Меню

Схема измерения малых токов мультиметром

Как проводить измерения электронным тестером (мультиметром)

Домашнему мастеру периодически необходимо провести измерения параметров цепей. Проверить какое напряжение на данный момент в сети, не перетерся ли кабель и т.д. Для этих целей есть небольшие приборы — мультиметры. При небольших размерах и стоимости они позволяют измерить различные электрические параметры. О том как пользоваться мультиметром и поговорим дальше.

Внешнее строение и функции

В последнее время специалисты и радиолюбители в основном пользуются электронными моделями мультиметров. Это не значит, что стрелочные совсем не используются. Они незаменимы когда из-за сильных помех электронные просто не работают. Но в большинстве случаев дело имеем именно с цифровыми моделями.

Есть разные модификации этих измерительных приборов с разной точностью измерений, разным функционалом. Есть автоматические мультиметры, в которых переключатель имеет всего несколько положений — им выбирают характер измерения (напряжение, сопротивление, сила тока) а пределы измерения прибор выбирает сам. Есть модели, которые могут быть связаны с компьютером. Данные измерений они передают сразу на компьютер, где их можно сохранить.

Автоматические мультиметры на шкале имеют только виды измерений

Автоматические мультиметры на шкале имеют только виды измерений

Но большинство домашних мастеров пользуются недорогими моделями среднего класса точности (с разрядностью 3,5, которая обеспечивает точность показаний в 1%). Это распространенные мультиметры dt 830, 831, 832, 833. 834 и т.д. Последняя цифра показывает «свежесть» модификации. Более поздние модели имеют более широкий функционал, но для домашнего применения эти новые возможности некритичны. Работа со всеми этими моделями мало чем отличается, так что будем говорить в общем о приемах и порядке действий.

Строение электронного мультиметра

Перед тем как пользоваться мультиметром, изучим его строение. Электронные модели имеют небольшой жидкокристаллический экран, на котором отображаются результаты измерений. Ниже экрана имеется переключатель диапазонов. Он вращается вокруг своей оси. Той частью, на которой нанесена красная точка или стрелка, он указывает на текущий тип и диапазон измерений. Вокруг переключателя нанесены метки, по которым выставляется тип измерений и их диапазон.

Общее устройство мультиметра

Общее устройство мультиметра

Ниже на корпусе имеются гнезда для подключения щупов. В зависимости от модели гнезд бывает два или три, щупов всегда два. Один положительный (красного цвета), второй отрицательный — черного. Черный щуп всегда подключается к разъему, подписанному «COM» или COMMON или который имеет обозначение как «земля». Красный — в одно из свободных гнезд. Если разъемов всегда два, проблем не возникает, если гнезд три, надо в инструкции прочесть, при каких измерениях в какое гнездо вставлять «плюсовой» щуп. В большинстве случаев красный щуп подключают в среднее гнездо. Так проводится большая часть измерений. Верхний разъем необходим, если измерять собрались ток до 10 А (если больше, то тоже в среднее гнездо).

Куда подключать щупы мультиметра

Куда подключать щупы мультиметра

Есть модели тестеров, в которых гнезда расположены не справа, а внизу (например, мультиметр Ресанта DT 181 или Hama 00081700 EM393 на фото). Разницы при подключении в этом случае нет: черный на гнездо с надписью «COM», а красный по ситуации — при измерении токов до от 200 мА до 10 А — в крайнее правое гнездо, во всех других ситуациях — в среднее.

Гнезда для подключения щупов на мультиметрах могут располагаться снизу

Гнезда для подключения щупов на мультиметрах могут располагаться снизу

Есть модели с четырьмя разъемами. В этом случае два гнезда для измерения тока — одно для микротоков (менее 200 мА), второе для силы тока от 200 мА до 10 А. Уяснив что и для чего имеется в приборе, можно начинать разбираться как пользоваться мультиметром.

