|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы ной мощности рассеяния, или 10 % предельного рабочего напряжения (в зависимости от того, какая величина меньше). По абсолютной величине измерительное напряжение не должно превышать 100 В, а электрическая нагрузка резистора не должна искажать результатов измерения. В практике прецизионных измерений принято считать, что мощность, подаваемая на резистор, не искажает результатов измерений, если Ризм<0,1 Рн. Для измерений сопротивления используют различные мосты и мостовые установки, омметры и компараторы, вольтметры и амперметры, меры и магазины сопротивлений и всевозможные универсальные приборы. Минимальное сопротивление и начальный скачок переменных резисторов измеряют так же, как и полное сопротивление. При этом может применяться практически любая аппаратура, как стандартная, имеющая необходимый диапазон и погрешность измерения, так и нестандартная. Порядок измерения и рекомендуемая методика приведены в ГОСТ 21342.5-75. Для выполнения измерений наиболее удобны омметры Ф410, Ф415, M37I, Ц4380, Ц4382 и ряд цифровых омметров с быстродействием порядка 25 изм./с и выше. Переходное (контактное) сопротивление переменного резистора измеряют как в отдельных точках токопроводящего резистивиого элемента, так и по всей его длине (в разных точках перемещения подвижной системы). Для измерения собирают схему, состоящую из источника стабилизированного тока, подключаемого к выводам 1, 3 резистора, и усилителя с вольтметром, подключаейых на выход (выводы 2, 3). Общая методическая погрешность должна быть не более ±5 %, для этого входное сопротивление усилителя подбирается достаточно большим с тем, чтобы снизить погрешность, вносимую выходной частью резистора, подключаемой на вход усилителя. Источник стабилизированного тока должен обеспечивать необходимый ток через переходный контакт. При измерении этот ток устанавливается обычно не менее 10 мА. Однако работоспособность резистора сохраняется и при меньших токах - до единиц микроампер. Установлено, что с уменьшением тока через контакт (особенно В области малых токов) переходное сопротивление возрастает. Например, для переменных проволочных резисторов типа СПб-16 переходное сопротивление при токах от 1 до 10 мкА лежит в пределах 0,02-0,4 Ом, а при токах 0,1 мкА оно становится неустойчивым, что приводит к большим погрешностим измерений. Сопротивление изоляции, измеряется в соответствии с требованиями ГОСТ 21342.13-78 при напряжении на измеряемом резисторе 100 500 В в зависимости от значения предельно допустимого рабочего апряжения, до 500 В или свыше соответственно. В зависимости от конструктивных особенностей резисторов измерение параметров производят одним из следующих способов: между всеми выводами резистора, соединенными вместе, и корпусом; между всеми выводами резистора, соединенными вместе, и испытательным электродом; между всеми выводами резистора, соединенными вместе, и металлической пластиной. Погрешность измерения не должна превышать ±20 %. Для этой цели используют мегаомметры и тераом метры. 2.3. Температурный коэффициент сопротивления Температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) называется величина, характеризующая относительное изменение сопротивле- ния на один градус Кельвина или Цельсия. ТКС характеризует обратимое изменение сопротивления резистивного элемента вследствие изменения температуры окружающей среды или изменения электрической нагрузки. Чем меньше ТКС, тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор. На практике пользуются средним значением температурного коэффициента сопротивления, который определяется в интервале рабочих температур либо с помощью специального измерителя ТКС, либо измерением трех значений сопротивлений (при температуре 20 °С, крайней положительной и крайней отрицательной температурах) и последующим вычислением ТКС по формуле lK.C=AR/RiAt, где AR - алгебраическая разность между сопротивлением, при заданных положительной и отрицательной температурах, и сопротивлением при нормальной температуре; Ri - сопротивление при нормальной температуре; At - алгебраическая разность между заданной положительной или заданной отрицательной температурой и нормальной температурой. Значения ТКС прецизионных резисторов лежат от единиц до 100-10- 1/°С, а резисторов общего