» » » » Простой миллиомметр

Простой миллиомметр

Автор: vitek47 от 28-11-2013, 11:55

Наука начинается с умения измерять.
Д.И.Менделеев


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.

Простой миллиомметр
Рисунок 1


На рис.1 (слева) приведена схема измерения сопротивления по 2-зажимной схеме. Красным цветом показан путь измерительного тока. Как видим, ток протекает и через измеряемый резистор и через сопротивление проводов (Rпр) мультиметра, что вносит погрешность в результат измерения. Сопротивление вольтметра не оказывает влияния на измерение Rx, так как обладает очень большим (до 10 МОм) внутренним сопротивлением Rвх. На рис.1 (справа) показана 4-зажимная схема измерения. Из схемы понятно, что сопротивление проводов не оказывает влияния на результат измерения, так как включено последовательно с очень большим внутренним сопротивлением вольтметра. Измерительный ток протекает только через резистор Rx.

Вот схема миллиомметра (рис.2).

Простой миллиомметр
Рисунок 2


Источником питания схемы является батарея с напряжением 9 В. Выключателем SB напряжение от батареи подаётся на микросхему стабилизатора напряжения типа 7806. Конденсатор С1 служит для подавления скачков напряжения. Резисторы R1, VR2 необходимы для установки выходного напряжения микросхемы в пределах 6 В. Потенциометром VR2 устанавливается точная величина выходного напряжения величиной 6В. Потенциометром VR3 устанавливается выходной ток, протекающий через измеряемый резистор Rx равный 100мА (0,1 А). Поскольку резистор VR3 имеет относительно большое сопротивление по сравнению с измеряемым Rx, то погрешность, возникающая при этом вследствие наличия сопротивлений Rx (от 1 мОм до 1 Ом ), будет оказывать влияние на величину тока 100мА в пределах не более 2%.

Конструкция миллиомметра
Внешний вид и вид на монтаж деталей миллиомметра показан на фото 1, 2 и 3. Монтаж деталей выполнен навесным способом, микросхема на радиатор не устанавливалась. В качестве потенциометров VR2, VR3 использованы многооборотные резисторы для более точной установки напряжения и тока. Корпус прибора пластмассовый, размеры 11*6*4 см. Клеммы К1 иК2 металлические. Выключатель питания типа МТ-1.

Простой миллиомметр
Фото 1

Простой миллиомметр
Фото 2

Простой миллиомметр
Фото 3


Подготовка к измерению сопротивления
Подсоединить щупы цифрового вольтметра к клеммам К1 и К2. Подать напряжение от источника питания на схему, включив выключатель SB. Потенциометром VR2 установить выходное напряжение величиной 6 В при неподключённом резисторе Rx. Далее, отключив SB, переключаем мультиметр на измерение тока (щупы остаются на прежнем месте), включаем SB и потенциометром VR3 устанавливаем величину выходного тока 0,1А.

Простой миллиомметр
Фото 4

Простой миллиомметр
Фото 5


Проведение измерений
Для начала возьмём несколько резисторов известной величины (0,1; 0,2; 0,5 Ом) и измерим их сопротивление, чтобы убедиться в работоспособности миллиомметра.

Простой миллиомметр
Фото 6


Не включая питание под клеммы К1 и К2, зажимаем выводы измеряемого сопротивления. Щупы цифрового вольтметра устанавливаем в гнёзда клемм К1 и К2, а предел измерения на отметку 200мВ. Включаем питание и считываем показания прибора.

Простой миллиомметр
Фото 7


Допустим, величина измеренного напряжения 22,3 мВ. Ток ранее был установлен 100мА. Делим напряжение на ток и получаем искомое сопротивление. В нашем случае: Rx=22,3: 100= 0,223 Ом. Конечно, принято делить вольты на амперы, чтобы получить Омы, но так удобнее, не надо переводить мВ и мА в вольты и амперы. Точно также измеряем другие эталонные резисторы. Но всё-таки вспомним, что 1 В-1000мВ; 100мВ-0,1В; 10мВ-0,01В; 1мВ-0,001В; 1А-1000мА; 100мА-0,1А. В моём мультиметре наименьший предел измерения - 200мВ, цена деления - 0,1 мВ. Входное сопротивление - около 10 МОм. То есть теоретически можно измерить сопротивление величиной 0,001 Ом (1мОм). Вольтметры с низким входным сопротивлением для наших измерений не годятся.
Итак, мы определили, что проведенные измерения дали реальный результат. Теперь переходим к измерению неизвестного сопротивления. В качестве неизвестных сопротивлений будем использовать шунты из разобранных авометров. При измерении сопротивления самого большого шунта падение напряжения составило 0,5 мВ, ток 100 мА.

