Rezystancja jest cechą obiektu, określającą jego zdolność do ograniczania ruchu nośników prądu w materiale. Jest to jednocześnie podstawowy parametr elementu elektronicznego nazywanego rezystorem. Zgodnie z prawem Ohma, jest to stosunek spadku napięcia powstałego na elemencie do natężenia przepływającego przez niego prądu. W obwodzie prądu zmiennego rezystancja określana jest jako składowa czynna impedancji.

Jedną z metod pomiary rezystancji jest metoda techniczna. Metoda techniczna pozwala na pomiar rezystancji przy zadanym natężeniu prądu w elemencie badanym. Ma to zasadnicze znaczenie przy pomiarze rezystancji zależnych od prądu, kiedy to wymagana jest regulacja prądu pomiarowego w stosunkowo szerokim zakresie w celu wyznaczenia charakterystyki prądowo - napięciowej badanego elementu.

Metoda techniczna polega na pomiarze natężenia prądu I płynącego przez element badany oraz napięcia U panującego na jego zaciskach. Pomiar dokonywany jest najczęściej przy zasilaniu układu napięciem stałym, może być jednak realizowany także przy zmiennym napięciu zasilającym, wtedy symbole U oraz I w powyższym wzorze oznaczają wartości skuteczne napięcia i prądu. Metoda techniczna może być realizowana w jednym z dwóch układów pomiarowych: w układzie „z dokładnym pomiarem prądu” albo w układzie „z dokładnym pomiarem napięcia” .

Układ poprawnie mierzonego napięcia:

(obrazek)

W tym przypadku woltomierz mierzy napięcie U na oporniku R które jest równocześnie równe napięciowi na woltomierzu.

Ur=Uv

Natomiast amperomierz mierzy całkowite natężenie prądu, będące suma natężeń

pradów płynących przez badany opornik oraz woltomierz:

Ia=Ir+Iv

Z analizy obwodu pomiarowego wynika, ze wartość mierzonego oporu wynosi :

R=Ur/Ir=Uv/(Ia-Iv)=Uv/(Ia-Uv/Rv)

gdzie Rv jest wartością oporu wewnętrznego woltomierza.

Jeżeli wartość oporu wewnętrznego woltomierza jest dużo większa od wartości

mierzonego oporu ( R V >> R ) wówczas wartość prądu płynącego przez woltomierz jest do pominięcia w stosunku do wartości prądu płynącego przez opornik

Iv=Uv/Rv

a tym samym w stosunku do prądu całkowitego. W takim przypadku

Uv/Rv≪Ia→Ia-Uv/Rv≈Ia

Wówczas wzór upraszcza się do postaci:

R=Uv/Ia

dającej przybliżoną wartość oporności badanego opornika. Układ ten stosuje się w przypadku gdy mierzona wartość oporu jest dużo mniejsza od oporu wewnętrznego woltomierza.

Błąd względny metody wynikający z uwzględnienia prądu Iv powoduje, że obliczona rezystancja Rx jest mniejsza od rzeczywistej. Jest tym mniejszy, im większa jest rezystancja wewnętrzna woltomierza względem rezystancji mierzonej. Bezwzględny błąd metody pomiaru rezystancji w układzie poprawnie mierzonego napięcia wynosi :

Metoda powyższa powinna być stosowana do pomiarów rezystancji niedużych, tzn. wielokrotnie mniejszych od rezystancji wewnętrznej zastosowanego woltomierza:

RX << RV

Wartością rezystancji, rozgraniczającą stosowanie układu pomiarowego zapewniającego mniejszą wartość błędu metody jest rezystancja graniczna Rgr. Jeżeli spodziewana wartość rezystancji mierzonej Rx jest mniejsza od rezystancji granicznej Rgr, należy zastosować układ poprawnie mierzonego napięcia, w przeciwnym przypadku układ poprawnie mierzonego prądu.

Pomiar rezystancji w układzie z poprawnie mierzonym natężeniem prądu- polega na pomiarze natężenie prądu i spadku napięcia w obwodzie z mierzoną rezystancją Rx. Następnie należy obliczyć wartość tej rezystancji na podstawie prawa Ohma:

Rx=U/I



Układ pomiarowy przedstawiony na rysunku 1.1 służy do pomiaru dużych rezystancji. Pomiar rezystancji wykonuje się przy zasilaniu układu regularnym napięciem stałym. W układzie tym amperomierz A mierzy poprawnie prąd IA płynący przez amperomierz i mierzoną rezystancję RX, natomiast woltomierz V mierzy napięcie U równe sumie spadków napięć na rezystancję RX i rezystancji wewnętrznej amperomierza RA.

Napięcie:

U= UX + UA= RXIA + RAIA

W przypadku mierzenia dużych rezystancji występuje zależność RA=RX, to w obliczeniach można pominąć wartość RA i wówczas:

RXX= U/I_A

Błąd bezwzględny:

RX=RXX-RA

Błąd jest tym mniejszy, im mniejsza jest rezystancja wewnętrzna amperomierza z porównaniu z rezystancją mierzoną.

Układ pomiarowy poprawnie mierzący natężenie prądu należy stosować do pomiaru dużych rezystancji wewnętrznej amperomierza, gdyż wówczas błąd pomiaru jest bardzo mały.

Wnioski:

Pomiary metodą techniczną są stosunkowo proste i nie wymagają skomplikowanych przyrządów pomiarowych, nie wymaga umiejętności posługiwania się zaawansowanym sprzętem. Jednak dokładność pomiaru rezystancji metodą techniczną zależy od dokładności zastosowanych przyrządów oraz wartości błędu metody.

Niedokładności mogły wynikać z:

- rezystancji przewodów

- warunków atmosferycznych (temp., wilgotność itp.)

- błędów mierników.

Ze względu na fakt, że jest obarczona dużym błędem, powinno sie ja stosować tam gdzie nie jest wymagana duża precyzja. Na zmniejszenie błędu wpływa uwzględnienie w obliczeniach oporów przyrządów (amperomierza i woltomierza), ponieważ wtedy pomiar staje się dużo dokładniejszy.