Как измерить сопротивление мультиметром
Мультиметры широко используются не только профессиональными электриками, но и домашними мастерами. С помощью них возможно измерить все известные электрические величины, применяемые на практике в различных электрических сетях. В статье рассмотрим как измерить сопротивление мультиметром. Для подобных целей существует встроенный омметр, который дает возможность проверить этот параметр и получить определенное значение у трансформаторов, катушек, конденсаторов, различных элементов радиоэлектроники, а также у кабелей и проводов.
Содержание
Мультиметры аналоговые и цифровые
В основе работы измерительных приборов лежит закон Ома. В нем определяется понятие сопротивления, представленного в виде отношения напряжения в проводнике к силе тока, протекающего в этом же проводнике (R = U/I). Таким образом, сопротивление в 1 Ом соответствует силе тока в 1 А с напряжением 1 В. Следовательно, если напряжение и ток заранее известны, то рассчитать и померить сопротивление совсем не сложно.
Простейший омметр по сути является одновременно источником тока и амперметром со шкалой, где нанесена градуировка в Омах.
Первоначально приборы для замеров сопротивления могли выполнять лишь одну функцию. Измерение проводилось в максимально короткие сроки и давало точные результаты. Впоследствии появились универсальные измерительные устройства – мультиметры, где омметр является лишь одной из составных частей, включаемый в нужный режим. Аналоговыми приборами тоже необходимо уметь правильно пользоваться, начиная от подключения и заканчивая обработкой полученных данных.
Внешний вид цифровых и аналоговых устройств заметно отличается. В первом случае результаты измерений отображаются на дисплее в виде конкретных цифровых показателей. В аналоговых приборах вместо табло используется проградуированный циферблат, где стрелка останавливается возле нужного значения. Таким образом, цифровые мультиметры сразу позволяют определить и выдать готовые данные, а в аналоговых требуется дополнительная обработка полученных результатов.
Цифровые мыльтиметры оборудованы датчиком, указывающим на степень разрядки источника питания. При недостаточной силе тока прибор просто не будет работать. Аналоговые устройства в подобных ситуациях никак не сигнализируют, а начинают выдавать неправильную информацию. Как правило, в быту могут использоваться любые мультиметры с достаточными значениями пределов измеряемого сопротивления. Они позволяют выполнять любые задачи, в том числе измерить сопротивление резистора.
Однако, данные устройства не подходят для замеров больших величин по причине малой мощности и слабых источников питания. Для этих целей применяются мегаомметры, работающие от мощной батареи с повышающим трансформатором или генератора тока.
Подготовка к проведению измерений
Точность результатов во многом зависит от правильной настройки измерительного прибора. Мультиметр управляется круглой ручкой поворотного типа. Вокруг нее размечена шкала, состоящая из нескольких секторов, разделенных между собой линиями или разными цветами.
Прибор переводится в режим замера сопротивления путем поворота ручки и перевода ее в положение напротив значка «Ω». Конкретные режимы работы в разных устройствах выставляются по-своему:
- Значки Ω, kΩ – x1, x10, x100, MΩ. Располагаются на шкале любого аналогового тестера. Показания, отмеченные стрелкой, переводятся в более современный формат. При нанесении на шкале градуировки, например, 1-10 для каждого режима потребуется умножение полученного результата на этот коэффициент.
- Символы 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Наносятся на шкалу электронного прибора (мультиметра) и обозначают определенный диапазон, в котором возможно делать замеры сопротивления. Буква k указывает на приставку «кило» эквивалентной 1000 определяемой для расчетов единой измерительной системой. Например, если мультиметр выставлен в положение «200k», а на табло высветится цифра 178, то сопротивление составит 178 х 1000 = 178000 Ом, а предельно допустимое для измерений – 200000 Ом.
- Значок «Ω», нанесенный на корпус, означает возможность автоматического определения диапазона.
На циферблатах подобных устройств имеются не только цифровые, но и буквенные обозначения – 15 кОм, 2 Мом и т.д.
