Dlaczego musisz ustawić rezystancję na zero, gdy omomierz zmienia biegi?
1. Zasada
Podłącz akumulator, amperomierz i reostat szeregowo, aby utworzyć wewnętrzny obwód omomierza.
1) Stan pomiaru
Połączyć mierzoną rezystancję między dwoma przewodami pomiarowymi omomierza, następnie akumulator, amperomierz, opornik i mierzoną rezystancję tworzą obwód zamknięty, prąd w obwodzie zmienia się wraz ze zmianą mierzonej rezystancji, a aktualna wartość skali amperomierza jest zmieniana na odpowiednią. Wartość skali rezystancji zewnętrznej można bezpośrednio odczytać z omomierza, aby zmierzyć wartość rezystancji rezystancji.
Rx=εI-(r plus Rg plus R)
Przykład Czuły amperomierz o pełnym prądzie polaryzacji IG=100μA i rezystancji wewnętrznej Rg=100(Ω), zestaw baterii o sile elektromotorycznej ε=1,5 V, opór wewnętrzny r=0,1(Ω) i opornik o rezystancji całkowitej R=I8KΩ Połącz je szeregowo i ustaw opornik na R=14,9 (KΩ) , czyli zmontować w omomierz. Wartość rezystancji do zmierzenia odpowiadająca każdej wartości prądu jest obliczana z powyższego wzoru, jak pokazano w tabeli:
Zaznacz odpowiednią wartość rezystancji do zmierzenia na każdej skali prądu na tarczy, a następnie bezpośrednio odczytaj wartość rezystancji do zmierzenia.
2) Stan regulacji zerowej
①Mechaniczna regulacja zera
Kiedy dwa przewody pomiarowe są rozdzielone, to znaczy, gdy mierzona rezystancja jest nieskończona, natężenie prądu w tym czasie wynosi zero zgodnie z prawem Ohma. Oznacza to, że gdy dwa przewody pomiarowe są rozdzielone, stan wskazywany przez wskaźnik miernika powinien wynosić zero prądu i nieskończoną liczbę omów. Jednak z różnych powodów, gdy oba przewody pomiarowe są rozdzielone, wskazówka amperomierza czasami nie wskazuje skali prądu zerowego, co wymaga mechanicznej regulacji zera. Obróć śrubę mechanicznej regulacji zera za pomocą śrubokręta, aby wprawić wskazówkę w ruch obrotowy, tak aby wskazówka wskazywała nieskończoną skalę omów.
② Regulacja zera omów
Kiedy dwa przewody pomiarowe są zwarte, zgodnie z prawem Ohma, amperomierz można całkowicie nastawić, regulując przesuwny reostat, to znaczy, że wskaźnik wskazuje na pełną skalę prądu polaryzacji amperomierza, to znaczy zero- skala omów. Oznacza to, że gdy dwa przewody pomiarowe są zwarte, stan wskazywany przez wskazówkę amperomierza powinien wskazywać prąd pełnego polaryzacji i rezystancję zerową. W przeciwnym razie wyreguluj reostat tak, aby wskazówka amperomierza wskazywała na pełną skalę prądu spoczynkowego, to znaczy na skalę zerową, a regulacja zerowa zostanie zakończona.
2. Opór wewnętrzny
1) Wartość projektowa
Zewrzyj dwa przewody pomiarowe omomierza, to znaczy, że omomierz jest w stanie regulacji zera. Zgodnie z prawem Ohma rezystancja wewnętrzna omomierza jest równa stosunkowi siły elektromotorycznej zasilacza w omomierzu do prądu polaryzacji amperomierza w omomierzu RΩ=ε /IG. Tak więc po wybraniu czułego amperomierza i baterii użytej do montażu omomierza określa się rezystancję wewnętrzną zmontowanego omomierza.
2) Rzeczywista wartość
Rzeczywista rezystancja wewnętrzna omomierza składa się z rezystancji wewnętrznej zasilacza, rezystancji wewnętrznej amperomierza i rezystancji szeregowego reostatu zerowego, a jego całkowita wartość rezystancji powinna być równa wartości projektowej. RΩ=r plus RG plus R. Powinniśmy rozsądnie dobrać całkowitą rezystancję opornika ślizgowego, aby spełnić wymagania projektowej wartości rezystancji wewnętrznej omomierza.
