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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un milliohmmetro è un accessorio per un multimetro. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione L'accessorio, insieme ad un multimetro digitale della serie M-83x, DT-83x, permette di misurare piccole resistenze attive con una risoluzione di 0,001 Ohm. Come i precedenti set-top box sviluppati dall'autore, è alimentato dallo stabilizzatore ADC interno del multimetro. È noto che i multimetri delle serie M-83x, DT-83x presentano un piccolo errore nella misurazione della tensione CC. Inoltre questo errore può sempre essere minimizzato calibrando il dispositivo regolando la tensione di riferimento (100 mV). Pertanto, secondo l'autore, lo sviluppo e la ripetizione di attacchi per un multimetro che convertono l'uno o l'altro valore misurato in una tensione costante al suo ingresso “VΩmA” potrebbe interessare una certa parte di radioamatori, sia dal punto di vista finanziario che finanziario. punto di vista creativo. Data la disponibilità dell'elemento base e il suo costo, da tali allegati è possibile assemblare un buon sistema di misurazione per un laboratorio domestico senza ricorrere all'acquisto di costosi strumenti di misura, spesso con un errore di misurazione che si avvicina all'errore del multimetro stesso. Un altro accessorio simile, un milliohmmetro, è presentato di seguito. Ti consente di misurare le basse resistenze attive dei resistori, il che è particolarmente importante quando li fai da te da pezzi di filo con elevata resistività, ad esempio per vari shunt. Principali caratteristiche tecniche
* L'errore di misurazione di un dispositivo regolato con cura nell'intervallo sopra indicato è praticamente ridotto all'errore di un multimetro nella modalità di misurazione della tensione CC al limite di 200 mV 5...10 minuti dopo aver acceso il set-top box con il dispositivo di misurazione morsetti chiusi. Esistono due semplici modi per misurare i resistori a bassa resistenza. Il primo consiste nell'applicare una piccola corrente (unità di mA) attraverso il resistore misurato, seguita dall'aumento della caduta di tensione attraverso il resistore misurato. Tuttavia, ciò richiederà l'uso in un amplificatore CC di amplificatori operazionali di precisione costosi e non ampiamente disponibili con una bassa tensione di offset dello zero e la loro sensibilità alle variazioni di temperatura. Il secondo, più semplice e meno costoso, consiste nell'applicare più corrente (ad esempio 100 mA) e misurare direttamente la caduta di tensione ai capi del resistore. Se esiste una fonte di corrente continua (CC) appropriata, questo è ciò che fanno. A prima vista, quando il milliohmmetro è alimentato dall'ADC del multimetro, ciò non è possibile. Ma esiste anche un metodo a impulsi, in cui la corrente dall'IT per la misurazione viene fornita in impulsi di breve durata rispetto al loro periodo. In questo caso la corrente media di misura, come è noto, diminuisce proporzionalmente al duty cycle della sequenza di impulsi. Questo metodo, come in alcuni sviluppi precedenti, ad esempio [1, 2], viene utilizzato per misurare basse resistenze. Lo schema di attacco è mostrato in Fig. 1. Consideriamo il funzionamento del set-top box con il resistore misurato R collegato ai terminali XT3, XT4x.