Положение переключателя

Режим измерений зависит от того, в каком положении находится переключатель. На одном из его концов есть точка, она обычно подкрашена белым или красным цветом. Вот этот конец и указывает на текущий режим работы. В некоторых моделях переключатель сделан в виде усеченного конуса или имеет один край заостренный. Этот острый край тоже является указателем. Чтобы работать было проще, можно на этот указывающий край нанести яркую краску. Это может быть лак для ногтей или какая-то стойкая к истиранию краска.

Положение переключателя диапазонов измерений на мультиметре

Положение переключателя диапазонов измерений на мультиметре

Поворотом этого переключателя вы изменяете режим работы прибора. Если он стоит вертикально вверх, прибор выключен. Кроме этого есть следующие положения:

  • V с волнистой чертой или ACV (справа от положения «выключено»)- режим измерения переменного напряжения;
  • A с прямой чертой — измерение постоянного тока;
  • A с волнистой чертой — определение переменного тока (этот режим есть не на всех мультиметрах, на представленных выше фото его нет);
  • V с прямой чертой или надпись DCV (слева от положения выключено) — для измерения постоянного напряжения;
  • Ω — измерение сопротивлений.

Также есть положения для определения коэффициента усиления транзисторов и определения полярности диодов. Могут быть и другие, но их назначение надо искать в инструкции к конкретному прибору.

Измерения

Пользование электронным тестером удобно тем, что не надо искать нужную шкалу, считать деления, определяя показания. Они высветятся на экране с точностью до двух знаков после запятой. Если измеряемая величина имеет полярность, то отобразится и знак «минус». Если минуса нет, значение измерения положительное.

Как измерить сопротивление мультиметром

Для измерения сопротивления переводим переключатель в зону обозначенную буквой Ω. Выбираем любой из диапазонов. Один щуп прикладываем к одному входу, второй — к другому. Те цифры, которые высветятся на дисплее и есть сопротивление измеряемого вами элемента.

Как пользоваться мультиметром для измерения сопротивления

Как пользоваться мультиметром для измерения сопротивления

Иногда на экране отображаются не цифры. Если «выскочил» 0, значит надо изменить диапазон измерений на меньший. Если высветились слова «ol» или «over», стоит «1», диапазон слишком мал и его надо увеличить. Вот и все хитрости измерения сопротивления мультиметром.

Как измерить силу тока

Чтобы выбрать режим измерения необходимо сначала определиться ток постоянный или переменный. С измерением параметров переменного тока могут быть проблемы — этот режим есть далеко не на всех моделях. Но порядок действий вне зависимости от типа тока одинаков — меняется только положение переключателя.

Постоянный ток

Итак, определившись с типом тока, выставляем переключатель. Далее надо решить, в какое гнездо подключать красный щуп. Если даже приблизительно не знаете какие значения стоит ожидать, чтобы случайно не спалить прибор, лучше сначала установить щуп в верхнее (крайнее левое в других моделях) гнездо, которое подписано «10 А». Если показания будут небольшими — менее 200 мА, переставите щуп в среднее положение.

Точно также дело обстоит и с выбором диапазона измерений: сначала выставляете самый максимальный диапазон, если он оказывается слишком большим, переключаете на следующий меньший. Так до тех пор, пока не увидите показания.

Как подключать мультиметр для измерения постоянного тока

Как подключать мультиметр для измерения постоянного тока

Для измерения силы тока прибор должен включаться в разрыв цепи. Схема подключения дана на рисунке. В данном случае важно красный щуп устанавливать на «+» источника питания и черным касаться следующего элемента цепи. Не забывайте при измерении, что питание в есть, работайте аккуратно. Не касайтесь руками неизолированных концов щупа или элементов цепи.

Переменный ток

Испробовать режим измерения переменного тока можно на любой нагрузке, подключенной к бытовой электросети и определить таким образом потребляемый ток. Так как и в данном режиме прибор необходимо включать в разрыв цепи, с этим могут возникнуть сложности. Можно, как на фото ниже сделать специальный шнур для измерений. На одном конце шнура вилка, на другом — розетка, один из проводов разрезать, на концы прикрепить два разъема WAGO. Они хороши тем, что позволяют также зажать щупы. После того, как измерительная схема собрана, приступаем к измерениям.

