Измерение сопротивления цифровым мультиметром
Омметр представляет собой измерительный прибор, с помощью которого можно измерить электрические сопротивление цепи, участка электронной схемы, определить номинальное сопротивление резистора.
Также с помощью омметра можно проверить исправность большинства широко распространённых радиодеталей, таких как резисторы, диоды, катушки индуктивности, трансформаторы, плавкие предохранители.
С помощью омметра можно проверить конденсаторы на наличие электрического пробоя обкладок, обнаружить обрыв или пробой p-n переходов у транзисторов и диодов, оценить целостность электрических соединений и печатных проводников на плате.
Список возможных применений омметра в повседневной практике радиолюбителя огромен.
Обозначение омметра на принципиальной схеме
На принципиальной схеме омметр изображается в виде кружка с двумя выводами, которые на практике являются измерительными щупами. Внутри кружка изображается греческая буква “омега” (Ω), символизирующая то, что в данном случае прибор является измерителем электрического сопротивления.
Рассмотрим основные моменты проведения измерений сопротивления с помощью цифровых мультиметров серий DT-83x, M83x, MAS83x и им подобных.
В мультитестерах при измерении сопротивления следует выбрать секцию с обозначением значка “Омега” (Ω) при помощи ручного переключателя режимов работы.
Для замера сопротивления цепи необходимо ориентировочно оценить её сопротивление и выбрать соответствующий предел измерения.
- 200 (от 0 до 200 Ом);
- 2k или 2000 (от 0 до 2000 Ом);
- 20k (от 0 до 20000 Ом);
- 200k (от 0 до 200000 Ом);
- 2М либо 2000k (от 0 до 2000000 Ом).
Секция измерения сопротивлений
Например, у вас есть резистор, сопротивление которого ориентировочно составляет от 1 килоОма (1000 Ом) до 10 килоОм (10000 Ом). В этом случае необходимо выбрать предел измерения, который выше наибольшего предполагаемого значения. Для цифрового мультиметра марки M830BZ таким пределом будет 20k (20 килоОм).
Если же номинальное сопротивление резистора окажется больше, то на цифровом дисплее кратковременно “моргнёт” показание и зафиксируется единичка. При этом необходимо перевести ручной переключатель на предел выше (200k) и провести повторное измерение.
В практике радиолюбителя часто приходиться измерять сопротивление резисторов. При этом щупы прибора необходимо соединить с выводами резистора, сопротивление которого предстоит измерить. Теперь Внимание! Не повторите ошибку многих новичков. При измерении нельзя касаться руками токоведущих частей щупов и выводов радиодетали.
Почему так нельзя делать?
Если удерживать руками металлические выводы щупов и выводы резистора, то в результате будет измерено сопротивление резистора (R1) и сопротивления вашего тела (R2). В таком случае измеренное сопротивление будет составлять общее сопротивление двух параллельно соединённых резисторов. Один резистор – это тот, сопротивление которого замеряется, а второй – это сопротивление вашего тела.
Общее сопротивление резистора (R1) и тела человека (R2)
Полученные показания будут неверными или иметь очень большую погрешность. В некоторых случаях сильно отличаться от действительного сопротивления резистора. Всё зависит от того, какое сопротивление имеет в данный момент ваше тело.
Неправильный замер сопротивления
Это простое правило стоит помнить. Придерживать щуп и вывод детали можно только одной рукой. В таком случае в измеряемой цепи будет только сам мультиметр и резистор. Данное правило необходимо соблюдать и при проверке прочих радиоэлементов.
Правильный замер сопротивления резистора
При ремонте радиоаппаратуры часто возникает необходимость проверить сопротивление радиодетали, например, резистора, впаянного в электронную схему. В таком случае нужно выпаять хотя бы один вывод радиодетали.
Впаянная в электронную схему радиодеталь электрически связана с другими элементами схемы, и общее сопротивление будет равно сопротивлению всех связанных между собой радиодеталей. Необходимо обеспечить условия, при которых измерительная цепь состоит только из измерительного прибора – омметра, и проверяемого элемента. На принципиальной схеме это можно изобразить как цепь из омметра (PR1) и резистора (R1).