назначения - от десятков до ±2000-10-* IfC. Метод измерения ТКС и рекомендуемые метрологические нормы установлены ГОСТ 21342.15-78. Аппаратура применяется та же, что н для измерения сопротивления. В ряде случаев используют специальные установки, так называемые ТКС-метры. Комплектная погрешность метода нормативной документацией не регламентирует-ея, однако стандарт предусматривает, что отклонение температур в измерительной камере должно быть не более 3-10°С, а погрешность ее измерения не должна превышать ±2°. За допустимую погрешность метода следует принимать суммарную погрешность двух ймерений сопротивления, а не погрешность измерительного прибора, как это иногда принято считать. 2.4. Собственные шумы Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Возникновение тепловых шумов связано с флуктуаци-онными изменениями объемной концентрации свободных электронов в резистивном элементе, обусловленными их тепловым движением. Спектр частот тепловых шумов непрерывный. Помимо тепловых шумов, уровень которых определяется в основном температурой и сопротивлением резистивного элемента- и не зависит от протекающего тока, в резистивном элементе при подключении к нему электрической нагрузки возникают специфические токовые шумы, обусловленные флуктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, а также трещинами и неод-Нородностями резистивного элемента. Эти флуктуации являются «угедствием изменения площади контактирования отдельных токопро-еЬдящих частей структуры резистивного элемента, перераспределения .напряжения иа отдельных зазорах между этими частицами, возникновения новых проводящих цепочек в относительно больших зазорах под действием высокой напряженности электрического поля в т. п. Токовые шумы зависят от материала и конструкции резистивного элемента и наиболее характерны для непроволочных резисторов. Они значительно больше тепловых шумов. Их спектр частот так- же непрерывен и не подчиняется никакому периодическому закону. Поэтому собственные шумы измеряют действующим знйчением ЭДС шумов й выражают в микровольтах на вольт приложенного напряжения. Собственные шумы резисторов тем выше, чем больше температура и напряжение. Высокий уровень шумов резисторов ограничивает чувствительность электронных схем и создает помехи при воспроизведении полезного сигнала. Значение ЭДС шумов для непроволочных резисторов - от долей единиц до десятков и сотен микровольт на вольт. Методы измерения уровня собственных шумов резисторов нормированы ГОСТ 21342.19-78 с погрешностью ±10 и ±20%. Для измерения используют измерители шумов сопротивлений (ИШС). 2.5. Коэффициент напряжения У некоторых типов резисторов, особенно высоковольтных и высокомегаомных, в зависимости от приложенного напряжения может изменяться сопротивление, нарушая тем самым линейность вольт-амперной характеристики. Причина заключается в зависимости концентрации носителей тока и их подвижности от напряженности электрического поля. Нелинейным сопротивлением обладают также контакты через тонкие диэлектрические прослойки н контакты в композициях с крупнозернистой структурой. Для оценки степени нелинейности используют коэффициент на-пряжения. Он определяется относительным изменением сопротивления резисторов, измеренным при испытательных напряжениях, соответствующих 10 и 100 % его номинальной мощности рассеяния. Значение коэффициента напряжения колеблется у разных типов резисторов от единиц до десятков процентов. Измерение сопротивления производят по ГОСТ 21342.20-78 методом вольтметра-амперметра. Погрешность установления и поддержания напряжения должна быть в следующих пределах: ±5 % - для резисторов с испытательным напряжением до 1 кВ включительно; ±10% - для резисторов с испытательным напряжением свы-.ше 1 кВ. Раздел третий Характеристики переменных резисторов 3.1. Функциональная характеристика Функциональная характеристика определяет зависимость сопротивления переменного резистора или напряжения от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы делятся на линейные -• типа А и нелинейные - типов Б, В, И, Е и др. (рис. 3.1). Характер нелинейной зависимости определяется схемными задачами, для решения которых предназначен резистор. Наиболее рас-пространедные зависимости логарифмические (Б) и обратнолога- 0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 |