Читайте также:  Единицы измерения тока погрешность

Измерение переменного тока электронным мультиметром

Измерение переменного тока электронным мультиметром

Переводите переключатель в положение «переменный ток», выбирайте предел измерения. Учтите, что превышение пределов может вывести прибор из строя. В лучшем случае сгорит плавкий предохранитель, в худшем — повредится «начинка». Потому действуем по предложенной выше схеме: сначала ставим максимальный предел, потом постепенно уменьшаем. (не забываем про перестановку щупов в гнездах).

Схема измерения переменного тока

Схема измерения переменного тока

Теперь все готово. Сначала к розетке подключаем нагрузку. Можно настольную лампу. Вилку вставляем в сеть. На экране появляются цифры. Это и будет потребляемый лампой ток. Таким же образом можно измерить потребляемый ток для любого устройства.

Измерение напряжения

Напряжение также бывает переменным или постоянным, соответственно, выбираем требуемое положение. Подход к выбору диапазона тут такой же: если не знаете чего надо ожидать, ставите максимальный, постепенно переключая на меньшую шкалу. Не забывайте проверять правильно ли подключены щупы, в те ли гнезда.

В данном случае измерительный прибор подключается параллельно. Для примера можно измерить напряжение аккумулятора или обычной батарейки. Выставляем переключатель в положение режим измерения постоянного напряжения, так как ожидаемое значение знаем, выбираем подходящую шкалу. Далее щупами касаемся батарейки с двух сторон. Цифры на экране и будут тем напряжением, которое выдает этот элемент питания.

Как пользоваться мультиметром для измерения напряжения

Как пользоваться мультиметром для измерения напряжения

Как пользоваться мультиметром для измерения переменного напряжения? Да точно также. Только правильно выбрать предел измерений.

Прозвонка проводов с помощью мультиметра

Эта операция позволяет проверить целостность проводов. На шкале находим знак прозвонки — схематическое изображение звука (смотрите на фото, но там режим двойной, а может быть только знак прозвонки). Такое изображение выбрано потому, что если провод целый, прибор издает звук.

Режим прозвонки на шкале измерений мультиметра

Режим прозвонки на шкале измерений мультиметра

Ставим переключатель в нужное положение, щупы подключены как обычно — в нижнее и среднее гнездо. Прикасаемся одним щупом к одному краю проводника, другим — к другому. Если слышим звук, провод целый. В общем, как видите, пользоваться мультиметром несложно. Все легко запомнить.

Источник

Как измерить силу тока мультиметром

На приборах сила тока, которую они могут выдержать, указывается редко. Основными считаются напряжение и потребляемая мощность. Но в некоторых случаях без определения этой характеристики не обойтись. Мы расскажем, как измерить силу тока мультиметром и как можно использовать полученные данные.

Для чего измерять силу тока

Измерение силы тока в электротехнике проводится реже, чем напряжения или сопротивления. Но она необходима:

  • Для определения фактической мощности электроприбора P. Зная напряжение источника U и применив формулу Р=UxI, можно получить значение работы в ваттах.
  • Для проверки цепей или отдельных устройств на соответствие данной нагрузке. Если она слишком большая, возможен перегрев проводников и выход приборов из строя.
  • Для поиска утечки тока в аккумуляторе. Зачастую автовладельцы обнаруживают, что он разрядился при отсутствии нагрузки в гараже или на стоянке. Простая проверка помогает найти активных потребителей и отключить их, тем самым решить проблему.
  • Для расчета необходимой емкости источника. Например, при измерении светодиодной лампы установлено, что сила тока потребления равна 20 мА, а батарейка при данном сопротивлении нагрузки может обеспечить 900 мА. Тогда тока источника хватит на 45 часов работы светодиода.
  • Для поиска неисправностей при ремонте бытовой техники. Какие-либо отклонения в потреблении тока в меньшую сторону будут свидетельствовать о наличии неработающих участков.

