Электронные омметры

При построении электронных омметров используются два метода измерения: метод стабилизированного тока в цепи делителя и метод преобразования измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение.

Схема измерения сопротивления по методу стабилизированного тока приведена на рис. 4.29, а.

а б

Рис. 4.29. Измерение сопротивления по методу стабилизированного тока

Делитель напряжения, составленный из известного образцового R_обр и измеряемого R_x сопротивлений, питается от источника опорного напряжения U_оп. Падение напряжения на образцовом резисторе усиливается усилителем У с большим входным сопротивлением. Выходное напряжение усилителя U_вых зависит от значения сопротивления R_x. В качестве индикатора обычно применяется микроамперметр магнитоэлектрической системы, шкала которого градуируется в единицах сопротивления. Если усилитель имеет коэффициент усиления К и входное сопротивление R_вх >> R_обр, то измеряемое сопротивление определяется выражением

.

Этот вариант схемы омметра применяется для измерения достаточно больших сопротивлений, когда R_x > R_обр.

Для измерения малых сопротивлений (R_x < R_обр) используется схема, представленная на рис. 4.29, б. Измеряемое сопротивление здесь определяется выражением

.

Вторая схема реализована в ряде промышленных миллиомметров, обеспечивающих измерение активных сопротивлений в диапазоне 10^-4…10² Ом с погрешностью 1,5…2,0 %.

Измерение средних и больших (до 10¹⁸ Ом) сопротивлений осуществляется с использованием преобразования измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение. В основу метода положен принцип работы операционного усилителя (ОУ) постоянного тока с отрицательной обратной связью (рис. 4.30).

а б

Рис. 4.30. Схемы омметров на основе операционных усилителей

Для схемы, представленной на рис. 4.30, а, измеряемое сопротивление R_x определяется выражением

,

где U_вых – выходное напряжение усилителя; R_обр – образцовый резистор.

При постоянных значениях U_оп и R_обр напряжение U_вых будет зависеть только от R_x и, следовательно, шкала микроамперметра может быть отградуирована в единицах сопротивления. Указанная схема применяется в основном для измерения больших сопротивлений в приборах, называемых тераомметрами.

Поменяв местами R_x и R_обр, получим схему (рис. 4.30, б), пригодную для измерения малых сопротивлений (от единиц Ом). Измеряемое сопротивление в такой схеме определяется выражением

.

Применение в одном приборе обеих схем позволяет создать измерители сопротивления с диапазоном измерения от единиц ом до нескольких десятков мегом с погрешностью не более 10 %.