Masurarea rezistentei interioare la AM

Masurarea rezistentei interioare la AM

Adesea, in masurarile electronice este necesar a se cunoaste si rezistenta interioara a aparatelor utilizate, rezistenta ce poate fi luata din prospect sau trebuie determinata experimental.

a) Masurarea rezistentei interioare (R_V) la voltmetre

Voltmetre electronice. Acestea au rezistenta interioara mare (Rv=1-10 MW), sau foarte mare (R_V =1-10 GW). Pentru masurarea lui R_V, in primul caz se foloseste metoda injumatatirii deviatiei, iar in al doilea caz - metoda descarcarii condensatorului, analizate mai inainte. De mentionat ca aceasta metoda poate fi utilizata si in primul caz, insa interesul pentru metoda injumatatirii deviatiei rezida in aceea ca poate fi aplicata si in cazul cand voltmetrul respectiv nu este calibrat, la care trebuie de adaugat si faptul ca rezultatul masurarii se obtine extrem de simplu.

Metoda injumatatirii deviatiei. Schema acesteia este data in    fig. 8.9, a. Necesita o rezistenta calibrata (R) mare, de acelasi ordin de marime cu R_V si de aceea nu poate fi aplicata decat in cazul cand R_V nu depaseste (10 -100) MW. Mersul operatiei: R fiind pe zero, se creste E pana cand acul voltmetrului (V) ajunge la cap de scara (a_n), dupa care (E ramanand constanta) se creste rezistenta respectiva pana la valoarea R la care deviatia scade la jumatate (a a_n/2) situatie din care (in ipoteza R_e<<R, R_V) rezulta relatia simpla:

. (8.9)

Precizia de masurare este: 2 - 3 %, in functie de precizia lui R si de finetea reglarii acestuia.

Daca R nu este suficient de mare pentru a putea reduce deviatia la jumatate (sau rezolutia la reglarea lui R nu este suficient de buna) se utilizeaza relatia:

(8.10)

dedusa din (8.5). Precizia de masurare este mai redusa decat in cazul injumatatirii deviatiei, fiind cu atat mai redusa cu cat termenul (a_n a) se indeparteaza mai mult de a_n

Evident, metoda prezentata este aplicabila numai in cazul voltmetrelor liniare (a = SU), ipoteza in care au fost deduse relatiile (8.9) si 8.10). In fine, metoda injumatatirii deviatiei poate fi utilizata si in c.a. de joasa frecventa (50 Hz).

Voltmetre magnetoelectrice. La voltmetrele de laborator (10-50 KW/V) se poate utiliza metoda injumatatirii deviatiei, ca mai sus. In cazul voltmetrelor de tablou (500 - 1000)W/V este mai potrivita metoda sugerata de fig. 8.9, b la care rezultatul masurarii nu este influentat de rezistenta interioara (R_e) a sursei E.

In cazul cand tensiunea nominala a voltmetrului (V) este mai mare ca 1 - 3V, R_V se poate masura rapid cu ajutorul unui ohmmetru, insa la o precizie sensibil mai redusa (5 - 10)%.

In fine, daca R_V trebuie masurata cu o precizie mai buna ca    (2 - 3)%, trebuie utilizata o punte Wheatstone adecvata.

b) Masurarea rezistentei interioare (r) la ampermetre

La ampermetre (r=0,01 - 0,1W) si miliampermetre (r=1 - 100W ) determinarea lui r se face, de regula, prin intermediul caderii de tensiune (U = rI) pe aparatul respectiv, care se masoara cu un milivoltmetru (U = 50 - 200 mV) magnetoelectric, sau electronic (fig. 8.10) ce trebuie sa indeplineasca conditia: R_V >> r. Precizia de masurare este 3 - 5%. Pentru precizii mai bune, masurarea trebuie efectuata cu o punte (de regula punte dubla Thomson).

Metoda prezentata (fig. 8.10) poate fi utilizata si in c.a. (50 Hz), cu aceeasi precizie ca si in c.c.

La galvanometre (r =10³ - 10⁴W) masurarea lui r se poate face cu schema din fig. 8.10 sau in punte, prin metoda de fals zero (masurare mai precisa). In acest caz se alcatuieste o punte (din cutii de rezistente) ca in fig. 8.11. Intrerupatorul K₂ fiind deschis, rezistenta de protectie (R_p), la maximum, iar R₂, R₃, R₄ la valori apropiate de r, se inchide K₁ si se regleaza R_p in asa fel incat deviatia galvanometrului (ac, spot luminos) sa fie cam jumatate din cursa. Dupa aceea, se apasa putin pe K₂; acul galvanometrului se va abate la dreapta, sau la stanga fata de pozitia initiala. Apoi, se apasa intermitent pe K₂ si se regleaza R₂ (eventual si R₃) pana cand acul galvanometrului nu mai tresare deloc, situatie in care se afla in echilibru si deci (a se vedea fig. 8.13)

(8.11)

In functie de calitatea rezistentelor (R₂, R₃, R₄) si de sensibilitatea puntii, precizia de masurare oscileaza in limitele 0,5 - 1,5%.

c) Masurarea rezistentei la amplificatoare de c.c

La amplificatoare (de semnal sau de putere) este necesar a se cunoaste atat rezistenta de intrare, cat si rezistenta de iesire. Masurarea acestor rezistente are sens numai daca amplificatorul respectiv este prevazut cu o retea de reactie, ca in circuitul real de functionare a acestuia.

Rezistenta de intrare (R_i) se masoara prin metoda injumatatirii deviatiei, asa cum se indica in fig. 8.12, a, unde R_S este o rezistenta de sarcina (cu o valoare nominala pentru amplificatorul respectiv) iar V - un voltmetru electronic (R_V >> R_S).

Rezistenta reglabila R fiind pe zero, se creste E pana cand V arata deviatia maxima (a_n), dupa care (E ramanand neschimbat) se creste R pana cand deviatia se injumatateste, situatie din care rezulta R_i=R.

Precautie: valoarea lui E pentru care V indica a_n (cap de scara) nu trebuie sa depaseasca valoarea nominala pentru amplificatorul respectiv.

Rezistenta de iesire (R₀) prezinta importanta mai ales la amplificatoarele de putere (utilizate la comanda servomotoarelor, de exemplu) si poate fi masurata ca la sursele de c.c. (fig. 8.5), sau prin metoda injumatatirii rezistentei de sarcina.

Schema de principiu ilustrand aceasta metoda este aratata in fig. 8.12, b, unde rezistenta R + R trebuie sa fie cat mai apropiata de sarcina nominala. Sursa E fiind pe minim si K - deschis, se creste E pana la valoarea nominala pentru amplificatorul respectiv si se citeste tensiunea U₁ la voltmetrul electronic (V). Dupa aceea, lasand pe E neschimbat, se inchide K si se citeste la voltmetru tensiunea U₂. Asimiland iesirea amplificatorului cu o sursa de t.e.m. inseriata cu R₀ se deduce relatia:

(8.12)

Observatie. Schemele din fig. 8.12 pot fi utilizate si la masurarea rezistentelor R_i si R₀ in c.a. (la frecventa standard 1 kHz), inlocuind sursa (E) cu un generator de AF, iar voltmetrul V cu un voltmetru electronic de c.a.