ЯК СТВОРИТИ СВІЙ ВЛАСНИЙ ВИМІРЮВАЧ НИЗЬКОГО ОПОРУ

Посилання на сторінку сайту магазину Gtest® з номенклатурою мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти наведені наприкінці цього розділу.

Як створити вимірювач низького опору до 0,1 Ом своїми руками

Цей проект покаже вам, як створити пристрій, здатний вимірювати опір до 0,1 Ом.

Дізнайтесь, як зробити власний вимірювач низького опору. У вас, ймовірно, вже є цифровий мультиметр для вимірювання опору, але чи можна використовувати його для вимірювань нижче 1 Ом? І якщо так, наскільки точними будуть результати?

У цьому проекті використовується лише кілька компонентів, а готовий пристрій дозволяє вимірювати наднизькі значення опору.

Схема вимірювача низького опору

Рисунок 1 - Схема вимірювача низького опору. Натисніть на зображення для збільшення.

Теорія роботи пристрою

Вимірювання малих опорів можна виконувати різними методами, включаючи міст Уітстона або аналіз RC-ланцюгів. У цьому проекті використовується фундаментальний закон електроніки:

V = I × R

Джерело постійного струму створює струм через вимірюваний опір і визначає падіння напруги на ньому. Отримана напруга підсилюється та подається на мультиметр. Вихідна напруга масштабована таким чином, що її значення відповідає опору в омах.

Особливу увагу приділено впливу вхідної напруги зміщення операційного підсилювача LM358. Для мінімізації похибки обрано струм 100 мА, який забезпечує падіння напруги 10 мВ на опорі 0,1 Ом.

Переваги використання струму 100 мА

• Помірне енергоспоживання.
• Менше тепловиділення у схемі.
• Зниження ризику нагрівання вимірюваного елемента.
• Можливість роботи з чутливими компонентами та тонкими провідниками.

Основні вузли джерела постійного струму

• U1A - LM358.
• Q1 - 2N3055 у корпусі TO-3.
• RV1 - потенціометр регулювання опорної напруги.
• R1 та R2 - подільник напруги.
• R3 - вимірювальний резистор 1 Ом, 1 Вт.
• P2 - клеми підключення вимірюваного опору.

При струмі 100 мА на резисторі R3 розсіюється приблизно 0,1 Вт потужності. Транзистор 2N3055 обраний через достатній запас по струму та тепловій стійкості.

Диференціальний підсилювач

Наступним каскадом є диференціальний підсилювач із коефіцієнтом підсилення 1 та можливістю компенсації зміщення. Його завдання - вимірювати різницю потенціалів на обох кінцях тестованого опору.

• U1B - операційний підсилювач.
• R4-R7 - формують диференціальний підсилювач.
• R8, R9 та RV2 - схема регулювання зміщення.

Після диференціального каскаду використовується додатковий підсилювач із коефіцієнтом підсилення 10, який забезпечує співвідношення 1 Ом = 1 В на виході.

Специфікація компонентів

Компонент	Значення
U1, U2	LM358 DIP-8
R1, R4, R5, R6, R7	100 кОм
R2, R10	10 кОм
R3, R8	1 Ом, 1 Вт, 1%
RV1, RV2, RV3	Лінійний потенціометр 100 кОм
Q1	2N3055, TO-3
C1, C2	100 нФ

Збірка пристрою

Конструкцію можна реалізувати у різних варіантах:

• Компактний автономний пристрій з батареєю 9 В.
• Насадка для мультиметра з роз'ємами типу «банан».
• Повноцінний вимірювальний прилад з окремим вольтметром.

Рисунок 2 - Вимірювач низького опору на макетній платі.

На макетній платі встановлено три потенціометри:

• лівий - регулювання джерела струму;
• центральний - компенсація зміщення;
• правий - налаштування коефіцієнта підсилення.

Увага! Загальний вхід мультиметра повинен бути підключений до заземлення вимірювача низького опору.

Живлення схеми

Для повноцінної роботи рекомендується двополярне живлення ±5 В. Негативна шина використовується для компенсації зміщення, тому за певних умов схема може працювати і без неї.

Джерело живлення повинно забезпечувати струм не менше 200 мА. Для зменшення нагрівання транзистора Q1 бажано використовувати мінімально необхідну напругу живлення.

Калібрування вимірювача

Налаштування починається з джерела струму. За допомогою мультиметра встановіть струм 100 мА регулятором RV1.

Після цього компенсуйте похибку диференціального підсилювача за допомогою RV2, використовуючи еталонний резистор або точний вольтметр.

Останній етап - налаштування RV3 таким чином, щоб коефіцієнт підсилення каскаду U2A дорівнював 10.

Висновки

Після завершення складання та калібрування ви отримаєте точний вимірювач низького опору, який працює разом із цифровим мультиметром.

Пристрій можна використовувати для вимірювання опору проводів, друкованих доріжок, контактних з'єднань та інших елементів із дуже малим опором. Це недорога альтернатива спеціалізованим професійним вимірювальним комплексам.

Купити мультиметр в Україні