Γιατί χρειάζεται να ρυθμίσετε την αντίσταση στο μηδέν όταν το ωμόμετρο αλλάζει ταχύτητες;
1. Αρχή
Συνδέστε τη μπαταρία, το αμπερόμετρο και τον ρεοστάτη σε σειρά για να σχηματίσετε το εσωτερικό κύκλωμα του ωμόμετρου.
1) Κατάσταση μέτρησης
Συνδέστε την προς μέτρηση αντίσταση μεταξύ των δύο καλωδίων δοκιμής του ωμόμετρου και, στη συνέχεια, η μπαταρία, το αμπερόμετρο, ο ρεοστάτης και η προς μέτρηση αντίσταση σχηματίζουν ένα κλειστό κύκλωμα, το ρεύμα στο κύκλωμα αλλάζει με την αλλαγή της αντίστασης που θα μετρηθεί, και η τρέχουσα τιμή κλίμακας του αμπερόμετρου αλλάζει στην αντίστοιχη Η τιμή κλίμακας της εξωτερικής αντίστασης μπορεί να διαβαστεί απευθείας από το ωμόμετρο για να μετρηθεί η τιμή αντίστασης της αντίστασης.
Rx=εI-(r συν Rg συν R)
Παράδειγμα Ένα ευαίσθητο αμπερόμετρο με πλήρες ρεύμα πόλωσης IG=100μA και εσωτερική αντίσταση Rg=100(Ω), μια μπαταρία με ηλεκτροκινητική δύναμη ε=1.5V, εσωτερική αντίσταση r=0.1(Ω), και ρεοστάτη με συνολική αντίσταση R=I8KΩ Συνδέστε τα σε σειρά και ρυθμίστε τον ρεοστάτη στο R=14.9 (KΩ) , δηλαδή συναρμολογήστε σε ένα ωμόμετρο. Η τιμή αντίστασης που θα μετρηθεί και αντιστοιχεί σε κάθε τιμή ρεύματος υπολογίζεται από τον παραπάνω τύπο όπως φαίνεται στον πίνακα:
Σημειώστε την αντίστοιχη τιμή αντίστασης που θα μετρηθεί σε κάθε κλίμακα ρεύματος στον επιλογέα και, στη συνέχεια, διαβάστε την τιμή αντίστασης που θα μετρηθεί απευθείας.
2) Μηδενική κατάσταση ρύθμισης
① Μηχανική ρύθμιση μηδέν
Όταν οι δύο ακροδέκτες δοκιμής διαχωρίζονται, δηλαδή όταν η προς μέτρηση αντίσταση είναι άπειρη, η ένταση ρεύματος αυτή τη στιγμή είναι μηδέν σύμφωνα με το νόμο του Ohm. Δηλαδή, όταν τα δύο καλώδια δοκιμής διαχωρίζονται, η κατάσταση που υποδεικνύεται από τον δείκτη του μετρητή θα πρέπει να είναι μηδενικό ρεύμα και άπειρα ohms. Ωστόσο, για διάφορους λόγους, όταν τα δύο καλώδια δοκιμής διαχωρίζονται, ο δείκτης του αμπερόμετρου μερικές φορές δεν δείχνει την κλίμακα μηδενικού ρεύματος, η οποία απαιτεί μηχανική ρύθμιση μηδέν. Περιστρέψτε τη βίδα μηχανικής ρύθμισης μηδέν με ένα κατσαβίδι για να οδηγήσετε τον δείκτη να περιστραφεί, έτσι ώστε ο δείκτης να δείχνει στην κλίμακα άπειρων ωμ.
② Μηδενική ρύθμιση Ohm
Όταν οι δύο ακροδέκτες δοκιμής είναι βραχυκυκλωμένοι, σύμφωνα με το νόμο του Ohm, το αμπερόμετρο μπορεί να πολωθεί πλήρως ρυθμίζοντας τον συρόμενο ρεοστάτη, δηλαδή ο δείκτης δείχνει την κλίμακα ρεύματος πλήρους πόλωσης του αμπερόμετρου, δηλαδή το μηδενικό κλίμακα ωμ. Δηλαδή, όταν οι δύο ακροδέκτες δοκιμής είναι βραχυκυκλωμένοι, η κατάσταση που υποδεικνύεται από τον δείκτη του αμπερόμετρου θα πρέπει να είναι ρεύμα πλήρους πόλωσης και αντίσταση μηδενικού ωμ. Διαφορετικά, ρυθμίστε τον ρεοστάτη έτσι ώστε ο δείκτης του αμπερόμετρου να δείχνει την κλίμακα ρεύματος πλήρους πόλωσης, δηλαδή την κλίμακα μηδενικού ωμ, και η ρύθμιση μηδενικού ωμ να έχει ολοκληρωθεί.
2. Εσωτερική αντίσταση
1) Σχεδιαστική αξία
Βραχυκυκλώστε τους δύο ακροδέκτες δοκιμής του ωμόμετρου, δηλαδή το ωμόμετρο βρίσκεται σε κατάσταση μηδενικής ρύθμισης. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η εσωτερική αντίσταση του ωμόμετρου είναι ίση με τον λόγο της ηλεκτροκινητικής δύναμης του τροφοδοτικού στο ωμόμετρο προς το ρεύμα πλήρους πόλωσης του αμπερόμετρου στο ωμόμετρο RΩ=ε /IG. Αφού λοιπόν επιλεγεί το ευαίσθητο αμπερόμετρο και η μπαταρία που χρησιμοποιείται για τη συναρμολόγηση του ωμόμετρου, προσδιορίζεται η εσωτερική αντίσταση του συναρμολογημένου ωμόμετρου.
