Medida de resistencia eléctrica

Medida de resistencia eléctrica: resistencias ejemplares  , especialmente diseñadas y fabricadas para su uso como medidas de resistencia eléctrica . Las principales variedades son bobinas de resistencia y tiendas de resistencia.

Definición

Las medidas de resistencia eléctrica se denominan resistencias ejemplares si se diseñan, fabrican y pasan la verificación de estado para este propósito. [1] Divididos en 2 grupos:

Rango de valores de resistencia reproducible con:

Historia

La historia de las medidas de resistencia en el siglo XIX está estrechamente relacionada con el desarrollo de las unidades de resistencia. En 1843, Charles Wheatstone propuso un dispositivo para medir la resistencia: un puente de medición , también conocido como puente de Wheatstone. Para un equilibrio rápido y conveniente del puente, Wheatstone diseñó 3 tipos de reóstatos , uno de los cuales se parecía a las tiendas de resistencia en el diseño, que fue mejorado y ampliamente distribuido por Werner von Siemens en 1860 . [3] Según algunas fuentes, Wheatstone no utilizó resistencias variables para equilibrar el puente, y el primer puente de brazo ajustable fue diseñado por Werner Siemens en 1847 [4]

En 1848, Boris Jacobi propuso su propia unidad para medir la resistencia e hizo estándares de alambre de cobre uniforme de 25 pies (7,61975 m) de largo y un peso de 345 granos (22,4932 g). Los estándares eran rollos de alambre, rellenos con un compuesto aislante y colocados en cajas de madera. Jacobi envió copias de su estándar a I. H. Poggendorf , quien hizo varias copias del estándar de Jacobi y las envió a los físicos más destacados de Europa.

En 1857, Jacobi demostró un dispositivo que contenía 3 grupos de 11 bobinas idénticas de alambre de plata de 0,07 pulgadas de espesor en una caja de madera común. Las bobinas del primer grupo llevaban 4 pulgadas de alambre, el segundo - 40 y el tercero - 400 [5] [6] .

Hasta principios de 1900, la alpaca se usaba predominantemente para la fabricación de bobinas de resistencia debido a su alta resistividad . La estabilidad de la resistencia en el tiempo y TCR dejaba mucho que desear, y con el advenimiento de alternativas se abandonó el uso de la aleación. En la última década del siglo XIX, junto con la alpaca, se usó ampliamente el platinoide  , una aleación de composición similar, complementada con tungsteno (Cu - 60%, Ni - 14%, Zn - 24%, W 1 - 2%) , más estable y con menor TCR. Desde mediados de la década de 1890, el constantán y la manganina se han utilizado para fabricar bobinas . Este último cumplía con la mayoría de los requisitos de materiales para la fabricación de resistencias ejemplares: alta resistividad, bajo TCR, baja potencia termoeléctrica emparejado con cobre. La sensibilidad a la humedad del aire ya los agentes corrosivos atmosféricos se compensó aislando el cable con goma laca . [7]

Dispositivo y clasificación

Las medidas de resistencia generalmente se hacen a partir de manganina porque:

En este caso, dependiendo de la resistencia, suelen usar [1] :

También se pueden hacer medidas altamente estables de nicromo .

Medidas inequívocas

Se enrolla una bobina de alambre de manganina en un marco de metal o porcelana, cuyos extremos se sueldan a las abrazaderas. El marco de la bobina está unido al cuerpo con orificios para un mejor enfriamiento del devanado. Las medidas con una resistencia nominal de 10 5 ohmios o más tienen una pantalla electrostática, cuya función, por regla general, la realiza la carcasa del dispositivo. En algunos diseños, la caja se llena con aceite de transformador , queroseno o aceites de silicona , lo que aumenta la resistencia a la humedad del aislamiento y mejora las condiciones de transferencia de calor del devanado. Las primeras medidas utilizadas para medir corrientes altas (hasta 1000 A) podían tener dispositivos para mezclar el fluido de llenado y una bobina para circulación forzada de agua de refrigeración [9] . Para controlar la temperatura de la bobina, se proporciona un enchufe para instalar un termómetro . Las bobinas están equipadas con cuatro pinzas, dos de las cuales se denominan pinzas de corriente y están diseñadas para conectar la bobina ejemplar al circuito de corriente, las otras dos se denominan de potencial. Las pinzas de potencial están diseñadas para medir la caída de tensión en la resistencia de la bobina. Las resistencias modelo hechas de manganina se pueden cargar en aire hasta 1 W y en un baño de aceite, hasta 4 W. [una]

Medidas multivaluadas

Clasificación

Por número de décadas:

  • una década;
  • multidécada.

Según el diseño del sistema de conmutación:

  • enchufe: las medidas se conectan mediante varillas cónicas de latón (tapones) que se insertan en los enchufes de las placas de metal conectadas a las medidas. La resistencia de contacto en buenas condiciones superficiales y presión suficiente es de aproximadamente 1x10 −4 ohm; cuando la superficie está sucia y la presión es débil, la resistencia de contacto puede aumentar cientos de veces, como resultado de lo cual pueden ocurrir errores significativos. El tipo más antiguo de sistema de conmutación.
  • horquilla: las medidas se conectan mediante un enchufe de dos clavijas insertado en los enchufes de la placa de composición tipográfica;
  • palanca - las medidas se conectan mediante escobillas multidisco de bronce fosforoso, deslizando sobre contactos de latón. Debido al hecho de que el ancho de las escobillas excede el espacio entre los contactos, este es el único tipo de sistema de conmutación que proporciona conmutación sin romper el circuito.
  • electrónico: la conmutación se realiza mediante relés de precisión de baja temperatura controlados por un microcontrolador. Tal tienda requiere una fuente de alimentación (red o batería) para su funcionamiento.

