Описание работы приставки для измерения малых сопротивлений
Вся работы данной приставки построена на измерении падения напряжения на измеряемом сопротивлении при заведомо известном значении тока протекающего через него. На транзисторе VT1 создается постоянное значение тока. Его повышенная стабильность создается работой операционного усилителя, который осуществляет управление транзистором VT1.
Hantek 2000 — осциллограф 3 в 1
Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….
Подробнее
Значение постоянного тока в момент измерения сопротивлений до 20 Ом -10 мА и 100 мА при измерении до 2 Ом. Для увеличения стабильности работы всей схемы, микросхема DA1, в свою очередь, запитана от стабилизатора 78L05 (DA2). Переключателем SA1 осуществляется выбор предела измерений. Кнопка SA3 нажимается только в момент осуществления измерений. Для защиты вольтметра от поломки, при включении измерителя без резистора, в схему добавлен диод VD1.
Аналоговый измеритель малых сопротивлений
Можно собрать не просто приставку, а готовый самостоятельный прибор. В этом аналоговом милиомметре используется два режима измерения сопротивления. При стабильном токе в 1А (шкала 1 деление = 0,002 Ом) и при стабильном токе 0,1А (шкала 1 деление = 0,02 Ом). Это для головки показанной на фото 1. Как видно из фото, измерительная головка имеет ток полного отклонения 100 мкА. Цена маленького деления — 2 мкА. При токе в 0,1А прибор будет измерять сопротивление с 0,02 Ома до 1-го Ома. Т.е. отклонение стрелки на последнее деление шкалы будет соответствовать одному Ому.
Принципиальная схема милиомметра
Принцип работы прибора заключается в измерении падения напряжения на измеряемом сопротивлении при прохождении через него определенного стабильного тока. Сопротивление рамки у стрелочного измерительного прибора равно 1200 Ом, ток полного отклонения — 0,0001 А, значит, если мы будем использовать этот индикатор в качестве вольтметра, потребуется подать на нее напряжение величиной U = IхR = 0,0001х1200 = 0,12 В = 120 мВ для отклонения стрелки на последнее деление шкалы. Именно такое напряжение должно упасть на сопротивлении в 1 Ом на пределе измерения прибора от 0,02 Ома до 1 Ома. Значит на данном пределе измерения нам надо пропустить через измеряемый резистор стабильный ток величиной I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120 мА. Тоже самое можно рассчитать и для другого предела.
Форум по измерительной технике
Калибровка приставки
Сперва ручки переменных резисторов R2 и R5 необходимо установить в средние положения. Далее на приставку подают напряжение 8…24 В. Постоянную величину тока, протекающего через замеряемое сопротивление, возможно установить 2-я способами.
Первый способ потребует использования высокоточного миллиамперметра. Необходимо его щупы подсоединить к зажимам измеряемого малого сопротивления. Переключатель приставки SA1 перевести в положение замера сопротивлений до 2 Ом (верхнее по схеме), а на миллиамперметре установить диапазон до 200 мА. Затем нужно нажать на кнопку SA3 и путем изменения сопротивления переменного резистора R5 выставить ток 100 мА.
Далее переключатель SA1 установить в положение до 20 Ом (нижнее по схеме), уровень же миллиамперметра выставить на 20 мА. Нажимаем кнопку SA3 и резистором R2 выставляем ток 10 мА. Повторить данный способ калибровки тока несколько раз, а затем движки переменных резисторов покрыть лаком или краской.
Второй способ калибровки заключается в применении образцовых сопротивлений на 1 и 10 Ом. Путем изменения сопротивлений резисторов на каждом диапазоне установить падение напряжения на образцовых резисторах 100 мВ.
В данной приставке можно применить операционный усилитель LM324 или К1401УД2А. Стабилизатор 78L05 можно заменить на К142ЕН5А, транзистор BD135 можно заменить на КТ815, КТ817, а диод на КД103А. Транзистор VT1 необходимо разместить на небольшом радиаторе. Для подключения измеряемого резистора малого сопротивления удобно использовать зажимы типа «крокодил». Особое внимание следует уделить способу подсоединения щупов вольтметра. Их непременно нужно подключить непосредственно к зажимам, в которых находится измеряемое сопротивление — в этом случае сопротивление проводов щупов не повлияет на результаты измерения.