На циферблатах подобных устройств имеются не только цифровые, но и буквенные обозначения – 15 кОм, 2 Мом и т.д.Два первых варианта шкалы предполагают прямую зависимость между степенью достоверности отображаемых результатов и погрешностью измерений. При первом включении устройства в максимальном диапазоне, небольшие сопротивления в 100-200 Ом в большинстве случаев отображаются неправильно. Поэтому перед проведением замеров неопытным электрикам рекомендуется еще раз ознакомиться с инструкцией, определяющей порядок действий.
Порядок работы с мультиметром при замере сопротивлений
После изучения инструкции и подготовки мультиметра к работе, можно приступать к непосредственному проведению измерений. Все действия в целом выполняются одинаково, независимо от измеряемого объекта.
Черный измерительный провод нужно вставить в гнездо СОМ, а конец проводника красного цвета – в гнездо VΩmA. Далее путем поворота переключателя диапазонов мультиметр необходимо включить.
Перед замерами небольших параметров сопротивления переключатель нужно установить в секторе «Ω». Его окончательное положение фиксируется напротив цифры «200». Таким образом, возможность измерений будет находиться в диапазоне от 0,1 до 200 Ом. Далее измерительную цепь нужно проверить на наличие замыканий. Для этого щупы касаются друг друга, а на экране появляются цифры от 0,3 до 0,7, показывающие величину сопротивления в измерительных проводах. Данное значение следует проверять при каждом включении мультиметра. Если провода разомкнуты, то на левом крае дисплея высветится цифра 1.
При выполнении замера нужно одновременно коснуться контактов на участке. В случае исправного состояния потребителя или самой цепи показания прибора будут отличаться, поскольку у всех элементов разное сопротивление. Если проверяется целостность предохранителя, шнура или провода, сопротивление находится в диапазоне низких значений, примерно 0,7-1,5 Ом. Подключение к потребителям тока дает результат уже в пределах 150-200 Ом.
Становится заметной зависимость мощности от сопротивления: чем выше мощность потребителя, тем ниже его сопротивление.
Когда показания мультиметра остаются неизменными, диапазон измерений необходимо переключить на цифру 2000, что дает возможность делать замеры в промежутке от 0 до 2000 Ом. При отсутствии результата нужно переключиться на следующее значение и вновь провести измерение. Следует помнить о высокой чувствительности мультиметра в положении «2000к». В случае одновременного касания руками щупов, устройство покажет сопротивление человеческого тела и полученные данные будут искаженными.
Сопротивление изоляции и прозвонка проводов
Обычный порядок измерений не подходит для определения сопротивления изоляции кабелей и проводов. Решая проблему, как правильно измерить сопротивление изоляции, следует учитывать правила и особенности этого процесса, несоблюдение которых может вызвать серьезные негативные последствия.
Основное требование обязательное к выполнению заключается в проведении подобных замеров лишь в теплых помещениях с устойчивой положительной температурой.
Если такие работы будут проводиться на улице в условиях низких температур, то внутри оплетки провода с высокой вероятностью могут образоваться небольшие льдинки. В данном случае вода выступает в качестве диэлектрика с минимальной проводимостью. Мультиметр не в состоянии определить эти частицы воды. В дальнейшем, при повышении температуры воздуха, внутри кабеля может образоваться влага.
Измерение сопротивления мультиметром, выполняется в определенном порядке. Оба щупа устанавливаются на концах фазного и нулевого проводов, предварительно отсоединенных от клемм. Далее с помощью переключателя выставляется нужный диапазон измерений и определяется показатель сопротивления. Полученные данные сравниваются с эталонными значениями, находящимися в ПУЭ. Приведенные таблицы учитывают марку, сечение кабеля и другие факторы. Если результат замеров в целом совпадает с данными таблиц, значит проводка не нарушена и находится в исправном состоянии.
Прозвонка проводов может выполняться в звуковом и беззвучном вариантах.
Во многих мультиметрах имеется звуковой сигнал, обозначенный значком в виде трех полукругов. В зависимости от модели, он может располагаться в разных местах. Когда прибор включается в режим прозвонки, то при сопротивлении провода ниже 50 Ом происходит подача звукового сигнала. В некоторых устройствах этот показатель составляет 100 Ом, поэтому перед работой нужно лишний раз заглянуть в технический паспорт.
