多股导线并饶的绕组是否有断股等情况。
下面为大家介绍三种测量变压器绕组直流电阻测试仪的方法,方便广大进行变压器直流电阻测试的朋友更好的进行该项试验。
一、电流电压表法电流电压表法又称电压降法。
电压降法的测量原理是在被测绕组中通以直流电流,因而在绕组的电阻上产生电压降,测量出通过绕组的电流及绕组上的电压降,根据欧姆定律,即可算出绕组的直流电阻,测量接线如图1所示。
图1:电流电压表法测量直流电阻原理图a——测量大电阻;b——测量小电阻测量时,应先接通电流回路,待测量回路的电流稳定后再合开关52,接入电压表。
当测量结束,切断电源之前,应先断S2,后断S1,以免感应电动势损坏电压表,测量用仪表准确度应不低于0.5级,电流表应选用内阻小的电压表应尽量选内阻大的4位高精度数字万用表。
当试验采用恒流源,数字式万用表内阻又很大时,一般来讲,都可使用图1(b)的接线测量。
根据欧姆定律,由下式可计算出被测电阻的直流电阻。
Rx=U/I式中,Rx——被测电阻(Q);U——被测电阻两端电压降(V);I——通过被测电阻的电流(A)。
电流表的导线应有足够的截面,并应尽量地短,且接触良好,以减小引线和接触电阻带来的测量误差,当测量电感量大的电阻时,要有足够的充电时间。
二、平衡电桥法应用电桥平衡的原理来测量绕组直流电阻的方法称为电桥法。
常用的直流电桥有单臂电桥及双臂电桥两种。
1、单臂电桥单臂电桥测量原理接线如图2所示,当R1上的电压降等于R3上的电压降时,则A 、B 两点间没有电位差,即检流计中没有电流,此时It 流经R1和R2,12流经R3和R4,电桥达到平衡。
简述用数字式万用表测量直流电阻的方法和步骤万用表是一种非常有用的仪器,可以测量各种电子参数,其中最重要的一种电子参数便是测量直流电阻。
此文将介绍如何使用数字式万用表来测量直流电阻,以及测量时所需要遵循的步骤。
二、数字式万用表的原理数字式万用表是由一台高精度 AC/DC压源、一个 AC/DC流源和一个高精度数字显示器组成。
它使用端正反相积分技术计算出值,并将结果显示在显示器上。
数字式万用表可以测量各种电阻值,包括低值电阻和高值电阻,可以准确地测量从0.001Ω到10MΩ的电阻值。
三、使用数字式万用表测量直流电阻的步骤1.检查测量线路:首先,我们需要检查万用表的测量线路,确定其正确性。
一般来说,万用表的测量线路通常包括电源线、测量线、表头和电路组件等元件,确保每一根线缆的连接安全后,再进行测量。
2.确定电阻范围:其次,我们需要确定要测量的电阻范围,选择电阻值范围最接近的测量范围,可以保证测量的准确性。
3.测量前的准备:确定好测量范围和线路后,我们再将万用表的测量装置连接好,然后确保相关设备和电路组件处于断电状态,以免受到损坏或其他危害。
4.调整测量线路:接着,我们需要调整测量线路,调整测量线路上的调节旋钮,使检测结果接近目标电阻值。
此外,我们还可以在万用表上更改频率参数,进一步优化测量结果。
5.测量电阻:最后,我们可以将相关电路组件电源上电,或者通过万用表测量其直流电阻值。
数字式万用表可以快速准确地测量出电阻值,将结果显示在读数窗口上,作为测量结果使用。
四、限制尽管数字式万用表是一种非常敏感和准确的测量仪表,但由于其自身设计结构的限制,仍然存在一些限制。
例如,无法测量出低于0.001Ω的电阻值;测量线路的长度越长,测量结果的准确性也会下降;测量结果受环境温度的影响较大等。
五、结论数字式万用表是一种非常方便的测量仪表,可以用来快速准确地测量直流电阻。
虽然也存在着一些限制,但只要正确地使用,仍然可以获得有效的测量结果。
直流电阻的测量意义
华天电力专业生产直流电阻测试仪,接下来为大家分享直流电阻的测量意义
测量直流电阻的意义:
由于变压器安装完成后,其内部结构由绝缘介质密封,测量直流电阻的意义在于:
①检查绕组内部导线和引线的焊接质量,当焊接不良好时,可以通过三相的阻值进行判别。
②检查分接开关各个位置接触是否良好。
③检查绕组或引出线有无折断处。
④检查并联支路的正确性,是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况。
⑤检查层、匝间有无短路的现象。
测量直流电阻的方法:
1、将被测设备,用仪器配备专用测试线连接,按下图连接,同时确保各测试夹具夹接牢固、可靠。
2、开启10A直流电阻测试仪电源开关,仪器显示“欢迎使用”,稍后进入“量程选择”界面,此时用“向上、向下”键移动光标,选择所需设定的测试量程,按下“确认”键仪器开始测量。
