Радіосхеми схеми електричні важливі. Схема омметра Способи електричних вимірювань

Домашній майстер при ремонті квартири своїми руками стикається з необхідністю підключення світильників, розеток та вимикачів за різними схемами. Така діяльність вимагає виконання електричних вимірювань та знання основних правил безпеки під час роботи під напругою.

Наші поради допоможуть вам оптимально вибрати мультиметр для цих цілей і зрозуміти основні правила безпечної роботи з ним як у побутовій електропроводці, так і для ремонту приладів, що підключаються до неї.

У матеріалі статті порівнюються два типи пристроїв вимірювачів: аналогових стрілочних і цифрових. Це дозволить оцінити різні технології вимірів, порівняти їх можливості, зробити вибір відповідної конструкції.

Призначення

Складове слово мультиметр позначає своєю першою частиною "мульті" - багато функцій, які виконує цей прилад, а другий "метр" - вимірювання електричних величин.

Він дозволяє визначати:

• значення діючої напруги;
• силу струму, що протікає;
• електричний опір підключеного ланцюга;
• деякі інші параметри.

Слід врахувати, що прилад може мати інші назви:

1. авометр, що означає скорочення від ампер, вольт, ом вимір;
2. або тестер, наданий першим аналоговим моделям.

Технічною мовою його називають прилад багатофункціональний вимірювальний.

Принципи вимірювання електричних величин

Пояснювальна картинка з інтернету з чоловічками покликана пояснити взаємозв'язок процесів, що відбуваються в електриці, що дозволяє аналізувати мультиметри будь-якої конструкції.

Напруга джерела у вольтах намагається пропхати струм в амперах через протидія, що надається йому опором в омах. Для аналізу цих трьох завдань мультиметр включені 3 окремих вимірювальних приладу:

• амперметр;
• вольтметр;
• омметр.

Стисло розглянемо їх функції.

Як працює амперметр

За основу дії аналогових приладів прийнято вимірювальну головку магнітоелектричної системи.

При протіканні через неї електричного струму повертається рухома рамка з пружиною, що протидіє, і прикріпленою до них стрілкою, що вказує на шкалі його силу в мікроамперах - тисячних частках ампера. На такому діапазоні протікають струми через головку вимірювальну.

Однак амперметр заміряє не частки ампера, а цілі і навіть значно більші значення. Такі величини струму здатні випалити усі струмопровідні магістралі головки. Щоб цього не сталося, їх обмежують паралельним підключенням каліброваного електричного опору, що називається шунтом.

Принцип шунтування додатковим опором зменшує величину струму, що протікає через головку, і робить його пропорційним вхідному значенню. За рахунок цього шкалу градуюють в амперах, а не в його тисячних частках.

У цифрових приладах використовуються датчики струму, які працюють за мікропроцесорними технологіями.

Пристрій вольтметра

Та ж вимірювальна головка підключається послідовно до додаткових опорів - струмообмежуючих резисторів. Шкала приладу градує у вольтах.

Перемикач режимів біля амперметра та вольтметра дозволяє розширювати межі вимірювання.

Цифровий вольтметр працює від датчика напруги.

Конструкція омметра

Принцип виміру опору розкрито у статті про.

Омметр також працює за допомогою вимірювальної голівки.

Для цього використовується вбудоване джерело напруги, яке видає строго еталонну величину. Її під час підготовки омметра до роботи необхідно вручну відкалібрувати.

Опір, що замірюється, підключається до гнізд приладу. Через нього проходить струм, що обмежується залежно від номіналу резистора. Він відхиляє стрілку омметра на величину, пропорційну значенню електричного опору.

Шкала омметра просто градує у омах.

Цифрові прилади обчислюють значення опору за результатами інформації, що отримується від датчиків струму та напруги, але також працюють від вбудованого джерела живлення. Ручне калібрування їм не потрібне.

Різновиди мультиметрів

Аналогові прилади

Розглянемо з прикладу тестера Ц4324.

Відразу кидаються у вічі багатофункціональна шкала кілька рядів і перемикачі режимів із великим робочим діапазоном.

Заводська схема внутрішніх з'єднань представлена ​​нижче.

Докладніше призначення шкали вимірювальної головки показано на зображенні.

При кожному вимірі необхідно аналізувати положення стрілки на певному діапазоні, що відповідає роду струму і сигналу, що перевіряється.

Положення центрального перемикача розбиті на три головні сектори (амперметри, вольтметри та омметри) виділені червоними стрілками. Працюючи слід визначати як діапазон вимірюваної величини, а й форму сигналу.

