Punti Wheatstone pentru rezistente foarte mari

Punti Wheatstone pentru rezistente foarte mari

a) Punti pentru masurarea rezistentelor cu trei borne

b) Punte cu simulator de rezistenta

O alta problema care apare la masurarea rezistentelor foarte mari (in afara de cea a eliminarii curentilor de fuga) este cea a procurarii rezistorului de referinta (R₂) care trebuie sa fie de acelasi ordin de marime cu R_x, sa fie reglabil si sa aiba precizia necesara. Insa realizarea de rezistente metrologice cu valori de peste 10⁹ W este dificila si costisitoare si de aceea se recurge la simularea unor asemenea rezistente. De obicei se utilizeaza simulare pasiva, prin transformare stea - triunghi. Cu o asemenea configuratie de circuit, utilizand rezistoare de ordinul megohmilor se pot simula rezistente de ordinul teraohmilor (10¹² W

Schema de principiu a unei punti cu simulator de rezistenta este aratata in fig.8.24, a unde R_b, R_c (tipic 10 MW) si R_d (10 W-1MW) formeaza simulatorul de rezistenta care inlocuieste rezistorul de comparatie (R₂) de la puntea standard.

Echilibrarea se face, regland pe R_d - reglaj brut si R₃    (100 W - 10 KW), rezolutie 0,1W-reglaj fin.

Rezistenta de comparatie simulata (R_bc). Efectuand o transformare stea - triunghi la grupul R_b-R_c-R_d se obtine schema echivalenta din fig. 8.24, b, din care rezulta relatiile:

(8.24)

(8.25)

(8.26)

Prima dintre acestea conduce (pentru valorile numerice mentionate) la concluzia: R_bc = 100 MW - 10 TW. Din fig. 8.24, b mai rezulta ca R_bd ( 10 MW) se plaseaza in paralel cu indicatorul de nul (IN) si deci nu intervine in ecuatia de echilibru, iar R_ed ( 10 MW) sunteaza foarte putin rezistenta reglabila R₃.

Limite de masura. Cu notatiile din fig. 8.24, b se deduce ecuatia de echilibru:

; (8.27)

din care, pentru datele numerice de mai inainte (R₄=10 KW) rezulta    R_x= l0⁸ - 10¹⁵ W. Cum insa tensiunea de alimentare este de 10-20 V, curentul minim prin R_x coboara pana la 10^-14 A (0,01 pA), ceea ce impune ca indicatorul de nul (IN) sa fie un electrometru de foarte mare sensibilitate (cel mult 0,1 pA pe toata scara). Evident, la asemenea valori rezistorul (sau proba) R_x trebuie sa fie de tipul cu trei borne, iar borna de garda a acestuia se leaga in punctul d (borna G, fig. 8.24, a), la fel ca in fig. 8.23.

Erori. Din (8.27), pentru R ^'₃ R₃ se deduce relatia:

(8.28)

care arata ca precizia puntii teraohm este de acelasi ordin de marime ca si la puntea standard (fig. 8.13), adica in jur de 0,5-1 %.

Insa, spre deosebire de aceasta din urma, la puntea teraohm nu poate fi utilizata metoda substitutiei deoarece rezistente reglabile si precise in domeniul 10⁹ - 10¹² sunt foarte rare.