Миллиомметр схема – Миллиомметр своими руками — specable.ru

Миллиомметр своими руками

Приветствую, Самоделкины!
У большинства радиолюбителей при работе с источниками питания, очень часто возникает необходимость измерить сопротивление токовых шунтов, как самодельных, так и промышленных. А как известно обычным мультиметром даже хорошим и достаточно дорогим невозможно измерить сопротивление менее 0,1 Ома.

Произвести замеры сопротивления любого резистора возможно при помощи лабораторного источника питания, который имеет функцию ограничения тока, мультиметра и, думаю, всем хорошо знакомого дедушки Ома, вернее его закона.

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:

<center><div class="lazy lazy-hidden advv"><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:inline-block;width:336px;height:280px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="9935184599"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></div></center><center><div class="lazy lazy-hidden advv"><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:inline-block;width:336px;height:280px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="9935184599"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></div></center>

Источник

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

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. Предел измерений изменяется при помощи переключателя SA1. Диод, подключённый параллельно объекту измерения предохраняет мультиметр при включении приставки без измеряемого компонента. Особо следует заметить, что кнопка SB1 включается только исключительно на время проведения измерений. От себя добавил в схему светодиод с ограничивающим резистором номиналом 1,2 кОм для индикации включения («оживил» конструкцию).

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

Схемы измерительных приборов

elwo.ru

крепление инструмента в схеме миллиомметра своими руками, придуманной в качестве альтернативы самодельной приставке к мультимет

Всем привет! Сегодня в обзоре Зажимы Кельвина с Ebay. В любительской радиотехнике, часто необходимо измерять маленькие сопротивления, потому мечтал купить для этой цели Миллиомметр. Периодически задаю на Али и Ebay в поиск фразу «milliohm metеr», читаю найденные варианты и со вздохом ухожу от компьютера, т.к. цены на эти приборы не радуют, тем более во время кризиса, где и так с деньгами не «густо». Собственно требования к измерению маленьких сопротивлений у меня не высокие, мне не нужно измерять микроомы, или что-то подобное с точностью до 6 знака после запятой. Но иногда бывает необходимость измерить сопротивление контактов выключателя, подобрать шунт к амперметру, да и часто просто необходимо подобрать наиболее подходящий резистор из кучки подобных… Потому появилась идея сделать самостоятельно бюджетный измерительный прибор, способный измерять, достаточно точно, сопротивления в диапазоне от 0.001 Ома и до 2 Ом. Всем, кому интересно, прошу под Кат… Внимание: Много фото (трафик)!!!

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! )))

Все запчасти куплены за свои деньги, пунктом 18 тут даже не пахнет… Всем же «самоделкиным» и любителям читать обзоры в теме «Сделано руками», Добро пожаловать (Ласкаво просимо, қош келдіңіз)… Задавайте вопросы в комментариях, конструктивная критика приветствуется, орфографические ошибки указывайте в личку, постараюсь их исправить…

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

Измерение резистора 0.3 Ом ±1%

Измерение резистора 0.1 Ом ±5%

Измерение резистора 0.22 Ом ±5%

И наконец, измерение резистора 1 Ом ±5%

Как мы видим, все сопротивления резисторов уложились в нормы допусков, генератор стабильного тока работает нормально, ток примерно стабилен 100мА ±2% (я гонял подключенную микросхему в течении часа, тепловой дрейф незначительный)… Теперь нужно дождаться источник питания с Banggood и собирать все в корпус…
Я решил не ждать еще месяц доставки ИИП, и выложить обзор без фотографий готового прибора. Если Вас интересует тестировании двухканального независимого источника питания, то напишите в комментариях, я по приходу посылки протестирую и выложу отдельным обзором.

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

Всегда следил за моей работой практически неподкупный метролог и представитель отдела ОТК по кличке Фокс.