Цифрові прилади

Внутрішня конструкція цього мультиметра набагато складніше, а зовнішні органи виконані простіше для користувача. Як зразок виберемо одну з типових моделей із мінімальною кількістю автоматичних налаштувань.

Замість стрілочного покажчика та складної шкали працює дисплей, а положенням центрального перемикача можна вибрати всі режими вимірювання у будь-якому секторі.

Підключення вимірювальних проводів виконується до двох гнізд із трьох:

• центральне – загальне;
• ліве – використовується для виміру струмів більше 10 ампер;
• праве - у решті випадків.

Способи електричних вимірів

Будь-який мультиметр сам нічого не вимірює. Він показує лише ті величини, які підготував користувач у створеному ним режимі. Помилки показань найчастіше пов'язані з неуважною роботою людини.

Розглянемо однотипні операції, які необхідно виконувати на стрілочному та цифровому мультиметрі.

Вимірювання тестером Ц4324

Замір напруги

Вибираємо відповідний режим натисканням середньої кнопки знизу і виставляємо межу виміру більшу, ніж напруга у батареї, що замірюється, - 3 V.

Потрібно оцінити полярність підключення проводів. Якщо пустити струм у зворотному напрямку через вимірювальну головку, то стрілка просто упреться у стопор ліворуч від нуля. Замір не вийде.

Для зняття відліку необхідно вибрати правильно ту шкалу напруги, де стоїть знак постійного струму. Слід зважити на її кратність на відповідному положенні перемикача.

Звертаємо увагу, що подібна операція відноситься до небезпечної та потребує підвищеної уваги.

Натискаємо до фіксації праву кнопку знизу зі значком "~". Вибираємо центральним перемикачем відповідний режим вольтметра та на ньому положення 300 V. Тільки після цього встановлюємо кінці у контакти розетки.

Зі шкали знімаємо показання 250 V. Методика користування нею та сама, як і в попередньому випадку.

Замір струму

Положення перемикачів та робота зі шкалою виконується за попередньою методикою.

Пальчикова батарейка на 1,5 V видала на лампочку 6,3 V струм 142 мА.

Замір опору

У цьому режимі важливо:

• перевірити виставлення стрілки на нуль, використовуючи регулятор натягу пружини вимірювальної головки, розташований під стрілкою;
• встановити калібровану величину джерела живлення ручкою потенціометра «Установка 0», розміщеного в нижній частині на лицьовій стороні;
• забезпечити.

Для вимірювання потрібно натиснути одночасно дві ліві кнопки і встановити перемикач на значок омів. Відлік показання за шкалою Ω вийшов 1,5. Такий опір у нитки розжарювання у холодному стані.

Режим вимірювання опорів мультиметром призначений для перевірки резисторів та інших елементів радіоелектронних пристроїв. Він призначений для оцінки якості ізоляції діелектричного шару. Потужність джерела живлення недостатня для такого вимірювання.

Оцінку опору ізоляції кабелів та проводів виконують спеціальними приладами, що живляться від потужних джерел: ручних генераторів або побутової мережі 220 або вбудованих перетворювачів із комплектом батарейок. Їх називають мегаомметрами.

Три наведені досліди з малогабаритною лампочкою розжарювання та батареєю дозволяють показати, що потужність джерела енергії та споживача слід правильно підбирати за навантаженням та напругою.

1,5 V у батареї та 6,3 у лампочки - явна невідповідність. Джерело працює в аварійному режимі і не справляється із завданням: нитка ледь-ледь світиться. Йому штучно створено режим навантаження.

Аналогічний випадок може статися і в побутовій мережі 220, де , Знімає живлення з обладнання з витримкою часу.

Підключаючи будь-який споживач в електричну мережу, завжди оцінюйте його можливість надійної роботи та здатність захистів усувати аварійні ситуації.

Вимірювання цифровим мультиметром

Замір напруги

Робота з джерелами постійного струму

Потрібно тільки встановити центральний перемикач у положення виміру напруги на відповідній межі (=2 V), вставити дроти в гнізда приладу і підключити їх до батареї, що перевіряється. Результат одразу відображається на табло.

Якщо полярність підключення джерела до мультиметра переплутана, на табло з'явиться знак мінус. Значить вимір треба повторити, перевернувши дроти на батарейці.

Цей прийом використовують визначення полярності джерела.

Коли вимір виконується більшою межею, то точність результату буде занижена. Необхідно дотримуватися відповідності величин.

