Миллиомметр схема: Миллиомметр своими руками — Сделай сам

Миллиомметр своими руками

Точность прибора. Погрешность показаний вольтметра составляет 1%, добавляем к этому еще 1% погрешности системы ограничения тока, ну и добавим еще около процента на всякие потери в проводах и соединениях. В идеале получаем погрешность, не превышающую 3%. Но при измерении сопротивлений менее 0,01 Ома и выше 0,5 Ом погрешность возрастает поскольку калибровку устройства мы производили именно на этот диапазон, но и это, согласитесь, неплохо, с учетом того, что стоимость сборки не превышает 5-6 долларов.

Видеоролик автора:

СХЕМА ПРИСТАВКИ МИЛЛИОММЕТРА

В повседневной практике радиолюбителя пожалуй ни одна из измеряемых электрических величин не бывает часто столь малой и не требует такого точного её измерения  как сопротивление. Наименьший предел измерения сопротивления, имеющийся в большинстве цифровых мультиметров, составляет 200 ом. Отсюда естественным образом следует, что точное измерение сопротивлений с меньшими значениями практически невозможно. В качестве примера можно назвать измерение сопротивления обмоток трансформатора или подбор шунта для измерительной головоки. Выходом в создавшейся ситуации будет изготовление приставки к уже имеющемуся мультиметру.

Выбор пал на радиоконструктор (повторяемость схем в набор высокая + готовая печатная плата + стоимость деталей вполовину меньше чем в рознице) и на его основе была собрана вот такая приставка. Корпусом послужила подходящая коробочка из пластмассы.

Схема приставки миллиомметра

Работа схемы приставки миллиомметра основана на определении падения напряжения на предмете измерения, при протекании через него фиксированного тока. Ток формируется генератором на транзисторе. Работой транзистора управляет усилитель на микросхеме TL062, которая питается стабилизированным напряжением от микросхемы 78L05.

Печатная плата довольно компактная, но можно сделать её ещё меньше, особенно применив смд компоненты.

А на существующую плату дополнительно свободно поместились:

• разъём подключения питания 
• радиаторы на транзистор и стабилизатор
• основание под кнопку включения приставки

На нижней части корпуса были смонтированы штыри соединяющие приставку с гнёздами мультиметра.

Конструкция помещённая в корпус, имеет совсем уже другой вид…

Для настройки приставка присоединяется к гнёздам мультиметра «mA» и «СОМ», предел измерения ставиться на 200 mA постоянного тока, подводится питание (9 вольт) к разъёму, переключатель в положении «отжат» (измерение до 2 Ом) нажимается кнопка включения и отвёрткой, через отверстие в верхней части корпуса, устанавливается, регулировкой резистора R7, ток 100mA.

Затем переключатель переводиться в положение «нажат» (измерение до 20 Ом) и устанавливается, регулировкой резистора R4, ток 10mA.

Для производства измерений приставка присоединяется уже к гнёздам «СОМ» и «V», предел измерения ставиться 200 mV постоянного напряжения. На фото на пределе измерения приставки «до 2 Ом» 1% резистор сопротивлением 0,33 Ом.

А это 1% резистор сопротивлением 1 Ом на пределе «до 20 Ом». Точность измерения приставкой очень даже достаточная, что позволяет решать все вопросы по измерению малых сопротивлений возникающих в процессе занятий электроникой. Скачать архив с описанием можно по ссылке. Собрал и опробовал приставку Babay. 

   Форум по измерительной схемотехнике

Зажимы (крокодилы) Кельвина. Делаем самодельный Миллиомметр…

Для любителей придраться к словам, метрологам и тем у кого просто плохое настроение

Сразу в начале обзора, хочу расставить некоторые точки над «i». В обзоре не будет описано ни одного точного измерительного прибора, имеющего сертификат поверки Средства Измерения. Некоторым мой обзор может показаться бессмысленным, или «обзором для обзора». Что-ж всем не угодить… Но может кому-нибудь мой обзор будет полезным. Своими обзорами я преследую всего 2 цели: 1. Популяризовать любительскую радиотехнику. Вдруг у кого-то тоже «зачешутся руки», и захочется чего-нибудь собрать. 2. Мне просто нравится делиться тем, что я сделал, потому обзоры я пишу и для своего удовольствия, в том числе. Если Вам не нравятся мои обзоры, поставьте меня в черный список, и читайте более интересные обзоры нижнего белья. Тем более, сейчас весна и девушки, как я надеюсь, еще не раз нас порадуют красивыми фотографиями! )))

Так почему я купил именно Щупы Кельвина… Наверное, многие догадываются, что любой провод имеет собственное, пусть небольшое, сопротивление. Потому желательно измеряемый резистор подключать непосредственно к измеряемому модулю прибора. Но это условие не всегда достижимо, потому используют «удлинитель» в виде провода, со щупом (зажимом) на конце. Предположим, что мы захотели измерить сопротивление некоего компонента, расположенного на значительном расстоянии от омметра. Сделать это обычным способом весьма проблематично, так как омметр измерит все сопротивления цепи, включая сопротивления соединительных проводов (R провода) и сопротивление самого компонента (R компонента):

Сопротивление провода, как правило, очень мало (всего несколько Ом на сотни метров, в зависимости от сечения), но, если провода очень длинные, а тестируемый компонент имеет небольшое сопротивление, то ошибка измерения будет существенной.
Выход из сложившейся ситуации можно найти в использовании амперметра и вольтметра. Из закона Ома мы знаем, что сопротивление равно напряжению, поделенному на силу тока (R = U/I). Таким образом, мы сможем рассчитать сопротивление компонента, если измерим силу проходящего через него тока и напряжение на его выводах:

Так как наша цепь является последовательной, сила тока в любой ее точке будет одинаковой. В связи с этим место подключения амперметра принципиального значения не имеет. Напряжение же, в отличие от силы тока, на разных компонентах будет различным. Поскольку нам нужно рассчитать сопротивление определенного компонента, то и напряжение мы будем измерять именно на этом компоненте.
По условиям задачи, замер сопротивления необходимо произвести на некотором расстоянии от тестируемого компонента, а это значит, что вольтметр будет подключен к тестируемому компоненту посредством длинных проводов, обладающих некоторым сопротивлением. Поначалу может показаться, что мы потеряли все преимущества от измерения сопротивления таким способом, потому что длинные провода подключения вольтметра внесут в схему дополнительные паразитные сопротивления. Однако, при детальном рассмотрении ситуации можно прийти к выводу, что это не так. По проводам подключения вольтметра будет идти очень незначительный ток, а следовательно, падение напряжения на них будет таким маленьким, что его можно не принимать во внимание. Иными словами, вольтметр покажет такое же напряжение, какое он показал бы при непосредственном подключении к компоненту:

Любое падение напряжения на проводах цепи, по которым течет основной ток, не будет измерено нашим вольтметром, и никаким образом не повлияет на расчет сопротивления тестируемого компонента. Точность измерения можно повысить, если свести к минимуму поток электронов через вольтметр. Достигается это при помощи использования более чувствительного (рассчитанного на небольшой ток) индикатора, и/или потенциометрического инструмента (инструмента нулевого баланса).
Такой метод измерения сопротивления (позволяющий избежать ошибок, вызванных дополнительным сопротивлением провода) называется методом Кельвина. Специальные соединительные зажимы, облегчающие соединение с тестируемым компонентом, называются разъемами Кельвина.
Зажим разъема Кельвина в целом похож на зажим типа «крокодил», но между ними существуют небольшие различия. Если две половины зажима «крокодил» электрически связаны друг с другом посредством шарнира, то две половины зажима Кельвина такой связи не имеют (они изолированы друг от друга). Электрический контакт между ними возникает только в точке присоединения к проводу или выводу тестируемого компонента. Благодаря этому ток, проходящий через провод «Т» (ток), не попадает в провод «Н» (напряжение) и не создает ошибок, вызывающих падение напряжения в последнем:

