低电阻测量电路图解说明

下面介绍的低电阻测量电路可用于以极高的精度测量1欧姆以下的所有毫欧电阻。要测量的电阻可低至 0.01 欧姆或 10 毫欧。

电路的输出将电阻值转换为完全相同的伏特，这意味着电路的输出可以与DMM电压表范围连接，以极高的精度获得电压方面的低电阻值。

精度和分辨率

大多数数字万用表可能仅正确测量低至五欧姆的电阻值。

低于 5 欧姆，您立即开始面临数字万用表分辨率问题，并开始看到垃圾电阻值。

我们说垃圾，因为以下原因：通常，当我们尝试在数字万用表上测量 0.1 欧姆电阻值时，我们需要将选择开关旋转到仪表的最低范围（通常是 200
欧姆范围）。

对于几乎所有标准数字万用表，分辨率规格都以 ±1 位数字的形式提供。简而言之，当仪表显示屏显示 0.1 欧姆或 100 毫欧姆时，真实电阻值可能在 0
到 0.3 欧姆之间。这相当于 ±100% 的精度，这对大多数应用程序来说并不是很有帮助。

同样，如果您尝试在 1 欧姆的 DMM 范围内测量 200 欧姆电阻器，您可能预期的最准确结果是 1.0 ±1
位的测量显示;这意味着，最有效的准确度为 ±10%。因此，仪表分辨率会显着降低测量的可靠性，尽管您可能会发现大多数数字万用表的精度在 ±1%
以内，前提是我们测量的任何参数可能高于最低可用仪表范围。

然而，您会发现许多情况下，精确测量低欧姆电阻变得至关重要。这些可能包括评估仪表分流电阻，构建扬声器分频网络和放大器输出级，以及测试或维修电源或任何其他涉及大量使用低值电阻器的电路。

下面介绍的用于测量低于 1 欧姆的低值电阻的电路消除了标准数字万用表的分辨率限制。您可以将电路直接插入数字万用表的探头槽，并测量低至 0.01 欧姆或
10 毫欧的小值电阻。

但是，低电阻测量电路有一个限制。当要测量的电阻值降低到10毫欧以下时，由于探头的接触电阻和连接线电阻引起的问题开始发展，从而导致最终结果的差异。

电路说明

下图所示的低欧姆测量电路包括一个5 V稳压器级、一个使用二极管D、D2和晶体管Q1的恒流源级，以及一个运算放大器增益控制级（U1）。

该电路由9 V PP3电池供电。此 9 V 输出由 5L78 稳压器调节至 +05 V
（DC）。该调节可为恒流源级和运算放大器提供稳定的电源。

电路的平衡仅在按下测试开关 S1 后立即与电池连接。仅在测试电阻测量期间使用来自电池的电流，从而延长电池寿命。

恒流源级由D1、D2和晶体管Q1器件以及1k电阻R1构成。

晶体管Q1配置为发射极-跟随器级。其发射极侧端子跟随施加到其基极的电压，由于固有的基极-发射极压降，电压降低了约 0.6
伏。串联二极管D1和D2将Q1基极保持在低于+1 V DC电源线的恒定2.5 V。这可确保 Q1 发射器始终比 + 0 DC 线路低 6.5
伏。电阻R1通过两个二极管D5和D1将电流固定在2 mA。

根据开关 S0-a 的选择，在其中一个多圈微调电位计 R6 或 R2 上产生的 3.2 V 直流电压。0.6
V通过Q1和被测电阻Rx固定电流。

如果选择R2，则测试电流变为1 mA;选择R3后，测试电流变为10 mA。在底部的一对范围（x 1 和 10）中，被测电阻两端的电压 Rx
通过香蕉插头直接执行到 DMM 端子。

在从顶部开始的几个范围内，运算放大器增益级（U1）接通，使数字万用表能够读取运算放大器输出（引脚6）上的电压，并提供测试电阻Rx的测量日期。

运算放大器U1配置为同相运算放大器级，恒定增益为1 + 10，000/100 =
101。由于我们希望增益正好为100，因此我们确定运算放大器输出与Rx两端电压之间的电压。

因此，如果将开关S2移至位置3（x 100），则通过恒流源建立的电流变为1 mA;Rx 的乘法元素将是 x100。当 S2 转到位置 4
（x1000） 时，电流将为 10 mA，乘法宽高比将为 100 x 10 =
1000。多圈微调电位器R6修改运算放大器的失调参数，以确保当Rx两端的电压为零时（即当测量探头短路时），输出也变为零。

外壳

完整的电路毫欧表电路可以封装在一个微小的塑料盒内。在盒子的前面板上可以固定几个多路接线柱端子，待测电阻器（Rx）可以连接在这些端子上。

此外，还将有一个具有 4 向范围（x1、x10、x100 和 x1000）的旋转开关以及一个 TEST
按钮。可以使用一对香蕉插头从盒子背面以直角突出;可以相距一定距离放置，以便将整个低电阻电路轻松插入几乎任何标准数字万用表或 DMM 端子孔中。

低电阻测量电路的输出产生的电压直接等同于被测的低电阻。实际上，该电路经过校准，以确保1 Ω产生1 mV的输出乘以量程开关设置中提供的校准。例如，在
x1000 范围内，1 欧姆对应于 1 mV x 1000 = 1 伏。在 x10 范围内，1 欧姆类似于 10 mV，依此类推。

如何校准

按下按钮 S1 打开电源。验证稳压器（U2）是否在其输出端产生所需的+5V电压，并且与二极管D3和D8串联的1K电阻（R1）两端产生约1.2 V
DC。

接下来，在 Rx 测试端子上连接数字万用表，并将其设置为 DC 2mA 刻度。将开关 S2 调整到 x1 位置并设置 R2 以获得 1 mA
的显示。完成这些操作后，将数字万用表调整为DC 20 mA刻度，将S2设置为x10位置并调整R3以获得10mA的读数显示。

完成这些步骤后，可以通过微调失调电压来完成校准。为此，请将仪表从上述位置移除，并将其设置为DC 200 mV范围。

完成此操作后，将电路的S2开关调整到x100位置，用铜线使Rx端子短路，然后将低欧姆测量电路的香蕉插头推入数字万用表的COM和VDC端子输入。

开始旋转电位计R6，以确保DMM显示屏上的起始读数略高于0 mV.。..在此之后立即将R6旋转回去，以使DMM显示屏上的读数正好为0 mV。

这样就完成了校准过程。

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