Робота з джерелами змінного струму

Спочатку перемикач режимів встановлюють положення «~600 V», а потім перевіряють напругу в розетці.

У нас вийшов результат 231 вольт.

Замір струму

Мультиметр врізають у ланцюг струму, попередньо переключивши його в режим амперметра і встановивши відповідну позицію вимірювань. Ми маємо показ 145 мА на межі 200.

Знак мінус перед значенням струму свідчить про те, що полярність підключення проводів приладу до схеми переплутана. Струм через нього йде у зворотному напрямку.

Електрикам, які часто стикаються з вимірюваннями, рекомендуємо придбати мультиметр з роз'ємним магнітопроводом трансформатора струму -кліщами. Їм зручно виконувати безрозривне підключення та швидке вимір.

Замір опору

Центральний перемикач мультиметра встановлений у положення 200 Ω, а результат 9,75 відображено на табло.

У такий же спосіб прилад працює на шкалі kΩ. На наведеному фото навіть завищена межа виміру опору. В результаті це особливо не позначається, хоч і впливає.

Режим продзвонювання

Цифровий мультиметр на відміну аналогового стрілочного має таку додаткову функцію. Вона дозволяє просто визначати наявність електричного контакту всередині ланцюга, що перевіряється.

У замкнутій та розімкнутій схемі змінюється індикація на табло, а у багатьох моделей приладів додатково з'являється звуковий сигнал.

Режим продзвону створений для аналізу невеликих опорів, притаманних ланцюгів струму. Але їм не варто скористатися в ланцюгах напруги. Особливо він зручний для перевірки напівпровідникових елементів.

Ще одна корисна функція для радіоаматорів, яка називається на їхньому сленгу «пищалкою». Мультиметр видає високочастотні сигнали, які дозволяють перевіряти тракти звукових підсилювачів та різні канали передавачів чи приймачів.

У власників стрілочних приладів такої функції немає. Вони змушені робити подібний генератор своїми руками.

Перевірка транзисторів

Ще одна корисна функція цифрового мультиметра, яка також зустрічається на складніших конструкціях стрілочних моделей.

Для перевірки біполярного транзистора досить правильно вставити його ніжки у відповідне гніздо, що враховує структуру p-n-p або n-p-n напівпровідникового переходу. Для цього створено чотири контактні отвори, в які встановлюють ніжки за рахунок повороту корпусу в одну із сторін.

У справного транзистора відразу висвічується коефіцієнт посилення h21.

Ця ж функція на стрілочних тестерах вимагає зняття показань та виконання математичних розрахунків.

Основні правила безпеки

Мультиметр створений для вимірювання електричних величин та дозволяє працювати під напругою. Його корпус і дроти виконані як з , так і за нормативами .

Якість захисту цифрових приладів вища, а їх дизайн більш продуманий. Однак, навіть при їх користуванні слід бути уважним і обережним, дотримуватись рекомендацій виробника.

Будь-який цифровий мультиметр можна вивести з ладу неправильним поводженням при його безперечних перевагах перед стрілочним приладом:

• роботі вбудованих захистів від дурня, які відключають схему від проникнення небезпечних струмів, створених при всіх режимах вимірювання;
• підвищеної діелектричної міцності ізоляції.

Стрілецькі старі тестери вимагають ще більше уваги: ​​при неправильному підключенні до ланцюгів струмів або напруги, особливо в побутовій мережі 220, елементи їх внутрішньої схеми вигоряють. Якщо калібрувальні резистори ще можна замінити, то з контактами перемикачів та кнопок ситуація ремонту посилюється.

Але найчастіше вони виходять із ладу струмопровідна пружинка чи обмотка вимірювальної головки. У цій ситуації ремонт обходиться дорожче за покупку нового цифрового мультиметра.

Діапазон вимірюваних практично опорів умовно ділять на частини: малі опори (менше 10 Ом), середні опори (від 10 Ом до 1 МОм) і великі опори (більше 1 МОм). Ці межі досить приблизні та можуть відрізнятися. Найбільш поширені аналогові та цифрові тестери та мультиметри призначені, в основному, для вимірювання середніх опорів. Однак необхідність вимірювання малих опорів (менше 1 Ом) виникає досить часто, наприклад, під час перевірки обмоток трансформаторів, контактів реле, шунтів та ін.