Вооружившись знаниями, я заказал Щупы Кельвина на Ebay. Доставка заняла около месяца. Щупы были упакованы в стандартный китайский «пупырчатый» пакет. Вот что было в этом пакете:

Щупы выполнены из пластмассы, внутри имеются токопроводящие медные пластинки, выступающие в виде «пинцетного» зажима и имеющие насечки. Так же имеется металлическая пружина. Пружина изолирована от токопроводящих пластинок при помощи прямоугольных пластинок текстолита, приклеенных на металл, который не позволяет пружине соприкасаться с контактными пластинами… В общем, конструкция простая и сделано немного «по китайски», но тем не менее это все работает и пластины соприкасаются между собой, только в зоне щупов. Разобрать эту конструкцию без нарушения целостности у меня не получилось, да и разборка не нужна, так как все внутренности и так хорошо видно.
Я залудил контактные площадки при помощи активного флюса для меди и припаял по два толстых медных провода (что бы снизить внутреннее сопротивление) к каждому щупу. Паять надо быстро и тонким жалом паяльника, что бы не поплавить пластмассу. Для этих же целей использовался активный флюс, а не простая канифоль:

Диаметр проводов наверное избыточный, но пусть будет, «запас карман не тянет»)))

Теперь о самом Миллиомметре, я решил ничего не изобретать, а использовать готовые схемы и решения. Мне нужен стабилизатор тока, Милливольтметр 0-200мВ, источник питания и некоторые дополнительные компоненты. Конечно, самый простой способ использовать в качестве милливольтметра практически любой Мультиметр, т. к диапазон 0-200мА есть практически у всех. Но я хотел бы иметь автономный прибор, который будет полностью функциональным «сам по себе», а не приставку к мультиметру. Потому у китайцев был куплен цифровой милливольтметр с диапазоном 0-200мВ.

Милливольтметр имеет следующие характеристики:

На милливольтметре на боку имеется наклейка с характеристиками:

Приборчик имеет голубую подсветку и черные контрастные цифры:

Решил я так же проверить потребление милливольтметром тока при включенной подсветке:

Как видно ток небольшой, хоть подсветка всегда активна. (возможно её можно отключить, но пока я решил этого не делать)
Так же мне необходим источник тока. В качестве которого, была использована широко распространенная и всем известная микросхема LM317 (куплена за копейки в оффлайне). Для того, что бы рассчитать резистор-шунт R1, была использована программа калькулятор.
Вписываем нужный ток в поле ввода и нажимает кнопку «Calculate»…

Мы сразу видим и схему и номинал нужного резистора R1. Поскольку точно подобрать резистор довольно проблематично, а мне необходим ток, равный точно 100мА, я вместо одного постоянного резистора буду использовать два параллельно соединенных резистора: постоянный на 20 Ом и построечный многооборотный на 100 Ом. Изменяя сопротивление построечного резистора, я выведу ток на значение ровно 100мА. Почему был выбран ток именно 100мА, а не какой-то другой… Тут надо вспомнить закон дедушки Ома.

Немного изменим формулу: U=I*R Что мы имеем для расчета, у нас есть стабильный ток 0.1А, есть резистор, к примеру, 0. 33 Ома. Таким образом падение напряжения на резисторе 0.33 Ома (а это 330мОм), составит 0.1А*0,33Ом= 0.033В или 33 мВ… Т.е будет легко считывать значения на экране Милливольтметра. Полученное значение на экране умножаем на 10 и получаем сопротивление в миллиомах. Максимальное сопротивление, что способен измерить мой самодельный миллиомметр, задан верхним пределом, измерения цифрового милливольтметра, 199мА… Соответственно это будет сопротивление 1,99 Ом.

Изначально планировалось, что питанием самодельного миллиомметра будет литиевый аккумулятор 18650, ну и соответственно кучка китайских плат, что не раз уже обозревались на нашем сайте: модуль зарядки, модуль защиты от переразряда и плата бустер (в народе «повышайка»), т.к милливольметр работает при напряжении от 8 и до 12В. Потому решил протестировать хватит ли напряжения литиевого аккумулятора, что бы стабилизатор тока на Lm317 гарантировано выдавал ток на уровне 100мА. Наскоро прикрутил на ножки LM317 резистор с сопротивление около 12Ом я собрал тестовую схему. Схема подключения очень простая, я приведу картинку, иллюстрирующую подключение радиодеталей, только вместо измеряемого резистора у нас будет подключен амперметр:

Как видно на серии фотографий (gif), стабилизация тока начинается примерно от 4В и ток стабильный в широком диапазоне напряжений. Таким образом мы видим, что стабилизатор тока работает.

В ходе первичных испытаний, на предмет возможности использования литиевого аккумулятора, меня постигло тяжкое разочарование… Стабилизатор тока устойчиво давал стабильный ток, начиная от 4-4.5В… Таким образом, при разряде аккумулятора до 3В, ток становился 80мА, а значит ни о какой точности измерений, при использовании питания от литиевого аккумулятора, говорить не приходится. Придется переходить к плану Б… Если не получается задумку реализовать на батарейном питании, будем делать на питании от сети.

На Banggood была заказан импульсный источник питания, с двумя независимыми каналами на 12 и 5 Вольт. Меня в этом блоке подкупили 2 вещи: независимые каналы 5 и 12 вольт, что при выбранной схемотехнике, очень важно, т. к. стабилизатор тока и милливольтметр должны быть запитаны от гальванически не связанных блоков питания. И наличие, хоть какого-то фильтра на входе ИИП, что для не дорогих китайских источников питания редкость. Благодаря скидке, о которой узнал на нашем сайте «Муське», волшебном слове «elec», мне эта плата обошлась в 4.81 USD, вместо изначальной цены 5.66 USD (надеюсь эта скидка не тянет на п.18)))) Плата уже едет в Казахстан, осталось только дождаться её… Заодно и протестируем этот импульсный источник питания.

Пока посылка едет из Китая, нарисуем структурную схему нашего самодельного Миллиомметра. Схема очень простая и её повторить может даже начинающий радиолюбитель или просто любой человек, у которого руки растут из нужного места, даже если он ничего не понимает в радиотехнике)))) Схему можно собрать, просто глядя на картинку и в качестве милливольтметра использовать любой мультиметр на диапазоне 200мВ.

Единственное, что нужно будет сделать, это найти плюсовой (+) вывод источника питания 5 Вольт самостоятельно и подключить его к 3 ножке микросхемы LM317. Я на схеме указал подключение к источнику питания чисто схематически, без указания полярности, т.к. заранее не известно где будет плюсовой вывод китайского ИИП. Если делать миллиомметр- приставку для мультиметра, то можно использовать любой блок питания на 5В от сотового телефона и т.п. Питание для милливольтметра тогда не нужно, т.к. у мультиметра свое собственное батарейное питание.