En la URSS en la Federación Rusa, a fines del siglo XX, las tiendas de enchufes y horquillas fueron reemplazadas por completo por las de palanca, pero tales dispositivos están presentes en la variedad de fabricantes extranjeros.

Aplicación

Actualmente se aplican medidas de resistencia para:

Características básicas normalizadas

De acuerdo con GOST 23737-79 actualmente en vigor en el territorio de Rusia “Medidas de resistencia eléctrica. Condiciones técnicas generales” se normalizan las siguientes características:

  1. para todo tipo de medidas de resistencia
    1. Desviación permitida del valor de resistencia real del valor nominal (clase de precisión);
    2. cambio permisible en la resistencia en porcentaje por año (inestabilidad);
    3. límite de error adicional permisible causado por un cambio en la temperatura (medio) del aire ambiente (en el rango entre el punto superior del rango de condiciones normales de uso y el punto dentro del rango de condiciones operativas de uso correspondiente a la resistencia máxima);
    4. el valor límite de la disipación de potencia y el tiempo admisible de su efecto (los cambios irreversibles en la resistencia después de tal efecto no deben exceder el límite establecido, expresado en fracciones del error básico)
    5. límite de error adicional permisible al cambiar la disipación de potencia (en el rango de la nominal a cualquier valor que no exceda la potencia máxima);
    6. el valor de EMF de contacto térmico para medidas de varios valores con una resistencia de paso de la década superior de 10 4 ohmios o menos y medidas de un solo valor con una resistencia nominal de menos de 10 4 ohmios;
  2. para medidas de resistencia destinadas al uso en corriente alterna
    1. límites constantes de tiempo
    2. límite superior del rango de frecuencia en kHz
    3. la inductancia inicial y la inductancia cuando se enciende la resistencia no es superior a 1 ohmio (incluida la inductancia inicial) para medidas de varios valores con una década de resistencia de 100 ohmios o menos.
    4. límite de error adicional permisible causado por un cambio en la frecuencia (desde cero hasta el límite superior del rango de frecuencia)
  3. solo para palanca MMES con la resistencia de la década superior 10 4 Ohm y menos
    1. el valor promedio de la resistencia inicial (es decir, la resistencia cuando todos los interruptores de década se establecen en cero lecturas);
    2. variación de resistencia inicial causada por el cambio en las resistencias de contacto de los contactos del dispositivo de conmutación

Para una inclusión rápida y confiable en el circuito de resistencias ejemplares inequívocas, las conclusiones de este último se hicieron con barras de cobre gruesas, cuyos extremos se doblaron hacia abajo (como se muestra en la figura) y se colocaron en tazas con mercurio [10] . Los extremos de los conductores se bajaron a las mismas copas, a las que se requirió unir una bobina ejemplar. Posteriormente, este método fue abandonado debido a la alta toxicidad del mercurio .

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Biryukov S. V., Cheredov A. I. Metrología: textos de conferencias. - Omsk: Editorial de OmGTU, 2000, - 110 s
  2. ↑ GOST 23737-79 “Medidas de resistencia eléctrica. Condiciones técnicas generales»
  3. ↑ Mario Gliozzi Historia de la Física - M.: Mir, 1970 - p.261
  4. ↑ Medición eléctrica de TD Lockwood y el galvanómetro: su construcción y usos. segunda edición - Nueva York, 1890 - p.56 . Internet Archive: biblioteca digital de libros, películas, música y Wayback Machine gratuitos. Recuperado: 3 de mayo de 2013.
  5. ↑ material sobre B. S. Jacobi en un sitio dedicado a la historia de la ingeniería eléctrica (enlace inaccesible) . "E-Científico.RU". Consultado el 3 de mayo de 2013. Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2011. 
  6. ↑ este dispositivo no debería llamarse "caja de resistencia", ya que no tenía elementos especiales para cambiar
  7. ↑ Bob Mills. La CAJA DE RESISTENCIA  (Español) . Sociedad de coleccionistas de teléfonos de Australasia Inc. (1996). Consultado el 12 de enero de 2014. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2013.
  8. ↑ Mediciones de Kushnir V.F. Electroradio - L.: Energoatomizdat - 1983 - p.15
  9. ↑ Voinarovsky P.D .,. Dispositivos de medición eléctrica // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron  : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
  10. ↑ Tienda de resistencia // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron  : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.

Literatura y Documentación

Literatura

  • Taller de resistencia // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron  : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
  • Voinarovsky P. D. ,. Dispositivos de medición eléctrica // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron  : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
  • Taller de medición // Gran enciclopedia soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
  • Mediciones eléctricas. Medios y métodos de medida (curso general). ed. Shramkova E. G. Libro de texto para instituciones de educación superior - M .: Escuela superior, 1972-520, C
  • Biryukov SV, Cheredov AI Metrología: Textos de conferencias. - Omsk: Editorial de OmGTU, 2000, - 110 s

Documentación técnico-normativa

  • GOST 23737-79 “Medidas de resistencia eléctrica. Condiciones técnicas generales»
  • GOST 8.237-2003 “Sistema estatal para garantizar la uniformidad de las mediciones. Las medidas de resistencia eléctrica son inequívocas. Método de verificación"
  • MI 1695-87 “Las medidas de resistencia eléctrica tienen múltiples valores y se utilizan en circuitos de CC. Método de verificación.

Véase también

Enlaces

 Instrumentos de medida eléctricos