«Вимір опорів засноване на перетворенні їх величини в струм або напруга, тому при малому опорі виходить невелике падіння напруги або мало відрізняється від режиму короткого замикання. Якщо збільшити вимірювальний струм, на опорі, що вимірюється, може розсіюватися неприпустимо велика потужність, в результаті чого може «згоріти» резистор. Крім того, за рахунок нагрівання резистора змінюється його опір, що призводить до додаткової похибки вимірювання (температурна похибка)». Це витяг однієї зі статей, яку я знайшов у мережі. Спробуємо розібратися, чи це так страшно насправді.
Ну з температурною похибкою та зі згорянням у нашому випадку ми почекаємо, тому що в основному резистори, опір яких вимірюватимемо, виготовляються з дроту. Тепер трохи порахуємо. У приладі, схему якого я хочу запропонувати, використовується два режими вимірювання опору. При стабільному струмі 1А (шкала 1 розподіл = 0,002 Ом) і при стабільному струмі 0,1А (шкала 1 розподіл = 0,02 Ом). Це для голівки, показаної на фото 1. Як видно з фото, вимірювальна головка має струм повного відхилення 100мкА. Ціна маленького поділу - 2мкА.

І так, при струмі 0,1А прилад вимірюватиме опір з 0,02 Ома до 1-го Ома. Тобто. відхилення стрілки на останній поділ шкали буде відповідати одному Ому. Допустимо міряємо 1 Ом. Р=I2 R. Потужність що виділяється на вимірюваному резисторі дорівнюватиме 0,01Вт. Тепер порахуємо потужність, яка може виділитися на резисторі, що вимірюється, опором 0,1 Ом при струмі 1А. Р = 11 0,1 = 0,1Вт = 100мВт. Тож кінець Світу скасовується. Струм в 1А і 0,1А я вибрав для простоти розрахунків, нам буде потрібно струм трохи іншої величини - це пов'язано з конкретним опором рамки вимірювальної головки.

Стабілізація струму у схемі здійснюється транзистором VT1 TIP107 та мікросхемою DA2 К153УД2. Вибір цієї мікросхеми пов'язаний з її можливістю працювати при вхідних напругах близьких до напруги живлення. Транзистор TIP107 можна замінити на КТ973 із будь-якою літерою. Принцип роботи приладчика, як ви вже здогадалися, полягає у вимірі падіння напруги на опорі, що вимірюється при проходженні через його певного стабільного струму. Який струм нам потрібний насправді? Опір рамки у мого вимірювального приладу дорівнює 1200Ом, струм повного відхилення – 0,0001А, отже, якщо ми будемо використовувати цю головку як вольтметр, нам потрібно буде подати на її напругу величиною = U = I R = 0,0001 1200 = 0,12 120мВ для відхилення стрілки на останній поділ шкали. Це означає, що саме така напруга повинна впасти на опорі в 1 Ом на межі вимірювання приладу від 0,02 до 1Ома. Значить на даній межі виміру нам треба пропустити через вимірюваний резистор стабільний струм величиною I = U/R = 0,12/1 = 0,12A = 120мА. Те саме можна розрахувати і для іншої межі, там буде потрібно струм величиною 1,2А.

Йдемо далі. Схему зібрано. Перед першим включенням тумблер SB1 треба розімкнути, а резистор R2 виставити в середнє положення (підстроювальний резистор багатооборотний). Вихідні клеми приладу замкнуті контактами кнопки SB2. Головка поки що не підключена. Паралельно резистору R4 = 1Ом підключаємо мультиметр, включаємо живлення і резистором R2, виставляємо на ньому напругу приблизно 1,2В, що відповідатиме струму, що проходить через нього, величиною 1,2А. Підключаємо до клем резистор величиною 1Ом, натискаємо на кнопку SB2 - падіння напруги на резисторі R4 не повинно змінитися, це буде говорити про те, що стабілізатор струму працює. Тепер підключаємо еталонний резистор завбільшки 0,1 Ома. Я брав резистор С5-16МВ1 із відсотковим відхиленням у 1%. Цього для радіоаматора цілком достатньо. Я думаю, що багато хто з вас, так само як і я, навряд чи звертають увагу на відсоткове відхилення опору використовуваних резистор, та якщо він ще й закодований латинськими літерами. Далі підключаємо головку, знову тиснемо на кнопку "Вимір" і резистором R2 вже остаточно точно виставляємо стрілку приладу на останній поділ шкали. Це ми налаштували межу виміру від 0,002 Ома до 0,1 Ома. Після цього замикаємо тумблер SB1 і резистором R3 виставляємо напругу на резисторі R4, що дорівнює приблизно 0,12В, що відповідає струму стабілізації 0,12А. До клем підключаємо нібито еталонний резистор 1 Ом, натискаємо на кнопку «Вимірювання» і знову ж таки резистором R3 встановлюємо стрілку на останній поділ. Отримали межу виміру від 0,02 Ома до 1 Ома. На цьому регулювання закінчено.