Приставка для измерения малых сопротивлений мультиметром. Схема
Это простая приставка, которая подходит для большинства цифровых мультиметров. Устройство позволяет измерять малые сопротивления (<100 Ом) с разрешением 0,01 Ом. Схема питается от стабилизированного источника с напряжением 4…9 В. Диапазон измеряемого сопротивления зависит только от диапазона измерения и разрешения вольтметра в данном мультиметре.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
В настоящее время мультметры чаще всего имеют измерительные диапазоны 200/400/600 мВ с разрешением 0,1 мВ. Это позволяет измерять сопротивление до 20/40/60 Ом с разрешением 0,01 Ом. Большинство мультиметров для измерения удельного сопротивления в диапазоне 200/400/600 Ом используют постоянный ток величиной 1 мА, который протекает через измеряемое сопротивление Rx.
Во время протекания этого тока через сопротивление Rx происходит падение напряжения Vx, которое прямо пропорционально значению этого сопротивления. Согласно закону Ома:
Vx = Rx * Ix [В]
Rx = Vx / Ix [Ом]
Увеличение разрешения измерения сопротивления в самом низком диапазоне может быть получено двумя способами.
Первый способ — использовать милливольтметр с повышенным разрешением измерения до 0,01 мВ, что, к сожалению, непросто и редко используется на практике.
Второй способ — заключается в увеличении измерительного тока Ix, и это решение используется этим адаптером. Такое значение тока не используется в распространенных мультиметрах, поскольку в большинстве случаев нет необходимости точно измерять сопротивление с разрешением 0,01 Ом, и, кроме того, измерение током Ix = 10 мА приведет к сокращению времени работы мультиметра от батареи.
Основой приставки является популярный стабилизатор напряжения LM1117, который работает как источник тока. Постоянный выходной ток Iout зависит от опорного напряжения Vref и LM1117 от сопротивления Rz, включенного между его выводами ADJ и OUT. Значение этого тока может быть рассчитано по формуле: Iout = Vref / Rz [A].
Опорное напряжение Vref зависит от типа LM1117 и составляет 1,225…1,27V, как правило, это 1,25 В. Резистор R1 вместе с резисторами R2…R5, соединенными параллельно, образуют сопротивление Rz = 124…126,25 Ом (с учетом допуска 1%), обычно 125 Ом. В результате выходной ток Iout составляет 9,7…10,24 мА (с учетом диапазона Vref и допуска резистора 1%), обычно это значение очень близок к 10 мА.
Точность измерений тестируемого сопротивления Rx, зависит главным образом от значения этого тока (идеальное значение Iout = 10,00 мА), но также и от точности измерение милливольтметра в самом мультиметре.
источник
Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Подробнее
Измерение малых сопротивлений, шунтов
Предлагаю использовать для этой цели мостовую схему измерения. Что такое мост должны представлять все, на этом останавливаться не будем. Составим мост из резисторов, подадим на него какое либо напряжение и будем его же измерять, хотя можно и ток измерять, разницы не будет, что более точное у нас под рукой, то и выбираем. Так а причем здесь измерение малого сопротивления? Терпение, все по порядку из далека. Есть такая замечательная вещь как баланс моста. Произведение сопротивлений противоположных плеч моста, при условии его сбалансированности, будут одинаковы. А напряжения и токи при сбалансированности моста будут взаимокомпенсировать друг друга и в сумме дадут 0.
( Пусть R0 это R3, а Rx это R4 )
Итак, исходя из вышеперечисленного, если в мост поставить вместо одного из резисторов наше малое сопротивление произвольного номинала, а другой резистор сделать переменным или подстроечным (по схеме используем два переменных резистора для точности балансировки моста, особенно в том случае, когда под рукой нет многооборотистых переменных резисторов), чтобы добиться баланса моста. Такую схему можно использовать для измерения шунтов и малых сопротивлений:
Схему было собирать лениво, тем более, что плату изготовить нужно достаточно времени, поэтому навесным монтажом был изготовлен подопытный образец схемы. Здесь резисторы R1 и R2 не 1%, но подбирались максимально близкие к сопротивлению заданного номинала, погрешность сопротивления не превышала 0,5 % при комнатных условиях.