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!!! ))))

mysku.ru

«Миллиомметр Raptor 4K – приставка к мультиметру» заблокирована Миллиомметр Raptor 4K – приставка к мультиметру

Автор материала: Nusik1975 aka Андрей Бучнев

Понадобилось мне как-то изготовить шунт на 50 миллиОм. Но под рукой не оказалось прибора, чтобы измерить такое сопротивление. Имеющиеся в интернете схемы либо были сложны для повторения, либо это были 2-х проводные схемы, не обеспечивающие нужной точности измерений, либо нужно было подбирать какие-то детали. Ни одна из схем меня не устроила. Как и всегда, было принято решение разработать устройство самому.

Предлагаемая приставка имеет следующие особенности:

простота конструкции при минимуме деталей;
сборка доступна даже начинающему радиолюбителю;
дешевизна приставки;
диапазон измерений от 6 мОм до 3 Ом;
высокая достоверность измерений;
лёгкость настройки;
нет необходимости в пересчёте показаний мультиметра;
питание от порта USB.

Прибор выполнен как приставка к мультиметру. Он будет полезен при изготовлении шунтов, замере малых величин сопротивления. Им можно замерить сопротивление дорожек на печатной плате, отрезка медного провода и т.п.

Схема приставки:

Согласно расчёту, приставка позволяет измерять сопротивления от 6 миллиОм до 3 Ом. На практике были проверены резисторы от 1 миллиОм до 2,2 Ом.

Поскольку требовалось разработать измерительное устройство, а не показометр, его было необходимо проверить на более точном приборе, чтобы убедится в корректности измерений. В качестве эталонного миллиомметра был использован мультиметр Agilent 34410A, откалиброванный в соответствии с технологией производителя, в сервис-центре Keysight Technologies. Калибровка обеспечивает погрешность измерения, не превышающую 0.010% + 0.004% (показания + диапазон) на диапазоне до 100 Ом. С его помощью был протестирован магазин сопротивлений, которые потом были измерены данной приставкой. Тем самым точность приставки была проверена методом сравнения с эталоном.

По результатам тестирования выяснилось, что несмотря на высокое качество и достаточно малую погрешность мультиметра Agilent 34410A, его погрешности измерений (0.010% + 0.004%) недостаточно, чтобы определить абсолютную погрешность измерения приставки. Поэтому привожу результаты замеров разных резисторов, а вам оставляю возможность рассудить самостоятельно, достаточна ли точность приставки для ваших задач.

С результатами измерений вы можете ознакомиться в таблице:

В современных профессиональных мультиметрах используется 4-х проводная схема подключения измеряемой цепи, с применением зажимов Кельвина.

Такое включение позволяет с высокой точностью измерять малые сопротивления, поскольку компенсирует сопротивление проводов, щупов и сопротивление контакта щупа с измеряемой цепью. В отличие от 2-х проводной схемы, в результат измерения не вносятся значительные погрешности при измерении сопротивлений в единицы Ом, не говоря уже о миллиОмах.

Поэтому, при разработке было решено использовать именно 4-х проводную схему измерения. Для измерения сопротивления через резистор пропускается заранее известный фиксированный ток, установленный с максимально возможной точностью. Для этого используются 2 из 4 проводов. Двумя другими проводами производится измерение падения напряжения на резисторе. Схема соединения с использованием щупов Кельвина частично компенсирует сопротивление контакта щупов с исследуемой цепью. Для простоты преобразования Ом в Вольты, ток через измеряемый резистор был выбран 50 мА. При меньшем токе начинает появляться нежелательная погрешность, которая складывается из погрешности приставки и погрешности мультиметра.

Для подачи на измеряемый резистор фиксированной величины тока, используется схема драйвера тока. Она состоит из: источника опорного напряжения на микросхеме MCP1525, операционного усилителя AD8541 и транзистора VT1. С помощью подстроечного резистора R2 устанавливается требуемый ток драйвера. Так как при измерении малых сопротивлений падение напряжения на измеряемом резисторе мало, был использован усилитель токового шунта на микросхеме MAX4372T. Он позволяет усилить напряжение на его входе ровно в 20 раз. К нему и подключается мультиметр в режиме вольтметра или милливольтметра. При отсутствии измеряемого резистора и подключенном питании на выходе приставки присутствует напряжение около 4,5-5 вольт.

