การวิเคราะห์ความผิดพลาดในการวัดความต้านทานกระแสตรง

ความต้านทานตัวนำเป็นหนึ่งในรายการทดสอบที่สำคัญที่สุดในโครงการตรวจสอบคุณภาพสายไฟและสายเคเบิลหลายโครงการ ในการตรวจจับจริง ความเบี่ยงเบนของผลการวัดมักเกิดจากการละเลยปัจจัยบางประการ

1 ภาพรวม

วิธีการทดสอบความต้านทานกระแสตรงของสายไฟและสายเคเบิลมีดังนี้: ตัดตัวอย่างความยาวไม่น้อยกว่า 1 เมตรจากสายเคเบิลที่ต้องการทดสอบตามข้อกำหนด แล้วลบฉนวน หุ้มป้องกัน หรือวัสดุหุ้มอื่นๆ บนพื้นผิวภายนอกของตัวนำทดสอบออกเพื่อเปิดเผยตัวนำ ก่อนเชื่อมต่อตัวอย่างเข้ากับระบบวัด ให้ทำความสะอาดพื้นผิวตัวนำบริเวณจุดต่อเพื่อกำจัดสิ่งตกค้างและคราบน้ำมัน หลังจากกำจัดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวจุดต่อให้มากที่สุดแล้ว ให้ยึดตัวอย่างตัวนำบนอุปกรณ์จับสี่ขั้วพิเศษ หลังจากเชื่อมต่อขั้วทดสอบทั้งสี่ของบริดจ์เข้ากับปลายทั้งสองของตัวนำอย่างแน่นหนาแล้ว ให้ปิดสวิตช์ไฟกระแสตรง และเครื่องมือจะเริ่มวัดหลังจากอุ่นเครื่อง ปรับสมดุลบริดจ์ อ่านค่าจากบริดจ์ บันทึกอย่างน้อยสี่หลักที่มีนัยสำคัญ วัดความยาวจริงของตัวนำที่ทดสอบระหว่างอุปกรณ์จับอย่างแม่นยำหลังจากปิดแหล่งจ่ายไฟทดสอบ บันทึกอุณหภูมิแวดล้อม และแปลงผลการวัดเป็นค่าความต้านทานของตัวนำความยาว 1 กม. ที่อุณหภูมิ 20 °C เพื่อรายงานเป็นค่าสุดท้าย

2. ความคลาดเคลื่อนเชิงระบบ

โดยทั่วไป ความต้านทานตัวนำของตัวอย่างที่เราทดสอบมักน้อยกว่า 1 Ω/m มาก โดยปกติจะใช้บริดจ์สองแขนและอุปกรณ์จับวัดสี่ขั้วเฉพาะร่วมกับตัวอย่าง ตัวต้านทานมาตรฐาน กัลวานอมิเตอร์ ตัวต้านทานปรับค่าได้ แอมมิเตอร์ และอุปกรณ์ทดสอบอื่นๆ เช่น สายไฟ สวิตช์ เทอร์โมมิเตอร์ ฯลฯ รวมกันเป็นระบบวัดสำหรับการทดสอบ จะเห็นได้ว่าความแม่นยำ การตรวจสอบ และการปรับเทียบของอุปกรณ์ทดสอบเป็นสาเหตุหลักของความคลาดเคลื่อนเชิงระบบ แล้วจะลดความคลาดเคลื่อนเชิงระบบได้อย่างไร? เราควรตรวจสอบและปรับเทียบอุปกรณ์ทดสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำของอุปกรณ์ทั้งหมดตรงตามความต้องการการทดสอบ เมื่อใช้บริดจ์สองแขน ความต้านทานของสายไฟระหว่างตัวต้านทานมาตรฐานและตัวอย่างควรน้อยกว่าความต้านทานของตัวต้านทานมาตรฐานและตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญ มิฉะนั้นควรใช้วิธีการที่เหมาะสมเพื่อชดเชย เช่น การชดเชยด้วยสายไฟ เพื่อให้อัตราส่วนความต้านทานของขดลวดและสายนำมีความสมดุลเพียงพอ ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์จับคือระยะห่างระหว่างจุดสัมผัสศักย์แต่ละจุดกับจุดสัมผัสกระแสที่สอดคล้องกันต้องไม่น้อยกว่า 1.5 เท่าของเส้นรอบวงหน้าตัดของตัวอย่าง

3. ความคลาดเคลื่อนจากกระบวนการ

ความคลาดเคลื่อนจากกระบวนการอาจเรียกว่าความคลาดเคลื่อนจากวิธีการ ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดจากการใช้วิธีการไม่เหมาะสมหรือข้อผิดพลาดในขั้นตอนการวัดตลอดกระบวนการวัดทั้งหมด ในมาตรฐานได้กำหนดการตรวจหาความต้านทานตัวนำไว้อย่างชัดเจน