При складанні приладу транзистор VT1 та мікросхему DA1 обов'язково встановіть на радіатори. На такому радіаторі, що показаний на фото2 мікросхема нагрівається до температури +42С при роботі зі струмом 1А. Контакти кнопки «Вимірювання» повинні витримувати з лишком струм 1А. Від якості цієї кнопки залежить суворе життя вимірювальної головки. Якщо якимось чином порушиться контакт, а до клем в цей час не буде підключений резистор, що вимірювається, то вся напруга 5В потрапить на головку. Операційний підсилювач, резистори та конденсатор встановлені на невеликій друкованій платі, інші деталі з'єднані провідниками. Як мережевий трансформатор можна застосувати ТВК-110Л1 від старих телевізорів. Щоправда, доведеться в ньому замінити провід вторинної обмотки на струм 1,2А. Як розрахувати діаметр дроту можна подивитися. Є ще одна можливість покращити прилад – зробити його приставкою до цифрового мультиметра – використовувати мультиметр замість вимірювальної головки, тоді на межі вимірювання напруги його – 200мВ, можна буде вимірювати опір резисторів… зараз порахуємо. Працюємо зі стабільним струмом 0,1А, який протікає по резистору, що вимірюється. Мультиметр показує 1мВ = 0,001В, отже опір резистора дорівнює R = U/I = 0,001В/0,1А = 0,01 Ом. Для струму 1А і при показаннях мультиметра знову ж таки 1мВ, опір вимірюваного резистора буде = 0,001/1 = 0,001Ом. У мене мультиметр вимірює напругу до 0,1мВ, отже, я можу вимірювати опори до 0,0001 Ома. До недоліків цього приладу можна зарахувати незручність користування. Їм не можна заміряти активний опір обмотки двигуна або трансформатора на предмет міжвиткового замикання, тому що немає щупів. Ну все одно у багатьох випадках він може бути корисним. Успіхів усім. До побачення. К.В.Ю. Завантажити малюнок друкованої плати.

Схеми омметрів постійного струму поділяються на дві основні групи.

• а) Послідовна. Омметри із послідовною схемою застосовуються для вимірювання опорів більше 1 кОм.
• б) Паралельна. Омметри з паралельною схемою застосовуються для вимірювань опорів не перевищують 1 кОм.

У нашому випадку потрібно виміряти опір максимум 100 Ом, отже, будемо використовувати другий вид схеми. Найпростіша схема даного омметра зображена малюнку 1.1

Мал. 1.1

У паралельних схемах вимірюваний опір Rx включається паралельно до індуктора. При замкнутих затискачах 1 і 2 через індикатор протікає найбільший струм, який повинен дорівнювати струму повного відхилення In.

Для отримання необхідної величини струму додатковий опір вибирається рівним:

де -додатковий опір, Ом;

U-напруга джерела живлення, В;

Опір індикатора, Ом.

Обчислена величина включає внутрішній опір джерела живлення. При підключенні до омметр опору Rx останнє шунтує індикатор, зменшуючи кут відхилення його стрілки. При короткозамкнутих затискачах індикатор закорочується і струм через нього дорівнює нулю.

Опір між затискачами 1 та 2 називають вхідним опором омметра Ri. Для найпростішої схеми

Умови роботи омметра можуть відрізнятися від нормальних умов, за яких проводилося його градуювання. Це спричиняє появу додаткової похибки вимірів. Тому якщо напруга живлення буде різною, то і показання індикатора матимуть додаткову похибку. Для підвищення точності в омметрах, де використовується однорамковий індикатор, вводиться спеціальний регулятор нескінченності.

Регулювання «нескінченності» полягає в тому, щоб перед початком вимірювання при розімкнених затискачах провести перевірку і встановити стрілку індикатора в крайнє положення проти поділу з відміткою?

В омметрах регулювання "нескінченності" проводиться за допомогою магнітного шунта або електричного регулятора "нескінченності".

У нашому приладі використовуватимуть електричний регулятор «нескінченності», який є підстроювальним резистором, підключеним послідовно до джерела живлення. Значення електричного регулятора «нескінченності» визначається за формулою

Rвмакс =, (1.4)

де Rвмакс-максимальне опір електричного регулятора «нескінченності», Ом.

