Diskussionsthema: Kelvin-4-Draht-Widerstandsmessung:
- 4-Draht-Widerstandsmessung| Was ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung?
- Kelvin-Brücke| Was ist die Kelvinbrücke?
- Kelvin-Brückenschaltung
- 4-Draht-Widerstandsmessverfahren | 4-Draht-Widerstandsmesstechnik| Was ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung?
- 4-Draht-Widerstandsmessschaltung
- Kelvin-Clip-Schaltungsverbindung
- Anwendung zur 4-Draht-Widerstandsmessung | Was sind die Anwendungen der 4-Draht-Widerstandsmessung?
- Nachteile von 4-Draht-Widerstandsmessungen | Nachteile von Kelvin-4-Draht-Widerstandsmessungen
- 2-Draht- und 4-Draht-Widerstandsmessung
- 3-Draht-Widerstandsmessung
- 4-Draht-Widerstandsmessung vs. 2-Draht | 2-Draht-Vs 4-Draht-Widerstandsmessung | 4-Draht- vs 2-Draht-Widerstandsmessung
- Häufig gestellte Fragen
Was ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung?
4-Draht-Widerstandsmessung
Es gibt verschiedene Methoden, um verschiedene Arten von Widerständen zu messen, die mit dem Widerstandsbereich variieren. Die 4-Draht-Widerstandsmessungsmethode ist eine sehr genaue Messmethode, die sehr niedrige Widerstände mit hoher Genauigkeit messen kann. Es wird verwendet, um Kontaktwiderstands- oder Leitungswiderstandsprobleme im Stromkreis zu vermeiden. Hier wird jeder Verbindungsdraht als Kelvin-Verbindung bezeichnet.
Bei der 4-Leiter-Widerstandsmessung wird der Vierleiteranschluss verwendet, wobei Zweileiter verwendet wird, um den Versorgungsstrom an das Messelement zu liefern, und ein weiterer Zweileiter verwendet wird, um den Spannungsabfall über dem Messelement zu messen.
Wie wir wissen, bei konstanter Temperatur Ohm'sches Gesetz Definieren Sie den Widerstand 'R' als das Verhältnis der Spannung über den Widerstand zu dem durch ihn fließenden Strom 'I'. Wenn Sie also den Spannungsabfall an der Messkomponente mit bekanntem Strom messen, kann der Widerstand des Messelements berechnet werden.
Was ist die Kelvinbrücke?
Kelvin-Brücke
Das Grundprinzip der Kelvin-4-Draht-Widerstandsmessung basiert auf der Kelvin-Brücke. Kelvin-Brücke ist eine modifizierte Version des Wheatstone Brücke verwendet, um den sehr niedrigen Widerstandswert zu messen, der von 1 Ohm bis 0.00001 Ohm reicht. Bei dieser Brücke werden der Einfluss des Lastwiderstands, des Übergangswiderstands und des Widerstands der Anschlussdrähte berücksichtigt.
Kelvin-Brückenschaltung:
Yb In der Abbildung ist der Widerstand des Verbindungskabels dargestellt.
Immer wenn das Galvanometer an Punkt 'a' angeschlossen wird, summiert sich der Widerstand der angeschlossenen Leitung zum Widerstand Rx und die Gesamtstöße werden zu Rx + R{ab} + R{cb}.
Immer wenn das Messgerät an Punkt „c“ angeschlossen wird, summiert sich der Widerstand der Anschlussdrähte zu R3 + R{ab} + R{cb}.
Und wenn das Galvanometer am Punkt 'b', der zwischen 'a' und 'c' liegt, so angebracht wird, dass das Verhältnis des Leitungswiderstandes von 'a' zu 'b' und 'c' zu 'b' ' ist das gleiche wie das Verhältnis von R1 zu R.2.
Gleichung 1 :
Nun wird die Gesamtgleichung der Schaltung
Gleichung 2 :
Aus Gleichung 1 und 2 Nach dem Lösen erhalten wir:
Die endgültige Gleichung ist die gleiche wie bei der symmetrischen Wheatstone-Brücke, was zeigt, dass der Verbindungsdraht eliminiert wurde, indem das Galvanometer an Punkt 'b' angeschlossen wurde. Yb wird mit der Kelvin-Brücke eliminiert.
Kelvin 4-Draht-Widerstand Messung wurde darin beschrieben Artikel mit wichtigen Konzepten .
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4-Draht-Widerstandsmessschaltung ausgearbeitet.
Vor- und Nachteile von Kelvin-4-Draht-Widerstandsmessungen beschrieben.
Unterschied zwischen 4-Draht- und 2-Draht-Widerstandsmessung repräsentiert.