3、仪器进入测量状态中,LCD屏幕显示充电模拟条,待充电完成后LCD屏幕显示数值,即为被测设备直流电阻值,此时按下“确认”键数值将被保存并锁定。
当屏幕长时间显示“超出量程”时,按“返回”键返回上一级菜单,选择高一档测试量程重新测试,或请检查测试回路是否开路。
4、仪器进入数据锁定界面,按“打印”键数据将被打印,数据打印完毕后仪器将自动放电,放电后返回上一级菜单。
直流电阻测试方法
直流电阻测试是一项重要的电气检测工作,它可以识别和测量电
路中电阻的大小,从而可以找出电路故障。
直流电阻测试包括三个基
本步骤:准备、测量和结束。
首先,在进行直流电阻测试之前,务必确保平台和设备清洁干净,避免设备损坏和失效。
这种清洁是必要的,因为如果设备内部存在气
体或油污,将影响测量的准确性和稳定性。
其次,接着我们夹住示波器电极,将它们插入电极主机上的输入
端口,并将示波器的电极头放置在测试电路的电阻处。
然后根据设备
的操作说明,设置好示波器的测量模式,选择最佳的时间常数和测量
深度,然后单击示波器上的“开始”按钮,以启动测量过程。
最后,当测试结束时,对测量结果进行确认和比较。
根据测量结果,可以判断电路中电阻的大小,并对故障进行分析和维修。
如果测
量结果不符合预期,则可以调整测量参数,并重新测量,直到测量结
果符合预期的结果为止。
以上就是直流电阻测试的流程,它可以快速有效地识别和测量电
路中电阻的大小,从而有助于发现电路故障,避免控制系统意外失效。
直流电阻测量
在直流条件下测得的电阻称直流电阻。
在工程和实验应用中,所需测量的电阻范围很宽,约为10-6~1011Ω或更宽。
从测量角度出发,一般将电阻分为小电阻(1Ω以下,如接触电阻、导线电阻等),中值电阻(1~16Ω)和大电阻(106Ω 以上,如绝缘材料电阻)。
电阻的测量方法很多,按原理可分为直接测量法、比较测量法、间接测量法;也可分为电表法、电桥法、谐振法及利用变换器测量电阻等方法。
1.电表法
电表法测量电阻的原理建立在欧姆定律之上,电压-电流表法(简称伏-安法)、欧姆表法及三表法是电表法的常见形式。
(1)伏-安法
测量直流电阻的伏-安法是一种间接测量法,利用电流表和电压表同时测出流经被测电阻RX的电流及其两端电压,根据欧姆定律,被测电阻RX的阻值为
(1)
式中,UV和IA分别为电压表和电流表的示值。
伏-安法测量电阻有两种方案,如图1所示,图中RV、
RA分别为电压表和电流表的内阻。
图1(a)所示方案电流表示值包含了流过电压表的电流,适用于测量阻值较小的电阻;图1(b)所示方案电压表的示值包含了电流表上的压降,适用于测量阻值较大的元件。
伏-安法的优点是可按被测电阻的工作电流测量,因此非常适合测量电阻值与电流有关的非线性元件(如热敏电阻等),且测量简单。
但由于电表有内阻,
图1伏-安法测量直流电阻
故无论用哪种方案均存在方法误差,因此,伏-安法测量精度不高。
(2)欧姆表法
从式(2-70)可知,如果UV保持不变,被测电阻Rx 将与通过电流表A的电流IA成单值的反比关系,而磁电式电流表指针的偏转角θ与通过的电流IA成正比,则电流表指针的偏转角能反映Rx值大小。
因此,如将电流表按欧姆值刻度,就成为可直接测量电阻值Rx的仪表,称为欧姆表。
欧姆表测量电阻的电路如图2所示。
图中RA为欧姆表内阻,这里欧姆表实际是按欧姆值刻度的磁电式微安表;R1为限流电阻,S是短接开关;欧姆表
中以电池的电压US作为恒定电压源,考虑到电池的电压会逐渐降低,为了消除电压变化对电阻测量的影响,设有调零电阻R2。
被测电阻Rx串联接入电路中。
测量前,先将S闭合并调节R2直至欧姆表指针正确指在0刻度,然后断开S,接入被测电阻Rx进行测量,并从欧姆表直接读出被测值。
除传统的指针式欧姆表外,数字式欧姆表也已普遍使用。
数字式欧姆表一般是在数字式直流电压表的输入端加一“欧姆电压变换器”后得到的,图3是欧姆-电压变换器的原理。
图2欧姆表测量电阻电路图3欧姆-电压变换器原理电路
图中外接电源U经R和稳压二极管DZ,提供稳定的基准电压UZ;S为量程开关,用来切换不同的输入电阻Rn,以改变欧姆量程范围;A是反相接法的运算放大器,用来把被测电阻Rx变换为电压,故又称变换放大器。
该电路的输出电压为
(2)
从上式可知变换器的输出直流电压U0与Rx成正比关
系,故用直流数字式电压表来测量此U0值并按欧姆刻度,就可得到Rx值。
2.电桥法
测量直流电阻最常用的是电桥法。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类,直流电桥主要用于测量电阻。