В электротехнике или радиотехнике сила тока не менее важна, чем напряжение. Для ее определения в профессиональной работе раньше использовались амперметры. С появлением универсальных мультиметров эти исследования стали значительно проще и доступнее.

Особенности измерений

Если представить, что электрический ток — это текущая по трубе вода, а напряжение — действующий напор, то многие понятия и формулы становятся понятными. Когда труба перекрыта, то напор есть, а воды нет. Пока не появится потребитель, то есть нагрузка, он не потечет. А сопротивление — это подводные камни в русле, мешающие свободному прохождению потока, но заставляющие его работать.

Сила тока в физическом понимании — это количество заряженных частиц, протекающих в единицу времени через определенную точку системы. Измеряется она в амперах А или миллиамперах мА.

Измерения проводятся с помощью амперметров, а также бытовых или профессиональных мультиметров. Цифровые измерители просты и удобны в работе. Они позволяют установить не только силу тока и напряжение, но и другие характеристики — сопротивление, емкость конденсаторов, частоту переменного тока и т.д. Опасной для человека считается сила тока, превышающая 15 мА, при которой происходит спазм мышц. А удар в 100 мА — это практически всегда смертельный исход. Поэтому все работы, связанные с сетями под напряжением, должны производиться строго с соблюдением техники безопасности.

Алгоритм измерения силы тока мультиметром

Универсальные тестеры с питанием от батареек помогут быстро и точно определить нужные параметры цепи. Порядок стандартных действий:

  • выставляется нужный режим;
  • щупы подключаются к разъемам на измерительном приборе;
  • мультиметр встраивается в цепь;
  • после подключения источника питания снимаются показания.

Главное условие — обязательно должна присутствовать нагрузка, которая собственно и определяет значение силы тока. Это могут быть любые электроприборы с сопротивлением больше 0.

Выбор режима

На корпусе мультиметра расположен переключатель, который нужно перевести в сектор для измерения силы тока. Постоянный ток можно исследовать практически на всех мультиметрах. На шкале для него есть обозначения — А с прямой чертой и 3 пунктирами под ней, DCA и/или значок 10А. Профессиональными приборами можно измерять силу тока до 20 А.

Если параметры тока неизвестны, рекомендуется устанавливать переключатель на максимальный диапазон. Так вы убережете прибор от короткого замыкания и порчи. Затем, когда порядок величины будет установлен, ручку можно повернуть в другую позицию для получения более точных данных.

В некоторых моделях не предусмотрено измерение переменного тока. Но покупать другой мультиметр совсем необязательно. В этом случае можно использовать различные приспособления, например, готовые или самодельные резисторы. Их сопротивлением должно соответствовать 1 Ом. Тогда согласно закону Ома I=U/R снимаемое напряжение численно будет равно силе тока на данном участке цепи.

Также используется метод с выпрямлением диодным мостом. На вход подается переменный ток, а на выходе он постоянный. Затем можно проводить измерения своим мультиметром.

Подключение щупов

Щупы, прилагаемые к мультиметру, изготовлены в разных цветах — черный «минусовый» и красный для нагрузки. Они вставляются в гнезда на корпусе:

  • черный в СОМ;
  • красный в VΩmA или 10А.

Рекомендуется устанавливать проводники в разъемы с заведомо большим диапазоном, то есть сразу в 10 А. Особенно это важно, если верхний предел величины точно не известен. Измеряемый ток будет сначала определяться грубо, а при необходимости переключатель можно перевести в более тонкий регистр.

Измерение

Мультиметр для определения силы тока всегда подключается в цепь последовательно с нагрузкой или в разрыв. В качестве источника питания можно использовать бытовую электросеть или блок питания. По правилам электробезопасности сначала необходимо собрать всю систему, а затем подключить электричество.