Сама прозвонка не представляет какой-либо сложности: переключатель выставляется возле значка звука, а щупы прикасаются к измеряемому проводнику. Целостность провода будет подтверждена звуковым сигналом. Если сопротивление будет выше нормы из-за большой длины цельного провода, на экране отобразится цифра с его реальным значением.
Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром
Топ лучших мультиметров
Как проверить резистор мультиметром на исправность, как прозвонить резистор?
Проверка светодиода мультиметром (тестером) на исправность
Как пользоваться мультиметром пошаговая инструкция
Как измерить силу тока мультиметром — инструкция с видео
Как проверить сопротивление мультиметром: краткое руководство
На уроках физики нам объясняли многое, в том числе принцип сопротивления тока и правила использования вольтметра, но в обыденную жизнь мы вынесли мало знания из этой области, хотя в домашней обстановке порой возникают ситуации при которых использование вольтметра просто необходимо.
Когда перестает реагировать тот или иной электрический прибор и нужно определить поступает ли к нему ток.
Содержание
- 1 Что такое мультиметр
- 2 Принцип работы
- 3 Виды мультиметров
- 4 В каких случаях необходимо воспользоваться мультимером
- 4.1 Проверка резистора мультиметром
- 4.2 Как правильно измерить сопротивление мультиметром
Что такое мультиметр
Мультиметр — измерительный прибор. С его помощью можно получить данные о сопротивлении, напряжении и токе или говоря более обыденно «прозвонить» провода.
Крайне полезная вещь в домашнем хозяйстве.
Проверка сопротивления основана на законе Ома. Формула этого закона известна еще из учебников физики: сила тока соответствует напряжению, разделенному на сопротивление. Прибор самостоятельно производит вычисления и отображает результат. В качестве величины напряжения используется установленная в приборе батарейка мощностью 9В. Чтобы произвести измерение, вы прикладываете щуп мультиметра к проводам. Сила тока будет зависеть от имеющегося напряжения, после чего померить сопротивление не составит труда. Если переключатель прибора установить в положение меньшее имеющемуся сопротивлению, то вычисления происходить не будут. В целом работа с прибором очень удобна.
Принцип работы
Принцип работы мультиметра заключается в измерении силы тока на выбранном участке цепи. Проверить сопротивление мультиметром можно путем подключения прибора к цепи, которая предварительно включена элементом питания. Цифровая шкала и стрелка на мультиметре устанавливаются в диапазон имеющий обозначение 0.
При подключении к цепи по проводнику начинает поступать ток, чем меньше сила тока, тем выше сопротивление. Используя закон Ома измеряем сопротивление, полученные данные будут обозначаться на дисплее.
В определении схема приставки может иметь обозначение «k», что будет означать кило и соответствует значению в 1000 Ом. Напряжение тока мультиметром измеряют путем установки ручки прибора в диапазон омега — «».
Сопротивление изоляции кабеля проверяют исключительно в теплую погоду, при пониженных температурах внутри оплетки может образоваться лед, а он препятствует проводимости, что влияет на точность измерения. Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром, величина сопротивления должна быть в пределах указанных в прилагаемой к прибору таблице, показатели варьируются в зависимости от сечения и марки кабеля.
Виды мультиметров
Мультиметры бывают аналоговые и цифровые, более распространены цифровые мультиметры, с помощью и тех и других видов происходит измерение сопротивления.
С помощью мультиметра в бытовых условиях можно проверить лампочки. Когда у вас есть подозрения, что проблемы в цепи, предварительно нужно исключить проблемы в лампочке, если при осмотре видимых повреждений лампочка не имеет, нужно подключить к ней щупы, а предел установить на значок омега. Один щуп должен иметь контакт с корпусом, а другой с основанием цоколя, если на дисплее не отображаются показатели выше 1, значит в лампочке имеется дефект.
По такому же принципу можно проверить показатели цифровых приборов. Если есть постоянная необходимость измерять величину малых сопротивлений, то в магазинах продается приставка к мультиметру для измерения малых сопротивлений. С ее помощью можно замерить величину низкоомных сопротивлений. Особенностью любого мультиметра является необходимость установки переключателя на ближайшее большее положение, зависимость предела измерения мультиметра от установки переключателя, влияет на точность измерения.
В каких случаях необходимо воспользоваться мультимером
Пользоваться мультиметром необходимо в любом случае, это убережет вас от ненужного вмешательство в электрическую цепь.