Uмакс - максимальна напруга джерела живлення, Ст.

Uмін - мінімальна напруга джерела живлення, Ст.

Вхідний опір паралельної схеми переважно визначається опір індикатора і приблизно вважатимуться Ri?Ru.

Якщо вхідний опір має перевищувати опір рамки індикатора, омметр збирається за схемою малюнка 1.2

Схема 1.2 Омметра з послідовним включенням регулятора "нескінченності" при Ri>Ru

У цьому випадку збільшується загальний опір індикатора Ru+х, що досягається послідовно включенням з індикатором опору

Ru = Ru + x -Ru (1.5)

Підвищення вхідного опору омметра внаслідок збільшення опору ланцюга індикатора який завжди виявляється вигідним, оскільки може призвести до збільшення напруги живлення необхідного для заданої точності.

Якщо необхідний вхідний опір менший за опір індикатора, то омметр збирається за схемою малюнка 1.3

Схема1.3 Омметра з послідовним включенням регулятора нескінченності при Ri

У цій схемі паралельно індикатору включається шунт Rш, що зменшує загальний опір ланцюга індикатора та шунту Ru+ш до величини

Увімкнення шунта знижує чутливість індикатора і збільшує струм у ланцюзі живлення, необхідний для відхилення стрілки індикатора на всю шкалу, до значення

де: Iu+шток протікає через індикатор і шунт, А.

Зменшення вхідного опору шляхом шунтування та індикатора не потребує збільшення напруги живлення.

Для розширення меж вимірювань омметрів використовують поєднання цих двох схем в одному приладі. Перехід з однієї межі вимірів на інший здійснюється за допомогою виміру вхідного опору омметра. Використовується так само і загальний регулятор «нескінченності», це говорить про те, що стрілку індикатора треба налаштовувати на значення «нескінченності» тільки один раз, це значення зберігатиметься при переході на будь-яку межу виміру.

Опір шунта в таких омметрах визначається за умови отримання найменшого вхідного опору Ri = Rimin. Отже,

Максимальна напруга живлення вибирається з умови забезпечення необхідної точності вимірювань з найбільшим вхідним опором Ri = сила струму повного відхилення в такій схемі дорівнюватиме

Наука починається з уміння вимірювати.
Д.І.Менделєєв

У практиці радіоаматора доводиться зустрічатися із необхідністю виміру низькоомних опорів (до 1 Ом). Вирішити це завдання і призначений простий міліметр. Цим пристроєм можна з достатньою для радіоаматора точністю вимірювати опори від 0,0001 до 1 Ома.
При вимірюванні малих опорів за допомогою цифрових мультиметрів послідовно з вимірюваним опором, назвемо його Rx, неминуче включено опір з'єднувальних проводів, перехідний опір вхідних клем або гнізд, контактів перемикача і т.п. Цей опір (Rпр.) знаходиться в межах 0,1 ... 0,4 Ом. Внаслідок вищевказаних причин, реально виміряний опір буде більшим за Rx на деяку величину (Rx+Rпр.). Похибка може сягати 50 % при вимірі дуже малих опорів. Для великих опорів ця помилка невелика, її можна не враховувати.
Зі викладеного зрозуміло, що треба виключити вплив сполучних проводів тощо. на результат виміру дуже малих опорів. Існує метод вимірювання низькоомних опорів за 4-затискною схемою на постійному струмі. Застосування цього методу повністю виключає вплив з'єднувальних проводів результат вимірювання малих опорів. Цей метод використовується у даному міліомметрі. Коротко розглянемо суть методу виміру за 4-затискною схемою.

Малюнок 1

На рис.1 (ліворуч) наведено схему вимірювання опору за 2-затискною схемою. Червоний колір показує шлях вимірювального струму. Як бачимо, струм протікає через вимірюваний резистор і через опір проводів (Rпр) мультиметра, що вносить похибку в результат вимірювання. Опір вольтметра не впливає на вимірювання Rx, оскільки має дуже великий (до 10 МОм) внутрішній опір Rвх. На рис.1 (праворуч) показано 4-затискну схему вимірювання. Зі схеми зрозуміло, що опір проводів не впливає на результат вимірювання, тому що включено послідовно з великим внутрішнім опором вольтметра. Вимірювальний струм протікає лише через резистор Rx.

Ось схема міліомметра (рис.2).

