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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Milliohmmeter – Präfix zum Multimeter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Der Aufsatz ermöglicht zusammen mit einem Digitalmultimeter der Serie M-83x, DT-83x die Messung kleiner aktiver Widerstände mit einer Auflösung von 0,001 Ohm. Wie frühere vom Autor entwickelte Set-Top-Boxen wird sie vom internen ADC-Stabilisator des Multimeters mit Strom versorgt. Es ist bekannt, dass Multimeter der Serien M-83x, DT-83x einen kleinen Fehler bei der Messung der Gleichspannung aufweisen. Darüber hinaus kann dieser Fehler jederzeit minimiert werden, indem das Gerät durch Anpassen der Referenzspannung (100 mV) kalibriert wird. Daher, so der Autor, könnte die Entwicklung und Wiederholung von Aufsätzen für ein Multimeter, die den einen oder anderen Messwert in eine konstante Spannung an seinem Eingang „VΩmA“ umwandeln, für einen bestimmten Teil der Funkamateure sowohl aus finanzieller als auch aus finanzieller Sicht von Interesse sein kreative Sicht. Angesichts der Verfügbarkeit der Elementbasis und ihrer Kosten können Sie aus solchen Aufsätzen ein gutes Messsystem für ein Heimlabor zusammenstellen, ohne auf den Kauf teurer Messgeräte zurückgreifen zu müssen, oft mit einem Messfehler, der dem Fehler des Multimeters selbst nahekommt. Ein weiterer solcher Aufsatz – ein Milliohmmeter – wird unten vorgestellt. Damit können Sie niedrige aktive Widerstände von Widerständen messen, was besonders wichtig ist, wenn Sie diese selbst aus Drahtstücken mit hohem spezifischem Widerstand herstellen, beispielsweise für verschiedene Shunts. Wichtigste technische Merkmale
* Der Messfehler eines sorgfältig eingestellten Geräts im oben genannten Intervall reduziert sich praktisch auf den Fehler eines Multimeters im Gleichspannungsmessmodus an der Grenze von 200 mV 5...10 Minuten nach dem Einschalten der Set-Top-Box mit der Messung Klammern geschlossen. Es gibt zwei einfache Möglichkeiten, Widerstände mit niedrigem Widerstand zu messen. Die erste besteht darin, einen kleinen Strom (Einheiten von mA) durch den gemessenen Widerstand anzulegen und anschließend den Spannungsabfall am gemessenen Widerstand zu erhöhen. Dies erfordert jedoch den Einsatz teurer und nicht weit verbreiteter Präzisions-Operationsverstärker mit einer niedrigen Null-Offset-Spannung und ihrer Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen in einem Gleichstromverstärker. Die zweite Möglichkeit – einfacher und kostengünstiger – besteht darin, mehr Strom anzulegen (z. B. 100 mA) und den Spannungsabfall am Widerstand direkt zu messen. Wenn eine geeignete Gleichstromquelle (DC) vorhanden ist, tun sie dies. Auf den ersten Blick ist dies nicht möglich, wenn das Milliohmmeter über den ADC des Multimeters mit Strom versorgt wird. Es gibt aber auch ein Impulsverfahren, bei dem der Strom vom IT zur Messung in im Verhältnis zur Periodendauer kurzen Impulsen zugeführt wird. Dabei nimmt der mittlere Messstrom bekanntermaßen proportional zum Tastverhältnis der Pulsfolge ab. Diese Methode wird, wie auch in einigen früheren Entwicklungen, beispielsweise [1, 2], zur Messung niedriger Widerstände eingesetzt. Das Befestigungsdiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Betrachten wir den Betrieb der Set-Top-Box mit dem gemessenen Widerstand R, der an die Klemmen XT3, XT4 angeschlossen istx.