Разберем самые популярные случаи:
Проверка резистора мультиметром
Сопротивление большого резистора обычно достигает величин в 50 КОм, а малого в 10 Ом, прикладываем щупы к разным концам резистора, а переключатель выставляем в необходимый диапазон и видим на экране нужный показатель.
- Проверка лампочек. Устанавливает переключатель в нужное положение, прикладываем щупы к основанию и боковине цоколя,если на экране показатели выше 1, лампочка пригодна для использования.
- Проверить сопротивление провода, так же просто, щупы располагаются по разным концам и на дисплее отображаются показатели.
- Проверить работоспособность теплого пола не совсем легко, ведь на поверхности располагается только пульт управления, но если с нагревом есть проблемы и не исключена вероятность обрыва то нужно узнать поступает ли ток на сам пульт. Если установка теплого пола произошла правильно, то мастер учел уровень термосопротивлений проводов. Снимается термостат щупы подключаются к двужильному проводу термодатчика, если значение на дисплее мультиметра 0, то может быть в полу произошло короткое замыкание, но ни когда не исключена вероятность обрыва, нормальное сопротивление должно быть в диапазоне от 5кОм до 120 кОм. Надо учитывать, что исправить такую проблему сложно, придется вскрывать стяжку пола.
- Измерение сопротивления заземления мультиметром. В распределительном щитке включается вводный автомат, переключатель устанавливается в режим замера напряжения,щупы прибора охватывают нулевой и фазовый провода, показатели мультиметра должны соответствовать 220В.
Снимается термостат щупы подключаются к двужильному проводу термодатчика, если значение на дисплее мультиметра 0, то может быть в полу произошло короткое замыкание, но ни когда не исключена вероятность обрыва, нормальное сопротивление должно быть в диапазоне от 5кОм до 120 кОм. Надо учитывать, что исправить такую проблему сложно, придется вскрывать стяжку пола.
Также его называют токовым электродом, он подобно основному заземлению подсоединяется к напряжению. Также в области нулевого потенциала, стоит расположить еще и потенциальный электрод, с его помощью можно измерить падение напряжения сети.Как правильно измерить сопротивление мультиметром
Прежде чем приступать к работе с прибором, нужно проверить исправность. Сами щупы, а так же изоляция не должны иметь повреждений, если щупами прикоснуться друг другу и двигать, а на дисплее заметно изменение данных, можно говорить о неисправности прибора. Эти же манипуляции можно проделать, если есть подозрение, что прибор не правильно показывает замеры. Предварительно лучше убедиться, что ручка регулятора находится в рамках верного диапазона измерений. Так же перед началом работы требуется настроить прибор согласно инструкции, а переключатель установить в положение большее, чем ваша величина.
Если вы хотите измерить сопротивление, то установите регулятор на опцию прозвонки, такую опцию имеет режим измерения сопротивления, при определенном уровне прибор подаст звуковой сигнал это особенности данного режима.
Контакт щупов друг с другом, на дисплее должны появиться цифры меньше 1, разведите щупы недалеко и на дисплее должна появиться 1.
Применение мультиметра для высоковольтных проводов вполне допустимо. Отключаем питание, проводим демонтаж проводов, на концах провода располагаем щупы тестера.
Измерение малых значений необходимо для определения сопротивления в обмотках и осуществляется с применением специальной приставки. Приставка для замера малых сопротивлений действует по принципу: выставляете переключатель на значение 100мА в этом случае в ваших руках будет тестер имеющий высокую точность.
Проверка резистора мультиметром стандартная процедура. Прежде чем устанавливать резистор на плате, требуется своевременно обнаружить. Рекомендуется прозванивать резистры перед началом любой работы с ними. Деталь, которая впаяна, так же требует проверки. Концы щупов мультиметра устанавливаются по краям резистра. Если резистры имеют сопротивление в 50кОм, переключатель необходимо установить на значение 200кОм, т.
е. ближайшее большее. На дисплее тестера резистор отобразит свое сопротивление. Проверка детали, которая впаяна, делается только в крайнем случае, есть много других показателей, которые влияют на замеры, даже если верно выбраны символы, на дисплее результат может быть не верным. Если есть необходимость проверить резистор мультиметром не выпаивая, то следует начать с того, что замерить сопротивление в разных направлениях, результаты замеров должны быть одинаковы.
