O assunto da discussão: medição de resistência de 4 fios Kelvin:
- Medição de resistência de 4 fios| O que é uma medição de resistência de 4 fios?
- Ponte Kelvin| O que é a ponte Kelvin?
- Circuito da Ponte Kelvin
- Método de medição de resistência de 4 fios | Técnica de medição de resistência de 4 fios| O que é medição de resistência de 4 fios?
- Circuito de medição de resistência de 4 fios
- Conexão de Circuito Kelvin Clip
- Aplicação de medição de resistência de 4 fios | Quais são as aplicações da medição de resistência de 4 fios?
- Desvantagens das medições de resistência de 4 fios | Desvantagens das medições de resistência de 4 fios Kelvin
- Medição de resistência de 2 e 4 fios
- Medição de resistência de 3 fios
- Medição de resistência de 4 fios x 2 fios | Medição de resistência de 2 fios x 4 fios | Medição de resistência de 4 fios vs 2 fios
- Perguntas Frequentes
O que é medição de resistência de 4 fios?
Medição de resistência de 4 fios
Existem diferentes métodos para medir diferentes tipos de resistência, variando com a faixa de resistência. O método de medição de resistência de 4 fios é um método de medição muito preciso, que pode medir resistência muito baixa com alta precisão. É usado para evitar problemas de resistência de contato ou resistência do fio condutor no circuito. Aqui, todo fio de conexão é chamado de conexão Kelvin.
No método de medição de resistência de 4 fios, a conexão de quatro fios é usada onde dois fios são usados para fornecer a corrente de alimentação ao componente de medição e outro dois fios é usado para medir a queda de tensão no elemento de medição.
Como sabemos, a temperatura constante Lei de Ohm defina a resistência 'R' como a razão entre a tensão na resistência e a corrente 'I' que passa por ela. Assim, ao medir a queda de tensão no componente de medição com a corrente conhecida passando por ele, a resistência do elemento de medição pode ser calculada.
O que é a ponte Kelvin?
Ponte Kelvin
O princípio básico da medição da resistência Kelvin de 4 fios é baseado na ponte Kelvin. Ponte Kelvin é uma versão modificada do Ponte Wheatstone usado para medir o valor de resistência muito baixo, que varia de 1 ohm a 0.00001 ohms. Nesta ponte, o efeito da resistência de contato da carga e a resistência dos fios condutores são levados em consideração.
Circuito da Ponte Kelvin:
Yb na figura está a resistência do fio condutor de conexão.
Sempre que o galvanômetro é conectado ao ponto 'a', a resistência do condutor conectado é somada à resistência Rx e o total de impactos se torna Rx + R{ab} + R{cb}.
Sempre que o medidor estiver conectado ao ponto 'c', a resistência dos fios condutores somada a R3 + R{ab} + R{cb}.
E quando o galvanômetro é conectado ao ponto 'b', que está entre o ponto 'a' e 'c', de tal forma que a relação de resistência de chumbo de 'a' para 'b' e 'c' para 'b' ' é o mesmo que a razão de R1 para R2.
Equação 1 :
Agora, a equação geral do circuito torna-se
Equação 2 :
Da equação 1 e 2 depois de resolver, obtemos:
A equação final é a mesma da ponte de Wheatstone balanceada, que mostra que o fio condutor de conexão foi eliminado ao conectar o galvanômetro no ponto 'b'. Yb é eliminado com a ponte Kelvin.
Resistência de fio Kelvin 4 Medição foi descrito neste artigo com conceitos importantes .
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Circuito de medição de resistência de 4 fios elaborado.
Vantagens e desvantagens das medições de resistência de fio Kelvin 4 descritas.
Diferença entre medição de resistência de 4 fios e 2 fios representado.
Aplicações importantes de medição de resistência de 4 fios foram descritas.
O que é medição de resistência de 4 fios?
Método de medição de resistência de 4 fios | Técnica de medição de resistência de 4 fios
Ao medir baixa resistência, os fios de conexão podem causar um erro no resultado da medição. Se o erro produzido for maior do que a tolerância, ou se a precisão da medição for exigida em um grau muito alto, então a medição de resistência de quatro fios é usada. O ideal é que o fio não tenha nenhuma resistência interna, mas, na prática, todo fio tem alguma resistência interna.
Circuito de medição de resistência de 4 fios:
No Medição de resistência de 4 fios método, a conexão de 4 fios é usada onde dois fios são usados para fornecer a corrente de medição ao componente de medição e outro de dois fios é usado para medir a queda de voltagem ao longo do componente de medição.
Neste método de medição de resistência de 4 fios, o gerador de corrente fixa é usado. Portanto, se a resistência através do circuito varia, o gerador de corrente fixa fornecerá uma corrente constante através do circuito.
