Dokładny pomiar małych rezystancji

W majowym numerze ZE znalazł się opis prostej przystawki, przeznaczonej do pomiaru małych (<2 Ω) rezystancji, w założeniu – oporności styków przełączników i przekaźników. Poniżej przedstawiona jest praktyczna realizacja i rozwinięcie tego interesującego projektu.

Tak się składa, że jakieś trzy lata temu postanowiłem zrobić sobie miliomomierz o tym samym zakresie, do 1…2 omów. Projekt zakładał użycie dwóch precyzyjnych wzmacniaczy operacyjnych, jednego w obwodzie źródła prądowego i drugiego w roli wzmacniacza pomiarowego. Na popularnym portalu nabyłem nawet w tym celu niedrogie przewody pomiarowe Kelvina. Od tego czasu projekt dzielił losy dziesiątek innych moich projektów, czyli leżał w szufladzie i czekał. Pomysł właśnie przedstawiony w ZE urzekł mnie prostotą – zawiera bowiem kilkakrotnie mniej elementów niż mój, a prostota w elektronice jest sztuką.

Z ciekawości zmontowałem proponowany układ w pająku. Wyniki okazały się tak dobre, że nabyłem specjalnie kilka sztuk TLV431 w wersji B, tj. o lepszej, 0,5-procentowej dokładności.

Troszkę większym problemem było znalezienie precyzyjnych rezystorów do obwodu pomiaru prądu: ostatecznie poddałem się i kupiłem po kilkanaście sztuk zwyczajnych, 0,6-watowych rezystorów metalizowanych renomowanego producenta o nominałach 10 Ω i 2,4 Ω, o tolerancji 1% i współczynniku TCR 50 ppm, z których wybrałem egzemplarze najbliższe wartości napięcia odniesienia mojego egzemplarza TLV431.

Powstał model, widoczny na fotografii tytułowej oraz na fotografii 1.

Oryginalny projekt Piotra Góreckiego pozostawiłem niemal bez zmian, dodałem natomiast nieco bardziej rozbudowany obwód pomiaru napięcia baterii, przedstawiony na załączonym schemacie, pokazanym na rysunku 2.

W prezentowanej wersji przystawka ma tylko jedną diodę LED, wbudowaną fabrycznie w wyłącznik kołyskowy. Spełnia ona trzy funkcje: świeci, sygnalizując włączenie przystawki, nie świeci, jeśli po włączeniu okaże się, że napięcie baterii jest za niskie, oraz gaśnie przy prawidłowym napięciu baterii, jeśli rezystancja pomiędzy wejściami pomiarowymi jest mniejsza niż około 2 Ω.

Układ pomiarowy oparłem na identycznym układzie TLV431, rezystor R5 tworzy rodzaj sprzężenia zwrotnego powodując, że dioda LED nie przygasa, tylko gaśnie bardziej „zdecydowanie” po osiągnięciu krytycznego napięcia baterii. Dla wartości elementów na schemacie, wbudowana w przełącznik czerwona LED gaśnie przy napięciu baterii poniżej ok. 2,28 V.

Przystawka zasilana jest dwoma litowymi bateriami AA i oprócz obudowy jest to jej najdroższy element. Wybrałem je nie tyle ze względu na pojemność, ile na znikomy prąd samorozładowania, dzięki czemu przyrząd będzie „na chodzie” nawet po kilku latach oczekiwania na użycie, spędzonych w szufladzie.

Ponieważ szczerze nie cierpię płytek uniwersalnych, wykonałem odręcznie proste PCB. Wszystkie elementy to tradycyjne THT. Rezystory R10 i R11 zamontowałem wyżej nad płytką, na dość długich wyprowadzeniach, aby podgrzanie ich korpusów podczas lutowania, a tym samym ryzyko trwalej zmiany ich rezystancji, ograniczyć do minimum.

Obudowa to pasujący idealnie do tego celu poliwęglanowy Hammond 1591B – mieści z zapasem koszyk na baterię, gniazda laboratoryjne, wyłącznik i oczywiście elektronikę. Swoją drogą polecam obudowy tej kanadyjskiej firmy, nie są może najtańsze, ale bardzo solidne, estetyczne i dostępne w ogromnej gamie.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze lipcowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 7/2024). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 7/2024 znajduje się tutaj.

 Szymon Burian
sbu@op.pl

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mamy wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 7/2024.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (weTransfer) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.