В отличие от омметра, движение измерительного прибора происходит параллельно измеряемому сопротивлению.
Принцип работы омметра с первого взгляда
Омметр – это электрический прибор, используемый для измерения сопротивления в цепи или компоненте. Сопротивление протеканию электрического тока является мерой сопротивления в электрической цепи. Единицей измерения электрического сопротивления является Ом (Ω).
Омметр работает по принципу: когда омметр подает ток в цепь или компонент, он измеряет результирующее напряжение и рассчитывает значение сопротивления по формуле закона Ома V = IR. Мы также можем использовать аналоговые и цифровые мультиметры для измерения сопротивления.
Мы не можем определить сопротивление с помощью омметра в неисправной или проверенной цепи. Чтобы проверить сопротивление, мы должны отключить источник питания и измерить сопротивление.
Конструкция омметра
Принципиальная схема омметра представляет собой комбинацию миллиамперметра (микроамперметра) с последовательным набором резисторов и постоянным питанием от батареи. Аналоговый мультиметр состоит из следующих частей:
- Дисплей: на дисплее отображаются различные шкалы для измерения различных электрических величин. В верхней части находится нелинейная шкала омметра.
- Индикатор: показывает значение измерения на шкале. Он отклоняется или перемещается в зависимости от величины сопротивления.
- Ручка выбора диапазона: в центре находится ручка для выбора различных функций.
- Миллиамперметр или микроамперметр: при постоянном напряжении ток, протекающий через амперметр, изменяется при изменении сопротивления. Это дает выходное сопротивление в омах (Ω).
- Циферблат мультиметра: вращающийся диск окружает циферблат с переключателями различных диапазонов.
- Гнезда / порты: имеются два входных гнезда для подключения щупов.
- Датчики / выходы: поставляются с двумя щупами, черным и красным.
Как работает омметр?
Принцип работы омметра заключается в том, что при протекании тока через цепь или компонент стрелка измерительного прибора отклоняется. Когда стрелка перемещается влево от измерительного прибора, это указывает на высокое сопротивление и низкий ток.
Устройство и работа омметра
Тестеры или мультиметры, сочетающие в себе функции амперметра, вольтметра и омметра, используются для обычных измерений. Некоторые приборы можно использовать для проверки работы диодов или измерения температуры.
Существуют цифровые и циферблатные тестеры, и каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. До появления универсальных приборов сопротивление измерялось с помощью омметров.
Принцип работы омметра таков: резистор переменного сопротивления и простая батарейка в качестве источника тока подключаются к магнитоэлектрическому измерителю. Существует прямая зависимость между низким электрическим сопротивлением и высоким током. Здесь также действует обратная зависимость. По этой причине для установки шкалы на ноль необходимо замкнуть клеммы накоротко. Ползунок резистора должен быть перемещен определенным образом, чтобы стрелка находилась в максимальном отклонении. В этом положении она будет показывать ноль.
Затем следует последовательно подключить клеммы резистора к заданному значению, отмеченному на шкале. После этого должна появиться шкала, каждая отметка которой соответствует определенному значению тока и его сопротивлению.
Перед началом работы следует замкнуть клеммы, подключенные к резистору. При этом стрелка на резисторе должна быть переведена на ноль. Это связано с тем, что во время работы омметра сила источника тока уменьшается.
Прибор
В случае с циферблатным амперметром основой прибора является простой электромагнитный (или другого типа) гальванометр или электрическая измерительная головка.
Электромагнитный амперметр
Гальванометр представляет собой нечто среднее между милливольтметром и микроамперметром. Его нельзя подключать к цепи без нагрузки или балластов – обмотки катушки не рассчитаны на значительный ток, требуемый электроустановками и подключенными к ним потребителями: велика вероятность перегорания обмоток. Аналоговый гальванометр устроен следующим образом. В поле постоянных магнитов вращается катушка, через которую при подключении прибора начинает протекать ток. Катушка вращается под действием собственного магнитного поля – пропорционально протекающему через нее току. Катушка вращается под действием вращающего момента, возникающего при взаимодействии поля постоянных магнитов и поля катушки.
