Главная » Измерения
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


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)

или

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.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1 Резистор
100 кОм
1 1%Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
100 Ом
1 1%Поиск в LCSCВ блокнот
R0(1) Подстроечный резистор1 кОм1 3296WПоиск в LCSCВ блокнот
R0(2) Подстроечный резистор100 Ом1 3296WПоиск в LCSCВ блокнот
С1 Электролитический конденсатор220 мкФ1 Можно др. номиналПоиск в LCSCВ блокнот
С2 Конденсатор100 нФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
Bat1 Элемент питания9 В "Крона"1 Поиск в LCSCВ блокнот
Клеммник винтовойDG306-5.0-03P-12-00A(H)3 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 3
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.3 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (22) | Я собрал (0) | Подписаться

0
den-ssdd #
Конденсаторы тут совсем не нужны
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Читаем статью, а не просто картинки смотрим
Ответить
0
den-ssdd #
Так я и ознакомился со статьёй. Зачем нужен блок питания, у которого нет фильтрующих и сглаживающих конденсаторов? Правильно, совсем не нужен.
Те, кто озаботился измерением малых величин сопротивлений априори имеют в своём распоряжении нормальный блок питания без пульсаций на выходе. Зачем паять лишние детали в простую схему? Тогда уж и КРЕН не помешала бы по питанию, вдруг БП ещё и не стабильный
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Не все умные как вы, и будучи новичком, у вас все было? Вам не надо, не ставьте, очень хорошо, но не надо решать за всех, ориентация не только на таких профи, большинство аудитории новички
Ответить
0
den-ssdd #
Так я про что? Новичку не нужны шунты, он про них зачастую не знает даже, я вот, к примеру, в своё время этим не заморачивался.
Ответить
+3

[Автор]
Gauss #
Почему вы так любите за других решать что нужно, а что нет? Тем более в таких мелочах. Разве все люди идут по одинаковому пути развития?
Нет бы сказать чем для вас хорош этот способ измерения и чем не удобен, так привязался к конденсаторам каким-то, вот народ...
Ответить
0
Talgat #
На самом деле конденсатор не нужен, даже если не фильтрованное питание с БП. Мостовой схеме не мешают пульсации, т.к. результат измерения снимают при нулевом значении на вольтметре.
Ответить
0
варп #
Автор статьи чрезмерно усложнил процедуру измерения малых сопротивлений. Реально измерения можно сделать ГОРАЗДО проще.
Чтобы замерить сопротивление любого низкоомного шунта не нужно специального оборудования...Для измерения Вам необходимы :
- любой мультиметр;
- источник питания;
- любая автомобильная лампочка (в качестве нагрузки).

Процедура измерения следующая: Подключите лампочку ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО с измеряемым резистором (шунтом ). Измерьте мультиметром протекающий по цепи ток. Затем измерьте мультиметром падение напряжения на измеряемом резисторе (шунте ). Далее просто рассчитываем сопротивление измеряемого резистора (шунта) по закону Ома...

Пример:
- измеренный ток равен 2 Ампера ;
- падение напряжения на измеряемом резисторе равно 30 мВ ( 0,03 Вольта )...
Считаем - Rш=Uш/Iш=0.03/2=0,015 Ом...
Сама процедура займет несколько минут... Зачем огород городить?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Действительно, феноменальная сложность с измерительным мостом 3 резистора
Ответить
0
Litel_Cat #
А если у человека у последнего амперметра шунт сгорел, чем он ток измерит?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
По схеме можно мерить как ток, так и напряжение для баланса моста - на видео меряется напряжение в милливольтах (а по формулам как раз и видно, что если токи компенсируют друг друга, то и напряжение тоже будет компенсироваться в ноль), поэтому это не проблема, если вопрос ко мне, если к варпу, то это действительно проблема.
Но тем не менее способ тоже не плох, но менее универсален и не всегда без калькулятора можно посчитать
Ответить
+1
Starik #
Если резисторы R1, R2 и R0 изготовлены из одного материала, например манганина, то результат измерения будет мало зависеть от температуры, что является весьма ценным свойством. Кроме того мост можно заранее настроить так, чтобы при переходе через заданное сопротивление полярность сигнала на вольтметре изменяла знак. Это можно использовать для быстрой и удобной разбраковки низкоомных резисторов. В целом идея автора представляется интересной и полезной.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Здесь таки и настроено, чтобы напряжение меняло знак при переходе через 0. Про температуру очень верно отмечено, сам и не задумывался про это даже. Кроме того можно немного перебалансировать мост и измерять большие сопротивления, принцип точно такой же, только наоборот
Ответить
0
Tig #
Измерение не затратное, жаль, что в мультиметры не закладывают на заводе такое
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Дружно пишем производителям о необходимости внести функционал в мультиметры! А что им то тоже должно быть выгодно, хотя бы потому, что на рынок будут поставлены новые модели измерителей с минимальными внесенными изменениям в плане технологии, зато более функциональные
Ответить
0
Дмитрий #
Были такие "мультиметры" советские. Работали по мостовой схеме. Пример: "Измеритель L,C,R универсальный Е7-11"
Ответить
0
Alexander #
У описываемого способа есть большой недостаток: на результат будет влиять сопротивление контакта между выводами измеряемого сопротивления и щупами прибора. Метод вольтметра-амперметра в этом отношении будет точнее.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Точнее про метод
Естественно длина выводов должна быть минимальна, причем при любом методе это влияет
Ответить
0
dizzyy Dubetskiy #
Если брать заводские приборы измерения низких сопротивлений, то там есть и компенсация сопротивления щупов .
А из практики - делал умное зарядное, взял виток фехраля плоского, умный прибор показал около 0.3 Ома , а в реальности пилил еще прорези делая змейку (утоньшая и удлиняя таким образом шунт) в итоге по методу замера амперметром и вольтметром падения получилось 0.22 Ома, а в самой схеме прибор подсчитал что шунт 0.19
Имхо - в топку мостовую схему если шунт надо на нагрузку до 10 А, тем более нод нагрузкой параметры уйдут при нагреве
Ответить
0
Крашер #
А начало статьи в принципе бестолковое... Сначала приводятся формулы к схеме, которой нет. Потом - схема, в которой нет обозначений из формул в начале статьи...
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Не знаю что этим хотелось отметить, но... А комментарий в принципе бестолковый... Сначала пишется что-то, потом даже думать не получается что пишется в этом комментарии...
Ответить
0
Bond008 #
Есть хороший точный метод определения сопротивления шунта с помощью лабораторного блока питания и цифрового мультиметра с пределом 200 мВ. На БП ставим напряжение 1В (можно до 5В) и ток стабилизации 1А. Подключаем шунт и измеряем на нём напряжение в мв. Прибор показывает сопротивление шунта без всяких пересчётов на калькуляторе!
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор: DDS генератор сигналов
Конструктор: DDS генератор сигналов
Raspberry Pi 2 ELM327 OBD II — адаптер с поддержкой CAN
вверх