Как измерить сопротивление заземления с помощью мультиметра
Чарльз Кларк Оставить комментарий
Чтобы измерить сопротивление заземления розетки, установите параметр мультиметра в омах на значение менее 100 Ом. Прикоснитесь двумя проводами к тестовому проводу и месту тестирования. Это должно показать сопротивление заземления на дисплее.
Однако в этих цифровых мультиметрах используется очень маленькое постоянное напряжение и ток зонда. Этого почти недостаточно для преодоления контактного напряжения между заземлителем и землей вокруг.
В результате будет существенно большая ошибка.
Как измерить сопротивление заземления с помощью мультиметра
Использование мультиметра с гнездом сопротивления может показаться заманчивым, но это неправильный подход к измерению сопротивления заземления. Это возможно только при измерении сопротивления розетки.
Шаг 1. Визуальный осмотр
Для начала отключите входной автомат и разберите одну розетку. Вы должны увидеть соответствующую клемму, к которой подключен заземляющий проводник. В норме он должен быть желто-зеленым. В этом случае можно считать, что розетка заземлена.
Однако иногда можно найти только два провода, коричневый и синий. Это означает, что розетка не имеет защитного заземления. Хотя, наличие желто-зеленого проводника не обязательно означает, что заземление исправно.
Шаг 2: Отключите электричество
Отключите электричество в месте проведения теста. На распределительном щите включить вводной автоматический выключатель.
Это подразумевает, что в розетках должно присутствовать напряжение. Затем необходимо установить на мультиметре режим измерения напряжения.
Шаг 3: Измерьте напряжение между фазой и нейтралью
Прикоснитесь щупами мультиметра к контактам фазы и нейтрали и измерьте напряжение между ними. На дисплее устройства должно появиться значение 220В.
Шаг 4. Измерьте напряжение между фазой и заземлением
Как и в предыдущем шаге, используйте щупы для измерения напряжения между фазой и заземляющими контактами. Вы увидите небольшое отличие от первого значения. Однако это указывает на то, что в этом районе есть заземление.
Шаг 5: Измерьте сопротивление
Теперь настройте мультиметр на измерение сопротивления. Установите значение менее 100 Ом, если он имеет несколько настроек Ом. Прикоснитесь проводом к тестовому проводу, а другим проводом — к месту тестирования. Если система подключена правильно, вы увидите показания сопротивления менее 25 Ом.
Когда использовать мультиметр
Хотя универсальный мультиметр часто может измерять напряжение, сопротивление, силу тока и даже непрерывность в различных цепях, его лучше всего использовать для проверки правильности заземления розеток.
Это просто подразумевает проверку наличия напряжения или его отсутствия.
Если их нет, значит неисправна электрическая система. Кроме того, вы можете использовать мультиметр для проверки сопротивления между заземляющим электродом и определенной точкой отсчета.
Заключение
Уже хорошо известно, что электричество движется по пути наименьшего сопротивления. Земля обычно имеет наименьшее сопротивление. Поэтому знание точного значения сопротивления простым использованием мультиметра, несомненно, даст вам чувство безопасности.
Рубрики: Основы
Взаимодействие со считывателем
AN016 — Измерение очень высокого сопротивления
AN016 — Измерение очень высокого сопротивления| Эллиот Саунд Продактс | АН-016 |
Основной индекс Приложение. Примечания Индекс
Введение
Время от времени вам необходимо измерять сопротивление, которое выходит далеко за пределы возможностей измерения сопротивления вашего цифрового мультиметра.
Это может быть измерение обратного сопротивления диода в прецизионной цепи фиксации пикового значения или проверка отсутствия утечки через печатную плату. Большинство мультиметров рассчитаны примерно на 20 МОм, а некоторые (как правило, более дорогие стендовые типы) способны измерять до 200 МОм. Обычный диод 1N4148 имеет обратное сопротивление (техническое описание) около 800 МОм, и это далеко за пределами возможностей всех, кроме самых дорогих лабораторных приборов.
Этот метод очень кратко описан в AN-014, но потенциально он настолько полезен, что было решено сделать из него хорошее приложение. заметьте себе.