Собираем испытательный стенд, где мы проверим работоспособность нашего миллиомметра. Поскольку источник питания еще не приехал, вместо него используем 2 лабораторных блока питания. 5 вольт для питания LM317 и 12В для питания милливольтметра:

Собираем стабилизатор тока, я просто распаял 2 резистора (постоянный и подстроечный, включенный параллельно) на ножках Lm-ки. Получился вот такой «колхоз»:

Подключаем к резисторам мультиметр в режиме измерения сопротивлений и подстроечным резистором приблизительно выставляем сопротивление 12.5 Ом. Более точно подгоним сопротивление по амперметру:

Готовим испытательные резисторы… У нас это будет 3 китайских проволочных, у них стоит индекс «J», что указывает, что точность резистора ±5% и 2 советских резистора С5-16, с точностью ±1%. Точнее у меня нет, думаю, что этого будет вполне достаточно…

Подсоединяем к щупам Кельвина резистор 0.13 Ом ±1%, подключаем всю конструкцию к блокам питания, амперметр показал ток 98мА, первым делом подстроечным резистором выводим ток до 100мА:

Смотрим, значение напряжения падения на резисторе 0.13 Ом, я так же подключил мультиметр, чтобы проверить правильность показаний купленного в Китае милливольтметра. Как мы видим показания совпадают, никаких подстроек делать не нужно… Напряжение падения на резисторе 13мВ, что равняется сопротивлению 130мОм, или 0,13Ом. (по правилам миллиомы пишутся с маленькой буквы «м», а мегаомы с большой буквы «М»)

Как вы видите наш самодельный миллиомметр работает и имеет достаточную для радиолюбительства точность. Остальные измерения я спрячу под спойлер, кому интересно можете поглядеть, остальным же немного сэкономлю трафик))))

Измерения низкоомных резисторов

Выводы: Используя мультиметр (или милливольтметр), щупы Кельвина и маленькую кучку радиодеталей, можно за час «на коленке» собрать вполне приличный миллиомметр приставку, позволяющую достаточно точно для радиолюбительской практики измерять малые сопротивления. На этой оптимистичной ноте заканчиваю обзор. Всем мира, добра и весны в душе!!!

Неподкупный метролог из отдела ОТК

UPD: Из-за дебатов в комментариях, решил добавить эксперимент с заменой 4-х проводной схемы на 2-х проводную…
Вариант 1. Схема по Кельвину…

Вариант 2 Замыкаем проволочными перемычками контакты в щупах Кельвина (видно хорошо на фото проволочные перемычки. Сопротивление резистора увеличилось на 1мОм

А теперь меняем 4-х проводную схему на 2-х проводную… Провода толстые 1.5мм, зажимы припаяны… Смотрим на сопротивление 0.13 Ом резистора… Выводы делаем самостоятельно…

UPD2: Благодаря нашему камраду mikas перепаял перемычку десятичной точки на Милливольтметре. Теперь сопротивление показывает сразу в нужном формате. На снимке резистор 0.13Ом

А это резистор 1 Ом

UPD3: Я все-таки заставил работать самодельный миллиомметр от двух аккумуляторов 18650. (от одного не получилось, хоть стояло 2 преобразователя, но показания вольтметра сильно зависело от сопротивления тестируемого резистора. Потому с одним питанием ну никак не получится)
Вот что получилось… Это питание стабилизатора тока. Цепочка: Аккумулятор 18650- плата зарядки и защиты (два в одном)- бустер (повышайка с частотой 1мГц) до 5В.

Собираем в кучу:

Далее добавляем еще один аккумулятор 18650 — бустер (повышайка) до 10В для питания милливольтметра. Вот такая получается «ацкая» конструкция…

Без фото самого девайса, вроде как обзор не полный. Корпус сделал из подручных материалов (переходник для двух прямоугольных труб для кухонной вытяжки, куплен в хозяйственном магазине за 550 тенге), кривовато, но зато сам))) Начинка ещё не вставлена, до сих пор не приехал ИИП.

UPD4: Закончил я сборку прибора. Прибор работает от 2 аккумуляторов формата 18650 и 14500 (большой силовой токовый, малый питание милливольтметра) Стоит 2 платы зарядки с защитой АКБ, и 2 повышающих модуля: на 5В для источника тока и на 10В для питания милливольтметра. Дальше только фотографии, что получилось…




На последнем фото зарядка… Пока каналы отдельные, потом соединю 2 канала на один вход.

Вот теперь точно всё!!! Свою миссию по обзору самодельного миллиоммметра я выполнил до конца. Всем бобра!!! ))))

Все своими руками Миллиомметр | Все своими руками

Самодельный миллиомметр

     Диапазон измеряемых на практике сопротивлений условно делят на три части: малые сопротивления (менее 10 Ом), средние сопротивления (от 10 Ом до 1 МОм) и большие сопротивления (более 1 МОм). Эти границы достаточно приблизительны и могут различаться. Наиболее распространенные аналоговые и цифровые тестеры и мультиметры предназначены, в основном, для измерения средних сопротивлений. Однако необходимость измерения малых сопротивлений (менее 1 Ом) возникает достаточно часто, например, при проверке обмоток трансформаторов, контактов реле, шунтов и др.

     «Измерение сопротивлений основано на преобразовании их величины в ток или напряжение, поэтому при малом сопротивлении получается небольшое падение напряжения либо ток мало отличается от режима короткого замыкания. Если увеличить измерительный ток, на измеряемом сопротивлении может рассеиваться недопустимо большая мощность, в результате чего может «сгореть» резистор. Кроме того, за счет нагрева резистора меняется его сопротивление, что приводит к дополнительной погрешности измерения (температурная погрешность)». Это выдержка одной из статей, которую я нашел в сети. Попробуем разобраться, так ли это страшно на самом деле.
     Ну с температурной погрешностью и со сгоранием в нашем случае мы повременим, так как в основном резисторы, сопротивление которых будем измерять, изготавливаются из проволоки. Теперь немного посчитаем. В приборе, схему которого я хочу предложить 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 100мкА. Цена маленького деления — 2мкА.

     И так, 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. Допустим меряем 1 Ом. Р=I2•R. Мощность выделяемая на измеряемом резисторе будет равна 0,01Вт. Теперь посчитаем мощность, которая может выделиться на измеряемом резисторе сопротивлением 0,1 Ом при токе 1А. Р = 1•1•0,1 = 0,1Вт = 100мВт. Так что конец Света отменяется. Ток в 1А и 0,1А я выбрал для простоты расчетов, нам же потребуется ток немного другой величины – это связано с конкретным сопротивлением рамки измерительной головки.

     Стабилизация тока в схеме осуществляется транзистором VT1 TIP107 и микросхемой DA2 К153УД2. Выбор этой микросхемы связан с ее возможностью работать при входных напряжениях близких к напряжению питания. Транзистор TIP107 можно заменить на КТ973 с любой буквой. Принцип работы приборчика, как вы уже догадались, заключается в измерении падения напряжения на измеряемом сопротивлении при прохождении через его определенного стабильного тока. Какой ток нам нужен на самом деле? Сопротивление рамки у моего измерительного прибора равно 1200Ом, ток полного отклонения – 0,0001А, значит, если мы будем использовать эту головку в качестве вольтметра, нам потребуется подать на ее напряжение величиной = U = I•R = 0,0001• 1200 = 0,12В = 120мВ для отклонения стрелки на последнее деление шкалы. Это означает, что именно такое напряжение должно упасть на сопротивлении в 1 Ом на пределе измерения прибора от 0,02Ома до 1Ома. Значит на данном пределе измерения нам надо пропустить через измеряемый резистор стабильный ток величиной I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120мА. Тоже самое можно рассчитать и для другого предела, там потребуется ток величиной 1,2А.