Вместе с катушкой вращается и жестко закрепленная на ней стрелка. Вся конструкция крепится к неподвижной оси, расположенной в центре магнитного зазора. Плоская пружина, прикрепленная одним концом к жесткому основанию (раме) прибора, а другим – к оси со стрелкой, заставляет стрелку возвращаться в исходное положение при выключении гальванометра из электрической цепи.
Кроме возвратной пружины, в состав противовеса стрелки входит балансир – металлическая нить из мягкого и достаточно гибкого металла (например, платины), которая уравновешивает стрелку и предотвращает удар ее конца о шкалу – алюминиевую пластинку с градуированными шкалами, закрепленную в виде плоской рамки на лицевой стороне внутренней части гальванометра. В некоторых случаях, для экономии дорогостоящей платины на противовес стрелки припаивается капля сплава с низкой температурой плавления (точнее, в миллиграммах или сотнях микрограммов). Если балансир поврежден, результаты измерений будут неточными, прерывистыми или вообще отсутствовать. Правила обращения с гальванометрическими амперметрами строго запрещают ронять их, подвергать сильным вибрациям и сильным ударам – измерительные головки очень легко ломаются.
Схема амперметра
Простой амперметр с одним диапазоном, например, 0…10 А, имеет шунт параллельно гальванометру. Это низкоомный резистор сопротивлением 0,01…1 Ом. Грубые расчеты производятся по закону Ома – ток равен частному от деления электромагнитного поля (напряжения) сети (цепи) на величину сопротивления.
Если вы имеете представление о сопротивлении шунта амперметра, то вы уже знаете, как правильно его подключить.
Последовательное подключение
Прибор всегда подключается последовательно, а не параллельно с нагрузкой. Если вы решитесь подключить прибор параллельно, то перегорит предохранитель и прибор отключится. Ток в несколько ампер и более сожжет катушку гальванометра и шунт. Перегоревшая индикаторная головка не подлежит ремонту. Сначала отключите источник питания. При низком напряжении – до 12 В – источник питания можно отключить. Подключите амперметр к разрыву линии. Убедитесь, что допустимый ток амперметра (например, прибор рассчитан на 10 А) не превышает предела измерения, на который рассчитан амперметр. Если измеритель не является "двухсторонним" (например, -10 и +10 A с нулем посередине) – соблюдайте полярность. При включении счетчик покажет, сколько ампер в час потребляет прибор или цепь.
Указания по подключению амперметра к автомобилю
В автомобилях используется "двусторонний" амперметр, где ноль находится в середине шкалы, а не в начале. Ток "минус" (отрицательное показание) – это ток, потребляемый бортовой электроникой автомобиля. "Плюс" – когда ток течет в противоположном направлении – это зарядный ток, поступающий от автогенератора. Амперметры в специальных транспортных средствах (кран, трактор, экскаватор и т.д.) подключаются и работают таким же образом.
В заводской комплектации большинства автомобилей уже предусмотрены шунт и амперметр, которые подключаются последовательно к аккумулятору через плюсовой провод. Если после успешного запуска автомобиля стрелка зашкаливает и не возвращается в нулевое положение, то аккумулятор неисправен и его следует заменить на новый.
Примеры из практики измерения сопротивления изделий
В теории все обычно понятно, но на практике часто возникают вопросы, на которые лучше всего ответить примерами проверки омметром наиболее распространенных изделий.
Испытание лампочек
Лампочка в светильнике или в автомобильном бортовом устройстве перестала гореть, как узнать, в чем причина? Это может быть неисправный выключатель, розетка или проводка. С помощью тестера можно легко проверить любую лампочку из домашнего светильника или автомобильной фары, люминесцентную нить и энергосберегающие лампы. Достаточно установить переключатель прибора в положение измерения минимального сопротивления и прикоснуться кончиками щупов к контактам цоколя лампы.
Сопротивление нити накала лампы накаливания составило 51 Ом, что указывает на ее работоспособность. Если бы нить была неисправна, прибор показал бы бесконечное сопротивление. Сопротивление 50-ваттной галогенной лампы накаливания при напряжении 220 вольт составляет около 968 Ом, а сопротивление 12-вольтовой 100-ваттной автомобильной лампы – около 1,44 Ом.