Все компоненты приставки, за исключением подстроечного резистора R2, резистора R3 и разъёма mini-USB, размещены на одной стороне платы. Обратная сторона используется как экран. В местах сверловки под выводы R2 и R3, выводах на щупы и на мультиметр, отверстия раззенкованы с обратной стороны, для предотвращения короткого замыкания с экраном. По периметру платы просверлены отверстия, через которые земляной полигон соединяется с противоположной стороной. Резистор R3 убран в ПВХ трубочку.

Резистор R2 выбран многооборотный, типа СП5-2, но можно ограничиться и обычным подстроечным резистором.

Настройка устройства сводится лишь к тому, чтобы подстроечным резистором выставить ток 50 мА. Для этого к входам приставки C+ и C- подключается мультиметр в режиме измерения постоянного тока и на USB разъём подаётся питание. Поворачивая движок подстроечного резистора, выставляем ток 50 мА. Желательно выставить ток как можно точнее, поскольку некорректное выставление тока драйвера будет вводить погрешность в формулу пересчёта сопротивления в напряжение. Советую даже при возможности использовать более точный мультиметр. Настройка закончена.

Формула пересчёта

Согласно закону Ома, R=U/I. Ток нам заранее известен- 50мА. Заранее известен коэффициент усиления MAX4372T, он равен 20. А поскольку 20*0.05А=1, то на каждый измеренный приставкой Ом приходится 1В напряжения, измеренный мультиметром.

Считывание показаний с мультиметра производится следующим образом. Если мультиметр находится в режиме вольтметра, то показания на его дисплее будут в Омах. Если мультиметр в режиме милливольтметра, то показания в миллиОмах. Ничего умножать, делить, вычитать, компенсировать, сбрасывать ноль, и т.п., как в ряде других конструкций, не нужно. Здесь проявляется главное удобство работы с данной приставкой. Если на мультиметре есть режим измерения милливольт, и он, к примеру, имеет предел 400 mV, то в этом режиме мультиметра мы можем измерить резисторы до 400 мОм. Резисторы больше этого номинала следует измерять уже на режиме вольтметра, и показания будут в Омах.

Сборка приставки

Корпус был выбран стандартный, из линейки Gainta, модель G431.

Печатная плата с односторонним монтажом, для упрощения изготовления. Однако, применён двусторонне фольгированный текстолит. С другой стороны платы он служит экраном. Для соединения его с земляным полигоном, по периметру платы просверлены отверстия, и в них пропущен монтажный провод, пропаянный с обеих сторон. При изготовлении печатной платы я заклеиваю скотчем фольгу на противоположной стороне, и она не стравливается в растворе. Мини-USB разъём выполнен на своей маленькой плате, на обратной стороне которой также находится фольга. Эта платка вместе с напаянным на неё разъёмом паяется встык к основной плате. Питание с разъёма подается на основную плату посредством небольшого отрезка монтажного провода. Разводку платы сначала делал под установку разъёма, но затем разъём был вынесен отдельно. В архиве в одном файле 2 платы: основная и платка для разъёма mini-USB. Крепление платы в корпусе производится двумя саморезами по диагонали.

Проводники от зажимов до приставки были выполнены экранированным проводом МГТФ-Э 0.12, но можно использовать любой экранированный провод. Главное, чтобы каждый из 4 проводов был в своём экране, для исключения влияния наводок. Зажимы Кельвина приобретались на широко известно китайском ресурсе, стоимость их небольшая. Каждый провод от приставки припаивается к своей губке зажима, а экраны припаиваются к земляному полигону платы. Экраны проводов со стороны зажимов никуда не подключаются. Провода от зажимов до приставки уложены попарно в свои термоусадочные трубки.

Так как при замере малых сопротивлений счёт идёт на милливольты, проводники от приставки до мультиметра также были выполнены проводом МГТФ-Э 0.12. Они уложены внутрь термоусадочной трубки, и лишь на конце разветвляются. Для подключения приставки к мультиметру в запасах были найдены советские штыревые разъёмы с подпружиненным штырём. Пришлось их немного модифицировать, отрезав резьбовую часть. Можно также использовать широко распространённые banana-plug (бананы).