     Идем дальше. Схема собрана. Перед первым включением тумблер SB1 надо разомкнуть, а резистор R2 выставить в среднее положение (резистор подстроечный многооборотный). Выходные клеммы прибора замкнуты контактами кнопки SB2. Головка пока не подключена. Параллельно резистору R4 = 1Ом подключаем мультиметр, включаем питание и резистором R2, выставляем на нем напряжение примерно 1,2В, что будет соответствовать току, проходящему через него, величиной в 1,2А. Подключаем к клеммам резистор величиной 1Ом, нажимаем на кнопку SB2 – падение напряжения на резисторе R4 не должно измениться, это будет говорить о том, что стабилизатор тока работает. Теперь подключаем эталонный резистор величиной 0,1 Ома. Я брал резистор С5-16МВ1 с процентным отклонением в 1%. Этого для радиолюбителя вполне достаточно. Я думаю, что многие из вас, так же как и я, вряд ли обращают внимания на процентное отклонение сопротивления используемых резистор, да если оно еще и закодировано латинскими буквами. Далее подключаем головку, опять жмем на кнопку «Измерение» и резистором R2 уже окончательно точно выставляем стрелку прибора на последнее деление шкалы. Это мы настроили предел измерения от 0,002 Ома до 0,1 Ома. После этого замыкаем тумблер SB1 и резистором R3 выставляем напряжение на резисторе R4 равное примерно 0,12В, что соответствует току стабилизации 0,12А. К клеммам подключаем якобы эталонный резистор 1 Ом, нажимаем на кнопку «Измерение» и опять же резистором R3 устанавливаем стрелку на последнее деление. Получили предел измерения от 0,02 Ома до 1 Ома. На этом регулировка закончена.

     При сборке прибора транзистор VT1 и микросхему DA1 обязательно установите на радиаторы. На таком радиаторе, что показан на фото2, микросхема нагревается до температуры +42С при работе с током 1А. Контакты кнопки «Измерение» должны выдерживать с лихвой ток 1А. От качества этой кнопки напрямую зависит суровая жизнь измерительной головки. Если каким либо образом нарушится контакт, а к клеммам в это время не будет подключен измеряемый резистор, то все напряжение 5В попадет на головку. Операционный усилитель, резисторы и конденсатор установлены на небольшой печатной плате, остальные детали соединены проводниками. В качестве сетевого трансформатора можно применить ТВК -110Л1 от старых телевизоров. Правда придется в нем заменить провод вторичной обмотки на ток 1,2А. Как рассчитать диаметр провода можно посмотреть здесь. Есть еще одна возможность улучшить прибор – сделать его приставкой к цифровому мультиметру — использовать мультиметр вместо измерительной головки, тогда на пределе измерения напряжения оного — 200мВ, можно будет измерять сопротивление резисторов… сейчас посчитаем. Работаем со стабильным током 0,1А, который протекает по измеряемому резистору. Мультиметр показывает 1мВ = 0,001В, значит сопротивление резистора будет равно R = U/I = 0,001В/0,1А = 0,01 Ом. Для тока 1А и при показаниях мультиметра опять таки же 1мВ, сопротивление измеряемого резистора будет = 0,001/1 = 0,001Ом. У меня мультиметр измеряет напряжение до 0,1мВ, значит я могу измерять сопротивления до 0,0001 Ома. К недостаткам этого прибора можно отнести неудобство пользования. Им нельзя например замерить активное сопротивление обмотки двигателя или трансформатора на предмет межвиткового замыкания, потому как нет щупов. Ну все равно во многих случаях он может быть полезен. Успехов всем. До свидания. К.В.Ю. Скачать рисунок печатной платы.

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:25 634

YR1030, миллиомметр для измерения малых сопротивлений и внутреннего сопротивления аккумуляторов.

Заказывался прибор на ТаоБао, в магазине известного китайского, даже не знаю как точно назвать, пусть будет кастомайзера — 100 MHz. На самом деле разницы где заказывать прибор особо не было, просто на тот момент у него была самая низкая цена, а кроме того у него же были и низкоомные резисторы.

Для начала что такое — внутреннее сопротивление аккумуляторов. Я не буду много расписывать и попробую пояснить хоть и грубо, но надеюсь что наглядно.
Представьте что существует идеальный аккумулятор, он не имеет ни саморазряда, ни внутреннего сопротивления, вот такой себе «сферический конь в ваккууме». Этот идеальный элемент находится внутри вашего аккумулятора, но также внутри него есть два неких резистора, один называется Rs, он включен последовательно с аккумулятором, второй — Rp, он соответственно включен параллельно, при этом:
Rs — это сопротивление и является — внутреннее последовательное сопротивление, оно отвечает за ток, который способен отдать аккумулятор.
Rp — а это сопротивление, которое разряжает ваш аккумулятор пока он лежит на полке.

Вообще все это несколько сложнее чем такая вот схематическая пара резисторов, так как аккумулятор является химическим элементом, но для общего понимания более чем достаточно.

Справа вторая схема, снаружи аккумулятора показаны также паразитные сопротивления, например контакты холдера, которые увеличивают последовательное сопротивление, и к примеру ваша схема, которая может иметь небольшое сопротивление и также разряжать аккумулятор.
Справедливости ради точно такая же картина наблюдается к примеру и у конденсаторов и называется этот параметр ESR (Эквивалентное Последовательное Сопротивление). Даже обычный дроссель из-за активного сопротивления обмотки тоже можно условно считать имеющим данный параметр.

И если в случае внешних компонентов мы можем что-то улучшить, например применить более качественные холдеры, а то и вообще припаять провода напрямую к аккумулятору, промыть плату или использовать менее потребляющие компоненты чтобы уменьшить утечки. То в случае внутренних параметров можно действовать только косвенно, например изменением температуры. С ростом температуры оба сопротивления уменьшаются и чтобы аккумулятор имел меньше саморазряд, то его хранят в прохладном месте, а чтобы имел меньшее внутреннее сопротивление, то используют «теплым».

Как же это все выглядит в реальной жизни, а не на виртуальных схемах.
Берем к примеру пару аккумуляторов, US18650VTC4 и LGDBHG21865 (более известные как шоколадки).

Так как внутреннее сопротивления является важным параметром, то оно почти всегда обозначается в даташите, например у первых оно составляет 12 мОм (0.012 Ома)

А у вторых до 17 мОм.

Фактически, внутреннее сопротивление и влияет на нагрев аккумулятора, проявляется это при работе под большим током.
Например 12 мОм при 15 Амперах дадут 0.18 Вольта падения, если 0.18 умножить на 15, то получим 2.7 Ватта в тепло.
Для второго аккумулятора все еще хуже, 17х15=0.255 Вольта и 0.255х15=3.825 Ватта.

Конечно это все очень грубо и утрированно, но наглядный пример ниже на фото, после полного разряда током 15 Ампер температура первого 70 градусов, а второго почти 80. Но кроме температуры больше падение напряжения под нагрузкой, что может быть критично для мощных потребителей, например электронных сигарет, электроинструмента, а также различных квадрокоптеров, машинок и пр.

Для измерения данного параметра можно использовать различные инструменты, но наиболее правильным является применение специализированных приборов и я в ходе обзора попробую объяснить, почему, а пока перейду к собственно обзору.

Получил я свой заказ упакованным в раздельные пакетики, в одном лежал прибор, во втором резисторы, так как они были заказаны вторым лотом.
Всего получается что я имею:
Прибор
Шупы к прибору
Тестовые резисторы.

Вариантов дополнительной комплектации у продавца много, я выбрал вариант прибор + щупы и его цена указана в заголовке, а также набор резисторов.

Резисторы были заказаны для последующей проверки точности работы прибора, как обозреваемого, так и других, имеющихся в хозяйстве. Стоит у продавца такой набор 1.64 доллара (на момент заказа было 1.48), что очень даже неплохо.
Номиналы резисторов
1. 1 мОм 1%
2. 2.2 мОм 0.5%
3. 10 мОм 0.5%

Резисторы имеют четырехпроводное подключение, рассчитаны на мощность до 10 Ватт и имеют возможность установки на радиатор.