Если на дисплее мультиметра высветились нули, значит, произошел обрыв и проводимость отсутствует. Иногда это показывает, что предел измерений установлен высоковато. В последнем случае нужно отключить питание и перенастроить мультиметр в соответствии с ожидаемой величиной, то есть переставить в другой разъем красный щуп и выставить более низкий предел измерений.

Читайте также:  Волки лайк а токи

Переменный ток

В большинстве сетей — бытовых или промышленного назначения — протекает переменный ток. Он гораздо легче трансформируется и меньше теряет при передаче на дальние расстояния, чем постоянный.

При измерении напряжения или сопротивления мультиметр подключается параллельно нагрузке, но для определения силы тестер нужно встроить в разрыв цепи. В этом заключается определенная сложность. Но не обязательно резать провода. Можно использовать разборные разъемы. Например, специальную пару проводников со штырьками на одном конце и с «крокодилами» на другом. Штырьки вставляются в розетку, а «крокодилами» замыкают цепь на клеммах или вилке.

Самодельные приспособления также удобны. Если приходится проводить много измерений, то без них не обойтись. На рисунке вы видите устройство, которое поможет в работе без всякой опасности получить удар током.

Важно распределить правильно все проводники: фаза подключается к контакту одной розетки, ноль — к другой, между остальными устанавливается перемычка. Чтобы измерить силу тока, нагрузка подключается к первой розетке, а мультиметр ко второй. При подаче питания в замкнутой цепи легко определить силу тока.

Не разрывая проводника можно провести измерения с помощью токовых клещей. Они предназначены для работы как с переменным, так и постоянным током. Прибор внешне похожи на мультиметр с двумя круглыми зажимами. Между ними помещается исследуемый провод. Принцип установки режимов и диапазона аналогичен мультитестеру.

Постоянный ток

Источники такого тока — это аккумуляторы, блоки питания, генераторы и батареи. Поскольку отсутствует пульсация, «плюс» и «минус» всегда постоянны.

Постоянный ток при низком напряжении менее опасный, чем переменный. Он не вызывает патологических изменений в организме при разряде до 500 В, но свыше уже становится гораздо разрушительнее постоянного. В любом случае при работе с электричеством необходимо быть очень осторожным. Даже банальная батарейка в 9 В при определенных условиях может выдать достаточно травмирующий ток.

Измерение силы постоянного тока производится также в разрыве цепи. Допускается напрямую без нагрузки подключать к мультиметру батарейки с малой емкостью, но снимать показания нужно очень быстро, чтобы не вывести тестер из строя. При этом переключатель выставляется на максимум, а красный щуп помещается в разъем на 10 А.

Определение утечек

Иногда даже после небольшого простоя автомобильная аккумуляторная батарея отказывается давать необходимый заряд для запуска двигателя. В связи с этим владельцев авто интересует, как измерить силу тока аккумулятора мультиметром и откуда появилась утечка.

Аккумулятор — это источник постоянного тока с достаточно большой емкостью. Электроэнергия производится в нем в результате химических реакций, а после разрядки батарея вновь может восполнить нехватку тока от зарядного устройства.

Существует норма утечки тока в системе автомобиля, которая не превышает 30-50 мА. Но даже зимой это не должно стать причиной разрядки аккумулятора. Во время стоянки электроэнергия тратится на работу автомобильных гаджетов — сигнализации, часах, аудиосистемы, навигации и т.д. Энергопотребление их мало — не более нескольких десятков миллиампер.

Критические утечки, которые приводят к разрядке батареи, возникают из-за дополнительных потребителей или короткого замыкания в цепи. Определить их можно с помощью мультиметра:

  1. Отключить все устройства, потребляющие энергию. Выключить зажигание и вынуть из замка ключ.
  2. Установить режим измерения постоянной силы тока на 10 А.
  3. Устроить в цепи разрыв — «минус» аккумулятора подключить к разъему СОМ мультиметра, красный щуп соединить с помощью крокодила с бортовой сетью автомобиля.