Простой миллиомметр
Фото 8


Величина сопротивления шунта, рассчитанная по закону Ома, получилась 0,005 Ом. Сопротивление малого шунта, измеренного миллиомметром, равно 0,212 Ом (падение напряжения - 21,2 мВ).
Практическое применение миллиомметр может найти при подборе шунтов для зарядных устройств, измерении сопротивлений в оконечных каскадах усилителей низкой частоты и других устройств, где необходимо измерение малых сопротивлений (переходное сопротивление контактов выключателей, реле и др.).
Измерение низкоомных сопротивлений можно производить и при токах более 0,1 А. Для этого необходимо собрать стабилизатор тока на соответствующий ток. Схемы стабилизаторов приведены на рис.3.

Простой миллиомметр
Рисунок 3


Стабилизатор включается в схему вместо потенциометра VR3. Конечно, это повлечёт за собой установку микросхемы и транзистора на радиаторы соответствующего размера, а также к увеличению размеров прибора.
Сопротивления менее 1мОм (1000 мкОм) измеряют с помощью микроомметров. Измерительный ток может быть величиной до 150 А. Напряжение большой роли не играет.
Если необходимо изготовить шунт для зарядного устройства, а нихрома, константана, манганина нет, то можно воспользоваться шпилькой подходящего диаметра, как показано на фото 9.

Простой миллиомметр
Фото 9


Материал шпильки - сталь, бронза, медь и т.п. Передвигая один из контактов по шпильке добиваются нужного сопротивления шунта. Расчёт сопротивления шунта несложен. Будут вопросы - обсудим.

Теги: Конкурс 2013, миллиомметр, резистор, сопротивление

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
  • Tonich

  • 28 ноября 2013 11:59
  • Группа: Администраторы
  • ICQ:
  • Регистрация: 18.10.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 152
  • Публикаций: 313
^
Большое спасибо, очень хороший прибор и отличное описание
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 19.10.2013
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 1
  • Публикаций: 0
^
как раз вовремя,хочу восстановить шунты на тестере.спасибо автору
  • Germ

  • 18 декабря 2013 15:00
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 18.10.2013
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 34
  • Публикаций: 0
^
Этот прибор для почти прямого измерения.
Но существуют мостовые схемы измерения. Они более точны.
Но критиковать легко.. автор сделал, он молодец....

--------------------
  • vitek47

  • 18 декабря 2013 17:37
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 7.12.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 46
  • Публикаций: 11
^
С мостовыми схемами измерений знаком не понаслышке, т.к. длительное время занимался испытанием силовых трансформаторов, где применялись мосты постоянного тока для измерения омического сопротивления обмоток. Точность измерения у таких мостов высокая 0,01; 0,5%. Для радиолюбителя иметь такие нет смысла, а вот такой простой вполне сгодится.
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 24.10.2013
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 5
  • Публикаций: 0
^
Отлично.Но источник питания,я бы сделал сетевым.Слишком большое энергопотребление.
  • vitek47

  • 22 декабря 2013 16:33
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 7.12.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 46
  • Публикаций: 11
^
Напряжение на схему у меня подаётся от сетевого блока питания. 9-и вольтовая Крона здесь не эффективна.
  • vitek47

  • 9 февраля 2014 21:25
  • Группа: Посетители
  • ICQ:
  • Регистрация: 7.12.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Комментариев: 46
  • Публикаций: 11
^
Этот прибор калибровки не требует, у него нет шкалы. Точность измерения зависит от точности установки измерительного напряжения и тока, а это зависит от класса точности применяемого вольтметра и амперметра. В принципе можно измерять при любом напряжении и токе, важно только точно произвести отсчёт величины напряжения и тока, а затем разделить напряжение на ток, чтобы узнать сопротивление.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Суббота
03-12-2016
05:29
Поиск по сайту

Профиль
Здравствуйте Гость


Логин:
Пароль:
Поиск документации
Новое на форуме
Усилитель НЧ Hi-Fi 32 Вт на TDA2050 [Усилители] Ответов 15, последний: 26-11-2016, 13:08 от DOSS
терменвокс [Разное] Ответов 2, последний: 22-11-2016, 12:54 от tuskinette
Часы пропеллер [Светоэффекты] Ответов 101, последний: 12-11-2016, 10:03 от AAArchi
помогите с воздушным трансформатором [Разное] Ответов 0, последний: 21-10-2016, 01:30 от Den_Ch1k
сабвуфер watson [Усилители] Ответов 1, последний: 31-07-2016, 19:30 от Tonich
Новое в блогах
Программатор ключей Ibutton RW1990 на arduino 05.05.2016 - Программатор ключей Ibutton RW1990 на … (0)
Регулятор громкости на Arduino и энкодере 31.03.2016 - Регулятор громкости на Arduino и энкод… (1)
Двухканальный ШИМ регулятор мощности на AtTiny 13 27.03.2016 - Двухканальный ШИМ регулятор мощности н… (0)
Резистивная клавиатура на Arduino pro micro 23.03.2016 - Резистивная клавиатура на Arduino pro … (0)
Зарядное устройство Li-ion аккумуляторов 22.01.2016 - Зарядное устройство Li-ion аккумулятор… (13)
Статистика
Пользователей онлайн: 28
Гостей: 28
Реклама
Теги

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Покаказать все теги
Социальные сети