А так как резисторы фирменные, производства Isabellenhutte, то бы найден и даташит на них, где указаны как параметры резисторов, так и их внутренняя конструкция. Из даташита можно узнать, что выпускаются резисторы и с точностью 0.1%, но у меня только 0.5 и 1.0%, что также неплохо, особенно при таких малых номиналах.

В комплекте были щупы в четырехпроводном варианте. Вообще практически во всех подобных приборах используется именно четырехпроводная схема подключения измеряемого компонента.

Здесь я процитирую мое же пояснение по поводу четырехпроводного подключения из другого обзора.

При привычном нам измерении сопротивления (кстати не только сопротивления) может довольно сильно влиять такая паразитная вещь, как провода к щупам. Думаю многие знают, что редко какой мультиметр при замкнутых щупах и нижнем пределе измерения покажет 0. На индикаторе обычно при этом отображается некое значение примерно 0.05-0.5 Ома, это и есть паразитное сопротивление.
Иногда его можно компенсировать путем включения функции относительных измерений(Rel), но это не всегда удобно и далеко не всегда корректно.

Если говорить об измерении внутреннего сопротивления аккумуляторов, то подавляющее большинство популярных зарядных устройств типа Опуса, Литокалы, Аймакса и пр. используют двухпроводную схему. В моей электронной нагрузке, которую я использую для тестирования аккумуляторов подключение четырехпроводное, но провода соединяются около крокодилов и к аккумулятору подключаются в двух точках и даже если переделать кассету для аккумулятора так, чтобы подключение было четырехпроводным, ничего особо это все равно не даст, так как практически все эти устройства измеряют сопротивление при постоянном токе.

Сам принцип измерения сопротивления довольно прост. Подключаем компонент к источнику тока и измеряем напряжение на компоненте. Но так как у нас есть сопротивление проводов, то получим в итоге сумму, состоящею из реального сопротивления компонента и сопротивления провода.
Если сопротивление большое, то обычно это особой роли не играет, а вот если речь идет о величинах в 1-10 Ом и меньше, то проблема вылезает в полный рост.
Для решения этой проблемы разделяют цепи, по которым идет ток через компонент и цепи непосредственно измерения.

В реальной жизни это выглядит примерно так, как показано на схеме.

Но в случае измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов, впрочем как и конденсаторов, использовать проверку постоянным током некорректно. Обусловлено это тем, что здесь принимает участие и химия, а также процессы происходящие в процессе заряда/разряда.
Потому принято измерять внутреннее сопротивление аккумуляторов на частоте 1 кГц, хотя у некоторых аккумуляторов указано сопротивление и для режима с постоянным током, на скриншоте заметно что значение при этом может значительно отличаться (верхнее при переменном, нижнее при постоянном). И если четырехпроводную схему еще можно «допилить», то сделать прибор с измерением при переменном токе несколько сложнее. Такой принцип используется в правильных тестерах аккумуляторов и измерителях ESR конденсаторов, да и вообще в LCR измерителях

Собственно это и есть ответ на вопрос, почему я не измеряю и другим не рекомендую это делать при помощи распространенных устройств «бытового» уровня, которые не имеют ни четырехпроводной схемы подключения, ни режима измерения на переменном токе.

Щупы представляют собой конструкцию из четырех подпружиненных контактов, вставленных в металлические трубки. В руках держать удобно, провода правда коротковаты, но довольно мягкие. Подключение к прибору при помощи USB разъема.
Также в комплекте дали четыре запасных контакта, часть которая подключается к тестируемому элементу выполнена в виде розочки, потому довольно неплохо держится на выводе компонента и не соскакивает.

Вариант подключения с использованием USB разъема выглядит несколько спорным, но лично на мой взгляд более чем удобен, а помимо нормального контакта еще и легко ремонтируемым.

К внешнему оформлению прибора претензий почти нет, аккуратная серая коробочка.

Все обозначения на кнопках выполнены на английском и китайском языках, впрочем и кнопок всего четыре, потому запутаться очень тяжело.

Краткие характеристики прибора есть снизу корпуса, полные выглядят следующим образом:
Измерение сопротивления
Диапазон 20 мОм, разрешение 0,01 мОм, погрешность 0,7% + 7зн (когда включена функция ZR)
Диапазон 200 мОм, разрешение 0,1 мОм, погрешность 0,5% + 5зн
Диапазон 2 Ом, разрешение 1 мОм, погрешность 0,5% + 5зн
Диапазон 20 Ом, разрешение 10 мОм, погрешность 0,5% + 5зн
Диапазон 200 Ом, разрешение 0,1 Ом, погрешность 0,6% + 5зн

Измерение напряжения
Диапазон 2В, разрешение 0,001В, погрешность 0,8% + 5зн
Диапазон 20 В, разрешение 0,01 В, погрешность 0,8% + 5зн
Диапазон 28 В, разрешение 0,1 В, погрешность 0,8% + 5зн

На одном из торцов находится разъем подключения щупов и microUSB для заряда аккумулятора прибора. Когда делал фото, то обратил внимание что надписи «вверх ногами», потом у подумал что все логично, когда подключаете разъемы, то держите прибор экраном к себе и надписи читаются правильно, чаще встречал наоборот 🙂

Кнопка Power выполняет сразу несколько функций:
1. Собственно включение
2. При длительном нажатии — выключение, но дается запрос да/нет, «да» находится слева и это соответственно средняя кнопка.
3. При коротком нажатии вход в меню настроек, второе нажатие — выход из меню

Также коротким нажатием можно включить подсветку на примерно 10-15 секунд, подсветка умеет автоматически включаться при появлении напряжения на входе прибора, т.е. при подключении аккумулятора.

Справа расположены две кнопки — Range R и Range U, первая переключает диапазоны измерения сопротивления (авто, 20 мОм, 200 мОм, 2 Ома, 20 Ом, 200 Ом), вторая отвечает за диапазоны измерения напряжения (авто, 2 В, 20 В, 28 В).
У меня все время прибор работал в режимах авто, автопереключение быстрое, проблем не обнаружено, хотя пару раз в краях диапазонов не всегда переходило, но в данном случае это влияние гистерезиса автоматики.

1, 2. Средняя кнопка обозначена как HoldZEROR. Короткое нажатие — функция фиксации показаний, длительное — отключение функции автоматического удержания нуля. По умолчанию функция ZEROR включена (ZR на экране), а все измерения проводил именно в таком режиме. Можно запустить ее принудительно включив/выключив.
3, 4. Меню, вот здесь полный ад и рай одновременно, по пробую пояснить.
Ад — все на китайском, причем как я понял, большая часть приборов идут именно с китайским.
Рай — В нормально работающем и настроенном приборе вам делать нечего, все нормально работает «из коробки».

В интернете я нашел англоязычный вариант меню из которого следует что имеется:
1. Нормальный режим
2. Режим сортировки компонентов.
3. Время работы подсветки, 5-60 секунд
4. Время автовыключения прибора и перехода в энергосберегающий режим
автоотключение 5-60 минут
энергосберегающий режим — 5-30 минут
5. Настройка режима сортировки аккумуляторов
A — RaUxa(установленное значение)
B — RbUxb(установленное значение)
C — RcUxc(установленное значение)
6. Количество аккумуляторов в режиме сортировки
7. Калибровка
8. Сброс настроек на заводские
9. Ток заряда аккумулятора — 200/400 мА, по умолчанию 200 мА. Последний пункт в старой версии прибора отсутствует, хотя как по мне, то он особо и не нужен.