Малюнок 2

Джерелом живлення схеми є батарея з напругою 9 В. Вимикачем SB напруга батареї подається на мікросхему стабілізатора напруги типу 7806. Конденсатор С1 служить для придушення стрибків напруги. Резистори R1, VR2 необхідні установки вихідної напруги мікросхеми не більше 6 У. Потенціометром VR2 встановлюється точна величина вихідної напруги величиною 6В. Потенціометром VR3 встановлюється вихідний струм, що протікає через резистор Rx, що вимірюється, рівний 100мА (0,1 А). Оскільки резистор VR3 має відносно великий опір у порівнянні з вимірюваним Rx, то похибка, що виникає при цьому внаслідок наявності опорів Rx (від 1 до 1 Ом), буде впливати на величину струму 100мА в межах не більше 2%.

Конструкція міліметра
Зовнішній вигляд і вид на монтаж деталей міліметра показаний на фото 1, 2 і 3. Монтаж деталей виконаний навісним способом, мікросхема на радіатор не встановлювалася. Як потенціометри VR2, VR3 використані багатооборотні резистори для більш точної установки напруги та струму. Корпус приладу пластмасовий, розміри 11*6*4 см. Клеми К1 та К2 металеві. Вимикач живлення типу МТ-1.

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Підготовка до вимірювання опору
Підключити щупи цифрового вольтметра до клем К1 і К2. Подати напругу від джерела живлення на схему, увімкнувши вимикач SB. Потенціометром VR2 встановити вихідну напругу величиною 6 при непідключеному резисторі Rx. Далі, відключивши SB, перемикаємо мультиметр на вимірювання струму (щупи залишаються на попередньому місці), включаємо SB і потенціометром VR3 встановлюємо величину вихідного струму 0,1А.

Фото 4

Фото 5

Проведення вимірів
Спочатку візьмемо кілька резисторів відомої величини (0,1; 0,2; 0,5 Ом) і виміряємо їх опір, щоб переконатися в працездатності міліметра.

Фото 6

Не включаючи живлення під клеми К1 та К2, затискаємо висновки вимірюваного опору. Щупи цифрового вольтметра встановлюємо в гнізда клем К1 і К2, а межа виміру на позначку 200мВ. Включаємо живлення та зчитуємо показання приладу.

Фото 7

Допустимо, величина виміряної напруги 22,3 мВ. Струм раніше було встановлено 100мА. Ділимо напругу на струм і отримуємо опір, що шукається. У разі: Rx=22,3: 100= 0,223 Ом. Звичайно, прийнято ділити вольти на ампери, щоб отримати оми, але так зручніше, не треба переводити мВ і мА в вольти та ампери. Так само вимірюємо інші еталонні резистори. Але все-таки пригадаємо, що 1-1000мВ; 100мВ-0,1В; 10мВ-0,01В; 1мВ-0,001В; 1А-1000мА; 100мА-0,1А. У моєму мультиметрі найменша межа вимірювання – 200мВ, ціна поділу – 0,1мВ. Вхідний опір – близько 10 МОм. Тобто теоретично можна виміряти опір завбільшки 0,001 Ом (1мОм). Вольтметри з низьким вхідним опором для наших вимірів не годяться.
Отже, ми визначили, що проведені виміри дали реальний результат. Тепер переходимо до виміру невідомого опору. Як невідомі опори будемо використовувати шунти з розібраних авометрів. При вимірі опору найбільшого шунта падіння напруги склало 0,5 мВ, струм 100 мА.

Фото 8

Розмір опору шунта, розрахована згідно із законом Ома, вийшла 0,005 Ом. Опір малого шунта, виміряного міліомметром, дорівнює 0,212 Ом (падіння напруги – 21,2 мВ).
Практичне застосування міліомметр може знайти при підборі шунтів для зарядних пристроїв, вимірі опорів в кінцевих каскадах підсилювачів низької частоти та інших пристроїв, де необхідний вимірювання малих опорів (перехідний опір контактів вимикачів, реле та ін.).
Вимірювання низькоомних опорів можна проводити і за струмів більше 0,1 А. Для цього необхідно зібрати стабілізатор струму на відповідний струм. Схеми стабілізаторів наведено на рис.3.

Малюнок 3

Стабілізатор включається до схеми замість потенціометра VR3. Звичайно, це спричинить встановлення мікросхеми і транзистора на радіатори відповідного розміру, а також до збільшення розмірів приладу.
Опір менше 1мОм (1000 мкОм) вимірюють за допомогою мікроомметрів. Вимірювальний струм може бути величиною до 150 А. Напруга великої ролі не грає.
Якщо необхідно виготовити шунт для зарядного пристрою, а ніхрому, константану, манганіну немає, то можна скористатися шпилькою відповідного діаметра, як показано на фото 9.