A. การเก็บตัวอย่าง การเตรียมตัวอย่างมีความสำคัญมาก เกี่ยวข้องกับการเตรียมพื้นผิวตัวอย่าง วิธีการนำกระแสเข้า ประเภทของอุปกรณ์จับ เป็นต้น เส้นทางทางเทคนิคพื้นฐานคือการลดอิทธิพลของความต้านทานสัมผัสในตัวนำตีเกลียวเนื่องจากสภาพพื้นผิวของเส้นลวดเดี่ยว เพื่อให้กระแสที่กระจายในแต่ละเส้นลวดสม่ำเสมอ และเพิ่มความแม่นยำในการวัด ความยาวของตัวอย่างที่ตัดควรไม่น้อยกว่า 1 เมตร ระยะห่างระหว่างอุปกรณ์จับคือ 1 เมตร และที่จับทั้งสองอยู่ห่าง 20 ซม. ดังนั้นโดยทั่วไปเราควรเก็บตัวอย่างยาว 1.4 เมตรถึง 1.5 เมตร ต้องลบชั้นฉนวนของตัวอย่างออกโดยไม่ทำลายตัวนำ ตัวอย่างไม่ควรงอหรือถูกวัดในระหว่างการวัด เนื่องจากความยาวและพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่างเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อความแม่นยำของการวัดความต้านทานตัวนำ ก่อนเชื่อมต่อตัวอย่างเข้ากับบริดจ์ ควรทำความสะอาดพื้นผิวตัวนำล่วงหน้าเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิว คราบน้ำมัน และชั้นออกไซด์บนพื้นผิว เมื่อวัดความต้านทานของตัวนำอะลูมิเนียมหน้าตัดใหญ่ มาตรฐานมีข้อกำหนดเฉพาะ: พื้นที่หน้าตัดตัวนำ (95-185) ตารางมิลลิเมตร ใช้ตัวอย่างยาว 3 เมตร; 240 ตารางมิลลิเมตรขึ้นไป ใช้ 5 เมตร ในกรณีที่มีข้อโต้แย้งสำหรับพื้นที่หน้าตัดตัวนำ 185 ตารางมิลลิเมตรและน้อยกว่า ให้ใช้ 5 เมตร, 240 ตารางมิลลิเมตรและมากกว่า ให้ใช้ 10 เมตร และควรบีบอัดปลายนำกระแสเข้าด้วยข้อต่อบีบอัดอะลูมิเนียม สำหรับอิเล็กโทรดศักย์ สามารถผูกด้วยลวดทองแดงอ่อนเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.1 ตารางมิลลิเมตร และพันรอบลวดตัวนำแน่น 1-2 รอบเพื่อป้องกันการหลุดหลวม

บี. การตรวจจับ ควรวางตัวอย่างในสภาพแวดล้อมการทดลองเป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของตัวนำและสภาพแวดล้อมสมดุลกัน ตัวอย่างยังสามารถแช่ในอ่างของเหลวควบคุมอุณหภูมิได้อย่างน้อยหนึ่งชั่วโมง ควรทำการวัดให้เสร็จสิ้นภายในระยะเวลาสั้น ๆ เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิก่อนและหลังการทดสอบไม่เกิน 1 °C ในขณะเดียวกัน ค่าความต้านทานของสายไฟและสายเคเบิลสามารถประมาณได้อย่างแม่นยำที่สุด หรือใช้ค่าอ้างอิงของความต้านทานตัวนำที่สอดคล้องกับโมเดลมาตรฐานเป็นค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อลดเวลาในการวัด ซึ่งสามารถลดความร้อนของตัวอย่างหรือการกระจายความร้อนของร่างกายมนุษย์ได้ ความผิดพลาดที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแวดล้อม ในการวัดความต้านทานขนาดเล็ก (0.1Ω) เราสามารถใช้วิธีการสลับกระแสเพื่ออ่านค่าบวกและค่าลบแยกกัน และหาค่าเฉลี่ยเลขคณิต การสลับที่นี่ไม่ใช่การสลับปลายทั้งสองของสายเคเบิล แต่เป็นการสลับขั้วอินพุตกระแส การเชื่อมต่อสายเคเบิลไม่ต้องขยับ ในกรณีที่ตรงตามข้อกำหนดความไวของระบบทดสอบ ควรเลือกกระแสทดสอบที่เล็กที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เนื่องจากกระแสขนาดใหญ่มักทำให้ตัวนำร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด

4. ข้อผิดพลาดด้านสิ่งแวดล้อม

ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับสภาพแวดล้อมภายนอกของการวัดความต้านทานตัวนำนั้นเข้มงวดมากเช่นกัน เราควรควบคุมข้อกำหนดสภาพแวดล้อมการวัดอย่างมีประสิทธิภาพภายในช่วง ±1 °C ภายในช่วงความผันผวนที่อนุญาตของพารามิเตอร์ที่กำหนดโดยมาตรฐานสากล อุณหภูมิระหว่างการทดสอบควรอยู่ในช่วง (15 °C - 25 °C) ระหว่างการทดสอบตามปกติ อุณหภูมิควรอยู่ในช่วง (5 °C - 35 °C) และความชื้นในอากาศไม่ควรเกิน 85% RH ไม่จำเป็นต้องมีขีดจำกัดล่าง ดังนั้น เมื่อเลือกห้องปฏิบัติการ ควรเลือกห้องที่มีอุณหภูมิและความชื้นคงที่ก่อน หากไม่มีเงื่อนไขนี้ ควรพิจารณาห้องที่มีการไหลเวียนของอากาศน้อย ค่อนข้างปิด และความชื้นไม่ควรสูงเกินไป หลีกเลี่ยงการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนของอากาศ ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิต้องสูง แนะนำให้ใช้เครื่องปรับอากาศแบบสองอุณหภูมิ FM ความแม่นยำของอุปกรณ์วัดอุณหภูมิควรถึง 0.1 °C อุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ใช้ต้องได้รับการตรวจสอบหรือปรับเทียบเป็นระยะ และควรวางอุปกรณ์วัดอุณหภูมิภายในระยะไม่น้อยกว่า 1 เมตรจากพื้น ไม่น้อยกว่า 10 ซม. จากผนัง ไม่เกิน 1 เมตรจากตัวอย่าง และสูงประมาณเท่ากับตัวอย่าง ตัวอย่างควรวางในห้องปฏิบัติการไม่น้อยกว่า 16 ชั่วโมง เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของตัวอย่างสมดุลกับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการทดสอบ และควรหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมให้มากที่สุด

5. ข้อผิดพลาดจากมนุษย์

ผู้ทดสอบการทดสอบความต้านทานตัวนำต้องผ่านการฝึกอบรมมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ผ่านการสอบ และถือใบรับรองผู้ตรวจสอบเพื่อทำการทดสอบ ผู้ตรวจสอบควรมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง รู้ปัจจัยที่จะส่งผลต่อผลการวัดระหว่างการทดลอง ให้ความสำคัญกับการพัฒนาทักษะการตรวจสอบ และเชี่ยวชาญในวิธีการต่าง ๆ ในการวัดความต้านทานตัวนำ อ่านอย่างรอบคอบและระมัดระวัง พยายามหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่เกิดจากมนุษย์ หากจำเป็น เราสามารถใช้วิธีการเปรียบเทียบหลายคนเพื่อยืนยันค่าที่วัดได้ของความต้านทานตัวนำ ค่าการวัดความต้านทานควรเป็นค่าที่รายงานสุดท้ายตามค่าความต้านทานของความยาวตัวนำ 1 กม. ซึ่งควรแปลงเป็น 20 °C ตามมาตรฐาน IEC60051 ในกระบวนการแปลง ควรทำการแก้ไขค่าและการเก็บรักษาตัวเลขที่มีนัยสำคัญอย่างถูกต้องตามข้อกำหนดมาตรฐาน

6. สรุป

ผลการวัดใด ๆ เนื่องจากข้อจำกัดของสภาพการทำงาน จะก่อให้เกิดข้อผิดพลาด บทความนี้วิเคราะห์สาเหตุของข้อผิดพลาดในการวัดความต้านทานกระแสตรงของตัวนำ และเสนอวิธีแก้ไขที่สอดคล้องกัน วัตถุประสงค์คือเพื่อควบคุมข้อผิดพลาดข้างต้นอย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้ผลการวัดเข้าใกล้ค่าจริงมากขึ้น

Kingrun เครื่องทดสอบความต้านทานขดลวดหม้อแปลง มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและเสถียร ทดสอบได้รวดเร็ว ขนาดเล็ก พกพาง่าย ความแม่นยำในการวัดสูง ประหยัดพลังงานอัตโนมัติ และคุณลักษณะอื่น ๆ เป็นเครื่องมือที่เหมาะสำหรับการวัดความต้านทานขดลวดหม้อแปลงและความต้านทานขดลวดกระแสตรงของตัวเหนี่ยวนำกำลังสูง

บทความที่เกี่ยวข้อง:

ชุดเวกเตอร์กรุ๊ปหม้อแปลงไฟฟ้าที่สมบูรณ์ที่สุด พร้อมแผนภาพการต่อขดลวด
ความต้านทานขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงสำคัญอย่างไร?
6 อันดับเครื่องทดสอบความต้านทานขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้าชั้นนำของโลก (รวมราคา)
ควรทดสอบความต้านทานขดลวดบน CT และ PT แตกต่างกันอย่างไร?
ความต้านทานกระแสตรงและความต้านทานฉนวนแตกต่างกันอย่างไร และทดสอบอย่างไร?
8 เคล็ดลับเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดความต้านทานกระแสตรง
ทำไมการทดสอบความต้านทานขดลวดถึงไม่แม่นยำเสมอ? คุณอาจมองข้าม 6 จุดสำคัญเหล่านี้

เครื่องทดสอบความต้านทานขดลวดกระแสตรง ซีรีย์ Kingrun

บริษัท คิงรัน ทรานสฟอร์เมอร์ อินสตรูเมนท์ จำกัด