В таком состоянии утечек, свыше допустимых 30-50 мА, быть не должно. Но если они присутствуют, придется искать причину. Нештатные потребители могут быть среди установленных самостоятельно устройств — магнитолы, противотуманных фар, подогрева сиденья, сигнализации и т.д.

Чтобы точно определить, что именно из этого является «виновником» энергопотерь, каждый вид оборудования нужно отсоединить от цепи и повторить испытания.

Часто расположенные вблизи движущихся частей автомобиля провода перетираются, что может стать причиной короткого замыкания. Поэтому все электрические коммуникации обследуются на наличие повреждений и изолируются.

Если же и после этих мероприятий добиться устранения утечки не удалось, проверка проводится при отключенных предохранителях и реле. Причины также могут крыться в неисправном генераторе или стартере.

Как измерить силу тока мультиметром в розетке

На такой вопрос есть единственно правильный ответ — это невозможно. В розетке присутствует только напряжение на контактах. Ток появится лишь после подключения нагрузки — лампочки или электроприбора.

Если напрямую подключить мультиметр к розетке, при соединении фазы и 0 в цепи произойдет короткое замыкание, поскольку сопротивление ничтожно мало. В лучшем случае сгорит предохранитель и выйдет из строя сам мультитестер, но последствия могут быть гораздо хуже.

Автоматическая защита домовой сети отреагирует отключением электропитания. Свет погаснет везде, а розетки не будут работать. Кроме того, искры от перегоревшего тестера могут вызвать пожар, ожог и другие неприятности, поэтому не стоит измерять ток в розетке даже ради эксперимента.

Как мультиметром измерить силу тока зарядного устройства

Устройство для зарядки аккумуляторов преобразует переменный ток из сети в постоянный с помощью трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Для автовладельцев производятся пуско-зарядные устройства — ПЗУ, — которые сочетают функции зарядки аккумулятора и запуска двигателя при севшей батарее. При этом заряда может вовсе не быть или в течение нескольких минут создается частичный заряд, необходимый для начала работы мотора.

В некоторых моделях ЗУ отсутствует индикация заряда, поэтому есть проблема с определением ампеража. Легко проверить силу тока можно обычным мультимером:

  1. Аккумулятор необходимо снять с автомобиля и подключить к зарядке.
  2. На мультиметре выставить шкалу на 10 А, а красный щуп вставить в разъем тоже на 10 А.
  3. «Плюс» зарядного устройства присоединить к положительному полюсу батареи.
  4. «Минус» зарядника соединить черным щупом с базой мультиметра (гнездо СОМ).
  5. Красный щуп подключить ко второй клемме аккумулятора.

При включении зарядного устройства в сеть мультитестер покажет силу тока в цепи. Задача будет решена даже без амперметра-индикатора.

Источник



ПРИСТАВКА ИЗМЕРИТЕЛЬ МАЛЫХ ТОКОВ

Для измерения токов в диапазоне микро- и наноампер, потребуется усилитель с активным преобразователем. Из-за очень большого усиления операционного усилителя падение напряжения во время измерений с помощью амперметра с активным преобразователем может быть исключено. Благодаря этому результаты измерений намного точнее, чем в случае амперметров с шунтом. Поскольку падение напряжения в активном преобразователе близко к нулю, также можно устранить влияние колебаний напряжения на работу устройства.

Принципиальная схема микро- наноамперметра

Типичный пример амперметра с активным преобразователем приведен на схеме ниже:

Чтобы эта зависимость выполнялась в реальных условиях, входное напряжение дисбаланса должно быть очень маленьким, а входной поляризационный ток пренебрежимо малым. Эти параметры становятся особенно важными когда дело доходит до измерений токов порядка пикоампер, на результат которых будет влиять входной поляризационный ток. Есть несколько примеров пикоамперметров на основе микросхемы LMC662. Согласно даташита, м/с имеет очень низкий входной поляризационный ток, порядка 2 фемтоампер.