Стоит отметить, что сопротивление нити накала в холодном состоянии (когда лампочка не горит) в несколько раз меньше, чем в горячем. Это объясняется физическим свойством вольфрама. Его сопротивление нелинейно увеличивается по мере нагревания. Именно поэтому лампы накаливания имеют тенденцию перегорать при включении.
К сожалению, светодиодные и энергосберегающие лампочки нельзя проверить мультиметром без разборки, так как напряжение питания с контактов цоколя подается на мост драйвера светодиода.
Вы можете использовать онлайн-калькулятор для расчета сопротивления любой лампочки или нагревательного элемента, например, нагревательных элементов, электропаяльников.
Онлайн-калькуляторы для расчета сопротивления
Цветовое кодирование
Иногда при проверке резистора омметр показывает определенное сопротивление, но если резистор изменил свое сопротивление из-за перегрузки и больше не соответствует маркировке, то такой резистор использовать нельзя. Современные резисторы маркируются цветными кольцами. Лучший способ определить номинал резистора с цветной маркировкой – воспользоваться онлайн-калькулятором.
Онлайн-калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркирован 4 цветными кольцами
Онлайн-калькулятор для определения сопротивления резисторов, маркированных
5 цветными кольцами
Как откалибровать омметр, чтобы он работал правильно?
Чтобы откалибровать аналоговый измерительный прибор, возьмите два провода вместе. Ручка регулировки помогает установить переменный резистор. Поверните ее от руки так, чтобы игла указывала на нулевое сопротивление; другими словами, игла теперь находится на правой стороне. Этот шаг известен как "обнуление" измерителя и должен повторяться каждый раз перед измерением сопротивления любого провода или цепи. В случае с цифровым прибором, прижав провода друг к другу, прибор покажет 0 Ом, что достаточно для его калибровки.
Помимо измерения сопротивления, омметры можно использовать для проверки целостности электрического соединения. Например, если игла упирается в бесконечное сопротивление в левом дальнем углу шкалы, это указывает на отсутствие целостности в цепи. Это означает, что в цепи имеется разомкнутая точка. С другой стороны, если измеренное значение сопротивления равно нулю или намного меньше ожидаемого значения, это указывает на наличие короткого замыкания в цепи.
Подробнее об этой теме:
- Как происходит процесс покупки жилья? Знаете ли вы, как происходит процесс покупки дома? Покупка дома Процесс покупки дома может быть…
- Как работает электрическая розетка? Знаете ли вы, как работает электрическая розетка? Электрическая розетка В каждом доме, офисном здании и…
- Как измеряется электрическое сопротивление? Знаете ли вы, как измеряется электрическое сопротивление? Электрическое сопротивление – это свободное прохождение электрического тока или…
- Производство высоковольтного кабеля Знаете ли вы о производстве высоковольтного кабеля? Современное производство высоковольтных кабелей Процесс производства лучших кабелей…
Литература и документация
Литература
- Справочник по электроизмерительным приборам.
Под редакцией К.К. Илюнина – Л.:Энергоатомиздат, 1983 г. - Справочник по радиоизмерительным приборам: в 3-х томах.
В 3-х томах. С.Насонов – М.:Советское радио, 1979. - Справочник по электроизмерительным приборам: в 3-х томах.
По изданию К.К. Илюнина – Л., 1973 г.
Нормативно-техническая документация
- [protect.gost.ru/v.aspx?control=7&id=134195 ГОСТ 22261-94 ] "Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия".
- ГОСТ 23706-93
- [protect.gost.ru/v.aspx?control=7&id=152236 ГОСТ 8.366-79 ] "Государственная система обеспечения единства измерений. Цифровые омметры. Методы и средства поверки".
- [protect.gost.ru/v.aspx?control=7&id=148004 ГОСТ 8.409-81 ] "Государственная система обеспечения единства измерений. Ометры. Методы и средства поверки".