А вот те же самые меню, только на китайском языке, порядок тот же что и выше
2. Режим сортировки компонентов.
3. Время работы подсветки, 5-60 секунд
4. Время автовыключения прибора и перехода в энергосберегающий режим
автоотключение 5-60 минут
энергосберегающий режим — 5-30 минут
5. 6 Настройка режима сортировки аккумуляторов
A — RaUxa(установленное значение)
B — RbUxb(установленное значение)
C — RcUxc(установленное значение)
7. Количество аккумуляторов в режиме сортировки
8. Калибровка
9. Сброс настроек на заводские
10. Ток заряда аккумулятора — 200/400 мА, по умолчанию 200 мА. Последний пункт в старой версии прибора отсутствует, хотя как по мне, то он особо и не нужен.

Попутно небольшое пояснение по управлению в меню, которое на мой взгляд крайне неудобное.
Power — кнопка выбора необходимого пункта меню, она же кнопка выхода из пункта меню без сохранения настроек.
Hold — Кнопка сохранения параметра и выхода из подпункта меню.
Range R — Изменение выделенного параметра, только в плюс, эта же кнопка перемещает пункты меню вверх.
Range U — Перемещение по меню, а также внутри меню, при этом перемещение только вниз.

Если не уверены в выбранном параметре, нажимаете Power, если хотите сохранить — Hold, меняем параметр — Range R, выбираем какой параметр менять — Range U. Для выхода из меню надо выбрать пункт 1 и нажать Power.

Энергосберегающий режим, вывод нажатием кнопки — power.

Снизу корпуса находится четыре самореза, потому устройство разбирается очень легко. правда у меня дисплей приклеился к фальшпанели, еле отклеил.

Снизу установлен аккумулятор, емкость не проверял, как и время автономной работы. но неделю тестировал устройство в разных режимах, прибор как работал, так и работает, кушать пока не просит 🙂

Да, на этом этапе можно сказать, что обзор станет чуть короче, почти на всех микросхемах маркировка сошлифована 🙁

Но на всякий случай чуть поближе.
Узел питания, заряда аккумулятора и кнопки управления. Приятно удивило наличие на плате предохранителя в цепи аккумулятора, хотя сам аккумулятор также имеет собственную защиту.

«Мозги», видео явно микроконтроллер, а также пара подстроечных резисторов, предположительно один регулирует контраст дисплея, второй скорее всего стоит где нибудь в цепи коррекции, но ничего утверждать не могу и лучше их вообще не трогать.

Снизу «пищалка» и больше ничего.

Перед тестами пару слов о нюансах
1. Просто общий вид экрана, при разомкнутых щупах показывает перегрузку.
2. Если соединить щупы друг с другом, выводит 0
3,4. Но что удивило, при попытке измерить сопротивление кожи показывает ерунду. Хотя уже потом я понял что все логично, ведь прибор четырехпроводной и ему надо и соединение одноименных щупов.

Первым делом решено было проверить шунты. Хотя по большому счету это особо значения не имеет, так как результат будет зависеть от точности самого шунта и погрешности двух мультиметров одновременно.
Использовались два мультиметра:
UT61E в режиме измерения тока
UT181A в режиме измерения напряжения.

Возможно следовало подключить их наоборот, но этот эксперимент я уже не проводил.

Проверка проходила при двух контрольных значениях тока 1 и 5 Ампер, результаты измерения показали что:
Шунт 1 мОм имеет 0.997 мОм и 1.0008 мОм
Шунт 2.2 мОм — 2.206 мОм и 2.2076 мОм
Шунт 10 мОм — 10.021 мОм и 10.0214 мОм.
Показания при токе 1 и 5 Ампер немного отличаются, скорее всего из-за прогрева шунта амперметра, также в процессе были небольшие колебания последнего знака вольтметра, около +/- 2 знака, но в любом случае показания совпадают с заявленными значениями.

1. Обозреваемый прибор также подключался к резисторам в четырехпроводном варианте.
2, 3, 4. Результаты просто отличные, сначала прибор показывает меньшее значение, но после пары секунд стабилизируется на показанном. Значение держится очень стабильно, лишь иногда может перескочить последний разряд на одну единицу.

А вот дальше я решил сравнить со своим RLC измерителем, но получил несколько странные результаты.
1. Установка нуля путем соединения через кусок медного провода.
2, 3. Резисторы 1 и 2.2 мОм все отлично
4. Резистор 10 мОм показывал 9.1-9.2 вместо 10
5, 6. Просто ради любопытства ткнул обычные 5% резисторы сопротивление 0.1 и 0.22 Ома, результат в принципе более-менее адекватный, что говорит о сложностях с линейностью именно в младшем диапазоне.

Взял те же резисторы 0.1 и 0.22 Ома и проверил их обозреваемым прибором, он показал сопротивление немного выше чем RLC измеритель.

Дальше я решил поэкспериментировать со своим предыдущим прибором. Для начала попробовал установить ноль прямым соединением щупов. Теперь все наоборот, 1 и 2.2 мОм показали завышенные результаты, а у остальных практически совпали с обозреваемым прибором.
У моего RLC метра декларируется 0.5% в базовом варианте и 0.3% при дополнительной калибровке. при 0.5% и 1.5 Ома диапазоне погрешность будет составлять +- 0.75 мОм. Можно конечно сказать что результаты примерно совпадают в обоих случаях, но на самой границе диапазона, но как-то все равно «не то». Получается что для работы с малыми сопротивлениями надо применять один способ установки нуля, а с сопротивлениями 5 мОм и выше — другой. 🙁

Измерения выше проводились при частоте 1 кГц, как и у обозреваемого прибора, но после того как я перевел RLC на частоту 100 Гц, то картина стала заметно лучше. В общем думаю надо еще разбираться, так как RLC измеритель имеет дополнительные настройки и возможно есть шанс настроить линейность.

После этого решено проверить еще несколько резисторов:
1. 0.47 Ома 1%
2. 5.1 Ома 1%
3. 9.76 Ома 2%
4. 75 Ом 1%

Резисторы 9.76 и 75 Ом я дополнительно не проверял, а вот 0.1, 0.22 Ома, которые были показаны ранее, а также 0.47 и 5.1 Ома проверил предварительно по той же методике, что использовал при проверке шунтов.
В итоге было получено:
Резистор 0.1 Ома — 0.09817 Ома реально
0.22 Ома — 0.21721 Ома
0.47 Ома — 0.47054 Ома
5.1 Ома — 5.105 Ома.

И соответственно результаты полученные при помощи обозреваемого прибора, как по мне, то довольно неплохо.

Так как прибор предназначен для работы с аккумуляторами, то он помимо внутреннего сопротивления умеет измерять и напряжение. Максимальное входное напряжение до 28 Вольт и его лучше не превышать, а вот полярность может быть любой, просто напряжение отобразится со знаком минус.

В процессе теста я сравнил показания вольтметра с более точным прибором, результаты отличные, но почти во всех тестах прибор завышал результат на 1 знак, что вполне нормально для цифровых приборов.

Был проведен и дополнительный тест, для этого я взял конденсатор и три шунта показанные в самом начале обзора.
Сначала я измерил внутреннее сопротивление конденсатора, а затем подключал последовательно с конденсатором шунты и смотрел насколько полученный результат отличается от расчетного.

1. ESR конденсатора 30.1 мОм
2. Конденсатор + резистор 1 мОм, измеренное 31.4, расчетное 31.1
3. Конденсатор + резистор 2.2 мОм, измеренное 33.2, расчетное 32.1
4. Конденсатор + резистор 10 мОм, измеренное 40.7, расчетное 40.1

Результаты очень неплохие, подкачал тест с резистором 2.2 мОм, но я думаю что такая погрешность допустима.