Но нужно знать как получить точное значение измеряемого сопротивления. Во первых, главное особенностью такое схемы является то, что с помощью нее «умножается» измеряемое сопротивление. А это значит, что необходимость в шкале на милли Омы в мультиметре отпадает. Сопротивление в 0,1 Ом уже можно будет измерять на шкале в кило Омы. Только измерение будет теперь не прямым, а косвенным, придется использовать немного математики и подсчитывать конечный результат измерения.
Определимся какой диапазон номиналов будем измерять (имеется ввиду малое сопротивление или сопротивление шунтов). Для этого нужно выбрать номиналы переменных резисторов:
По схеме используем два переменных резистора для большей точности взаимодействия, 1 кОм и 100 Ом. Такое сопротивление переменных резисторов позволит измерить максимально большое сопротивление в 1,1 Ом, минимальное с сохранением точности измерения 0,01 Ом (при Rx=0,01 Ом R0 должно быть 10 Ом, которые также нужно достаточно точно измерять своим мультиметром)
И номиналы постоянных резисторов, чтобы мост легко балансировался и было удобно подсчитать номинал шунта или малого сопротивления:
Собираем схему. Использовать можно любые подстроечные или переменные резисторы, но для большей точности советую взять многооборотистые подстроечные или переменные резисторы, а постоянные использовать с допуском не более 1%, а лучше еще меньше. В качестве элемента питания по схеме используется «Крона» на 9 вольт, можно заменить на любой другой источник. Конденсаторы на случай использования блоков питания для фильтрации. Схема в нашей конфигурации сопротивлений потребляет 90 мА от батарейки 9 В, поэтому для частых измерений, конечно, целесообразней использовать блок питания. Схема собрана, теперь изучаем методику измерения. После подсоединения измеряемого сопротивления, необходимо подать на схемку напряжение, не важно какое, но чем больше оно, тем больше точность, устанавливаем измеритель на предел 200 mV и приступаем к процессу балансировки моста путем вращения подстроечного резистора до появления полного нуля на вольтметре. Это значит, что мост сбалансирован и все выражения теперь справедливы к нашей схеме. Далее измеряем сопротивление подстроечного резистора и вычисляем значение малого сопротивления:
или более красиво вот так
(219 Ом * 100 Ом)/100 кОм получаем 0,219 Ом сопротивление шунта (смотри видео).
Теперь не нужно будет ломать голову, когда возникнет необходимость в подобных измерениях. Схема проста, но не многие знают о ней.
К статье прилагается печатная плата для изготовления мини приставки к мультиметру и проект Proteus для любопытных проверить это чудо, но ленивых, чтобы собрать схему.
Источник
Прибор для измерения малых сопротивлений своими руками
В практике радиолюбителя приходится встречаться с необходимостью измерения низкоомных сопротивлений (до 1 Ом). Решить эту задачу и предназначен простой миллиомметр. Этим устройством можно с достаточной для радиолюбителя точностью измерять сопротивления от 0,0001 до 1 Ома. При измерении малых сопротивлений с помощью цифровых мультиметров последовательно с измеряемым сопротивлением, назовём его Rx, неизбежно включено сопротивление соединительных проводов, переходное сопротивление входных клемм или гнёзд, контактов переключателя и т.п. Это сопротивление (Rпр.) находится в пределах 0,1…0,4 Ом. Вследствие вышеуказанных причин, реально измеренное сопротивление будет больше Rx на некоторую величину (Rx+Rпр.). Погрешность может доходить до 50 % при измерении очень малых сопротивлений. Для больших сопротивлений эта ошибка невелика, и её можно не учитывать. Из изложенного понятно, что надо исключить влияние соединительных проводов и т.п. на результат измерения очень малых сопротивлений. Существует метод измерения низкоомных сопротивлений по 4-зажимной схеме на постоянном токе. Применение данного метода полностью исключает влияние соединительных проводов на результат измерения малых сопротивлений. Этот метод используется в данном миллиомметре. Кратко рассмотрим суть метода измерения по 4-зажимной схеме.