Wichtige Anwendungen der 4-Draht-Widerstandsmessung wurden beschrieben.
Was ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung?
4-Draht-Widerstandsmessverfahren | 4-Draht-Widerstandsmesstechnik
Bei niederohmigen Messungen können die Anschlussdrähte das Messergebnis verfälschen. Wenn der erzeugte Fehler größer als die Toleranz ist oder wenn die Genauigkeit der Messung sehr hoch ist, wird die Vierleiter-Widerstandsmessung verwendet. Idealerweise hat der Draht keinen Innenwiderstand, aber in der Praxis hat jeder Draht einen Innenwiderstand.
4-Draht-Widerstandsmessschaltung:
Im 4-Draht-Widerstandsmessung Methode wird eine 4-Leiter-Verbindung verwendet, bei der zwei Leiter verwendet werden, um den Messstrom an die Messkomponente zu liefern, und eine andere zwei Leiter verwendet wird, um den zu messen Spannungsabfall über die Messkomponente.
Bei diesem 4-Leiter-Widerstandsmessverfahren wird ein Feststromgenerator verwendet. Wenn also der Widerstand durch den Stromkreis variiert, liefert der Feststromgenerator einen konstanten Strom durch den Stromkreis.
Der bei der Spannungsmessung verwendete Draht wird direkt an die Schenkel des zu messenden Widerstands angeschlossen, und der bei dieser Methode verwendete Spannungsmesser ist hochohmig, so dass ein minimaler Strom durch ihn fließt. Mit einem kleinen Strom durch den Draht, der insgesamt Spannungsabfall über den Draht ist vernachlässigbar, was den Wert des Spannungsabfalls der Messkomponente nicht beeinflusst. Diese Methode eliminiert den Drahtwiderstand, der auch genannt wird Kelvin or vieradrig Methode. Es werden spezielle Verbindungsclips verwendet, die als . bekannt sind Kelvin-Clips.
Anschluss der Kelvin-Clip-Schaltung:
Kelvin-Clips sind auch bekannt als Alligator or Krokodilklemmen. Jede Hälfte der Backen eines Kelvin-Clips ist gegeneinander isoliert; beide Backen des Kelvin-Clips sind elektrisch miteinander verbunden, die normalerweise am höchsten Punkt zusammenlaufen. Der stromliefernde Draht ist mit einer Backe verbunden, und der Spannungsmessdraht ist mit der anderen Backe verbunden. Kelvin-Clips werden verwendet, wenn die Genauigkeit der Messung hoch ist.
Was sind die Anwendungen der 4-Draht-Widerstandsmessung?
4-Draht-Widerstandsmessung Anwendung:
- Fernerkundung.
- Widerstandsthermometer-Detektor.
- Induktionshärten.
Was sind die Hauptnachteile von 4-Draht-Widerstandsmessungen?
Nachteile von Kelvin-4-Draht-Widerstandsmessungen:
- Teuer.
- Komplizierte Schaltung.
- Die Testgeschwindigkeit ist sehr langsam.
- Das Nein. der Testpunkte ist das Doppelte.
- Es ist eine größere Anzahl von Anschlussdrähten erforderlich.
2-Draht- und 4-Draht-Widerstandsmessung
Im 2-Draht-Widerstandsmessung, trägt der gesamte Leitungswiderstand zur Messung bei, da der Strom durch den gesamten Stromkreis gleich ist. Da der Spannungsabfall durch den Draht und die Messkomponente eine fehlerhafte Messung erzeugen kann, hat es keine sehr genaue Ausgabe für einen kleinen Widerstandswert, wenn der Messwiderstand viel größer als der Drahtwiderstand ist. Dann kann der Leitungswiderstand vernachlässigbar werden. Wenn die Länge des Drahtes so gering wie möglich gehalten werden kann, kann die Genauigkeit der Messung erhöht werden.
Wie wir der obigen Abbildung entnehmen können, ist RW1 und RW2 sind der Leitungswiderstand. Dies liegt daran, dass das Voltmeter das misst Spannungsabfall über R + RW1 +RW2 . Die 2-Draht-Widerstandsmessung ist eine weniger genaue, einfache Schaltungsstruktur, die weniger Verbindungsdrähte erfordert.
3-Draht-Widerstandsmessung
3-Draht-Widerstandsmessung, die als 4-Draht-Widerstandsmessung nicht genau ist, ist genauer als 4-Draht-Widerstandsmessung. Die Komplexität der Schaltung ist geringer als bei einer XNUMX-Draht-Widerstandsmessung.