И конечно аккумуляторы. Сначала я взял аккумулятор которому два года и по даташиту у него сопротивление 12 мОм.
2. В полностью заряженном состоянии — 12.46 мОм.
3. В разряженном — 12.68 мОм
4. А вот пример увеличение внутреннего сопротивления при низкой температуре. Разряженный аккумулятор был охлажден примерно до -20 градусов. В результате увеличение сопротивление составило почти 1.6 раза.

Для примера тест аккумуляторов относящихся к категории «подарить врагу».

1, 2. Желтый, заряжен и разряжен.
3, 4. Синий, заряжен и разряжен.

Как можно понять, это совсем мрак. Если установить такой аккумулятор в повербанк, то из-за высокого внутреннего сопротивления он отключится раньше даже не выработав полностью ту небольшую емкость которая есть у аккумулятора.
На фото напряжение на аккумуляторах как раз после разряда в повербанке.

А вот измерение сопротивление литий-железного аккумулятора. Конечно здесь сопротивление великовато, отчасти это обусловлено тем, что аккумулятор мелкий. Чем меньше размер аккумулятора, тем меньше площадь электродов, тем выше сопротивление. Впрочем даже в пределах одного формфактора сопротивление может отличаться, существуют «высокотоковые» аккумуляторы с низким сопротивлением и «высокоемкие» с более высоким сопротивлением, но и большей емкостью.

1. Сопротивление при комнатной температуре 114.4 мОм
2. Сопротивление при температуре -20 градусов — 140.9 мОм, или в 1.23 раза выше чем при +25.

У показанного выше US18650VTC4 разница составляла почти 1.6 раза, но могу сказать что если нагрузить аккумулятор, то за счет самопрогрева он быстро вернет сопротивление в нормальное состояние.

Уже скорее в качестве дополнения осциллограммы на щупах прибора.
1. Только выход источника тока.
2. Пары щупов соединены. Так как данный режим является основным при использовании прибора, то дальнейшие осциллограммы снимались с соединенными парами щупов.

Осциллограммы в разных режимах работы.
Авто, 20 мОм, 200 мОм, 2 Ома, 20 Ом, 200 Ом.

И под конец небольшой бонус. Когда брал резисторы для проверки, то наткнулся на ленту с резисторами 0.1 Ома, по крайней мере именно так расшифровывается их маркировка — коричневый, черный, серебряный, золотой = 0.1 Ом, 5%

Но самое интересное выяснилось в процессе, Из 6 штук только 1 (один) имел сопротивление около 0.1 Ома, а у пяти было 0.224 Ома! Я даже проверял их в одной ленте, это отчетливо видно на фото.
Резисторы покупались в оффлайне, у проверенного продавца. правда как-то давно я уже встречал ошибочную маркировку, но там все резисторы в ленте были промаркированы некорректно, но чтобы так как здесь….

Видеоверсия обзора

В качестве резюме могу сказать, что прибор однозначно понравился, как минимум высокой точностью и удобством пользования. Его можно применять как для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов, так и для проверки ESR конденсаторов и что также весьма важно — для измерения очень малых величин сопротивления.
Единственный пожалуй минус, это то, что меню полностью на китайском языке. Особенно это будет неудобно, если будет нужна функция сортировки, увы 🙁 При обычной работе в меню лазить не приходится, все работает «как есть» и вполне нормально.

Как-то немного расстроили сложности при работе с моим RLC измерителем, надо еще разбираться почему такое происходит. Как было выяснено, по большому счет он «со скрипом» пролазит в указанные 0.5%, но при двух разных вариантах получается смещение в одну или другую сторону, при этом при 100Гц показания корректны.

Спонсором данного обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки.
Стоимость прибора + комплекта резисторов вместе с доставкой к посреднику выходит около 30 долларов, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов. На всякий случай информация о весе, прибор со щупами — 153 грамма, резисторы — 15 грамм, информация со страницы заказа у посредника.

На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен, а также буду рад вопросам и предложениям тестов.

cxema.org — Простой миллиомметр своими руками

При постройке блоков питания часто возникает необходимость в измерении сопротивления токовых шунтов. Обычные мультиметры, даже дорогие, не измеряют сопротивление менее 0,1Ома.

Измерить сопротивление любого резистора можно с помощью лабораторного блока питания с функцией ограничения тока, мультиметра и закона Ома, но всегда хочется иметь специализированный  прибор, который без дополнительных хлопот способен измерить сопротивление низкоомных резисторов и токовых шунтов и поэтому было решено изготовить такое устройство.

Разработанный прибор обладает довольно высокой точностью, имеет компактные размеры, питается от встроенной батареи 6F22 на 9 вольт.

Устройство состоит из источника стабильного тока, поддерживающего на выходе ток на уровне 100мА, и измерительный вольтметр, который измеряет падение напряжения на испытуемом резисторе. Зная падение напряжение и ток протекающий в цепи очень легко посчитать какое сопротивление имеет испытуемый резистор.  Но так как выбран ток 100мА, то на резисторе номиналом 1Ом будет падать 100мВ, на резисторе 0,1Ом — 10мВ, на резисторе 0,01Ом — 1мВ. Всё просто, привыкнуть можно очень быстро.

В качестве вольтметра применён цифровой, купленный на алиэкспресс.

Данный вольтметр имеет погрешность всего 0,3%. Из корпуса вольтметра выходят 3 провода — черный масса, желтый -измерительный плюс  и красный плюс питания вольтметра. Такой вольтметр можно запитать от любого постоянного источника с напряжением от 3,5 до 33 Вольт.

Вольтметр 5-и разрядный и в теории может измерить напряжение начиная от 100микровольт, но показания последней цифры не стоит воспринимать всерьез разве что для округления значений, а минимальное напряжение, которое вольтметр может отображать корректно начинается от 1мВ, следовательно, минимальное сопротивление, которое может измерять наш прибор составляет 0,01Ом или 10мОм.

Источник тока состоит всего из двух компонентов — токозадающего резистора и микросхемы LM317, которая подключена по схеме стабилизатора тока.

Для тока 100 мА резистор должен иметь сопротивление 13ом, я использовал подстроечный  многооборотный резистор СП5-1 производства СССР, он на 60 оборотов и можно довольно точно выставить нужное сопротивление.

Схема собрана на небольшой печатной плате, хотя можно обойтись и без неё из-за минимального количества компонентов в схеме.

После сборки нужно откалибровать схемы. Для этого нужен эталонный измеритель тока, в моем случае опять же будет использован мультиметр в режиме амперметра. Погрешность прибора в этом режиме около  1%.

Собираем все по схеме, питание батарея 6F22, вращаем ползунок подстроечного резистора до тех пор, пока на экране прибора не увидим значение тока в 100мА, этим наладка завершена, остается только зафиксировать винт подстроечного резистора, и  можно все установить в корпус.

В итоге у нас получился  компактный, портативный миллиомметр.

Погрешность показаний вольтметра 1 процент, прибавляем к этому еще 1%  — погрешность системы ограничения тока ну и добавим еще около процента на всякие потери в проводах и соединениях, в идеале получаем около 3%, при измерении сопротивлений менее 0,01Ом и выше 0,5Ом погрешность возрастет, поскольку прибор откалиброван именно на этот диапазон, но и это неплохие показатели с учетом того что на сборку  было потрачено не более 5-6 долларов.

Архив проекта тут

Самодельный миллиомметр схема

Миллиомметр своими руками

Но согласитесь, не плохо бы было иметь специализированное устройство, которое без дополнительных телодвижений способно измерить сопротивление нескольких резисторов и токовых шунтов. Поэтому AKA KASYAN, автор одноименного YouTube канала, решил изготовить такое устройство.