2) Πραγματική αξία
Η πραγματική εσωτερική αντίσταση του ωμόμετρου αποτελείται από την εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού, την εσωτερική αντίσταση του αμπερόμετρου και την αντίσταση του ρεοστάτη μηδενικής ρύθμισης σε σειρά και η συνολική τιμή αντίστασής του πρέπει να είναι ίση με την τιμή σχεδιασμού. RΩ=r συν RG συν R. Θα πρέπει να επιλέξουμε τη συνολική αντίσταση του συρόμενου ρεοστάτη εύλογα για να ικανοποιήσουμε τις απαιτήσεις της τιμής σχεδιασμού της εσωτερικής αντίστασης του ωμόμετρου.
3) τιμή κλίμακας
Όταν η τιμή αντίστασης της μετρούμενης αντίστασης είναι ακριβώς ίση με την εσωτερική αντίσταση RΩ του ωμόμετρου, η συνολική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος μέτρησης είναι ίση με το διπλάσιο της εσωτερικής αντίστασης του ωμόμετρου και το μετρούμενο ρεύμα είναι το μισό του πλήρους ρεύματος πόλωσης του αμπερόμετρου, δηλαδή των σημείων δείκτη στην πλάκα της κλίμακας. Διάμεσος R; λεκέδες. Δηλαδή, η διάμεση κλίμακα του ωμόμετρου δείχνει την τιμή εσωτερικής αντίστασης του ωμόμετρου R? Λεκέ=RΩ.
3. Σφάλμα
1) Σφάλμα τροφοδοσίας
Μετά τη χρήση του ωμόμετρου για μεγάλο χρονικό διάστημα, η ηλεκτροκινητική δύναμη της μπαταρίας μειώνεται και η εσωτερική αντίσταση αυξάνεται. Αν και το αμπερόμετρο είναι πλήρως πολωμένο κατά την εκτέλεση ρύθμισης μηδενικού ωμ, αυτή η αλλαγή κάνει την τιμή αντίστασης ανάγνωσης μεγαλύτερη από την πραγματική τιμή της μετρούμενης αντίστασης.
Η τυπική τιμή σχεδιασμού της εσωτερικής αντίστασης του ωμόμετρου καθορίζεται από την ηλεκτροκινητική δύναμη της νέας μπαταρίας και το πλήρες ρεύμα πόλωσης του αμπερόμετρου: RΩ=ε/IG; η αντίστοιχη σχέση μεταξύ της κλίμακας αντίστασης και του ρεύματος καθορίζεται από την τυπική τιμή της ηλεκτροκινητικής δύναμης της νέας μπαταρίας και την εσωτερική αντίσταση του ωμόμετρου: RX *=ε/I-RΩ; όταν είναι εγκατεστημένη η παλιά μπαταρία, η πραγματική εσωτερική αντίσταση του ωμόμετρου είναι μικρότερη από την τυπική εσωτερική αντίσταση μετά τη μηδενική ρύθμιση ωμ: RΩ*=ε`/IG; όταν χρησιμοποιείται η παλιά μπαταρία, η ηλεκτροκινητική δύναμη του τροφοδοτικού και η εσωτερική αντίσταση του ωμόμετρου και η πραγματική τιμή της μετρούμενης αντίστασης καθορίζει το μετρούμενο ρεύμα I=ε`/(RΩ συν RX) στο πίνακα και οι παραπάνω τέσσερις τύποι επιλύονται ταυτόχρονα
RX=εε'RX
Μπορεί να φανεί ότι καθώς η ηλεκτροκινητική δύναμη του τροφοδοτικού μειώνεται σταδιακά, η μετρούμενη τιμή της αντίστασης αυξάνεται σταδιακά σε αντίστροφη αναλογία.
Παράδειγμα Η ηλεκτροκινητική δύναμη μιας μπαταρίας ωμόμετρου είναι 1,5v. Μετά από μακροχρόνια χρήση, η ηλεκτροκινητική δύναμη πέφτει στα 1,2v. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε μια αντίσταση. Η μετρούμενη τιμή είναι 500Ω. Ποια είναι η πραγματική τιμή της αντίστασης;
Λύση: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1,5×500=400Ω
2) Σφάλμα ανάγνωσης
Λόγω της περιορισμένης ικανότητας παρατήρησης των ανθρώπων, υπάρχουν πάντα γεωμετρικά λάθη στις ενδείξεις. Έστω η τρέχουσα κλίμακα στην πραγματική θέση του δείκτη είναι I, και η αντίστοιχη κλίμακα ωμ είναι RΩ, και η τρέχουσα κλίμακα στην παρατηρούμενη θέση του δείκτη είναι I` και η αντίστοιχη κλίμακα ωμ είναι RΩ`. Μετά από
RX=εI-RΩ και R'X=εI'-RΩ
Λάβετε ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI
Δηλαδή, δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI
Δηλαδή δ=Θθ (Θ-θ) Δθ
Μπορεί να φανεί ότι το άθροισμα των δύο παραγόντων του παρονομαστή είναι ένας ορισμένος αριθμός, δηλαδή η μέγιστη γωνία απόκλισης, οπότε όταν οι δύο συντελεστές του παρονομαστή είναι ίσοι, το μέγιστο σφάλμα ανάγνωσης γινομένου είναι το μικρότερο.
Δηλαδή, όταν θ=Θ2, δ=δmin=4·ΔθΘ
Επομένως, στο γεωμετρικό μέσο του τόξου κλίμακας, το ωμικό σφάλμα που προκαλείται από τη γεωμετρική παράλλαξη είναι το μικρότερο.
Το κατάλληλο γρανάζι πρέπει να επιλεγεί έτσι ώστε η υποδεικνυόμενη τιμή του δείκτη να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη διάμεση τιμή στον πίνακα, έτσι ώστε το σφάλμα ανάγνωσης να ελαχιστοποιείται.