Принципиальная схема измерительной цепи
При проверке многовыводных радиодеталей лучше их сначала полностью выпаять и проводить измерения уже выпаянной радиодетали. Это позволит избежать ошибок и неверных выводов об исправности / неисправности радиодетали.
Проверка исправности щупов омметра перед началом работы.
При частом использовании мультиметра в первую очередь страдают измерительные щупы. Их изоляция трескается, а медные жилы обрываются в местах изгиба (как правило, у основания щупа и/или штекера). Изоляция на проводе щупа трескается обычно из-за работ на холоде или морозе.
Бывают случаи, что на вид измерительный щуп выглядит исправным, но при проведении измерений показания “скачут” и не соответствуют действительности.
Перед проведением измерений следует проверить исправность щупов мультиметра.
Делается это просто. Мультиметр переводят в режим измерения наименьшего сопротивления либо переключается в режим прозвонки. Затем замыкают щупы накоротко. Если соединительные провода щупов исправны, то зуммер мультиметра будет стабильно пищать.
При проверке щупов в режиме наименьшего сопротивления на дисплее должно высветиться сопротивление щупов. Для рядовых щупов дешёвых мультиметров это значение будет в районе нескольких Ом (на пределе 200Ω у меня вышло ~2,2 Ома).
Иногда при проверке не лишним будет прощупать провода щупов вдоль их поверхности или пошевелить их. Так можно более точно найти возможный обрыв или плохой контакт в соединительных проводах. Если в медных жилах измерительного щупа есть плохой контакт, то на цифровом дисплее мультиметра показания будут сбиваться.
В случае проверки щупа с помощью режима прозвонки, при обрыве в проводах или ненадёжном контакте звуковой сигнал встроенного зуммера будет то пропадать, то появляться. Это свидетельствует о том, что измерительные щупы неисправны.
Данная простая проверка щупов перед началом измерений позволит избежать неверных показаний.
Не стоит забывать, что состояние батареи питания цифрового мультиметра сказывается на точности показаний прибора. При разряде батареи прибор начинает подвирать – выдавать неверные результаты измерений. Поэтому следует заменять разряженную батарею новой, если вы хотите, чтобы мультиметр показывал корректные значения. Во всех цифровых приборах при разряде батареи питания на дисплее появляется значок батарейки, сигнализирующий о том, что батарею следует заменить.
В продаже есть мультитестеры, функционал которых дополняет кнопка HOLD. Например, такая опция присутствует в мультиметрах MAS830L, MAS838, Victor VC9805A+. Предназначена кнопка HOLD для фиксации показаний на цифровом дисплее мультиметра для последующего считывания.
Кнопка HOLD
Иногда, из-за спешки или при проведении измерений в затемнённых и плохо освещённых помещениях, можно нечаянно нажать данную кнопку. При этом на дисплее зафиксируется значение, соответствующего моменту нажатия кнопки HOLD. В результате можно недоумевать, почему прибор не работает, возникают ложные выводы о неисправности измерительных щупов, разряде батареи питания и пр. Поэтому следует проверять, не нажата ли кнопка удержания показаний.
Как скомпенсировать сопротивление соединительных проводников мультиметра
Всё просто.
Чтобы скомпенсировать изменяющееся сопротивление проводов, используется мостовое включение.
Диодный мост, надеюсь, себе представляете.
В схеме мостового включения резисторов всё аналогично. Подается питание по двум проводам, а третий провод является точкой соединения терморезистора и обычного резистора. Внутри измерительного прибора стоит вторая часть полумоста. Изменением одного из его плеч мост балансируют, т.е. добиваются нулевого потенциала между плечами моста. Остается только померить сопротивление балансирующего резистора чтобы точно определить температуру. В механических приборах с реохордом была связана стрелка, которая показывала температуру на шкале прибора.
Плюсами такого метода измерения являются полная независимость измерения от сопротивления подводящей линии и напряжения питания моста. Недостаток — механический подбор сопротивления, балансирующего мост.
Vladimir_S
Специалист
Регистрация: 27.08.2008
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 27,807
Сказал(а) спасибо: 340
Поблагодарили 583 раз(а) в 208 сообщениях
Репутация: 113184
Попробую объяснить по-простому.
