オーム計がギアをシフトするときに抵抗をゼロに調整する必要があるのはなぜですか?

1.原則

電池パック、電流計、レオスタットを直列に接続して抵抗計の内部回路を形成します。

1) 測定状態

オーム計の 2 つのテストリードの間に測定する抵抗を接続し、バッテリパック、電流計、レオスタット、および測定する抵抗で閉回路を形成します。回路内の電流は、測定する抵抗の変化に伴って変化します。電流計の現在のスケール値は、対応する値に変更されます。外部抵抗のスケール値をオーム計から直接読み取って、抵抗の抵抗値を測定できます。

Rx=εI-(r プラス Rg プラス R)

例 IG=100μA の全バイアス電流と Rg=100(Ω) の内部抵抗を持つ高感度電流計、起電力 ε=1.5V のバッテリーパック、 r=0.1(Ω)の内部抵抗と、合計抵抗R=I8KΩの可変抵抗器を直列に接続し、可変抵抗器をR=14.9(KΩ)に調整します。、つまり、抵抗計に組み立てます。各電流値に対応する測定抵抗値は、上記の式から表のように計算されます。

ダイヤル上の各電流スケールで測定する対応する抵抗値をマークし、測定する抵抗値を直接読み取ります。

2) ゼロアジャスト状態

①メカゼロ調整

2 本のテストリードが離れている場合、つまり測定する抵抗が無限大の場合、このときの電流強度はオームの法則によりゼロになります。つまり、2 本のテストリードが分離されている場合、メーターポインターが示す状態は、電流がゼロであり、オームが無限大である必要があります。しかし、さまざまな理由により、2 本のテストリードが離れていると、電流計の指針がゼロ電流目盛りを指していない場合があり、機械的なゼロ調整が必要になります。ドライバーでメカニカルゼロ調整ネジを回してポインターを回転させ、ポインターが無限オームスケールを指すようにします。

②オームゼロ調整

2 つのテストリードが短絡している場合、オームの法則に従って、スライドレオスタットを調整することで電流計を完全にバイアスできます。つまり、ポインタは電流計のフルバイアス電流スケール、つまりゼロを指します。オームスケール。つまり、2 本のテストリードが短絡している場合、電流計のポインターが示す状態は、フルバイアス電流およびゼロオームの抵抗である必要があります。それ以外の場合は、電流計の指針がフルバイアス電流の目盛り、つまりゼロオーム目盛りを指すようにレオスタットを調整し、ゼロオーム調整が完了します。

2. 内部抵抗

1) 設計値

抵抗計の 2 本のテストリードを短絡します。つまり、抵抗計はゼロ調整状態になります。オームの法則によれば、オーム計の内部抵抗は、オーム計の電源の起電力とオーム計の電流計の全バイアス電流の比 RΩ=ε /IG に等しくなります。したがって、オーム計を組み立てるために使用される感度の高い電流計とバッテリーが選択された後、組み立てられたオーム計の内部抵抗が決定されます。

2) 実績値

オーム計の実際の内部抵抗は、電源の内部抵抗、電流計の内部抵抗、および直列のゼロ調整レオスタットの抵抗で構成され、その合計抵抗値は設計値に等しくなければなりません。 RΩ=r プラス RG プラス R です。オーム計の内部抵抗の設計値の要件を満たすように、スライドレオスタットの総抵抗を合理的に選択する必要があります。

3) スケール値

測定された抵抗の抵抗値がオーム計の内部抵抗RΩと正確に等しい場合、測定回路全体の総抵抗はオーム計の内部抵抗の2倍に等しく、測定された電流は完全なバイアス電流の半分ですつまり、ポインターは目盛りプレート上を指します。中央値R? 汚れ。つまり、オーム計のメジアン目盛りは、オーム計の内部抵抗値 R? を示します。 =RΩを染色します。

3.エラー

1) 電源異常

抵抗計を長期間使用すると、電池の起電力が低下し、内部抵抗が増加します。オームゼロ調整を実行すると、電流計は完全にバイアスされますが、この変更により、測定抵抗の実際の値よりも読み取り抵抗値が大きくなります。

オーム計の内部抵抗の設計標準値は、新しいバッテリーの起電力と電流計の全バイアス電流によって決まります: RΩ=ε/IG; 抵抗スケールと電流の対応関係は、新しいバッテリーの起電力の標準値とオーム計の内部抵抗によって決定されます: RX *=ε/I-RΩ; 古いバッテリーを取り付けると、抵抗計の実際の内部抵抗は、抵抗ゼロ調整後の標準内部抵抗よりも小さくなります: RΩ*=ε`/IG; 古いバッテリーが使用されている場合、電源の起電力と抵抗計の内部抵抗、および測定された抵抗の実際の値が測定電流 I=ε`/(RΩ プラス RX) を決定します。表、および上記の4つの式は同時に解決されます

RX=εε'RX

電源の起電力が徐々に減少すると、反比例して抵抗の測定値が徐々に増加することがわかります。

例抵抗計電池の起電力は 1.5v です。長期間使用すると、起電力は1.2vまで低下します。抵抗を測定するために使用します。実測値は500Ω。抵抗の実際の値はいくらですか?

解: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1.5×500=400Ω

2) 読み取りエラー

人間の観察能力は限られているため、測定値には常に幾何学的な誤差があります。ポインターの実際の位置での電流スケールを I、対応するオームスケールを RΩ、観測されたポインター位置での電流スケールを I`、対応するオームスケールを RΩ` とします。その後、

RX=εI-RΩとR'X=εI'-RΩ

取得 ΔRx=εI-εI'=-I-I'I・I'-ε=εI2・ΔI

つまり、 δ=ΔRxRx=εI2・ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)・ΔI

つまり、δ=Θθ (Θ-θ) Δθ

分母の 2 つの要素の合計が特定の数、つまり最大偏向角であることがわかります。そのため、分母の 2 つの要素が等しい場合、最大積の読み取り誤差が最小になります。

つまり、θ=θ2, δ=δmin=4·Δθθ