O fio que é usado na medição de tensão é conectado diretamente às pernas da resistência, que deve ser medida, e o medidor de tensão usado neste método é de alta impedância para que a corrente mínima passe por ele. Com uma pequena corrente através do fio, o total queda de voltagem através do fio é insignificante, o que não afeta o valor da queda de tensão do componente de medição. Este método elimina a resistência do fio, que também é chamada de Kelvin or quatro fios método. Ouça clipes especiais de conexão são usados, o que é conhecido como Clipes Kelvin.
Conexão do circuito Kelvin Clip:
Clipes Kelvin também são conhecidos como jacaré or clipes de crocodilo. Cada metade da mandíbula de um clipe Kelvin é isolada uma da outra; ambas as mandíbulas do clipe Kelvin são eletricamente comuns entre si, que geralmente se articulam no ponto alto. O fio de fornecimento de corrente é conectado a uma mandíbula e o fio de medição de voltagem é conectado à outra mandíbula. Os clipes Kelvin são usados quando a precisão da medição é alta.
Quais são as aplicações da medição de resistência de 4 fios?
Aplicação de medição de resistência de 4 fios:
- Sensoriamento remoto.
- Detector de termômetro de resistência.
- Endurecimento por indução.
Quais são as principais desvantagens das medições de resistência de 4 fios?
Desvantagens das medições de resistência de 4 fios Kelvin:
- Caro.
- Circuito complicado.
- A velocidade do teste é muito lenta.
- O não. de pontos de teste é duas vezes.
- É necessário um número maior de fios de conexão.
Medição de resistência de 2 fios e 4 fios
No Medição de resistência de 2 fios, a resistência total do fio condutor adiciona à medição porque a corrente em todo o circuito é a mesma. Como a queda de tensão através do fio e o componente de medição podem produzir uma medição com erro, ele não tem uma saída muito precisa para um valor pequeno de resistência quando a resistência de medição é muito maior do que a resistência do fio. Então, a resistência do cabo pode ser insignificante. Se o comprimento do fio pode ser o mínimo possível, a precisão da medição pode ser aumentada.
Como podemos ver na figura acima, RW1 e RW2 são a resistência do fio condutor. Isso ocorre porque o voltímetro mede a queda de voltagem através de R + RW1 +RW2 . A medição da resistência de 2 fios é uma estrutura de circuito simples menos precisa, exigindo menos fios de conexão.
Medição de resistência de 3 fios
Medição de resistência de 3 fios, que não é precisa como a medição de resistência de 4 fios, é mais precisa do que a medição de resistência de dois fios. A complexidade do circuito é menor do que a medição da resistência de 4 fios.
Neste método, o interruptor é usado, portanto, primeiro, o loop superior da resistência é medido, o voltímetro mede a tensão em RW1 +RW2, então divida o valor por 2, que dá a resistência média desses dois fios. RW3 é considerado o mesmo que o valor médio. de RW1 e RW2.
Em seguida, mude o circuito para a conexão regular, que mede o componente de medição e a resistência do fio RW2 +RW3. O valor calculado em ( R + RW2 +RW3) então comparado com o primeiro valor medido
que é usado para eliminar a resistência de chumbo produzida pelo fio do valor medido.
A conexão de medição de resistência de 3 fios pode ser muito precisa se todos os três fios conectados tiverem o mesmo valor de resistência R1 = R2 = R3. A medição de resistência de 3 fios é amplamente usada em aplicações industriais, o que oferece um bom compromisso; é preciso e usa menos fio do que medição de resistência de 4 fios.
Medição de resistência de 4 fios x 2 fios | Medição de resistência de 2 fios x 4 fios | Medição de resistência de 4 fios vs 2 fios
| Parâmetro | Medição de resistência de 4 fios | Medição de resistência de 2 fios |
| Fio de conexão | 4 fios de conexão | 2 fios de conexão |
| Precisão | Muito alto, mesmo para medição de baixa resistência. | Muito baixo para medição de baixa resistência. |
| Usado para faixa de resistência | Resistência abaixo de 1 ohm | 1 ohm a 1 quilo ohm |
| Design do circuito | Complexo | simples |
| Custo | Caro | Barato |
Perguntas Frequentes
Qual é o funcionamento real dos tipos de detector de temperatura de resistência de 2 fios, 3 fios e 4 fios, ou seja, RTD?
RTD significa detector de temperatura de resistência. É sabido que a resistência de um metal muda com a mudança de temperatura, então, medindo a resistência com a mudança de temperatura, a diferença de temperatura pode ser detectada. São alguns metais onde o Coeficiente de temperatura é positivo, portanto, com o aumento da temperatura, a resistência elétrica do metal aumenta. O RTD pode usar o método de 2 fios, 3 fios ou 4 fios.
O erro introduzido pelo cabo pode causar um erro significativo, portanto, há muito poucas aplicações de RTD de 2 fios, RTD de 2 fios é usado com cabo curto ou onde a alta precisão não é necessária. Circuito de medição RTD de três fios que minimiza o efeito da resistência do fio condutor, desde que os fios de conexão tenham o mesmo comprimento. Alguns fatores, como corrosão do terminal ou conexão frouxa, ainda podem diferenciar significativamente a resistência do cabo.