Питание приставки должно быть в диапазоне 4.5-5.5В. Рекомендуется запитка от 5 вольт ровно. Источник питания должен обеспечивать ток не менее 0.1А. Можно, к примеру, использовать USB порт компьютера. Если будет использоваться какое-либо зарядное устройство для портативной техники, обязательно проверьте его выходное напряжение. Оно не должно быть выше 5,5 вольт.

Обзор и тестирование миллиомметра в ролике:

Авторы устройства:

Nusik1975 aka Андрей Бучнев

Shodan aka Андрей Быканов

Тула, 2017 год.

misrv.com

Миллиомметр — приставка к мультиметру

Измерительная техника

Главная Радиолюбителю Измерительная техника

Приставка совместно с цифровым мультиметром серий М-83х, DT-83x позволяет проводить измерения малых активных сопротивлений с дискретностью 0,001 Ом. Как и предыдущие приставки, разработанные автором, она питается от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра.

Известно, что мультиметры серий М-83х, DT-83x обладают малой погрешностью измерения напряжения постоянного тока. Причём эту погрешность всегда можно минимизировать, откалибровав прибор подстройкой образцового напряжения (100 мВ). Поэтому, по мнению автора, разработка и повторение приставок для мультиметра, преобразующих ту или иную измеряемую величину в постоянное напряжение на его входе «VΩmA», могут представлять интерес для определённой части радиолюбителей как с финансовой точки зрения, так и с творческой. При доступности элементной базы и её стоимости из таких приставок можно собрать неплохой измерительный комплекс для домашней лаборатории, не прибегая к покупке дорогих измерительных приборов, причём зачастую с погрешностью измерений, приближающейся к погрешности самого мультиметра. Очередная такая приставка — миллиомметр — представлена ниже. Она позволяет измерять малые активные сопротивления резисторов, что особенно важно при их самостоятельном изготовлении из отрезков проводов с высоким удельным сопротивлением, например, для различных шунтов.

Основные технические характеристики

Интервал измерения, Ом …………..0,001…1,999

Погрешность измерения сопротивления в интервале 0,2…1,999 Ом, %, не более * ……………………..2

Напряжение питания, В …………3

Ток потребления, мА, не более …………………..2,5

__________
* Погрешность измерения тщательно налаженного устройства в указанном выше интервале практически сводится к погрешности мультиметра в режиме измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ через 5…10 мин после включения приставки при замкнутых измерительных зажимах.

Существуют два простых способа измерения низкоомных резисторов. Первый — подавать через измеряемый резистор небольшой ток (единицы мА) с последующим усилением падения напряжения на измеряемом резисторе. Однако это потребует применения в усилителе постоянного тока дорогостоящих и не всем доступных прецизионных ОУ с малым напряжением смещения нуля и его уходом от изменения температуры. Второй — более простой и менее затратный — подавать больший ток (например, 100 мА) и непосредственно измерять падение напряжения на резисторе. В случае наличия соответствующего источника постоянного тока (ИТ) так и поступают. На первый взгляд, при питании миллиомметра от АЦП мультиметра такой возможности нет. Но существует ещё и импульсный метод, когда ток от ИТ для измерения подают короткими во времени импульсами по отношению к их периоду. При этом средний ток измерения, как известно, снижается пропорционально скважности импульсной последовательности.

Этот метод, как и в некоторых предыдущих разработках, например [1, 2], использован для измерения малых сопротивлений.

Схема приставки приведена на рис. 1. Рассмотрим работу приставки при подключённом к зажимам ХТ3, ХТ4 измеряемом резисторе R_x.

Рис. 1. Схема приставки

На логическом элементе DD1.1 — триггере Шмитта (ТШ), элементах VD1, C1, R1, R2 собран генератор импульсов. Период повторения импульсов — 150…160 мкс, пауза — 3…4 мкс. При указанном на схеме включении диода VD1 генератор потребляет минимальный ток, что связано с особенностью разного потребления тока ТШ при его переходе из состояния логического нуля в логическую единицу и обратно [3]. Когда напряжение на входе уменьшается от высокого уровня к низкому (на выходе уровень логического нуля), сквозной ток через выходные транзисторы ТШ в 2…4 раза больше, чем в обратном случае. Эта особенность, по наблюдениям автора, проявляется во всех ТШ буферизированной логики КМОП. Поэтому, если время разрядки конденсатора С1 сократить введением цепи VD1R2, средний ток потребления генератором импульсов при питании 3 В для серии 74НС будет равен 0,2 мА вместо 0,5…0,8 мА. Элементы DD1.2 и DD1.3 — инверторы, на выходе которых длительность импульсов равна 3…4 мкс, а пауза — 150…160 мкс. Они включены параллельно для повышения нагрузочной способности.