Un generatore di impulsi è assemblato sull'elemento logico DD1.1 - un trigger di Schmitt (TS), elementi VD1, C1, R1, R2. Il periodo di ripetizione dell'impulso è 150...160 µs, pausa - 3...4 µs. Quando il diodo VD1 è acceso come indicato nello schema, il generatore consuma una corrente minima, dovuta alla particolarità del diverso consumo di corrente del TS durante la sua transizione dallo stato di zero logico a uno logico e viceversa [3 ]. Quando la tensione di ingresso diminuisce da un livello alto a un livello basso (il livello di uscita è zero logico), la corrente che attraversa i transistor di uscita TS è 2...4 volte maggiore rispetto al caso opposto. Questa caratteristica, secondo le osservazioni dell'autore, si manifesta in tutti i TC della logica CMOS bufferizzata. Pertanto, se si riduce il tempo di scarica del condensatore C1 introducendo il circuito VD1R2, il consumo medio di corrente del generatore di impulsi con alimentazione a 3 V per la serie 74NS sarà pari a 0,2 mA anziché 0,5...0,8 mA. Gli elementi DD1.2 e DD1.3 sono inverter, all'uscita dei quali la durata dell'impulso è 3...4 μs e la pausa è 150...160 μs. Sono collegati in parallelo per aumentare la capacità di carico. Una sorgente di corrente è assemblata sul transistor VT1. Il diodo VD2 compensa la temperatura. La corrente IT è impostata su 100 mA. Con una tale corrente su un resistore da 2 Ohm, la caduta di tensione è di 200 mV, che corrisponde al limite di misurazione del multimetro “200 mV”. IT imposta la corrente per la misurazione solo quando appare una pausa all'uscita del generatore di impulsi su DD1.1, quando la resistenza R4 è collegata al filo comune attraverso questa uscita per un tempo di 3...4 μs. Il condensatore "di accelerazione" C2 riduce il tempo di commutazione del transistor VT1 per ottenere impulsi rettangolari sul resistore misurato Rx. Impulsi invertiti dalle uscite degli elementi DD1.2, DD1.3 vengono forniti al gate del transistor ad effetto di campo VT2, collegato come rilevatore sincrono. Durante la durata dell'impulso, la corrente proveniente dall'IT passa attraverso il resistore misurato, creando una caduta di tensione ai suoi capi, che, attraverso il transistor aperto VT2 del rilevatore sincrono, viene fornita al condensatore di “memoria” C4, caricandolo fino a quando la tensione scende attraverso il resistore. La tensione dal condensatore attraverso i terminali XP2, XP3 viene fornita all'ingresso “VΩmA” per la misurazione. Alla fine dell'impulso entrambi i transistor si chiudono per un tempo di 150...160 μs finché non appare quello successivo. Il condensatore di livellamento C3 con una capacità di 220 μF elimina la natura pulsata del consumo di corrente del set-top box nella linea di alimentazione, mantenendolo a un livello di circa 2,5 mA per il regolatore di tensione integrato +3 V dell'ADC del multimetro. Questa corrente non è difficile da determinare, dato che il duty cycle degli impulsi all'uscita degli inverter DD1.2, DD1.3 è 40...50 (100 mA/ (40...50)). Il nodo sul transistor ad effetto di campo VT3 e sugli elementi R8, C5 serve a limitare la corrente di carica del condensatore C3 dallo stabilizzatore di tensione ADC a un livello non superiore a 3 mA dal momento in cui viene applicata l'alimentazione per 5 s. Quando viene applicata l'alimentazione, la tensione sul condensatore C5 inizia ad aumentare a causa del flusso di corrente di carica attraverso il resistore R8. Quando raggiunge la soglia del transistor VT3, quest'ultimo inizia ad aprirsi senza intoppi, garantendo la corrente di carica del condensatore C3 a un livello sicuro per lo stabilizzatore ADC. Il resistore R7 e il diodo VD3 assicurano lo scarico del condensatore C5 dopo lo spegnimento. La console è assemblata su un pannello realizzato su un lato con un foglio di fibra di vetro. Il disegno del circuito stampato e la disposizione degli elementi su di esso sono mostrati in Fig. 2. Una fotografia della console assemblata è mostrata in Fig. 3.
