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用數(shù)字萬(wàn)用表應(yīng)急測(cè)量在線電阻
2012-08-22
基本測(cè)量原理
圖中線框內(nèi)部分為萬(wàn)用表內(nèi)部電路。從圖中可看出，將被測(cè)電阻Rx接在萬(wàn)用表兩端，相當(dāng)于將Rx與基準(zhǔn)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(wàn)用表?yè)艿诫娮钃鹾?，TSC7106的基準(zhǔn)電源Eo向Ro和Rx提供測(cè)試電流I，Ro上的壓降VRo提供測(cè)試電壓VRX，并作為集成塊TSC7106的基準(zhǔn)電壓VREF，而VRX又是輸入電壓VIN。輸入電壓VIN與基準(zhǔn)電壓的關(guān)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(cè)量電阻的基本原理。由VRX=RX/RO．VRO不難看出，在萬(wàn)且表的同一電阻擋，若被測(cè)電阻越小，其兩端的測(cè)試電壓也越小，短路時(shí)，即萬(wàn)用表顯示"000"時(shí)，被測(cè)電阻RX=0，則測(cè)試電壓VRX=0；反之，隨著被測(cè)電阻RX的不斷增大，其兩端的測(cè)試電壓VRX也隨之增大。當(dāng)萬(wàn)用表顯示"1000"時(shí)，即RX=RO時(shí)，測(cè)試電壓VRX=VRO。當(dāng)被測(cè)電阻達(dá)到RX=2RO，即滿量程時(shí)，顯示溢出符號(hào)"1"，此時(shí)被測(cè)電阻兩端的測(cè)試電壓VRX=2VRO。當(dāng)被測(cè)電阻開(kāi)路時(shí)，其測(cè)試電壓達(dá)到最大值約0.65V(典型值)。由于DT830A型數(shù)字萬(wàn)用表各電阻擋的開(kāi)路電壓(空載輸出電壓)約為0.65V，所以不能直接測(cè)量在線電阻，因?yàn)檫@樣高的測(cè)試電壓足以便被測(cè)電路中的硅管(在正向測(cè)量時(shí))趨于導(dǎo)通，從而影響測(cè)量經(jīng)果。根據(jù)被測(cè)電阻與測(cè)試電壓之間的變化規(guī)律不難想到：若我們?cè)跍y(cè)量在線電阻之前，先在數(shù)字萬(wàn)用表的V/Ω與COM插孔之間，即兩表筆之間，跨接一個(gè)電阻R1，也就是預(yù)先中一個(gè)負(fù)載電阻，把數(shù)字萬(wàn)且表在該電阻擋的測(cè)試電壓降下來(lái)。只要R1的阻值選得合適，就能使其最大測(cè)試電壓被限制在0.3V以下(不大于0.3V)。鑒于目前國(guó)內(nèi)外普遍使用硅管，鍺管極少見(jiàn)，而硅管在0.35V電壓下仍處于截止?fàn)顟B(tài)，因此可以忽略硅管對(duì)被測(cè)電路的并聯(lián)作用(可將硅管視為開(kāi)路)，所以這種方法能夠用來(lái)測(cè)量晶體管在線電阻，這就是加載降壓測(cè)量法。用此方法測(cè)量在線電阻時(shí)，各電阻擋的最大測(cè)試電壓距上限0.35V應(yīng)留有一定的余量，通常取最大測(cè)試電壓小于等于0.3V。)用加載降壓測(cè)量法測(cè)量在線電阻的電路連接如圖2所示。
設(shè)被測(cè)在線電阻為RX，數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值為R，加載電阻為R1(取實(shí)測(cè)值)。顯然，R、RX和R1三者的關(guān)系式為R=R1．RX/(R1+RX)，所以被測(cè)在線電阻RX=R1．R/(R1-R)，由此式即可算出被測(cè)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以選取R1的合適阻值。連接如圖3所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如附表所列。由廠家提供的DT830A數(shù)字萬(wàn)用表各電阻擋的開(kāi)路電壓為0.65V或小于0.7V。
由附表可以看出，DT830A數(shù)字萬(wàn)用表的200Ω擋對(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(huì)使測(cè)量誤差明顯增大(因?yàn)閿?shù)字萬(wàn)用表本身存在±1個(gè)字的誤差)，所以通常取R1的下限為0.1Ro。對(duì)于DT830A型數(shù)字萬(wàn)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(cè)試電壓被限制在0.3V以下，從而能滿足測(cè)量在線電阻的要求。加載降壓測(cè)量法對(duì)于其它型號(hào)的數(shù)字萬(wàn)用表同樣適用。
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