Рассмотрим трехпроводную схему:
Ток возбуждения Iв проходит по цепи r1-Rt-r3. Считаем, что провода r1 и r3 абсолютно одинаковы (r2 значения не имеет). Наличие провода r2 позволяет непосредственно определить падение напряжения Uп на проводе r1 с помощью дополнительного высокоомного вольтметра, по сравнению с сопротивлением которого сопротивление r2 заведомо пренебрежимо мало. Осталось только каким-то образом (хоть автоматически, хоть на калькуляторе) из измеряемого напряжения Uизм вычесть удвоенное значение Uп.
Способ компенсации сопротивления проводов и контактов коммутатора многоточечного измерительного моста
(10 560)83 Союз Советских Социалистичесхнх Республин) Заявлено 07.03.7 1) 2111053 2 рпсоедпненпех явки Ле Госуаарственныи комитет Совета Министоов СССР 3) Приоритетпубликовано 30.05.77. Бюллетень Ме 20 ата опубликования описания 07.07.77 1.317. (3388.8)(53) У по делам изобрет и открытий(71) Заявите 4) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДО И КОНТАКТОВ КОММУТАТОРА МНОГОТОЧЕЧНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО МОСТА2 лп сопротии контактовнпем измерего.Цель изокомпенсацистовой схехния. Это достигается тем, что по предлагаемо му способу компенсации сопротивления проводов и контактов коммутатора многоточечного измерительного моста измеряют номинальное сопротивление плеча отношения моста, противоположного плечу, в которое вклю чен провод и контакт коммутатора, затем -суммарное номинальное сопротивление плеч отношения моста, определяют отношение измеренных величин, затем часть падения напряжения на проводах и контактах коммута тора, равную вычисленному отношению, складывают с напряжением на измерительной диагонали моста.На чертеже показана мостовая схема, реализующая предлагаемый способ.25 Измеряемый резистор 1 подключен в цемоста по четырехзажпмной схеме с помощь проводов 2 и 3 и контактов 4, 5 коммутатор соединенных с токовыми зажимами измеряемого резистора, и дополнительных проводов б 30 и 7 и контактов 8 и 9 коммутатора, подклюпь ю а,Изобретение относи гся к измерительной технике и может использоваться для измерения сопротивления резистивных датчиков (например, тензорезисторов) .Известен способ компенсации сопротивления проводов, соединяющих измеряемые резисторы с мостовой схемой, и контактов коммутатора, основанный на пропусканип через компенсируемый подвод и контакт коммутатора дополнительного тока, противоположного по направлению основному и равного ему по величине 1. Однако при этом потребляемая мостовой схемой мощность от источника питания находится в прямой зависимости от степени компенсации сопротивления проводов и контактов коммутатора,Известен также способ компенсации сопротивления проводов и контактов коммутатора в измерительных мостовых схемах, основанный на перераспределении падения напряжения на проводах и контактах коммутатора в смежные плечи моста 2. Недостатки этого способа — дополнительное рассеяние мощности источника питания на дополнительных резисторах, если осуществляется компенсация сопротивления проводов и контактов коммутатора, подключенных к вершине измерительной мостовой схемы, входящей в диагональ питания моста, либо уменьшение точности компенсации. Недостатки особенно сказываются, есление компенсируемых проводов коммутатора сравнимо со значеемого резистора или превышают бретения — повышение точности 1 и уменьшение потребляемой моой мощности от источника питаченных к потенциальным зажимам измеряемого резистора. Вольтметры 10 и 11 предназначены для измерения падений напряжения на проводах и контактах коммутатора, подключенных к токовым зажимам измеряемого резистора, На чертеже приняты также следующие обозначения: 12 — у равновешиваюющее плечо моста, 13 и 14 — плечи отношения моста, 15 — индикатор баланса моста, 16 и 17 — омметры, предназначенные для измерения сопротивлений плеч отношения моста, 18 — делитель напряжения, введенного в измерительную диагональ моста, 19 — вольтметр, служащий для измерения этого напряжения, 20 — шина питания моста, 21 — шина подключения дополнительного источника напряжения,Схема работает следующим образом.При разомкнутых контактах 4, 5, 8 и 9 и отключенном индикаторе 15 производится измерение сопротивления плеча 14 с помощью омметра 16 и суммарного сопротивления плеч 13 и 14 с помощью омметра 17. Напряжение питания моста подается по шине 20.