Фото 9

Матеріал шпильки – сталь, бронза, мідь тощо. Пересуваючи один із контактів по шпильці домагаються необхідного опору шунта. Розрахунок опору шунта нескладний. Будуть питання – обговоримо.

Початківцям радіоаматора можна порадити зібрати досить простий вимірювальний прилад, званий авометром. Його активно використовують при ремонті налаштування різних аналогових електронних пристроїв. Авометр поєднує в собі амперметр, вольтметр, а іноді ще й випробувач транзисторів та діодів. Звичайно, будь-який китайський мультиметр не чим не поступається за функціональністю, але не в надійності, а тим більше в ремонтопридатності.

Схема простого авометра

Омметр: мікроамперметр ІП1, джерело живлення напругою 1,5 В та додаткові резистори R1 «Уст. 0» та R2. Перед початком вимірювання щупи пристрою з'єднують, і за допомогою підстроювального резистора R1 стрілку мікроамперметра виводять на кінцеву позначку шкали, що є нулем омметра. Потім щупами стосуються висновків ділянки ланцюга та за шкалою омметра визначають отримане значення опору.

Чотирьохграничний вольтметр складається з тієї ж головки мікроамперметра ІП1 та додаткових резисторів R3-R6. З резистором R3 відхилення стрілки мікроамперметра на всю шкалу відповідає напрузі 1, з резистором R4-3, з резистором R5-10, з резистором R6-30 В.

Мілліамперметр п'ятиграничний: 0-1, 0-3, 0-10, 0-30 і 0-100 мА. Межі вимірювань задає універсальний шунт із резисторів R7-R11, до якого через кнопку підключено мікроамперметр.

Конструкція авометра показана малюнку вище. Головка мікроамперметра типу М49 із опором рамки 300 Ом. З функцією гнізд Гн1-Гн11 добре справляється частина десятиконтактного роз'єму. Резистори R9-R11 типу МОІ, решта МЛТ.

Калібрування вольтметра і міліамперметра полягає у підборі додаткових резисторів та універсального шунту під максимальні значення напруги та струму відповідних меж вимірювання, а омметра – до розмітки шкали за еталонними резистори.

Калібрування вольтметра і мікроамперметра можна здійснити за схемою нижче:

Паралельно джерелу живлення напругою 13,5 В приєднайте змінний резистор Rp опором 2-3 кОм, який використовується для регулювання, а між двигуном і нижнім контактом, - паралельно з'єднані зразкові вольтметри. Попередньо двигун регулювального опору встановіть у крайнє нижнє положення, а вольтметр, що калібрується, приєднайте на першу межу вимірювань до 1 В. Поступово збільшуйте подану напругу, встановіть на вольтметрі за зразковим вольтметром напруга. Якщо при цьому стрілка вольтметра, що налаштовується, не доходить до останньої позначки шкали, це говорить про те, що опір додаткового резистора R3 виявилося вище, ніж має бути, а якщо йде за межі шкали, то нижче. Так само повторіть, але при напругах 3 і 10 В, регулюючи резистори R4 і R5.

Для калібрування міліамперметра потрібен: еталонний міліамперметр на струм до 100 мА і два змінних резистора - плівковий (СП, СПО) опором 5 10 кОм та дротяний на 50-100 Ом. Перший регулювальний резистор призначений для припасування резисторів R7-R9, другий R10 і R11 універсального шунта.

Шкала саморобного авометра може мати вигляд на малюнку нижче. Верхня з них призначена для вимірювання опорів, нижня шкала вольтметра та міліамперметра. Їх треба якомога точніше накреслити за формою шкали мікроамперметра. Потім обережно витягаємо магнітну головку з корпусу і наклеюємо нову шкалу, сумісивши дугу шкали омметра з колишньою шкалою. В описаному саморобному авометрі використаний мікроамперметр струм 300 мкА з опором рамки 300 Ом. За таких параметрів мікроамперметра відносний вхідний опір вольтметра буде близько 3,5 кОм/В. Збільшити його і тим самим зменшити вплив вольтметра на режим вимірювання можна застосуванням більш чутливої ​​головки мікроамперметра. Але при заміні мікроамперметра з більш чутливою головкою треба враховувати його параметри I та К, а також перерахувати опір всіх опорів авометра. Таким методом можна перевірити або відкалібрувати будь-який стрілковий або цифровий вольтметр (амперметр). Як еталонний рекомендується використовувати цифровий прилад заводського виконання.