چرا هنگام تعویض دنده اهم متر باید مقاومت را روی صفر تنظیم کرد؟

چرا هنگام تعویض دنده اهم متر باید مقاومت را روی صفر تنظیم کرد؟

1. اصل

بسته باتری، آمپر متر و رئوستات را به صورت سری وصل کنید تا مدار داخلی اهم متر را تشکیل دهید.

1) حالت اندازه گیری

مقاومت اندازه گیری شده را بین دو سیم تست اهم متر وصل کنید، سپس بسته باتری، آمپرمتر، رئوستات و مقاومت اندازه گیری شده یک مدار بسته را تشکیل می دهند، جریان در مدار با تغییر مقاومت مورد اندازه گیری تغییر می کند. و مقدار مقیاس فعلی آمپرمتر به مقدار مربوطه تغییر می کند. مقدار مقیاس مقاومت خارجی را می توان مستقیماً از اهم متر برای اندازه گیری مقدار مقاومت مقاومت خواند.

Rx=εI-(r به اضافه Rg به علاوه R)

مثال یک آمپرمتر حساس با جریان بایاس کامل IG=100μA و مقاومت داخلی Rg=100(Ω)، یک بسته باتری با نیروی محرکه الکتریکی ε=1.5V، مقاومت داخلی r=0.1(Ω) و یک رئوستات با مقاومت کلی R=I8KΩ آنها را به صورت سری وصل کنید و رئوستات را روی R=14.9 (KΩ) تنظیم کنید. ، یعنی در یک اهم متر مونتاژ کنید. مقدار مقاومتی که باید متناسب با هر مقدار جریان اندازه گیری شود از فرمول بالا همانطور که در جدول نشان داده شده است محاسبه می شود:

مقدار مقاومت مربوطه را که باید در هر مقیاس جریان اندازه گیری شود روی صفحه علامت بزنید و سپس مقدار مقاومت را که قرار است مستقیماً اندازه گیری شود بخوانید.

2) حالت تنظیم صفر

① تنظیم صفر مکانیکی

هنگامی که دو لید آزمایش از هم جدا می شوند، یعنی زمانی که مقاومت مورد اندازه گیری بی نهایت است، شدت جریان در این زمان طبق قانون اهم صفر است. یعنی زمانی که دو لید تست از هم جدا می شوند، حالتی که نشانگر متر نشان می دهد باید جریان صفر و اهم بی نهایت باشد. با این حال، به دلایل مختلف، هنگامی که دو سیم تست از هم جدا می شوند، گاهی اوقات نشانگر آمپرمتر به مقیاس جریان صفر اشاره نمی کند که نیاز به تنظیم مکانیکی صفر دارد. پیچ تنظیم مکانیکی صفر را با یک پیچ گوشتی بچرخانید تا نشانگر به چرخش درآید، به طوری که نشانگر به مقیاس اهم بی نهایت اشاره کند.

② تنظیم صفر اهم

هنگامی که دو سیم آزمایشی اتصال کوتاه دارند، طبق قانون اهم، آمپرمتر را می توان با تنظیم رئوستات کشویی به طور کامل بایاس کرد، یعنی اشاره گر به مقیاس جریان تمام بایاس آمپرمتر، یعنی صفر- اشاره می کند. مقیاس اهم یعنی زمانی که دو سیم آزمایشی اتصال کوتاه دارند، حالتی که نشانگر آمپرمتر نشان می دهد باید جریان بایاس کامل و مقاومت صفر اهم باشد. در غیر این صورت رئوستات را طوری تنظیم کنید که نشانگر آمپرمتر به مقیاس جریان تمام بایاس یعنی مقیاس صفر اهم اشاره کند و تنظیم صفر اهم کامل شود.

2. مقاومت داخلی

1) ارزش طراحی

دو سیم تست اهم متر را اتصال کوتاه کنید، یعنی اهم متر در حالت تنظیم صفر است. بر اساس قانون اهم مقاومت داخلی اهم متر برابر است با نسبت نیروی الکتروموتور منبع تغذیه در اهم متر به جریان بایاس کامل آمپرمتر در اهم متر RΩ=ε /IG. بنابراین پس از انتخاب آمپرمتر حساس و باتری مورد استفاده برای مونتاژ اهم متر، مقاومت داخلی اهم متر مونتاژ شده تعیین می شود.