Затем с помощью контактов 4 и 5 подключается измеряемый резистор 1. Балансировка моста осуществляется изменением сопротивления плеча 12 до тех пор, пока индикатор 15 не будет установлен в нейтральное положение. При этом напряжение на зажимах индикатора 15 равно нулю,Если часть падения напряжения на проводах и контактах коммутатора (равную отношению сопротивления плеча отношения моста, противоположного плечу, в которое включены компенсируемые провода и контакты коммутатора, к суммарному сопротивлению плеч отношения моста), ввести в измерительную диагональ последовательно с индикатором баланса, влияние сопротивления проводов и контактов коммутатора на равновесиемостовой схемы будет исключено. Тем самым исключается погрешность измерения сопротивления резистора 1 (из-за влияния сопротивления проводов и контактов коммутатора).Дополнительного повышения напряжения питания моста для сохранения его чувствительности не требуется.Использование предлагаемого способа компенсации сопротивления проводов и контак тов коммутатора обеспечивает повышеннуючувствительность схемы, а следовательно, и точность измерения без существенного увеличения напряжения питания. Формула изобретения 15 Способ компенсации сопротивления проводов и контактов коммутатора многоточечногоизмерительного моста, основанный на пере 20 распределении падения напряжения на проводах и контактах коммутатора между двумясмежными плечами моста, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности компенсации и уменьшения потребляемой мосто 25 вой схемой мощности от источника питания,измеряют номинальное сопротивление плечаотношения моста, противоположного плечу, вв которое включен провод и контакт коммутатора, затем — суммарное номинальное со 30 противление плеч отношения моста, определяют отношение измеренных величин, затемчасть падения напряжения на проводах и контактах коммутатора, равную вычисленномуотношению, складывают с напряжением на35 измерительной диагонали моста,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт, св, СССР169675, кл. 6 01 К 17/02,29.06.74,40 2. Патент США2434438, кл, 73 — 136,1948.560183 тавитель А, Андриевский Редактор Е. Караулова Техред Л. Денискина ПодписвоССР Заказ 1462/9 Изд.,ЦНИИПИ рспографня, пр. Сапунова, 2 Госуда по 113035, в 470 Ти твенного комитета Со лам изобретений и от сква, Ж, Раушская раж 1106ета Министроврытийнаб., д. 4/5
Заявка
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4736
ЛИРЦМАН АНАТОЛИЙ АВРАМОВИЧ, ПАРАМЗИН ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ, РАДЬКО МИХАИЛ АНДРЕЕВИЧ
Компенсация сопротивления соединительных проводов
05.12.2017
Компенсация сопротивления соединительных проводов
Измерительные точки, например, на строительных конструкциях или крыльях воздушных судов, часто расположены на больших расстояниях от измерительных приборов. Для подключения измерительных точек к усилителям, расположенным вдали от них, требуются большие длины соединительных проводов.
Недостаток такой измерительной системы: сопротивление провода в кабеле может составлять несколько Ом и отрицательно влияет на качество измерений. В частности, электрическое сопротивление в кабеле изменяется под воздействием температурных колебаний, все это приводит к отрицательным воздействиям на результаты измерений.
Для соединительных проводов, которые находятся рядом с тензодатчиками (SG) в одном и том же рычаге моста, температурный отклик, вызванный нагревом кабеля, рассчитывается следующим образом:
 |
 |
| = температурная характеристика измерительной точки вследствие нагрева кабеля |
| = температурный коэффициент материала токопроводящей жилы кабеля |
 |
 |
Q = проводимость материала
Пример:
Медный провод длиной 1 м (по 0,5 м для подачи питания и обратной связи) с поперечным сечением 0,15 мм2 последовательно соединенным с тензорезистором на 120 Ом вызывает температурный отклик 20 мкм/м при изменении температуры на 10К. При прочих равных условиях температурный отклик тензорезистора на 350 Ом составляет всего 7 мкм/м.
Сопротивление соединительных проводов можно компенсировать с помощью различных типов тензорезисторов В этой статье представлены три типа схем, основанных на мостовой схеме Уитстона, объясняющей их преимущества и недостатки.