Само устройство получилось довольно компактным, обладает довольно высокой точностью и самое главное не зависит от сетей, так как имеет свой источник питания в лице батареи 6F22 (Крона) с напряжением 9В.


Такой батарейки хватит на довольно длительное время. Основа работы устройства — закон Ома.

В качестве подопытного возьмем резистор с не известным сопротивлением, которое нужно измерить.

Данное устройство имеет систему стабилизации тока на 100 мА и измерительный вольтметр, который измеряет падение напряжения на подопытном резисторе. А зная падение напряжения и ток протекающий в цепи, не составит особого труда понять, какое сопротивление имеет наш испытуемый резистор.

Конкретно в данном примере нет необходимости производить какие-либо дополнительные расчеты, так как выбран ток 100 мА (или 0,1 А), следовательно, 100 мВ (или 0,1В) на вольтметре будет означать, что сопротивление испытуемого резистора 1 Ом. При показаниях 10 мВ – значение сопротивления 0,1Ом, 1 мВ — сопротивление соответственно 0,01 Ом. Как видите все просто, привыкнуть можно достаточно быстро.

Для точной работы нашего самодельного устройства нам необходим вольтметр, который способен корректно измерять очень низкие напряжения. Изначально автор планировал сделать устройство аналоговым, но измерительные головки, которые были испытаны, увы, не могли отображать такие низкие напряжения, и требовалась установка усилитель, чего делать не хотелось, так как в наличии имелся прецизионный цифровой вольтметр, его автор приобрел на широко известной китайской торговой площадке Алиэкспресс.

Данный экземпляр, по словам продавца, имеет довольно малую погрешность, которая составляет всего 0,3 процента. Но не будем доверять продавцу и произведем дополнительную калибровку именно в диапазоне до 100 мВ. Погрешность эталонного мультиметра 1%.


Для калибровки вольтметра на его плате предусмотрен крохотный подстроечный резистор.

Сам вольтметр имеет 3 провода. Черный – это масса, желтый — измерительный плюс, красный провод — плюс питания вольтметра.

Такой вольтметр можно запитать от любого источника постоянного тока с напряжением от 3,5В до 28В.

Данный вольтметр пятиразрядный и теоретически способен измерять напряжение начиная от 100 мкВ. Но последние цифры на дисплее не стоит воспринимать всерьез, ну разве что для округления значений.
Минимальное напряжение, которое вольтметр может отображать более-менее корректно начинается от 1 мВ. Из этого следует, что минимальное сопротивление, которое может измерять наш прибор составляет 0,01 Ом, или 10 мОм.
Стабилизатор тока состоит построен всего на двух компонентах, а именно из токозадающего резистора и микросхемы lm317, которая в свою очередь подключена по схеме стабилизатора тока.


Для тока 100 мА необходим резистор с сопротивлением около 13 Ом. В данном примере автором был использован подстроечный многооборотный резистор СП5-1 родом из далекого СССР.


Данный резистор на 60 оборотов, благодаря чему можно с довольно большой точностью выставить необходимое сопротивление.
Вся схема выполнена на довольно компактной печатной плате. Хотя тут запросто можно обойтись и вовсе без платы из-за минимального количества компонентов.

Прибор собран, теперь необходимо произвести калибровку схемы. Для этого нам понадобится эталонный измеритель тока. В данном случае воспользуемся все тем же мультиметром в режиме амперметра, погрешность прибора в этом режиме около 1-го процента.


Подключаем все по схеме.

Питание — батарея 6F22, вращаем ползунок подстроечного резистора до тех пор, пока на экране прибора не увидим значения тока равное 100 мА.

Этим вся наладка завершена, остается только зафиксировать винт подстроечного резистора.
Корпус для данной самоделки автор решил напечатать на 3d принтере. Как видим получилось не очень аккуратно, ну ладно.


Теперь можно все устанавливать в корпус на свои места.

Ну а теперь переходим непосредственно к испытаниям нашего устройства в деле.

Согласитесь, неплохо правда. В итоге у нас получился компактный и к тому же портативный миллиомметр.

Точность прибора. Погрешность показаний вольтметра составляет 1%, добавляем к этому еще 1% погрешности системы ограничения тока, ну и добавим еще около процента на всякие потери в проводах и соединениях. В идеале получаем погрешность, не превышающую 3%. Но при измерении сопротивлений менее 0,01 Ома и выше 0,5 Ом погрешность возрастает поскольку калибровку устройства мы производили именно на этот диапазон, но и это, согласитесь, неплохо, с учетом того, что стоимость сборки не превышает 5-6 долларов.
Ну а на этом, пожалуй, пора заканчивать. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:

Ваш собственный миллиомметр | Hackaday

Нам всегда нравится делать вид, что провода идеальные. По большей части это приемлемо, но иногда вы действительно заботитесь об этих крошечных долях Ом. К сожалению, большинство счетчиков не могут считывать очень низкие значения. Есть уловки, которые можно использовать для достижения этой цели, например, измерение малых токов через устройство с известным напряжением. Однако удобнее иметь прибор для непосредственного считывания, и [Касьян ТВ] сделал именно это с удивительно низким числом деталей.

Все это построено из LM317, резистора и модуля вольтметра, вот и все. [Касьян] упоминает, что точность измерителя означает, что нижние цифры не имеют значения, но нам кажется, что есть и другие источники ошибок — например, нет способа обнулить сопротивление датчика, кроме как во время начальной калибровки.

Это не будет идеальным вариантом — вам лучше использовать 4-проводное измерение и способ обнуления закороченных пробников. Тем не менее, похоже, что он работает достаточно хорошо, и это простой, но полезный проект.

Наша любимая цитата:

Сам корпус распечатали на 3D-принтере. Получилось некрасиво и не аккуратно, но меня это особо не волнует.

Похоже, хороший способ подумать об этом.

Мы и раньше видели самодельные счетчики, но они были посложнее. Мы даже видели, как они сливаются вместе, и это нормально, если вам все равно.

srmarashi / Музыкальный-миллиомметр: Миллиомметр Музыкальный самодельный и DIY

• Почему именно GitHub? Особенности →
  • Обзор кода
  • Управление проектами
  • Интеграции
  • Действия
  • Пакеты
  • Безопасность
  • Управление командой
  • Хостинг
  • мобильный
  • Истории клиентов →
  • Безопасность →
• Команда
• Предприятие
• Проводить исследования
  • Изучить GitHub →

  Учитесь и вносите свой вклад

  • Темы
  • Коллекции
  • В тренде
  • Учебная лаборатория
  • Руководства с открытым исходным кодом

  Связаться с другими

jfitter / MilliOhmMeter: Прошивка для MilliOhm Meter

• Почему именно GitHub? Особенности →
  • Обзор кода
  • Управление проектами
  • Интеграции
  • Действия
  • Пакеты
  • Безопасность
  • Управление командой
  • Хостинг
  • мобильный
  • Истории клиентов →
  • Безопасность →
• Команда
• Предприятие
• Проводить исследования
  • Изучить GitHub →

  Учитесь и вносите свой вклад

  • Темы
  • Коллекции
  • В тренде
  • Учебная лаборатория
  • Руководства с открытым исходным кодом

  Связаться с другими

  • События
  • Форум сообщества

Цепь убийцы комаров с оконной ловушкой

В сообщении описывается простая противомоскитная сетка для поражения электрическим током или сетчатая цепь, которую можно легко построить и установить на домашнем окне для блокировки и уничтожения нашествия москитов. Идея была предложена г-ном Рамом.

 Vo = Iconst Rx (Rf / R1 + 1)