В этом устройстве использовался усилитель TS1001 от Touch Stone. Схема имеет посредственные параметры и на первый взгляд не подходит измерять такие маленькие токи. Но особенность, которая отличает микросхему TS1001, заключается в чрезвычайно низком энергопотреблении, схема работает нормально даже при напряжении 0,8 В и потребляет ток 0,8 мкА. Следовательно будет отлично работать в аккумуляторных устройствах, а энергопотребление её настолько мало, что даже не требуется пользоваться кнопкой подачи питания!

TS1001 также имеет относительно небольшой входной поляризационный ток, который обычно составляет 25 пА. Это совершенно низкое значение, когда дело доходит до измерения тока в диапазоне наноампер. Поскольку входное напряжение дисбаланса является постоянным во время измерения, точность не снижается из-за устранения этого значения только путем обнуления.

На принципиальной схеме ниже амперметр с активным преобразователем на основе микросхемы TS1001. Применяя разное значения резистора, разрешения варьируются от 1 мА / В до 1 мкА / В в четырех поддиапазонах. Используя любой популярный мультиметр можно измерить ток в диапазоне наноампер. Как упоминалось ранее, входной ток смещения усилителя TS1001 составляет 25 пА, поэтому самый низкий диапазон был специально выбран 1 мкА / В.

Читайте также:  Расчет токов кз методом эквивалентных эдс

Усилитель может питаться от одного напряжения с мультиметром или использовать виртуальную массу. В случае несимметричного источника измеряемый ток должен поступать на неинвертирующий вход усилителя, чтобы напряжение появлялось на выходе. Следовательно, это решение более выгодно для измерений постоянных токов, где поляризация тока может быть заранее определена. Использование виртуальной массы, как показано на схеме ниже, позволяет измерять постоянные и переменные токи. Схема может питаться от одной 1,5-вольтовой батареи.

Поскольку приставка имеет довольно низкое произведение коэффициента усиления и предельной частоты, можно измерять только токи с низкой изменчивостью (до 60 Гц).

Точность используемых резисторов определяет точность всего измерителя. Советуем выбрать с допуском 0,1%. Также важно использовать резисторы с низким температурным коэффициентом.

Все устройство питается от одной батареи и поскольку оно используется для измерения только постоянного тока, источник питания с виртуальной массой был отложен.

Если же необходимо измерить более низкие токи или более высокие частоты, то можете выбрать другой операционный усилитель — например AD8603, который совместим с выводами TS1001 и может использоваться для измерения токов в диапазоне пикоампер.

Источник

Измерение малых сопротивлений, шунтов

В данной статье мы попробуем научиться измерять малые сопротивления. У радиолюбителей иногда возникает потребность точно определить сопротивление шунта при изготовлении или ремонте амперметра, чтобы он в свою очередь также точно показывал свои единицы измерения или в других целях. Но как это сделать, когда мультиметр не имеет шкалы измерения милли Ом, маркировка либо отсутствует, либо совсем не известна и не понятна? Большинство измерительных приборов имеют минимальную шкалу 200 Ом для измерения сопротивления и 3,5 — 4 разряда, при закорачивании щупов там уже примерно 0,7 Ом, при измерении сопротивления 0,1 Ом ничего не меняется, беда. Сейчас поправим.

Предлагаю использовать для этой цели мостовую схему измерения. Что такое мост должны представлять все, на этом останавливаться не будем. Составим мост из резисторов, подадим на него какое либо напряжение и будем его же измерять, хотя можно и ток измерять, разницы не будет, что более точное у нас под рукой, то и выбираем. Так а причем здесь измерение малого сопротивления? Терпение, все по порядку из далека. Есть такая замечательная вещь как баланс моста. Произведение сопротивлений противоположных плеч моста, при условии его сбалансированности, будут одинаковы. А напряжения и токи при сбалансированности моста будут взаимокомпенсировать друг друга и в сумме дадут 0.