3) wartość skali
Gdy wartość rezystancji mierzonej rezystancji jest dokładnie równa rezystancji wewnętrznej RΩ omomierza, rezystancja całkowita całego obwodu pomiarowego jest równa dwukrotności rezystancji wewnętrznej omomierza, a zmierzony prąd jest równy połowie pełnego prądu polaryzacji amperomierza, czyli wskazówka wskazuje na płytce skali. Mediana R? plamy. Oznacza to, że średnia skala omomierza wskazuje wartość rezystancji wewnętrznej omomierza R? Plama=RΩ.
3. Błąd
1) Błąd zasilania
Po dłuższym używaniu omomierza siła elektromotoryczna akumulatora maleje, a rezystancja wewnętrzna wzrasta. Chociaż amperomierz jest całkowicie spolaryzowany podczas wykonywania regulacji zerowej rezystancji, ta zmiana powoduje, że odczytana wartość rezystancji jest większa niż rzeczywista wartość zmierzonej rezystancji.
Standardowa wartość projektowa rezystancji wewnętrznej omomierza jest określona przez siłę elektromotoryczną nowej baterii i pełny prąd polaryzacji amperomierza: RΩ=ε/IG; odpowiedni związek między skalą rezystancji a prądem określa wzorcowa wartość siły elektromotorycznej nowej baterii i rezystancja wewnętrzna omomierza: RX *=ε/I-RΩ; gdy zainstalowana jest stara bateria, rzeczywista rezystancja wewnętrzna omomierza jest mniejsza niż standardowa rezystancja wewnętrzna po ustawieniu zera omowego: RΩ*=ε`/IG; gdy używana jest stara bateria, siła elektromotoryczna zasilacza i rezystancja wewnętrzna omomierza oraz rzeczywista wartość zmierzonej rezystancji określa zmierzony prąd I=ε`/(RΩ plus RX) w tabela, a powyższe cztery wzory są rozwiązywane jednocześnie
RX=εε'RX
Można zauważyć, że wraz ze stopniowym zmniejszaniem się siły elektromotorycznej zasilacza, zmierzona wartość rezystancji stopniowo wzrasta w odwrotnej proporcji.
Przykład Siła elektromotoryczna baterii omomierza wynosi 1,5 V. Po długotrwałym użytkowaniu siła elektromotoryczna spada do 1,2 V. Użyj go do pomiaru rezystancji. Zmierzona wartość wynosi 500 Ω. Jaka jest rzeczywista wartość rezystancji?
Rozwiązanie: Rx=(ε`/ε) RX*=1,2÷1,5×500=400Ω
2) Błąd odczytu
Ze względu na ograniczone zdolności obserwacyjne ludzi, w odczytach zawsze występują błędy geometryczne. Niech aktualną skalą w aktualnym położeniu wskaźnika będzie I, a odpowiadająca jej skala omowa RΩ, a aktualną skalą obserwowanej pozycji wskazówki będzie I`, a odpowiadająca jej skala omowa RΩ`. Następnie przez
RX=εI-RΩ i R'X=εI'-RΩ
Uzyskaj ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI
To znaczy δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI
To znaczy δ=Θθ (Θ-θ) Δθ
Można zauważyć, że suma dwóch współczynników mianownika jest pewną liczbą, czyli maksymalnym kątem odchylenia, więc gdy dwa współczynniki mianownika są równe, maksymalny błąd odczytu iloczynu jest najmniejszy.
To znaczy, gdy θ=Θ2, δ=δmin=4·ΔθΘ
Dlatego w geometrycznym punkcie środkowym łuku skali błąd omowy spowodowany paralaksą geometryczną jest najmniejszy.
Odpowiednie przełożenie należy dobrać tak, aby wskazywana wartość wskazówki była jak najbardziej zbliżona do wartości mediany na panelu, dzięki czemu błąd odczytu jest zminimalizowany.
