Którego mostka pomiarowego należy użyć w celu dokładnego pomiaru rezystancji do 10Ω?
Do pomiaru bardzo małych rezystancji, rzędu pojedynczych omów i poniżej, stosuje się mostek Thomsona, nazywany też mostkiem Kelvina. Jest to w praktyce rozwinięcie klasycznego mostka Wheatstone’a z dodatkową parą ramion kompensujących wpływ rezystancji przewodów pomiarowych oraz styków. Właśnie dlatego przy pomiarze do około 10 Ω, gdzie rezystancja przewodów i zacisków może być porównywalna z mierzonym opornikiem, ten typ mostka daje dokładne i powtarzalne wyniki. W normalnym układzie pomiarowym, bez takiej kompensacji, sam przewód pomiarowy może mieć np. 0,05–0,1 Ω, do tego dochodzą styki, zaciski, przejścia – i nagle przy pomiarze rezystora 1–5 Ω błąd się robi zupełnie nieakceptowalny. Mostek Thomsona rozdziela obwód prądowy i napięciowy (zasada czteroprzewodowa, tzw. metoda 4-wire), dzięki czemu spadek napięcia na przewodach prądowych nie wpływa na wynik pomiaru. W praktyce używa się go np. do pomiaru rezystancji uzwojeń silników, transformatorów, szyn zbiorczych, połączeń śrubowych, bednarki, a także do sprawdzania jakości połączeń wyrównawczych w instalacjach o dużych prądach roboczych. W wielu normach dotyczących badań typu i pomiarów odbiorczych maszyn elektrycznych oraz instalacji niskiego napięcia zaleca się właśnie metody pomiaru małych rezystancji z kompensacją rezystancji przewodów – historycznie realizowanej mostkiem Thomsona, a dziś często wbudowanej w mierniki mikro- i miliohmmierze. Moim zdaniem dobrze jest to sobie skojarzyć: małe rezystancje, poniżej kilkunastu omów, wysoka dokładność – myślimy o moście Thomsona albo o metodzie czteroprzewodowej opartej na tej samej zasadzie.
W tym zadaniu chodzi o świadome dobranie rodzaju mostka pomiarowego do konkretnego zakresu rezystancji. Typowy błąd polega na tym, że ktoś kojarzy ogólnie „mostki pomiarowe” i wybiera losowo nazwisko, bez zastanowienia nad tym, co dany mostek mierzy najlepiej. Mostek Wiena w klasycznym ujęciu jest stosowany głównie do pomiaru częstotliwości, dobroci obwodów, elementów R i C w zakresie sygnałów zmiennych, a także w generatorach mostkowych. Nie jest to narzędzie projektowane do precyzyjnego pomiaru bardzo małych rezystancji stałych rzędu kilku omów, bo nie kompensuje w wystarczający sposób rezystancji przewodów i styków. Mostek Maxwella to z kolei konstrukcja przeznaczona przede wszystkim do pomiaru indukcyjności cewek oraz ich strat, czyli parametrów R i L przy zasilaniu prądem przemiennym. Stosuje się go np. przy badaniu dławików czy uzwojeń, ale nie jako precyzyjny mostek do pomiaru małych rezystorów omowych w obwodzie prądu stałego. Schering natomiast służy do pomiaru pojemności i strat dielektrycznych, np. kondensatorów energetycznych, izolacji kabli, przekładników, gdzie analizuje się głównie reaktancję pojemnościową i kąty strat, a nie czysto rezystancyjną część obwodu. Wybieranie któregoś z tych mostków do pomiaru rezystancji do 10 Ω wynika często z myślenia typu „to też mostek, więc pewnie się nada”, ale w praktyce branżowej ważne jest dopasowanie narzędzia do wielkości i zakresu pomiarowego. Dla małych rezystancji krytyczny jest wpływ przewodów i styków, dlatego stosuje się specjalne rozwiązania, historycznie właśnie mostek Thomsona (Kelvina) i ogólnie metodę czteroprzewodową. W nowoczesnych miernikach miliohmowych ta zasada jest wbudowana, ale podstawa teoretyczna pozostaje ta sama. Jeśli więc chcemy w sposób zgodny z dobrą praktyką techniczną mierzyć np. rezystancję uzwojeń, szyn, złącz śrubowych czy uziemień o małej rezystancji, nie wybieramy mostków przeznaczonych do częstotliwości, indukcyjności czy pojemności, tylko rozwiązanie zaprojektowane specjalnie do niskich rezystancji.