Condensatori, resistori e diodi sono montati in superficie. I condensatori C1, C2, C4 sono ceramici di dimensione 1206, C3, C5 sono di tantalio di dimensione C e B. Tutti i resistori sono 1206. Dovrebbe essere detto qualche dettaglio in più sul transistor 2SA1286 (VT1) [4]. Può essere sostituito, ad esempio, 2SA1282, 2SA1282A con coefficiente di trasferimento di corrente h21E non inferiore a 500 (indice aggiuntivo G) [5]. Sostituibile con altri simili con h più piccola21E (fino a 300), mentre la resistenza del resistore R4 va ridotta a 1,8...2 kOhm. La cosa principale è verificare nella documentazione o sperimentalmente che la parte piatta della caratteristica di uscita del transistor alla corrente di collettore Iк 100 mA iniziati dalla tensione Uкэ non più di 0,5 V. Altrimenti, non dovrai contare sull'errore di misurazione indicato: può essere significativamente maggiore. Il transistor ad effetto di campo IRLML2402 (VT2) può essere sostituito, ad esempio, da FDV303N e IRLML6302 (VT3) da BSS84. In caso di sostituzione si tenga presente che la tensione di soglia dei transistor, la resistenza a canale aperto e la capacità di ingresso (Ciss) devono essere paragonabili a quelli da sostituire. Pin XP1 "NPNc" - adatto dal connettore o da un pezzo di filo stagnato di diametro adeguato. Il foro nella scheda viene praticato "sul posto" dopo aver installato i pin XP2, XP3. Pin XP2 "VΩmA" e XP3 "COM" - dalle sonde per un multimetro. Connessioni permanenti XT 1, XT2 - rivetti in rame cavo stagnato, saldati ai cuscinetti di contatto a loro destinati sul circuito stampato. Le estremità stagnate di un filo flessibile MGShV con una sezione trasversale di 0,5...0,75 mm vengono inserite nei rivetti e saldate.2, che termina con clip a coccodrillo XT3, XT4. La lunghezza di ciascun filo è di 10...12 cm Le superfici interne inferiori della “bocca” dei morsetti sono stagnate. Le estremità dei fili che li raggiungono vengono stagnate, quindi inserite nelle "bocche" inferiori dei morsetti e saldate. La lega per saldatura deve essere applicata in eccesso, che viene poi limata con una lima ad ago fino al livello dei denti del coccodrillo, come mostrato nella fotografia Fig. 4.
La console richiede una regolazione. Quando si lavora con esso, l'interruttore per il tipo di funzionamento del multimetro è impostato sulla posizione di misurazione della tensione continua al limite di “200 mV”. Le letture, tenendo conto della virgola visualizzata, devono essere divise per 100. Prima di collegare il set-top box al multimetro, è necessario controllare la corrente da esso consumata da un'altra fonte di alimentazione da 3 V dotata di protezione corrente, in modo da non danneggiare il regolatore di tensione di alimentazione ADC a bassa potenza integrato in caso di malfunzionamento di qualsiasi elemento o cortocircuito accidentale dei percorsi di corrente della scheda. Collegare il set-top box al multimetro e chiudere i terminali XT3, XT4, "mordendoli" in una "bocca" con cuscinetti saldati uno sopra l'altro. Lasciare che le condizioni termiche del transistor VT1 si stabilizzino per 5...10 minuti. Nonostante il fatto che la custodia del transistor sia fredda al tatto, il cristallo all'interno della custodia, anche da brevi impulsi di corrente di 100 mA, durante questo periodo si riscalderà e la sua temperatura si stabilizzerà. Per facilitare la configurazione, i resistori R3 e R6 sulla scheda sono costituiti da due, collegati in parallelo. Nella fig. 2 sono designati come R3', R3” e R6', R6”. Dopo 5...10 minuti, selezionare il resistore R6' in modo che le letture dell'indicatore del multimetro siano nell'intervallo 0+0,5 mV, quindi selezionare un resistore aggiuntivo R6” con resistenza più elevata per impostare uno zero “puro” (±0 mV ). Successivamente, collegare un resistore misurato noto R ai terminali XT3, XT4x, ad esempio, 1 Ohm, i resistori R3' e R3” impostano le letture corrispondenti sull'indicatore del multimetro. Per ridurre l'errore di misurazione, queste operazioni dovrebbero essere ripetute fino ad ottenere il risultato desiderato. Nella fig. La Figura 5 mostra una fotografia di un set-top box con un multimetro durante la misurazione di un resistore a filo avvolto S5-16MV con una potenza di 2 W con una resistenza nominale di 0,33 Ohm e una tolleranza di ±5%.
Quando si cambia il circuito stampato, gli ingressi liberi degli elementi del microcircuito DD1 devono essere collegati alla linea di alimentazione positiva o al filo comune. Un disegno del circuito stampato in formato Sprint LayOut 5.0 può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/08/milliommetter.zip. Letteratura
Autore: S. Glibin
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