Bei dieser Methode wird der Schalter verwendet, also wird zuerst die obere Schleife des Widerstands gemessen, das Voltmeter misst die Spannung an RW1 +RW2, teilen Sie dann den Wert durch 2, was den durchschnittlichen Widerstand dieser beiden Drähte ergibt. RW3 wird als derselbe angenommen wie der avg. von RW1 und RW2.
Schalten Sie dann den Stromkreis auf den regulären Anschluss um, der die Messkomponente und den Widerstand des Drahtes RW misst2 +RW3. Der berechnete Wert über ( R + RW2 +RW3) dann mit dem ersten Messwert verglichen
der dazu dient, den durch die Leitung erzeugten Leitungswiderstand aus dem Messwert zu eliminieren.
Eine 3-Draht-Widerstandsmessverbindung kann sehr genau sein, wenn alle drei angeschlossenen Drähte den gleichen Widerstandswert R haben1 = R2 = R3. Die 3-Draht-Widerstandsmessung ist in industriellen Anwendungen weit verbreitet und bietet einen guten Kompromiss. Es ist genau und benötigt weniger Drähte als die 4-Draht-Widerstandsmessung.
4-Draht-Widerstandsmessung vs. 2-Draht | 2-Draht-Vs 4-Draht-Widerstandsmessung | 4-Draht- vs 2-Draht-Widerstandsmessung
| Parameter | 4-Draht-Widerstandsmessung | 2-Draht-Widerstandsmessung |
| Verbindungskabel | 4 Anschlusskabel | 2 Anschlusskabel |
| Genauigkeit | Sehr hoch auch bei niederohmigen Messungen. | Sehr niedrig für Messungen mit niedrigem Widerstand. |
| Wird für den Widerstandsbereich verwendet | Unter 1-Ohm-Widerstand | 1 Ohm bis 1 Kiloohm |
| Schaltungsentwurf | Complex | Einfacher |
| Kosten | Teuer | Günstiges |
Häufig gestellte Fragen
Was ist die tatsächliche Funktionsweise von 2-Draht-, 3-Draht- und 4-Draht-Widerstandstemperaturdetektoren, z. B. RTD?
RTD steht für Widerstandstemperaturfühler. Es ist bekannt, dass sich der Widerstand eines Metalls mit der Temperaturänderung ändert, so dass durch Messen des Widerstands mit der Temperaturänderung die Temperaturdifferenz erfasst werden kann. Dies sind einige Metalle, bei denen der Temperaturkoeffizient positiv ist, so dass mit steigender Temperatur der elektrische Widerstand des Metalls zunimmt. RTD kann die 2-Draht-, 3-Draht- oder 4-Draht-Methode verwenden.
Der durch die Leitung verursachte Fehler kann einen erheblichen Fehler verursachen, daher gibt es nur sehr wenige Anwendungen von 2-Draht-RTD, 2-Draht-RTD wird mit kurzem Anschlussdraht verwendet oder wo keine hohe Genauigkeit erforderlich ist. Dreileiter-RTD-Messschaltung, die den Einfluss des Leitungswiderstands minimiert, solange die Anschlussdrähte gleich lang sind. Einige Faktoren wie Polkorrosion oder Wackelkontakt können den Leitungswiderstand noch deutlich unterscheiden.
Ein Dreileiter-RTD ist genauer als ein Zweileiter-RTD, während er weniger genau als ein 4-Draht-RTD ist, wobei ein Dreileiter-RTD in der Industrie üblicherweise relativ billiger ist als ein Vierleiter-RTD und ein einfacheres Schaltungsdesign hat als das eines a Vierleiter-RTD. Bei der 4-Draht-Widerstandsmessung ist RTD der Ort, an dem der Leitungswiderstand beobachtet und von der Sensormessung getrennt werden kann. Dennoch ist es sehr teuer und komplex im Design.
Was sind die Nachteile der Methode zur Messung des Widerstands eines Drahtes unter Verwendung eines Amperemeters und eines Voltmeters in einer Schaltung?
Die Nachteile hängen von der Schaltungskonstruktion ab, die den Widerstand misst, wobei die Genauigkeit der Zweidraht-Widerstandsmessung gering und die Genauigkeit der Vierdraht-Widerstandsmessung hoch ist. Im Gegensatz dazu ist die Zweileiter-Messschaltung sehr einfach und kostengünstig, während die 4-Draht-Widerstandsmessung aufwendig und teuer ist.