直流电桥由四个桥臂、检流计和电源组成,其原理电路如图3所示。
图中R1、R2、R3是标准电阻,Rx是被测电阻;G是灵敏度很高的微安级磁电式检流计,用来指零。
测量时调节R1、R2、R3使电桥平衡,电桥达到平衡时UBD为零,检流计G中无电流,由电桥平衡条件R1·R3=R2·Rx可得被测电阻
(3)
由上式可见,这种方法实质上是用标准电阻与被测电阻Rx相比较,用指零仪表指示被测量与标准量是否相等(平衡),从而求得被测量。
因此这种方法又称为零位式测量法或比较测量法,测量的精度几乎等于标准量的精度,这是它的优点。
这种测量方法的缺点是在测量过程中,为获得平衡状态,需要进行反复调节,测试速度慢,不能适应大量、快速测量的需要,也不适合于电阻传感器的变化电阻的测量。
直流单电桥测电阻的范围在1Ω~1MΩ之间。
电阻大于1MΩ时,电桥的漏电流对测量误差的影响已不能忽略;而电阻小于1Ω时,接线电阻和接触电阻的影响开始增大。
3.直流小电阻的测量
(1)直流双电桥
直流双电桥又称开尔文电桥,它是用来测量小电阻的一种比较仪器。
图5为直流双电桥原理电路。
图中,Rx是被测电阻,Rn是阻值已知的标准电阻,Rx和Rn均备有四端接头以消除接线电阻、接触电阻对测量结果的影响。
R1、R2、R3、R4是桥臂电阻,r是引线电阻。
测量时调节桥臂电阻使I0=0,即使电桥达到平衡,则有
(4)
解此方程组可得
(5)
图4直流单电桥原理电路图5直流双电桥原理电路
使电桥在调节平衡的过程中保持R1/R2=R3/R4(结构上把R1、R3和R2、R4都做成同轴调节的电阻),则(6)式简化为
(7)
上式与单电桥公式(3)相似,但单电桥测量的是二端电阻,它包括桥臂间的引线电阻、接触电阻及被测电阻在内,当被测电阻很小时(1Ω以下),引线和接触电阻不能忽略,故测量误差很大。
而双电桥中,引线和接触电阻都分别包括在相应的桥臂上,桥臂电阻R1、R2、R3和R4都选择在10Ω以上,即远大于引线和接触电阻,这样就可以消除或大大减少引线和接触电阻对测量结果的影响。
双电桥测量小电阻的范围一般在1~10-5 Ω之间。
(2)数字微欧计
用直流双电桥测量小电阻有操作不方便,费时的缺点,且测量精度除与仪器有关外,还与操作人员的熟练程度有关。
近些年研究发展起来的数字微欧计,是一种测量低值电阻的数字式仪表。
它的基本原理是:利用直流恒流源在被测电阻Rx上产生直流电压降Ux,然后通过电压放大和A/D 转换器变为数字显示的电阻值。
在测量过程中,采用“四端子”(电流端子、电位端子)测量法,消除引线和接触电阻带来的误差。
数字微欧计具有操作简单,省时,数显,对操作人员要求不高等优点。
(3)脉冲电流测量法
由于小电阻数值很小,如果采用电流-电压降法进行测量,则因压降一般很小,信噪比很低,要想获得高测量精度
颇为困难。
如加大测量电流,可以增加在被测电阻Rx上的电压降,降低对测量压降仪器的要求,但被测电阻的温度也就随之升高,阻值亦相应变化,这种现象称为电阻的负载效应。
电阻的温升是通过电流和通过时间的函数,如果控制通过电流的时间很短,则可大大减少电阻的温升,从而减少阻值的改变。
因此,可以用脉冲大电流来测量小电阻。
这种测量方法的原理是:由控制电路控制脉冲电流源的数值和启、停时间,放大器在电流源开启时间内工作,放大小电阻两端的电压降,计算机通过A/D转换接口读入压降值并计算出小电阻值。
脉冲电流法可以提高测量小电阻的精度、分辨力和测量速度。
4.直流大电阻的测量
常用的大电阻测量方法有冲击电流计法、高阻电桥法、兆欧表法等。
大阻值电阻测量时要注意防护(安全防护和测量防护)。
(1)冲击电流计法
冲击电流计法测量原理如图6所示。
图中Rx为被测电阻。
当开关S倒向“1”时,电容C被充电,充电时间为t,其上的电压和电荷分别为
(8)
式中,US为电源电压。
由于t/RxC很小,取啊的级数展开式的前两项已经足够,故有
(9)
由此得
(10)
经过时间t,开关S由“1”倒向“2”,冲击电流计测出QC 为
(11)
式中,为冲击电流计的冲击常数,am为电流计的最大偏转角。
于是有
(12)
(2)高阻电桥法
高阻电桥法利用如图7所示的六臂电桥,通过电路变换并结合四臂电桥的基本平衡条件就可推得关系式为
(13)
图6冲击法测量大电阻原理图7高阻电桥测量原理
高阻电桥测量范围为108~1017Ω。
被测电阻值小于1012Ω时,测量误差为0.03%,被测电阻值为1013Ω时误差为0.1%。
这种电桥的供电电压在50~1000V范围。