Auf dem logischen Element DD1.1 ist ein Impulsgenerator aufgebaut - ein Schmitt-Trigger (TS), Elemente VD1, C1, R1, R2. Die Impulswiederholungsperiode beträgt 150...160 µs, Pause - 3...4 µs. Beim Einschalten der VD1-Diode, wie im Diagramm angegeben, verbraucht der Generator einen Mindeststrom, was auf die Besonderheit der unterschiedlichen Stromaufnahme des TS beim Übergang vom Zustand logisch Null auf logisch Eins und zurück zurückzuführen ist [3 ]. Wenn die Eingangsspannung von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel absinkt (der Ausgangspegel ist logisch Null), ist der Durchgangsstrom durch die Ausgangstransistoren TS 2...4 mal größer als im umgekehrten Fall. Dieses Merkmal manifestiert sich nach den Beobachtungen des Autors in allen TCs der gepufferten CMOS-Logik. Wenn daher die Entladezeit des Kondensators C1 durch Einführung der VD1R2-Schaltung verkürzt wird, beträgt der durchschnittliche Stromverbrauch des Impulsgenerators bei einer 3-V-Versorgung für die 74NS-Serie 0,2 mA statt 0,5...0,8 mA. Die Elemente DD1.2 und DD1.3 sind Wechselrichter, an deren Ausgang die Impulsdauer 3...4 µs und die Pause 150...160 µs beträgt. Zur Erhöhung der Belastbarkeit werden sie parallel geschaltet. Auf dem Transistor VT1 ist eine Stromquelle montiert. Die Diode VD2 ist temperaturkompensierend. Der IT-Strom ist auf 100 mA eingestellt. Bei einem solchen Strom an einem 2 Ohm Widerstand beträgt der Spannungsabfall 200 mV, was der Messgrenze des Multimeters „200 mV“ entspricht. IT stellt den Strom für die Messung nur dann ein, wenn am Ausgang des Impulsgenerators an DD1.1 eine Pause auftritt, wenn der Widerstand R4 über diesen Ausgang für eine Zeit von 3...4 μs mit der gemeinsamen Leitung verbunden ist. Der „Beschleunigungs“-Kondensator C2 reduziert die Schaltzeit des Transistors VT1, um Rechteckimpulse am gemessenen Widerstand Rx zu erhalten. Invertierte Impulse von den Ausgängen der Elemente DD1.2, DD1.3 werden dem Gate des Feldeffekttransistors VT2 zugeführt, der als Synchrondetektor geschaltet ist. Während der Dauer des Impulses fließt der Strom vom IT durch den gemessenen Widerstand und erzeugt an ihm einen Spannungsabfall, der über den offenen Transistor VT2 des Synchrondetektors dem „Speicher“-Kondensator C4 zugeführt wird und ihn auflädt Die Spannung fällt am Widerstand ab. Die Spannung vom Kondensator über die Klemmen XP2, XP3 wird dem „VΩmA“-Eingang zur Messung zugeführt. Am Ende des Impulses schließen beide Transistoren für eine Zeit von 150...160 μs, bis der nächste erscheint. Der Glättungskondensator C3 mit einer Kapazität von 220 μF eliminiert die gepulste Natur des Stromverbrauchs der Set-Top-Box in der Stromleitung und hält ihn für den eingebauten +2,5-V-Spannungsregler des ADC des Multimeters auf einem Niveau von etwa 3 mA. Dieser Strom ist nicht schwer zu bestimmen, da das Tastverhältnis der Impulse am Ausgang der Wechselrichter DD1.2, DD1.3 40...50 (100 mA/(40...50)) beträgt. Der Knoten am Feldeffekttransistor VT3 und den Elementen R8, C5 dient dazu, den Ladestrom des Kondensators C3 vom ADC-Spannungsstabilisator auf einen Wert von nicht mehr als 3 mA zu begrenzen, ab dem Zeitpunkt, an dem die Stromversorgung 5 s lang angelegt wird. Wenn Strom angelegt wird, beginnt die Spannung am Kondensator C5 aufgrund des Ladestromflusses durch den Widerstand R8 anzusteigen. Wenn der Schwellenwert für den Transistor VT3 erreicht wird, beginnt dieser sanft zu öffnen und stellt so sicher, dass der Ladestrom des Kondensators C3 auf einem für den ADC-Stabilisator sicheren Niveau bleibt. Der Widerstand R7 und die Diode VD3 sorgen für die Entladung des Kondensators C5 nach dem Ausschalten der Stromversorgung. Die Konsole ist einseitig auf einem Brett aus Glasfaserfolie montiert. Die Zeichnung der Leiterplatte und die Anordnung der Elemente darauf sind in Abb. dargestellt. 2. Ein Foto der zusammengebauten Konsole ist in Abb. dargestellt. 3.