На транзисторе VT1 собран источник тока. Диод VD2 — термокомпенсирующий. Ток ИТ задан равным 100 мА. При таком токе на резисторе сопротивлением 2 Ом падение напряжения равно 200 мВ, что соответствует пределу измерения в мультиметре «200 mV». ИТ задаёт ток для измерения только при появлении паузы на выходе генератора импульсов на DD1.1, когда резистор R4 на время 3…4 мкс через этот выход подключён к общему проводу. «Ускоряющий» конденсатор С2 уменьшает время переключения транзистора VT1 для получения на измеряемом резисторе Rx прямоугольных импульсов. Инвертированные импульсы с выходов элементов DD1.2, DD1.3 поступают на затвор полевого транзистора VT2, включённого как синхронный детектор. На время действия импульса ток от ИТ проходит через измеряемый резистор, создавая на нём падение напряжения, которое через открытый транзистор VT2 синхронного детектора поступает на «запоминающий» конденсатор С4, заряжая его до падения напряжения на резисторе. Напряжение с конденсатора через клеммы XP2, XP3 поступает на вход «VΩmA» для измерения. По окончании импульса оба транзистора закрываются на время 150…160 мкс до появления следующего. Сглаживающий конденсатор С3 ёмкостью 220 мкФ устраняет в линии питания импульсный характер тока потребления приставкой, поддерживая его на уровне около 2,5 мА для встроенного стабилизатора напряжения +3 В АЦП мультиметра. Этот ток нетрудно определить, учитывая, что скважность импульсов на выходе инверторов DD1.2, DD1.3 равна 40…50 (100 мА/ (40…50)).

Узел на полевом транзисторе VT3 и элементах R8, C5 служит для ограничения тока зарядки конденсатора С3 от стабилизатора напряжения АЦП на уровне не более 3 мА с момента подачи питания в течение 5 с. При подаче питания напряжение на конденсаторе С5 начинает расти за счёт протекания зарядного тока через резистор R8. Когда оно достигнет порогового для транзистора VT3, последний начинает плавно открываться, обеспечивая ток зарядки конденсатора С3 на безопасном для стабилизатора АЦП уровне. Резистор R7 и диод VD3 обеспечивают разрядку конденсатора С5 после отключения питания.

Приставка собрана на плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж печатной платы и расположение на ней элементов показаны на рис. 2. Фотография собранной приставки представлена на рис. 3.

Рис. 2. Чертёж печатной платы и расположение на ней элементов

Рис. 3. Фотография собранной приставки

Конденсаторы, резисторы и диоды — поверхностно монтируемые. Конденсаторы С1, С2, С4 — керамические типоразмера 1206, С3, С5 — танталовые типоразмеров С и В. Все резисторы — 1206. Немного подробнее следует сказать о транзисторе 2SA1286 (VT1) [4]. Он заменим, например, 2SA1282, 2SA1282А с коэффициентом передачи тока h_21Э не менее 500 (дополнительный индекс G) [5]. Возможна замена и на другие аналогичные с меньшим h_21Э(до 300), при этом сопротивление резистора R4 следует уменьшить до 1,8…2 кОм. Главное — проверить в документации или экспериментально, чтобы пологая часть выходной характеристики транзистора при токе коллектора I_к 100 мА начиналась с напряжения U_кэ не более 0,5 В. В противном случае на указанную погрешность измерения рассчитывать не придётся — она может быть существенно больше. Полевой транзистор IRLML2402 (VT2) заменим, например, FDV303N, а IRLML6302 (VT3) — BSS84. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение транзисторов, сопротивление открытого канала и входная ёмкость (Ciss) должны быть сопоставимы заменяемым.