Обычно очень дорогие лабораторные приборы используются для измерения очень высоких сопротивлений. К ним относятся электрометр [ 1 ] и «единицы источника-измерителя» (SMU). И то, и другое выходит далеко за рамки домашней мастерской, и лишь немногие профессиональные мастерские будут иметь что-то подобное. Нечасто вам приходится проводить эти измерения на устройствах с очень высоким сопротивлением, поэтому неудивительно, что доступной полезной информации не так много.
Измерение сопротивления
Мультиметры (цифровые) подают известный ток во внешний резистор и измеряют напряжение на нем. Вот почему многие цифровые измерители показывают прямое сопротивление диода как, скажем, 0,55 кОм — это , а не сопротивление, а просто прямое напряжение. Однако не все измерители делают это по умолчанию, поэтому многие из них имеют отдельную функцию «проверки диодов», которая показывает напряжение.
Рис. 1. Традиционное измерение сопротивления
На приведенном выше рисунке показано, как измеряется сопротивление. Большинство измерителей имеют несколько диапазонов (или авто-диапазон), поэтому я только что показал один диапазон, подходящий для измерения от нуля до 1,999 кОм. такие метры могут быть только нулем или единицей.
Применяется ток 1 мА, поэтому измеритель считывает напряжение и отображает результат в виде сопротивления. Максимальное отображаемое напряжение составляет 1,999 В, а резистор номиналом 1 кОм покажет 1,000 кОм, поскольку на нем имеется напряжение 1 В.
Конечно, 1 В при 1 мА равно 1 кОм (по закону Ома). Максимальное сопротивление, которое вы можете измерить, зависит от измерителя, но большинство измерителей имеют «максимальное» значение около 20-40 МОм или около того. Некоторые стендовые измерители могут измерять сопротивление до 200 МОм.
Измерение очень высокого сопротивления
Учитывая вышеизложенное, вы можете задаться вопросом, как можно измерить сопротивление 1 ГОм или более, как я сделал для диодов 1N4148 (среди прочего). Очевидно, что ни один доступный мультиметр не может измерить такое большое сопротивление, но с некоторыми хитростями он может! Измеритель используется в своем диапазоне напряжений и последовательно подключается к диоду с обратным смещением. Затем подается известное напряжение (скажем, 10 В постоянного тока), и счетчик покажет показание, возможно, 100 мВ. Обратите внимание, что измерения должен использовать постоянный ток, хотя измерения переменного тока теоретически возможны. Однако будет крайне сложно гарантировать, что измеритель не улавливает шум переменного тока, поэтому измерение может легко ошибиться на порядок!
Почти все цифровые мультиметры имеют входной импеданс «напряжения постоянного тока» около 10 МОм (большинство моих измеряют 11 МОм, поэтому мы будем использовать его в этом упражнении) в диапазоне напряжений постоянного тока, поэтому напряжение 109 мВ на 11 МОм означает, что ток 9,91 нА.
Обратите внимание, что для очень высокого сопротивления (1 ГОм или более) вам нужен прибор, способный точно измерять до 10 мВ. Некоторые измерители имеют милливольтовый диапазон, в котором можно использовать , но вы можете обнаружить, что измеритель ожидает низкий импеданс источника при измерении в милливольтовом диапазоне. Например, мой стендовый измеритель имеет небольшое смещение постоянного тока при использовании в диапазоне милливольт, что, вероятно, связано с использованием внутреннего усилителя с небольшим (около 4 мВ) смещением постоянного тока, что делает его непригодным для этого приложения.
Некоторые измерители имеют разное входное сопротивление в зависимости от диапазона.
Это легко измерить с помощью измерителей с переключаемым диапазоном, но это не так просто, если измеритель автоматически выбирает диапазон. Поскольку конечным результатом измерения с использованием этого метода в любом случае является такое высокое сопротивление, отклонение ±1 МОм, вероятно, не является ни здесь, ни там. Хотя я рекомендую тестовое напряжение 10 В, при необходимости вы можете использовать более высокое напряжение. Будьте очень осторожны, чтобы убедиться, что напряжение меньше, чем ожидаемое напряжение пробоя тестируемого компонента, и будьте особенно осторожны (для вашей собственной безопасности), если используются особенно высокие напряжения. Источник питания, используемый для теста, должен иметь ограничение тока (чтобы он не был поврежден в результате случайного короткого замыкания) или использовать последовательный резистор для ограничения максимального тока в случае случайного короткого замыкания источника питания. Как поясняется ниже, регулирование должно быть отличный для обеспечения точных измерений.