Kondensatoren, Widerstände und Dioden werden oberflächenmontiert. Die Kondensatoren C1, C2, C4 sind Keramik der Größe 1206, C3, C5 sind Tantal der Größe C und B. Alle Widerstände sind 1206. Zum Transistor 2SA1286 (VT1) [4] sollte etwas mehr Detail gesagt werden. Es kann beispielsweise durch 2SA1282, 2SA1282A mit Stromübertragungskoeffizient h ersetzt werden21E nicht weniger als 500 (zusätzlicher Index G) [5]. Kann durch andere ähnliche mit kleinerem h ersetzt werden21E (bis zu 300), während der Widerstandswert des Widerstands R4 auf 1,8...2 kOhm reduziert werden sollte. Die Hauptsache besteht darin, in der Dokumentation oder experimentell zu überprüfen, ob der flache Teil der Ausgangskennlinie des Transistors beim Kollektorstrom Iк 100 mA ab Spannung U gestartetke nicht mehr als 0,5 V. Andernfalls müssen Sie nicht mit dem angegebenen Messfehler rechnen, dieser kann deutlich größer sein. Der Feldeffekttransistor IRLML2402 (VT2) kann beispielsweise durch FDV303N und IRLML6302 (VT3) durch BSS84 ersetzt werden. Bei einem anderweitigen Austausch ist zu berücksichtigen, dass die Schwellenspannung der Transistoren, der Leerlaufwiderstand und die Eingangskapazität (Ciss) mit denen der auszutauschenden Transistoren vergleichbar sein müssen. Pin XP1 „NPNc“ – geeignet vom Stecker oder ein Stück verzinnter Draht mit passendem Durchmesser. Das Loch dafür in der Platine wird nach der Installation der Pins XP2, XP3 „an Ort und Stelle“ gebohrt. Pins XP2 „VΩmA“ und XP3 „COM“ – von Sonden für ein Multimeter. Permanente Verbindungen XT 1, XT2 – verzinnte Hohlkupfernieten, angelötet an die dafür vorgesehenen Kontaktpads auf der Leiterplatte. Die verzinnten Enden eines flexiblen Drahtes MGShV mit einem Querschnitt von 0,5...0,75 mm werden in die Nieten eingeführt und verlötet.2, endend mit Krokodilklemmen XT3, XT4. Die Länge jedes Drahtes beträgt 10...12 cm. Die unteren Innenflächen des „Mauls“ der Klemmen sind verzinnt. Die Enden der zu ihnen führenden Drähte werden verzinnt, dann in die unteren „Münder“ der Klemmen gezogen und verlötet. Es sollte überschüssiges Lot aufgetragen werden, das dann mit einer Nadelfeile bis zur Höhe der Krokodilzähne gefeilt wird, wie im Foto Abb. 4.
Die Konsole muss angepasst werden. Beim Arbeiten damit wird der Schalter für die Betriebsart des Multimeters auf die Position Gleichspannungsmessung am Grenzwert „200 mV“ gestellt. Die Messwerte sollten unter Berücksichtigung des angezeigten Kommas durch 100 geteilt werden. Bevor Sie die Set-Top-Box an das Multimeter anschließen, sollten Sie den von ihr aufgenommenen Strom von einer anderen 3-V-Stromquelle mit Stromschutz überprüfen, um dies nicht zu tun Beschädigen Sie den eingebauten ADC-Versorgungsspannungsregler mit geringem Stromverbrauch im Falle einer Fehlfunktion eines Elements oder eines versehentlichen Kurzschlusses der stromführenden Pfade der Platine. Schließen Sie die Set-Top-Box an das Multimeter an und schließen Sie die Anschlüsse XT3, XT4, indem Sie sie mit Lötpads aneinander „beißen“. Warten Sie 1 bis 5 Minuten, bis sich die thermischen Bedingungen des Transistors VT10 eingestellt haben. Obwohl sich das Transistorgehäuse kalt anfühlt, erwärmt sich der Kristall im Inneren des Gehäuses während dieser Zeit selbst bei kurzen Stromimpulsen von 100 mA und seine Temperatur stabilisiert sich. Um die Einrichtung zu erleichtern, bestehen die Widerstände R3 und R6 auf der Platine aus zwei parallel geschalteten Widerständen. In Abb. In 2 werden sie mit R3‘, R3“ und R6‘, R6“ bezeichnet. Wählen Sie nach 5 bis 10 Minuten den Widerstand R6‘ so aus, dass die Anzeigewerte des Multimeters im Bereich von 0+0,5 mV liegen, und wählen Sie dann einen zusätzlichen Widerstand R6“ mit höherem Widerstand, um einen „reinen“ Nullpunkt (±0 mV) einzustellen ). Als nächstes wird ein bekannter gemessener Widerstand R an die Klemmen XT3, XT4 angeschlossenxB. 1 Ohm, stellen die Widerstände R3' und R3“ die entsprechenden Messwerte auf der Multimeteranzeige ein. Um den Messfehler zu reduzieren, sollten diese Vorgänge wiederholt werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist. In Abb. Abbildung 5 zeigt ein Foto der Befestigung mit einem Multimeter bei der Messung eines Drahtwiderstands S5-16MV mit einer Leistung von 2 W mit einem Nennwiderstand von 0,33 Ohm und einer Toleranz von ±5 %.
Beim Wechsel der Leiterplatte sollten die freien Eingänge der Elemente der DD1-Mikroschaltung an die positive Stromleitung oder an eine gemeinsame Leitung angeschlossen werden. Eine Leiterplattenzeichnung im Sprint LayOut 5.0-Format kann von ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/08/milliommetter.zip heruntergeladen werden. Literatur
Autor: S. Glibin
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Kommentare zum Artikel: Alexey Evgenevich Vielen Dank, es war sehr hilfreich. Zu Unrecht vergessenes Material.
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