Штырь ХР1 «NPNc» — подходящий от разъёма или отрезок лужёного провода подходящего диаметра. Отверстие под него в плате сверлят «по месту» после установки штырей ХР2, ХР3. Штыри ХР2 «VΩmA» и ХР3 «СОМ» — от щупов для мультиметра. Неразъёмные соединения XT 1, XT2 — лужёные пустотелые медные заклёпки, пропаянные с предназначенными для них контактными площадками на печатной плате. В заклёпки вставлены и пропаяны облуженные концы гибкого провода МГШВ сечением 0,5…0,75 мм², заканчивающиеся зажимами XT3, XT4 типа «крокодил». Длина каждого провода — 10…12 см. Нижние внутренние поверхности «пасти» зажимов облуживают. Концы проводов, идущих к ним, облуживают, затем протаскивают в нижние «пасти» зажимов и припаивают. Припой следует нанести с излишком, который затем опиливают надфилем до уровня зубьев «крокодила», как показано на фотографии рис. 4.

Рис. 4. Зажимы с припоем

Приставка требует налаживания. При работе с ней переключатель рода работ мультиметра устанавливают в положение измерения постоянного напряжения на пределе «200 mV». Показания с учётом высвечиваемой запятой следует делить на 100. Перед подключением приставки к мультиметру следует проконтролировать потребляемый ею ток от другого источника питания напряжением 3 В, имеющего защиту по току, чтобы не вывести из строя встроенный маломощный стабилизатор напряжения питания АЦП в случае неисправности какого-либо элемента или случайного замыкания токоведущих дорожек платы.

Подключите приставку к мультиметру и замкните зажимы XT3, XT4, «закусив» их «пасти» с напаянными площадками друг на друга. Дайте установиться тепловому режиму транзистора VT1 в течение 5…10 мин. Несмотря на то что корпус транзистора холодный на ощупь, кристалл внутри корпуса даже от коротких импульсов тока 100 мА за это время нагреется и его температура стабилизируется. Для облегчения налаживания резисторы R3 и R6 на плате составлены из двух, соединённых параллельно. На рис. 2 они обозначены как R3’, R3” и R6’, R6”. Через 5…10 мин подберите резистор R6’ так, чтобы показания индикатора мультиметра оказались в интервале 0.+0,5 мВ, а затем подбором дополнительного резистора R6” большего сопротивления установите «чистый» ноль (±0 мВ). Далее, подключив к зажимам XT3, XT4 заведомо измеренный резистор R_x, например, 1 Ом, резисторами R3’ и R3” установите соответствующие показания на индикаторе мультиметра. Для уменьшения погрешности измерений указанные операции следует повторить до получения нужного результата. На рис. 5 показана фотография приставки с мультиметром при измерении проволочного резистора С5-16МВ мощностью 2 Вт с номинальным сопротивлением 0,33 Ом и допуском ±5 %.

Рис. 5. фотография приставки с мультиметром

При изменении печатной платы свободные входы элементов микросхемы DD1 следует соединить с плюсовой линией питания или с общим проводом.

Чертёж печатной платы в формате Sprint LayOut 5.0 можно скачать здесь.

Литература

1. Глибин С. Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру. — Радио, 2011, № 8, с. 19, 20.

2. Глибин С. Замена микросхемы 74АС132 в измерителе ЭПС. — Радио, 2013, № 8, с. 24.

3. 74HC14, 74HCT14. Hex inverting Schmitt trigger. — URL: http://www.nxp.com/ documents/data_sheet/74HC_HCT14.pdf (6.04.15).

4. 2SA1286. — URL: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets2/14/ 147003_1.pdf (6.04.15).

5. 2SA1282, 2SA1282A. — URL: http://pdf. datasheetcatalog.com/datasheets2/16/ 163185_2.pdf (6.04.15).

Автор: С. Глибин, г. Москва

Дата публикации: 29.10.2015

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».

www.kondratev-v.ru

cxema.org — Простой миллиомметр своими руками

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

< Назад
Вперёд >

vip-cxema.org

Миллиомметр схема – Миллиомметр своими руками