用數(shù)字萬用表應急測量在線電阻
2012-08-22
基本測量原理
圖中線框內(nèi)部分為萬用表內(nèi)部電路。從圖中可看出，將被測電阻Rx接在萬用表兩端，相當于將Rx與基準電阻Ro串聯(lián)后接在集成塊TSC7106的V+引腳與COM引腳之間。將萬用表撥到電阻擋后，TSC7106的基準電源Eo向Ro和Rx提供測試電流I，Ro上的壓降VRo提供測試電壓VRX，并作為集成塊TSC7106的基準電壓VREF，而VRX又是輸入電壓VIN。輸入電壓VIN與基準電壓的關系式為：VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO，由該式求得RX=RO/VRO．VRX，VRX=RX/RO．VRO。這就是比例法測量電阻的基本原理。由VRX=RX/RO．VRO不難看出，在萬且表的同一電阻擋，若被測電阻越小，其兩端的測試電壓也越小，短路時，即萬用表顯示"000"時，被測電阻RX=0，則測試電壓VRX=0；反之，隨著被測電阻RX的不斷增大，其兩端的測試電壓VRX也隨之增大。當萬用表顯示"1000"時，即RX=RO時，測試電壓VRX=VRO。當被測電阻達到RX=2RO，即滿量程時，顯示溢出符號"1"，此時被測電阻兩端的測試電壓VRX=2VRO。當被測電阻開路時，其測試電壓達到最大值約0.65V(典型值)。由于DT830A型數(shù)字萬用表各電阻擋的開路電壓(空載輸出電壓)約為0.65V，所以不能直接測量在線電阻，因為這樣高的測試電壓足以便被測電路中的硅管(在正向測量時)趨于導通，從而影響測量經(jīng)果。根據(jù)被測電阻與測試電壓之間的變化規(guī)律不難想到：若我們在測量在線電阻之前，先在數(shù)字萬用表的V/Ω與COM插孔之間，即兩表筆之間，跨接一個電阻R1，也就是預先中一個負載電阻，把數(shù)字萬且表在該電阻擋的測試電壓降下來。只要R1的阻值選得合適，就能使其最大測試電壓被限制在0.3V以下(不大于0.3V)。鑒于目前國內(nèi)外普遍使用硅管，鍺管極少見，而硅管在0.35V電壓下仍處于截止狀態(tài)，因此可以忽略硅管對被測電路的并聯(lián)作用(可將硅管視為開路)，所以這種方法能夠用來測量晶體管在線電阻，這就是加載降壓測量法。用此方法測量在線電阻時，各電阻擋的最大測試電壓距上限0.35V應留有一定的余量，通常取最大測試電壓小于等于0.3V。)用加載降壓測量法測量在線電阻的電路連接如圖2所示。
設被測在線電阻為RX，數(shù)字萬用表的顯示值為R，加載電阻為R1(取實測值)。顯然，R、RX和R1三者的關系式為R=R1．RX/(R1+RX)，所以被測在線電阻RX=R1．R/(R1-R)，由此式即可算出被測在線電阻值。但各電阻擋的加載電阻R1的阻值取多大合適呢?筆者按圖3所示的電路進行實驗，以選取R1的合適阻值。連接如圖3所示，實驗數(shù)據(jù)如附表所列。由廠家提供的DT830A數(shù)字萬用表各電阻擋的開路電壓為0.65V或小于0.7V。
由附表可以看出，DT830A數(shù)字萬用表的200Ω擋對R1取值范圍要求最寬松，2kΩ朱如何要R1≤1.76kΩ就能滿足要求，其他高擋對R1的取值就不一、一列舉了。為了便于記憶和方便用，200Ω擋和2kΩ擋一般取R1=RO(或0.1R0≤R1≤R0)而對于2kΩ以上各電阻擋通常取0.1R0≤R1≤0.75R。R1的取值不能太小，否則將影響該電阻擋的測量范圍。若R1取得太小，則RX＞＞R1，從而使R與R1的數(shù)值非常接近，這樣會使測量誤差明顯增大(因為數(shù)字萬用表本身存在±1個字的誤差)，所以通常取R1的下限為0.1Ro。對于DT830A型數(shù)字萬用表，只要按照上述要求合理選取R1，就可以使各電阻擋的最大測試電壓被限制在0.3V以下，從而能滿足測量在線電阻的要求。加載降壓測量法對于其它型號的數(shù)字萬用表同樣適用。
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