Рис. 2. Измерение сопротивления вольтметром
Чрезвычайная точность не требуется (например, один может вычесть 109 мВ или 11 МОм, как я сделал здесь), но конечный результат «достаточно хорош» для большинства измерений. Это особенно верно, поскольку такие высокие значения сопротивления могут зависеть от температуры и/или влажности, и даже минимальное количество влаги может существенно повлиять на показания. Я измерил между дорожками Veroboard длиной 50 мм и в сухом состоянии получил 6,2 мВ (почти 18 ГОм), но просто подышав на него, сопротивление упало до уровня значительно ниже 1 ГОм (хотя и ненадолго).
C1 (10 нФ, 100 В) не является обязательным. Удивительно, но это не обязательно должен быть конденсатор со сверхнизкой утечкой, потому что он подключен параллельно 10 МОм или около того измерителя. При условии, что он имеет диэлектрическое сопротивление выше 100 МОм (и большинство обычных колпачков будут намного лучше этого), это не повлияет на показания.
Время зарядки не так велико, как можно было бы ожидать (обычно это пара секунд), но оно поможет убрать любой шум, который сделает чтение нестабильным. Нижний предел частоты определяется значением конденсатора и входным сопротивлением измерителя (R в ). С 10 нФ это около 1,6 Гц, поэтому большинство сетевых шумов должно быть достаточно хорошо подавлено.
Это очень полезный метод, если вам когда-нибудь понадобится измерить особенно высокое сопротивление, и, похоже, он малоизвестен. Существуют (конечно) специализированные измерители для измерения чрезвычайно высоких сопротивлений, но скромный цифровой мультиметр делает вполне приемлемую работу с некоторой осторожностью. Совершенно очевидно, что тестируемое устройство (испытуемое устройство) должно быть подвешено вдали от всего, что может быть хоть немного проводящим, а провода счетчика также должны быть очень хорошо изолированы. Малейшая утечка может создать очень большую ошибку.
Вам также необходимо проверить технические характеристики вашего измерителя, чтобы определить ошибку. Большинство лучше, чем 1%, но младшая значащая цифра может иметь большое значение для устройств с очень низким уровнем утечки. В спецификациях обычно указывается точность как (например) ± 1%, ± 2 «отсчета» (младшая значащая цифра). Это означает, что 100 мВ может отображаться как любое значение между 97 мВ и 103 мВ, и ошибка тем больше, чем меньше напряжение.
Только после того, как вы проведете такие измерения несколько раз, вы на самом деле сталкивались с необычайно высоким импедансом, существующим в некоторых схемах. Даже дорожки печатных плат могут вызывать подозрения, если только соответствующие точки не защищены защитной дорожкой или чем-то подобным (что невозможно с Veroboard). Если вы никогда не слышали о «защитной дорожке», см. «Проектирование с помощью операционных усилителей и усилителей с высоким импедансом». Защитная дорожка (или кольцо) эффективно «закрывает» замкнутую цепь, защищая ее от внешней (поверхностной) утечки.
Поучительно следить за обратным сопротивлением диода 1N4148 (или любого другого), держа рядом паяльник — не касаясь, а на пару миллиметров. Даже небольшое количество тепла резко уменьшит обратное сопротивление (так называемую утечку). При едва заметном повышении температуры вы можете увидеть повышение контролируемого напряжения со 100 мВ до 400 мВ или более, что указывает на то, что утечка увеличилась в четыре раза. Это примерно эквивалентно падению сопротивления с 1 ГОм до примерно 250 МОм. Это большая разница, и она может быть критической в некоторых схемах.
Шум может быть проблемой при выполнении подобных измерений, поскольку все импедансы очень высоки. Некоторые измерители лучше других подавляют гул сети и другие посторонние шумы, которые могут сделать окончательные показания неустойчивыми. Если импеданс особенно высок, вы даже не можете использовать конденсатор для его фильтрации, потому что диэлектрик крышки может быть не намного лучше, чем у тестируемого устройства.
