Resistanssimittaus
Sähköä johtavan materiaalin, komponentin tai virtapiirin sen ominaisuuden kvantitatiivinen määrittäminen, jota kutsutaan sähkövastukseksi. Ohmi, joka on kansainvälisen järjestelmän (SI) resistanssin yksikkö, määritellään Ohmin lakia soveltamalla johtimen kahden pisteen väliseksi sähkövastukseksi, kun näihin pisteisiin kohdistettu vakio 1 voltin potentiaaliero tuottaa johtimessa 1 ampeerin virran. Ohmin lain voidaan siis katsoa määrittelevän resistanssin R tasajännitteen V ja virran I suhteena, Yht. (1).
Irtotavarana oleville metallijohtimille, esimerkiksi tangoille, levyille, langoille ja kalvoille, tämä suhde on vakio. Useimmissa muissa aineissa, kuten puolijohteissa, keramiikassa ja komposiittimateriaaleissa, se voi vaihdella jännitteen mukaan, ja monet elektroniset laitteet riippuvat tästä seikasta. Minkä tahansa johtimen resistanssi saadaan lausekkeen (2) integraalista, jossa l on pituus,
A poikkipinta-ala ja &rgr; ominaisvastus. Katso Sähköresistanssi, Sähköinen resistiivisyys, Ohmin laki, Puolijohde
Tammikuun 1. päivästä 1990 lähtien kaikki vastusmittaukset maailmanlaajuisesti on viitattu kvantittuneeseen Hall-resistanssistandardiin, jota käytetään ohmin ylläpitämiseen kaikissa kansallisissa standardilaboratorioissa. Tavanomaiset lankakäämitystyönormit mitataan kvantitoidun Hall-resistanssin suhteen ja niitä käytetään sitten ohmin levittämiseen normaalin kalibrointiketjun kautta. Nämä työstandardit voidaan mitata kvantitoidun Hall-resistanssin suhteen yhden standardipoikkeaman epävarmuudella, joka on noin 1 osa 108:sta. Katso Hall-ilmiö
Tuntemattoman vastuksen arvo määritetään vertaamalla sitä vakiovastukseen. Wheatstonen silta on ehkä yksinkertaisin ja laajimmin käytetty vastuksen tai impedanssin vertailulaite. Sen tärkein etu on, että sen toiminta ja tasapaino ovat riippumattomia syötön vaihteluista. Suurin herkkyys saavutetaan, kun kaikki vastukset ovat arvoltaan samankaltaisia, ja tällöin vakiovastusten vertailu voidaan tehdä noin 3 osan 108:sta toistettavuudella, joka on vastusten lämpökohinasta johtuva raja. Käytössä syöttösuunta käännetään ajoittain lämpö- tai kosketusemf:n vaikutusten eliminoimiseksi.
Silta on tavallisesti järjestetty kahden päätepisteen mittauksia varten, joten se ei sovellu tarkimpaan mittaukseen arvoilla, jotka ovat alle 100 &OHgr;, vaikkakin se on silti erittäin kätevä pienemmille vastuksille, jos tarkkuuden menetyksellä ei ole merkitystä. Wheatstonen silta on kuitenkin kehitetty myös neljän terminaalin vastusten mittaamiseen. Tällöin käytetään apuvaakoja, ja samanarvoisia vastuksia voidaan verrata muutamien osien epävarmuuksilla 108:sta.
Tyypillisesti sillassa on kaksi dekadihaaraa, esimerkiksi 1, 10, 100, 100, 1000 ja 10 000 &OHgr;, ja vaihteleva kytketty dekadihaara, jonka arvo on 1-100 000 &OHgr;&OHgr;
Tyypillisesti sillassa on kaksi dekadihaaraa, esimerkiksi 1, 10, 100, 1000 ja 10 000 &OHgr;&OHgr;
. Kun mitataan vastuksia, joiden arvot ovat lähellä vuosikymmenen arvoja, tarkkuutta voidaan lisätä huomattavasti korvausmittauksella, jossa siltaa käytetään vain osoitinlaitteena. Vertailtavat vastukset voidaan saattaa samaan arvoon kytkemällä paljon suurempi muuttuva vastus suuremman vastuksen yli, ja tämän suuren vastuksen shuntin tarkkuus voi olla paljon pienempi kuin vertailtavan vastuksen tarkkuus. Katso Wheatstonen silta
Kelvinin kaksoissilta on nelipäätemittauksia varten tarkoitettu kaksoissilta, joten sitä voidaan käyttää hyvin pienille vastuksille. Sen lisäksi, että sitä käytetään alle 100 &OHgr; resistanssien tarkkaan laboratoriomittaukseen, se on erittäin arvokas johtavien sauvojen tai tankojen resistanssin määrittämiseen tai suurten virtojen mittaamiseen käytettävien ilmajäähdytteisten vastusten kalibrointiin kentällä. Ks. Kelvinin silta
10 megohmista 1 terohmiin (1012 &OHgr;) tai vieläkin suurempien vastusten mittaaminen Wheatstonen sillalla aiheuttaa lisäongelmia. Mitattava vastus on yleensä jännitteestä riippuvainen, joten mittausjännite on määriteltävä. Suhteellisuusvarsissa olevien vastusten on oltava arvoltaan riittävän suuria, jotta ne eivät ylikuormitu. Jos laitteeseen asennetaan suojuselektrodi, on tarpeen poistaa mittauspiiristä kaikki suojuselektrodiin kulkeva virta. Tällöin 1-M&OHgr; -vastuksen hukkaama teho on 10 mW, ja siltasuhde on 106. Suojus kytketään samassa suhteessa olevaan toissijaiseen jakajaan, jotta siihen kulkeva virta ei kulje ilmaisimen läpi. Automaattisia mittauksia voidaan tehdä korvaamalla Wheatstonen sillan suhdevarret ohjelmoitavilla jännitelähteillä. Vaihtoehtoinen menetelmä, joka voidaan myös automatisoida, on mitata tuntemattoman vastuksen R RC-aikavakio yhdistettynä kondensaattoriin, jonka arvo on tunnettu C.
Näköpiirillinen ja suora tapa mitata resistanssia on jännitteen ja virran samanaikainen mittaus, ja tämä on tavallista hyvin monissa indikoivissa ohmimittareissa ja monimittareissa. Useimmissa digitaalisissa mittalaitteissa, jotka ovat yleensä myös digitaalisia jännitemittareita, vastus syötetään vakiovirtapiiristä ja digitaalinen jännitemittari mittaa sen yli kulkevan jännitteen. Tämä on kätevä järjestely neljän liittimen mittauksessa, jotta voidaan käyttää pitkiä johtoja mittalaitteesta vastukseen ilman virheitä. Yksinkertaisimmissa järjestelmissä, joita käytetään passiivisissa osoitinlaitteissa, mitataan suoraan mittarin läpi kulkeva virta, joka säädetään antamaan täyden asteikon poikkeama lisävastuksella, joka on sarjassa pariston kanssa. Näin saadaan epälineaarinen asteikko, jonka tarkkuus on rajallinen, mutta riittävä moniin käytännön sovelluksiin. Katso Virran mittaus, Jännitteen mittaus
.