Der Nachteil der Widerstandsmessung mit einem Amperemeter und Voltmeter kann die Verwendung von Messgeräten sein, die nicht richtig funktionieren. Bei der Auswahl der Messgeräte sollte der Messbereich berücksichtigt werden, andere Nachteile Voltmeter und Amperemeter sollten in verschiedenen Zweigen an den Stromkreis angeschlossen werden. Das Voltmeter sollte parallel zur Messlast angeschlossen werden, wobei das Amperemeter in Reihe mit dem Zweig geschaltet werden sollte, an dem der Strom gemessen werden soll.
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Welchen Widerstand hat eine Elektroheizung?
Bei der Joule-Erwärmung oder der Ohm-Erwärmung ist Wärme proportional zum Widerstand. Die Joulesche Erwärmung ist ein Prozess, bei dem elektrischer Strom durch einen Leiter fließt und Wärme erzeugt, daher muss für eine elektrische Heizung ein hoher Widerstand im Draht vorhanden sein.
Welche Faktoren beeinflussen die Resistenz?
- Temperaturen
- Länge des Drahtbereichs
- Querschnittsfläche des Drahtes
- Materialbeschaffenheit
Hat ein dicker Draht mehr Widerstand als ein dünner Draht Warum?
Der dünne Draht hat normalerweise einen größeren Widerstand als ein dicker Draht, da der dünne Draht weniger Elektronen hat, um den Strom zu tragen, und der dicke Draht im Vergleich mehr Elektronen hat, um den Strom zu tragen. Darüber hinaus ist das Verhältnis von Widerstand und Querschnittsfläche eines Drahtes wechselseitig proportional, deshalb wird der Widerstandswert des Drahtes höher, wenn der Querschnitt eines Drahtes verringert wird.
Wie kann man den Widerstand eines Drahtes erhöhen?
Die Längenzunahme des Drahtes oder die Verringerung der Querschnittsfläche eines Drahtes erhöht den Widerstand.
Wie groß ist die Querschnittsfläche eines Drahtes?
Wenn wir einen Draht senkrecht senkrecht zu seiner Länge schneiden, erhalten wir eine Kreisfläche des Drahtes. Die Fläche der Kreisfläche des Drahtes ist als Querschnittsfläche des Drahtes bekannt und diese Fläche eines Drahtes hängt nicht von der Länge des Drahtes ab und ist im Allgemeinen über die gesamte Länge des Drahtes gleichförmig.
Warum ein Voltmeter mit hoher Impedanz verwenden?
Das ideale Voltmeter hat eine unendliche Impedanz, die keinen Strom aus dem Stromkreis verbraucht. Dennoch ist praktisch eine unendliche Impedanz nicht möglich. Es wird ein hochohmiges Voltmeter verwendet. Der Strom, der durch das Voltmeter fließt, ist sehr klein, so dass er die Gesamtschaltung nicht beeinflusst.
Ist die Temperatur direkt proportional zum Widerstand?
Bei einem Metallleiter oder dem Metall mit positivem Temperaturkoeffizienten ist die Temperatur direkt proportional zum Widerstand.
Welche Auswirkungen hat die Temperatur auf den Widerstand?
Die Auswirkung der Temperatur auf den Widerstand hängt vom Temperaturkoeffizienten des Widerstands ab. Dies kann als die Widerstandsänderung pro Einheit der Temperaturänderung definiert werden. Wenn der Koeffizient positiv ist, steigt der Widerstand mit dem Temperaturanstieg und wenn der Koeffizient negativ ist, nimmt der Widerstand mit dem Temperaturanstieg ab.
Kann ein Draht null Widerstand haben?
Im Idealfall, null Drahtwiderstand ist möglich, aber praktisch hat kein vorhandener Draht einen Nullwiderstand.
Warum verwenden wir Dreileiter-RTD?
Ein Dreileiter-RTD ist am genauesten, wenn der Anschluss des Leitungswiderstands an einen Dreileiter-RTD billiger ist als ein Vierleiter-RTD und ein weniger kompliziertes Schaltungsdesign als ein Vierleiter-RTD hat.
Was ist der Vorteil einer Vierleiter-Widerstandsmessung?
Vierdraht-Widerstandsmessungen können den Leitungsdrahtwiderstand eliminieren und eine Widerstandsmessung mit der höchsten Genauigkeit aufweisen.
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Ich habe einen Abschluss in Angewandter Elektronik und Instrumentierungstechnik. Ich bin ein neugieriger Mensch. Ich interessiere mich für und Fachwissen in Themen wie Wandler, industrielle Instrumentierung, Elektronik usw. Ich liebe es, etwas über wissenschaftliche Forschungen und Erfindungen zu lernen, und ich glaube, dass mein Wissen auf diesem Gebiet zu meinen zukünftigen Unternehmungen beitragen wird.