Оглавление
Все знают, что обычными мультиметрами измерить что-то в районе нескольких Ом сложно — показания однозначно будут врать на десятые доли, а то и хуже. Но как раз именно там требуется высокая точность, чтоб проверить обмотки дросселей, динамиков, межвитковые замыкания в трансформаторах, кабелях. Поэтому предлагаем сделать очень простую приставку, совместимую с большинством цифровых мультиметров, которая позволяет измерять низкие сопротивления (<100 Ом) с разрешением 0,01 Ом. Схема питается стабилизированным напряжением 4 – 9 В, поступающим от блока питания или батареи.
Диапазон измеряемых сопротивлений зависит только от возможностей прибора, а именно от пределов измерения и разрешения его милливольтметра постоянного напряжения. Современные мультиметры обычно имеют диапазоны 200/400/600 мВ с разрешением 0,1 мВ, что позволяет измерять сопротивления до 20/40/60 Ом с точностью 0,01 Ом.
Схема и принцип работы
Большинство мультиметров при измерении сопротивлений на диапазонах 200/400/600 Ом подают постоянный ток Ix = 1 мА через исследуемый резистор Rx. В результате на нём создаётся напряжение Vx, пропорциональное сопротивлению согласно закону Ома:
Vx = Rx × Ix
Rx = Vx / Ix
Напряжение Vx измеряется мультиметром между клеммами «V/Ω» и «COM». Однако в этот же контур включены измерительные провода мультиметра, имеющие собственное сопротивление Rp, которое также учитывается при измерении (общий результат: Rm = Rp + Rx).
Разрешение измерений можно повысить двумя способами:
- Использовать мультиметр с более точным милливольтметром (0,01 мВ), что редко встречается.
- Увеличить измерительный ток Ix, что и реализовано в этом адаптере.
Обычные мультиметры не используют повышенный ток измерения, так как это не критично для большинства задач и значительно снижает время автономной работы мультиметра.
Пример:
- Если мультиметр измеряет Vx в пределах 200,0 мВ и ток Ix = 1 мА, то максимальное измеряемое сопротивление:
Rx = Vx / Ix = 0,2 В / 0,001 А = 200 Ом с разрешением 0,1 Ом. - Если увеличить ток Ix в 10 раз (до 10 мА), максимальное сопротивление уменьшится в 10 раз (до 20 Ом), но разрешение улучшится в 10 раз (до 0,01 Ом).
- Если повысить ток Ix до 100 мА, можно измерять сопротивления до 2 Ом с разрешением 0,001 Ом, но такая точность обычно не требуется.
Основой схемы является стабилизатор напряжения LM1117, работающий в режиме источника тока. Выходной ток Iout определяется его опорным напряжением Vref и резистором Rz, подключённым между выводами ADJ и OUT. Формула расчёта тока:
Iout = Vref / Rz [A]
Напряжение Vref меняется от 1,225 до 1,27 В (обычно 1,25 В). Величина Rz формируется из параллельно соединённых резисторов R1 и R2-R5, создавая эквивалентное сопротивление 124–126,25 Ом (с учётом допуска 1%). Обычно это 125 Ом, что даёт выходной ток Iout ≈ 10 мА.
Точность измерения сопротивления Rx зависит от стабильности Iout (идеальное значение 10,00 мА) и точности самого мультиметра.
Измерение тока адаптера
Выходной ток Iout можно проверить, установив мультиметр в режим миллиамперметра (20/40/60 мА). Для этого:
- Подключите адаптер к мультиметру: CON1/VOLT → гнездо «mA». CON2/COM → гнездо «COM»
- Включите питание Vcc.
Адаптер оснащён двумя разъёмами (типа банан) и двумя гнёздами:
- CON1 и CON2 (без юбок) подключаются к измерительным клеммам мультиметра и впаиваются в печатную плату.
- CON3 и CON4 (безкорпусные, 17 мм) используются для подключения измерительных проводов или испытуемого резистора Rx.
Перед пайкой удалите защитное покрытие с контактов (например, ножом) для лучшего сцепления с припоем.
Совместимость с мультиметрами
Плата односторонняя, размером 30×30 мм. Изготовлена без травления, с помощью дрельки и фрезы.
На плате есть два монтажных отверстия для разъёма CON1/VOLT. Это связано с разными стандартами разъёмов:
- В простых мультиметрах (например, UNIT M830B) расстояние между гнёздами 12 мм.
- В более продвинутых моделях (UNIT M890G, UT70B) — 19 мм.
Перед установкой адаптера выберите подходящее отверстие для разъёма CON1/VOLT.
Использование милиомметра
- Настройте мультиметр на измерение постоянного напряжения (200/400/600 мВ).
- Подключите адаптер: CON1/VOLT → гнездо «V/Ω». CON2/COM → гнездо «COM»
- Включите питание Vcc.
При разомкнутых измерительных клеммах напряжение Vout будет примерно: Vout = Vcc — 0,5 В. А потребляемый ток Icc составит менее 1 мкА.
Минимальное напряжение Vcc = 4 В, значит, Vout ≈ 3,5 В. Обычный мультиметр покажет переполнение диапазона, а автоматический мультиметр переключится на высший диапазон.
При подключении Rx < 100 Ом, напряжение Vout будет пропорционально его значению: 0,1 мВ = 0,01 Ом. При этом сама приставка потребляет около 10 мА, чего хватит на тысячи измерений при питании от небольшого литиевого аккумулятора, коих у каждого радиолюбителя в закромах навалом. Схемы других интересных и полезных приставок смотрите тут.