O RTD de três fios é mais preciso do que o RTD de dois fios, enquanto menos preciso do que o RTD de 4 fios, onde o RTD de três fios é comumente usado na indústria relativamente mais barato do que o de quatro fios e tem um projeto de circuito mais simples do que o de um RTD de quatro fios. Na medição de resistência de 4 fios, o RTD é onde a resistência do fio condutor pode ser observada e separada da medição do sensor. O RTD de 4 fios é uma verdadeira ponte de medição de resistência de 4 fios RTD de 4 fios onde é necessária alta precisão. Ainda assim, é muito caro e complexo em design.
Quais são as desvantagens do método de medição da resistência de um fio utilizando um amperímetro e um voltímetro em um circuito?
As desvantagens dependem do projeto do circuito, que medirá a resistência para que a precisão da medição da resistência de dois fios seja baixa e para a precisão da medição da resistência de quatro fios é alta. Em contraste, o circuito de medição de dois fios é muito simples e barato, enquanto a medição de resistência de 4 fios é complexa e cara.
A desvantagem de medir a resistência usando um amperímetro e voltímetro pode ser o uso de medidores que não estão funcionando corretamente. A faixa de medição deve ser considerada para a seleção de medidores, outra desvantagem voltímetro e amperímetro devem ser conectados ao circuito em diferentes ramos. O voltímetro deve ser conectado paralelamente à carga de medição, onde o amperímetro deve ser conectado em série com o ramal onde a corrente será medida.
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Qual é a resistência de um aquecedor elétrico?
De acordo com o aquecimento Joule ou aquecimento Ohm, o calor é proporcional à resistência. O aquecimento Joule é um processo pelo qual a corrente elétrica passa por um condutor e produz calor, portanto, para um aquecedor elétrico, deve haver alta resistência no fio.
Quais são os fatores que afetam a resistência?
- Temperatura
- Comprimento da área do fio
- Área da seção transversal do fio
- Natureza do material
Um fio grosso terá mais resistência do que um fio fino Por quê?
O fio fino geralmente tem maior resistência do que um fio grosso porque o fio fino tem menos elétrons para transportar a corrente e, em comparação, o fio grosso tem mais elétrons para transportar a corrente. Além disso, a relação de resistência e área de seção transversal de um fio é reciprocamente proporcional, por isso se a seção transversal de um fio diminuir, o valor da resistência do fio será maior.
Como aumentar a resistência de um fio?
O aumento do comprimento do fio ou a diminuição da área da seção transversal de um fio aumenta a resistência.
Qual é a área da seção transversal de um fio?
Se cortarmos um fio verticalmente perpendicular ao seu comprimento, obteremos uma face circular do fio. A área da face circular do fio é conhecida como a área da seção transversal do fio e esta área de um fio não depende do comprimento do fio e é geralmente uniforme em todo o comprimento do fio.
Por que usar um voltímetro de alta impedância?
O Voltímetro Ideal tem uma impedância infinita que não consome nenhuma corrente do circuito. Ainda assim, praticamente uma impedância infinita não é possível. Um voltímetro de alta impedância é usado. A corrente que passa pelo voltímetro é muito pequena, por isso não afeta o circuito geral.
A temperatura é diretamente proporcional à resistência?
A temperatura é diretamente proporcional à resistência de um condutor metálico ou do metal com coeficiente de temperatura positivo.
Quais são os efeitos da temperatura na resistência?
O efeito da temperatura na resistência depende do coeficiente de temperatura da resistência. Isso pode ser definido como a mudança na resistência por unidade de mudança de temperatura, se o coeficiente for positivo, a resistência aumentará com o aumento da temperatura e se o coeficiente for negativo, a resistência diminuirá com o aumento da temperatura.
Um fio pode ter resistência zero?
Idealmente, resistência de fio zero é possível, mas praticamente nenhum fio presente tem resistência zero.
Por que usamos RTD de três fios?
O RTD de três fios é mais preciso quando conectar a resistência do fio condutor ao RTD de três fios é mais barato do que um RTD de quatro fios e tem um projeto de circuito menos complicado do que um RTD de quatro fios.
Qual é a vantagem de uma medição de resistência de quatro fios?
As medições de resistência de quatro fios podem eliminar a resistência do fio condutor e ter a medição de resistência com a mais alta precisão.
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Sou formado em Engenharia Eletrônica Aplicada e Instrumentação. Sou uma pessoa curiosa. Tenho interesse e experiência em assuntos como Transdutor, Instrumentação Industrial, Eletrônica, etc. Adoro aprender sobre pesquisas e invenções científicas e acredito que meu conhecimento nesta área contribuirá para meus empreendimentos futuros.