2) ارزش واقعی

مقاومت داخلی واقعی اهم متر از مقاومت داخلی منبع تغذیه، مقاومت داخلی آمپر متر و مقاومت رئوستات تنظیم کننده صفر به صورت سری تشکیل شده است و مقدار مقاومت کل آن باید برابر با مقدار طراحی باشد. RΩ=r به علاوه RG به علاوه R. ما باید مقاومت کل رئوستات لغزنده را به طور معقولی انتخاب کنیم تا الزامات ارزش طراحی مقاومت داخلی اهم متر را برآورده کنیم.

3) ارزش مقیاس

هنگامی که مقدار مقاومت مقاومت اندازه گیری شده دقیقاً برابر با مقاومت داخلی RΩ اهم متر باشد، مقاومت کل مدار اندازه گیری برابر با دو برابر مقاومت داخلی اهم متر است و جریان اندازه گیری شده نیمی از جریان بایاس کامل است. آمپرمتر، یعنی نقاط اشاره گر روی صفحه ترازو. میانه R؟ لکه ها یعنی مقیاس میانه اهم متر مقدار مقاومت داخلی اهم متر R را نشان می دهد؟ رنگ=RΩ.

3. خطا

1) خطای منبع تغذیه

پس از استفاده طولانی مدت از اهم متر، نیروی الکتروموتور باتری کاهش می یابد و مقاومت داخلی افزایش می یابد. اگرچه آمپرمتر هنگام انجام تنظیم صفر اهم کاملاً بایاس می شود، این تغییر باعث می شود که مقدار مقاومت خوانده شده بیشتر از مقدار واقعی مقاومت اندازه گیری شده باشد.

مقدار استاندارد طراحی مقاومت داخلی اهم متر توسط نیروی الکتروموتور باتری جدید و جریان بایاس کامل آمپرمتر تعیین می شود: RΩ=ε/IG; رابطه متناظر بین مقیاس مقاومت و جریان با مقدار استاندارد نیروی محرکه الکتریکی باتری جدید و مقاومت داخلی اهم متر تعیین می شود: RX *=ε/I-RΩ; هنگامی که باتری قدیمی نصب می شود، مقاومت داخلی واقعی اهم متر پس از تنظیم صفر اهم کمتر از مقاومت داخلی استاندارد است: RΩ*=ε`/IG; هنگامی که باتری قدیمی استفاده می شود، نیروی الکتروموتور منبع تغذیه و مقاومت داخلی اهم متر و مقدار واقعی مقاومت اندازه گیری شده، جریان اندازه گیری شده I=ε`/(RΩ ​​به علاوه RX) را در جدول، و چهار فرمول بالا به طور همزمان حل می شوند

RX{0}}εε'RX

مشاهده می شود که با کاهش تدریجی نیروی الکتروموتور منبع تغذیه، مقدار اندازه گیری شده مقاومت به تدریج به نسبت معکوس افزایش می یابد.

مثال نیروی حرکتی یک باتری اهم متر 1.5 ولت است. پس از استفاده طولانی مدت، نیروی الکتروموتور به 1.2 ولت کاهش می یابد. از آن برای اندازه گیری مقاومت استفاده کنید. مقدار اندازه گیری شده 500Ω است. ارزش واقعی مقاومت چقدر است؟

راه حل: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1.5×500=400Ω

2) خطای خواندن

با توجه به محدود بودن توانایی مشاهده انسان، همیشه خطاهای هندسی در قرائت ها وجود دارد. بگذارید مقیاس جریان در موقعیت واقعی نشانگر I باشد و مقیاس اهم مربوطه RΩ باشد و مقیاس جریان در موقعیت نشانگر مشاهده شده I` و مقیاس اهم مربوطه RΩ باشد. سپس توسط

RX=εI-RΩ و R'X=εI'-RΩ

ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI

یعنی δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI

یعنی δ=Θθ (Θ-θ) Δθ

مشاهده می شود که مجموع دو عامل مخرج عدد معینی است، یعنی حداکثر زاویه انحراف، بنابراین وقتی دو عامل مخرج برابر باشند، حداکثر خطای حاصلضرب کوچکترین است.

یعنی وقتی θ=Θ2، δ=δmin=4·ΔθΘ

بنابراین، در نقطه میانی هندسی قوس مقیاس، خطای اهمی ناشی از اختلاف منظر هندسی کوچکترین است.

دنده مناسب باید طوری انتخاب شود که مقدار نشانگر تا حد امکان به مقدار میانه روی تابلو نزدیک باشد تا خطای خواندن به حداقل برسد.