測(cè)量小阻值電阻的輔助電路

實(shí)際工作中，為分析電路原理，在根據(jù)實(shí)物繪制電原理圖時(shí)，往往需要測(cè)出小阻值電阻的實(shí)際阻值，比如高檔開關(guān)電源中用于檢測(cè)負(fù)載電流的康銅電阻(一般為毫歐級(jí))，過(guò)流保護(hù)用的大功率小阻值電阻(有些達(dá)到0.1Ω以下)，大功率功放電路中與電流放大管(E極或s極)串接的反饋電阻(一般為零點(diǎn)幾歐姆)。由于普通數(shù)字萬(wàn)用表電阻擋的最小量程為200Ω，受精度限制，往往無(wú)法精確測(cè)量出這些電阻的具體阻值，也無(wú)法判斷出它們的一致性如何，常常為此感到困難。為此，試制做如圖1所示的輔助電路，結(jié)合萬(wàn)用表的直流低電壓擋(200mV、2V、20V)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小阻值電阻的精確測(cè)量。

工作原理：通過(guò)恒流源給被測(cè)電阻RX加一定的電流，再用萬(wàn)用表測(cè)量Rx兩端的電壓，所測(cè)的電壓值除以流過(guò)被測(cè)電阻Rx的恒定電流，即可得出被測(cè)電阻的阻值。理論上流過(guò)待測(cè)電阻的電流越大，越易于精確測(cè)出小阻值電阻Rx的阻值，但電流過(guò)大，一是會(huì)引起恒流源嚴(yán)重發(fā)熱，影響電流的穩(wěn)定性，導(dǎo)致所測(cè)阻值不準(zhǔn)；二是小功率電阻不允許過(guò)大的電流流過(guò)。為此本電路選用LM317(U1)和電阻R1、R2、電位器RP1一起構(gòu)成簡(jiǎn)單的100mA的恒流源。

由運(yùn)算放大器U2A和U2B及R7、R8、RP2(精密電位器)構(gòu)成電壓放大電路，對(duì)被測(cè)電阻兩端的電壓進(jìn)行10倍放大，這樣數(shù)字萬(wàn)用表從C、D兩點(diǎn)測(cè)得的電壓值就可以與被測(cè)電阻RX的阻值相對(duì)應(yīng)(1mV對(duì)應(yīng)1mΩ，1V對(duì)應(yīng)1Ω)。

為了提高放大器的穩(wěn)定度和精度，用u4和u5為運(yùn)放提供對(duì)稱的+5V工作電源。U3以及電阻R3構(gòu)成2.5v參考電位電路，通過(guò)R4及精密電位器RP3給運(yùn)放U2B的同相端施加合適的電位，用于抵消由于電流流經(jīng)測(cè)試筆1和測(cè)試筆2引線以及接觸電阻所產(chǎn)生的電壓降。

制作與調(diào)試：按圖1所示在一塊面包板上焊接出輔助電路板．如圖2所示。制作過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：

(1)地線需匯接于圖1所示的B點(diǎn)，以免流過(guò)被測(cè)電阻Rx的“大電流”影響運(yùn)放工作。

(2)U4 (78L05)和u5(79L05)應(yīng)選取輸出電壓數(shù)值一致的管子，保證運(yùn)放工作電壓±5V對(duì)稱。

(3)電阻R7和R8需仔細(xì)挑選，確保其阻值一致性好。

(4)電路選用了計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的±12V做電源．因此LM317發(fā)熱量較大，需加裝合適的散熱器，這也是本電路的缺陷。

調(diào)試步驟：第一步，調(diào)整恒流源電流。將數(shù)字萬(wàn)用表置于直流200mA擋．串接于A、B之間，加電后仔細(xì)調(diào)節(jié)電位器RP1．使萬(wàn)用表的讀數(shù)穩(wěn)定在100mA。第二步．調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)。首先將A、B兩點(diǎn)短接，然后將數(shù)字表(200mV電壓擋)接到電位器RP3的中心腳與地之間，加電后調(diào)節(jié)精密電位器RP3．使萬(wàn)用表的讀數(shù)為100mV，再將萬(wàn)用表接到C、D之間．仔細(xì)調(diào)節(jié)精密電位器RP2，使萬(wàn)用表的讀數(shù)穩(wěn)定到1V。第三步，歸零調(diào)整。斷電的情況下，斷開上一步連接在A、B之間的短路線，加電后將測(cè)試筆1和測(cè)試筆2碰在一起，仔細(xì)調(diào)節(jié)精密電位器RP3．使c、D兩點(diǎn)之間的電壓盡量為0mV．實(shí)際操作中調(diào)到0mV比較困難．但可以調(diào)整到3mv-6mV，這樣可以保證所測(cè)電壓精度小于10mV(對(duì)應(yīng)于10mΩ)。

實(shí)測(cè)與比較：本電路適合測(cè)量小于8Ω以下的小電阻。實(shí)際測(cè)量時(shí)將數(shù)字萬(wàn)用表(低電壓擋)接在C、D之間，加電后用測(cè)試筆1和測(cè)試筆2可靠接觸被測(cè)電阻兩端．從萬(wàn)用表上讀數(shù)(1mV對(duì)應(yīng)1mΩ，．IV對(duì)應(yīng)1Ω)，可得出被測(cè)小阻值電阻的阻值。需測(cè)量毫歐級(jí)電阻(比如高檔開關(guān)電源中的康銅電阻)阻值時(shí)，可先將兩測(cè)試筆置于康銅電阻某一端的焊盤上，測(cè)量并記下讀數(shù)；再將兩測(cè)試筆分別置于康銅電阻兩端的焊盤上，再次測(cè)量并記下讀數(shù)：然后用后一次測(cè)量的讀數(shù)減去前次測(cè)量的讀數(shù)．可以得到毫歐級(jí)電阻的阻值。附表為用VICTOR VC9805A+型數(shù)字萬(wàn)用表200Ω擋和使用該電路協(xié)同該萬(wàn)用表低電壓檔測(cè)量不同小阻值電阻的實(shí)際數(shù)據(jù)，單位為Ω。

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┃標(biāo)稱值┃康銅電阻┃0.1 ┃ 0.2┃0.22┃ 0.47 ┃0.56┃1 ┃2 ┃

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┃用萬(wàn)用表電阻檔┃0 ┃ 0.2┃ 0.3┃ 0.3┃0.6 ┃0.6 ┃ l.2┃2.2 ┃

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┃本電路與萬(wàn)用表結(jié)合┃5 mΩ┃ 0.102┃0.205 ┃0.224 ┃0.481 ┃0.574 ┃1.009 ┃ 2.02 ┃

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