Ohmmetre cu tensiuni inalte

Ohmmetre cu tensiuni inalte

Limitarile ohmmetrelor de joasa tensiune

Majoritatea ohmmetrelor de tipul celui prezentat in sectiunea precedenta folosesc o baterie cu o tensiune relativ mica, de 9 V sau chiar mai putin. Acest lucru este suficient pentru masurarea rezistentelor cu valori mai mici de cativa mega-ohmi (MΩ). Pentru a masura insa rezistente extrem de mari, o baterie de 9 V nu este suficienta pentru generarea unui curent necesar actionarii mecanismului electromecanic de deplasare.

De asemenea, dupa cum am discutat deja, rezistenta nu este tot timpul o valoare stabila (liniara). Acest lucru este valabil in special in cazul materialelor ne-metalice. Un dielectric format dintr-o mica portiune de aer, prezinta (aproximativ) urmatorul grafic curent-tensiune:

Desi acesta este un exemplu extrem de conductie non-liniara, aceleasi proprietati izolatoare/conductoare se regasesc si in cazul altor substante cand sunt supuse tensiunilor inalte. Evident, un ohmmetru echipat cu o baterie de tensiune joasa ca si sursa de putere, nu poate masura rezistenta gazului in zona potentialului de ionizare, sau la punctul de strapungere a unui dielectric. Daca este necesara masurarea unor astfel de rezistente, avem nevoie de un ohmmetru echipat cu o sursa de tensiune inalta.

Modul de proiectare al ohmmetrelor de tensiune inalta

Metoda cea mai directa de masurare a rezistentelor folosind tensiuni inalte, consta in simpla inlocuire a bateriei, pastrand structura precedenta a ohmmetrului neschimbata:

Totusi, cunoscand faptul ca rezistenta unora dintre materiale tinde sa se modifice odata cu variatia tensiunii aplicate, ar fi avantajos daca am putea selecta tensiunea de functionare a ohmmetrului in functie de conditiile de realizare a masuratorii:

Din pacate, aceasta situatie creeaza o problema de calibrare a ohmmetrului. Daca deplasarea acului indicator este maxima cu o anumita valoare a curentului prin aparat, scala aparatului de masura (in ohmi) se va modifica odata cu variatia tensiunii sursei de alimentare. Imaginati-va ca am conecta o rezistenta stabila la bornele ohmmetrului, variind tensiunea sursei de alimentare: pe masura ce tensiunea creste, curentul prin aparat va fi din ce in ce mai mare; deplasarea acului indicator va fi la randul ei din ce in ce mai mare.

Megohmmetrul

Avem nevoie prin urmare de un sistem electromecanic ce produce o deplasare stabila, indiferent de rezistenta de masurat si de tensiunea aplicata. Aceasta nevoie poate fi indeplinita folosind un sistem electromecanic special, sistem tipic megohmmetrelor:

Blocurile rectangulare numerotate din figura de mai sus reprezinta sectiuni transversale ale bobinelor. Toate cele trei bobine se deplaseaza odata cu acul indicator. Nu exista niciun arc care sa readuca acul la pozitia initiala. Cand aparatul nu este alimentat, acul indicator va "pluti" intr-o pozitie aleatoare. Electric, bobinele sunt conectate astfel:

Cand avem o rezistenta infinita intre cele doua sonde (circuit deschis, precum in figura de sus), singurul curent existent in circuit va fi prin bobinele 2 si 3, dar nu si prin bobina 1. Cand sunt alimentate, aceste bobine incearca sa se alinieze in spatiul liber dintre cei doi poli magnetici. Acul indicator se va deplasa spre dreapta scalei (infinit):

Existenta unui curent prin bobina 1 (printr-o rezistenta de masurat conectata intre cele doua sonde de masura) tinde sa duca acul indicator spre stanga scalei (zero). Valorile rezistentelor interne ale sistemului de masura sunt calibrate astfel incat, in cazul in care sondele sunt scurt-circuitate, acul indicator indica exact 0 Ω.

Datorita faptului ca orice variatie a tensiunii bateriei interne va afecta cuplul generat de ambele seturi de bobine (bobinele 2 si 3, ce deplaseaza acul indicator spre dreapta, si bobina 1 ce deplaseaza acul spre stanga), aceste variatii nu vor avea niciun efect asupra setarii deplasarii. Cu alte cuvinte, precizia sistemului de masura a acestui ohmmetru nu este afectata de tensiunea bateriei: o anumita valoare a rezistentei de masurat va produce o anumita deplasare a acului indicator, indiferent de valoarea tensiunii produsa de baterie.