Вы можете использовать большую (предпочтительно полипропиленовую) крышку параллельно измерителю (вместо крышки 10 нФ, показанной выше), так как они имеют диэлектрик с очень высоким сопротивлением. Однако это сделает процесс измерения немного медленнее, потому что цоколь должен заряжаться через внешнее сопротивление, возможно, в несколько ГОм, а окончательная схема может по-прежнему не в состоянии эффективно устранить шум 50/60 Гц. Устройство, показанное на рисунке 2, использовалось много раз и очень успешно.
Важно, чтобы внешнее питание было бесшумным и очень хорошо регулируемым. Небольшие изменения напряжения, которые никак не влияют на нормальные цепи, будут
привести к изменению показаний счетчика. Это особенно проблематично при измерении диэлектриков конденсаторов, потому что конденсатор пропускает низкочастотные колебания и вызывает нестационарные колебания.
чтение, которое невозможно интерпретировать с какой-либо точностью. Я знаю это по личному опыту, и мне пришлось прибегнуть к использованию внешнего регулятора после моего (регулируемого)
источник питания, чтобы обеспечить максимально стабильное выходное напряжение. Необходим только очень низкий ток, так как мы рассматриваем устройства, которые потребляют всего несколько нА или даже пА тока.
раз поселились. |
Если вы обнаружите, что вам нужно часто использовать это устройство, имеет смысл сделать очень короткий короткий провод для вашего измерителя (по сути, штекер типа «банан» с отрезком провода) с зажимом типа «крокодил» на конце. end для удержания одного конца тестируемого устройства. Сделайте еще один короткий провод для общей клеммы счетчика. Минус внешнего источника питания присоединяется к общему проводу, а плюс идет к другому концу тестируемого устройства. Это помогает свести к минимуму внешние помехи, а также обеспечивает максимально возможное сопротивление во всех точках интереса.
Сопротивление изоляции выводов от вашего источника питания значения не имеет, и даже сопротивление внутренней изоляции счетчика относительно неважно (параллельно с 10-11МОм). Единственный момент, представляющий особый интерес, — это подключение ИУ к внешнему источнику питания, и если оно находится в воздухе, оно практически бесконечно.
Никакой материал печатной платы (или что-либо еще) не должен перекрывать само ИУ, поскольку величина утечки неизвестна.
Выводы
Кажется, что эта, казалось бы, простая техника не так широко известна, как должна была бы быть. Это не то, что вам нужно очень часто, а некоторым это может вообще никогда не понадобиться. Я использовал его несколько раз при разработке проектов или специальных проектов для клиентов, и это, безусловно, гораздо лучшее предложение, чем тратить тысячи долларов на специализированное оборудование, которое можно использовать только раз в пару лет.
Если вы хотите получить точные показания, вам понадобится второй мультиметр для измерения входного сопротивления того, который вы собираетесь использовать. Не все спецификации включают входной импеданс, и около 10 МОм часто составляет 9 Ом.0092 предполагал , но, как я обнаружил на нескольких моих измерителях, на самом деле они составляют 11 МОм. Ошибка невелика, поэтому вы можете не считать необходимым проверять фактическое сопротивление.
Этот метод не подвергает ваш измеритель или тестируемое устройство риску (при условии, что внешнее напряжение меньше напряжения пробоя тестируемого устройства). Измеритель находится в режиме напряжения, поэтому имеет высокое полное сопротивление, и даже закороченное тестируемое устройство не повредит измерителю. Испытательное напряжение зависит от того, что вы тестируете, но 10 В — хорошая отправная точка для большинства измерений. Если вам необходимо использовать более высокое напряжение, делайте это с особой осторожностью. Все, что выше 50 В, потенциально опасно, и вы делаете это на свой страх и риск.
Каталожные номера
- Электрометр — Википедия
Других ссылок на этот метод в сети не обнаружено. Некоторые из них могут существовать, но даже тщательный поиск не смог найти ничего даже отдаленно близкого. Один был найден , но он был опубликован после того, как я предложил эту технику в AN-014, поэтому вполне разумно предположить, что моя техника использовалась как вдохновение.