( Пусть R0 это R3, а Rx это R4 )

Итак, исходя из вышеперечисленного, если в мост поставить вместо одного из резисторов наше малое сопротивление произвольного номинала, а другой резистор сделать переменным или подстроечным (по схеме используем два переменных резистора для точности балансировки моста, особенно в том случае, когда под рукой нет многооборотистых переменных резисторов), чтобы добиться баланса моста. Такую схему можно использовать для измерения шунтов и малых сопротивлений:

Схему было собирать лениво, тем более, что плату изготовить нужно достаточно времени, поэтому навесным монтажом был изготовлен подопытный образец схемы. Здесь резисторы R1 и R2 не 1%, но подбирались максимально близкие к сопротивлению заданного номинала, погрешность сопротивления не превышала 0,5 % при комнатных условиях.

Но нужно знать как получить точное значение измеряемого сопротивления. Во первых, главное особенностью такое схемы является то, что с помощью нее «умножается» измеряемое сопротивление. А это значит, что необходимость в шкале на милли Омы в мультиметре отпадает. Сопротивление в 0,1 Ом уже можно будет измерять на шкале в кило Омы. Только измерение будет теперь не прямым, а косвенным, придется использовать немного математики и подсчитывать конечный результат измерения.

Определимся какой диапазон номиналов будем измерять (имеется ввиду малое сопротивление или сопротивление шунтов). Для этого нужно выбрать номиналы переменных резисторов:

По схеме используем два переменных резистора для большей точности взаимодействия, 1 кОм и 100 Ом. Такое сопротивление переменных резисторов позволит измерить максимально большое сопротивление в 1,1 Ом, минимальное с сохранением точности измерения 0,01 Ом (при Rx=0,01 Ом R0 должно быть 10 Ом, которые также нужно достаточно точно измерять своим мультиметром)

И номиналы постоянных резисторов, чтобы мост легко балансировался и было удобно подсчитать номинал шунта или малого сопротивления:

Кратность резисторов относительно друг друга лучше всего брать именно такой — 10, 100, 1000, чтобы быстро подсчитать конечный результат, хотя никто не запрещает брать не круглые числа, чтобы потом считать еще и с калькулятором. По схеме это отношение 100.000 к 100, то есть умножитель на 1000.

Собираем схему. Использовать можно любые подстроечные или переменные резисторы, но для большей точности советую взять многооборотистые подстроечные или переменные резисторы, а постоянные использовать с допуском не более 1%, а лучше еще меньше. В качестве элемента питания по схеме используется «Крона» на 9 вольт, можно заменить на любой другой источник. Конденсаторы на случай использования блоков питания для фильтрации. Схема в нашей конфигурации сопротивлений потребляет 90 мА от батарейки 9 В, поэтому для частых измерений, конечно, целесообразней использовать блок питания. Схема собрана, теперь изучаем методику измерения. После подсоединения измеряемого сопротивления, необходимо подать на схемку напряжение, не важно какое, но чем больше оно, тем больше точность, устанавливаем измеритель на предел 200 mV и приступаем к процессу балансировки моста путем вращения подстроечного резистора до появления полного нуля на вольтметре. Это значит, что мост сбалансирован и все выражения теперь справедливы к нашей схеме. Далее измеряем сопротивление подстроечного резистора и вычисляем значение малого сопротивления:

или более красиво вот так

(219 Ом * 100 Ом)/100 кОм получаем 0,219 Ом сопротивление шунта (смотри видео).

Или проще полученный результат необходимо разделить на 1000 (так как 100кОм/100Ом будет 1000 — наш умножитель) в нашем случае. И что же мы видим? Да! Это и есть сопротивление, которое мы измеряли 0,219 Ом (

0,22 Ом). В пределах хорошей точности, а если учитывать погрешности при измерении и взаимодействии со схемкой — идеально.

Теперь не нужно будет ломать голову, когда возникнет необходимость в подобных измерениях. Схема проста, но не многие знают о ней.

К статье прилагается печатная плата для изготовления мини приставки к мультиметру и проект Proteus для любопытных проверить это чудо, но ленивых, чтобы собрать схему.

Источник