2-проводная схема
При 2-проводной схеме подключения тензорезисторы и усилитель подключаются через два провода (см. Рис.1). Схема показывает, что сопротивление кабеля добавляется дважды (подача питания и обратная связь) к сопротивлению тензорезистора.
Это влияет как на нулевую точку моста, так и на его чувствительность. Даже с кабелями длиной в несколько сантиметров необходимо учитывать сопротивление кабеля. 2-проводная схема особенно чувствительна к изменению температуры во время измерения, так как изменение сопротивления одновременно влияет на измеренное значение.
Температурная стабильность 2-проводной цепи была протестирована с использованием тензорезисторов и мостового усилителя QuantumX MX1615 .
 |
Результат испытания: Результат измерения, полученный с использованием 2- проводной схемы, не имеет значения. Изменение сопротивления кабеля под воздействием увеличения температуры полностью влияет на результат измерения.
 |
Асимметричные изменения сопротивления в цепи тензорезисторов также приводят к ошибкам измерения. Изменения сопротивления не корректируются.
 |
| Рис. 1: Подключение тензорезисторов в 2-проводной схеме |
Регулируемая 3-проводная схема
В случае 3-проводной схемы (Рис. 2) дополнительный контакт подключается к одной из точек измерительного сопротивления, что приводит к появлению второй измерительной цепи, которая используется в качестве эталонной. Регулируемая 3- проводная схема измеряет напряжение по верхнему сопротивлению кабеля и увеличивает напряжение питания на удвоенное измеренное значение. В результате напряжение на тензорезисторе идентично, как с использованием, так и без кабеля, то есть кабель не влияет на чувствительность.
Регулируемая 3-проводная схема требует, чтобы два токопроводящих провода имели одинаковое сопротивление, так как напряжение измеряется только на одном выводе , однако двойное значение применяется для коррекции. Следовательно, с кабелем с четырьмя проводами было бы совершенно неправильно подключать два провода параллельно, чтобы уменьшить сопротивление кабеля. Это приведет к значительной ошибке нуля. С другой стороны, с розетками и цепочками тензорезисторов важно убедиться, что резистор RKab1 соответствует всем резисторам RKab2,
 |
Наше испытание также демонстрирует: изменения сопротивления корректируются только в одном кабеле. Асимметричные изменения сопротивления, например, помехи в точках контакта, полностью влияют на результат измерения. Симметричные изменения сопротивления, например, температурные колебания во время
измерения, компенсируются измерительным проводом.
 |
| Рис. 2: Подключение тензорезисторов в 3-проводной схеме |
Регулируемая 4-проводная схема
Только 4-проводная схема или запатентованная компанией HBM цепь Кройцера позволяют компенсировать различные сопротивления кабелей. Электрический ток протекает через резистор через два провода. Падение напряжение на резисторе RKab1 можно откорректировать (при высоком импедансе) с помощью двух дополнительных проводов.
Схема Кройцера измеряет напряжение на резисторе RKab2 и добавляет его к источнику питания. Напряжение, а также ток с помощью дополняющего резистора Rerg являются независимыми от сопротивления кабеля. Погрешность точки нуля и чувствительности, возникающие вследствие влияния кабеля, компенсируются электронными средствами.
 |
Примечание: на трех графиках показаны тензометрические измерения с использованием 2-, 3- и 4-проводных схем. На первый взгляд кажется, что все три метода обеспечивают одинаковую стабильность. Но, тем не менее, мы видим скачки на графиках для 2- и 3-проводной схемы; с 4-проводной схемой график остается стабильным.
Наши испытания подтверждают: запатентованная схема Кройцера позволяет получать высокоточные результаты измерений благодаря:
- высокой температурной стабильности
- и коррекции изменений сопротивления в обоих соединительных проводах.
Асимметричные изменения сопротивления, например, в разъемах и симметричные изменения сопротивления, например, вызванные изменением температуры, корректируются и не влияют на результат измерения.
 |
| Рис. 3: Подключение тензорезистора с использованием запатентованной компанией HBM схемы Кройцера |
По материалам публикаций компании НВМ
 |
