Простой цифровой мегомметр.

Казалось бы, все очень просто — доста­точно добавить два предела измерения в пе­реключателе SA1, ввести дополнительные эталонные и токозадающие резисторы в 10 и 100 раз меньше по сопротивлению, нежели для предела 200 Ом, — и можно измерять со­противления вели­чиной до долей ома. Однако сопротив­ление соединитель­ных проводов, а так­же нестабильность сопротивления кон­тактов переключа­телей и зажимов для подключения измеряемых резис­торов не позволят реализовать необ­ходимую точность. Здесь поможет четырехпроводный метод измерения сопротивления (рис. 1).

 

Через проверяемый резистор и одну пару зажимов пропускается относительно стабильный ток, задаваемый источником пи­тания и одним из резисторов R31, R32. Падение напряжения на измеряемом сопротивле­нии снимается второй парой зажимов и пода­ется на измерительный вход АЦП. При такой схеме измерений падение напряжения на кон­тактах переключателей, зажимах и проводах не влияет на результат. Кроме того, не оказы­вает влияния и точность задания тока в цепи, поскольку АЦП измеряет отношение напряже­ний на контролируемом сопротивлении и об­разцовом (одном из резисторов R29, R30).

 

Схема коммутации цепей омметра приве­дена на рис. 2, нумерация вновь введенных элементов продолжает прежнюю. Измери­тельные цепи (см. рис.1) питаются от разно­сти напряжений батареи питания и внутренне­го стабилизатора микросхемы АЦП КР572ПВ5 (–3 В). Нагрузочная способность этого стаби­лизатора для вытекающего тока увеличена за счет подключения к его выходу эмиттерного повторителя на транзисторе VT1.

 

Дополнительная секция SA1.4 исключает суммирование сопротивления контактов пере­ключателя и эталонных резисторов R29, R30.

 

Резисторы R2 и R33 шунтируют гнезда 1 и 4, 5 и 3 соответственно. Это никак не отража­ется на точности, поскольку их сопротивление намного больше, чем контактов и проводов, но существенно упрощает коммутацию.

Соединение контакта 2 розетки XS2 со вхо­дом +UОБР АЦП и расположение его между контактами 1, 4 и 5, 3 способствует уменьше­нию влияния токов утечки разъема на точность измерения на высокоомных пределах.

 

 Как указывалось в основной статье, эталон­ные резисторы, работающие на пределах ме­нее 200 кОм, полезно уменьшить на 0,1...0,2 % относительно величин, указанных на схеме. Для этого параллельно резисторам R29 и R30 (их допуск должен быть не хуже 0,1...0,2 %) сле­дует подключить резисторы сопротивлением 750 Ом и 7,5 кОм соответственно.

 

В конструкции переключатель SA1 приме­нен типа ПГ2-8-12П4Н. Транзистор VT1 — лю­бой структуры n-p-n, с мощностью рассеяния не менее 350 мВт и коэффициентом переда­чи тока базы h21Э не менее 100 при токе кол­лектора 100 мА. В связи с тем что на низкоомных пределах потребление тока велико (до 100 мА), для ом­метра целесообразно изготовить сетевой ста­билизированный источник питания напряже­нием 9...10 В. Можно воспользоваться адап­тером на напряжение 12 В и ток до 300 мА, до­полнив его стабилизатором на микросхеме КР142ЕН8А (или КР142ЕН8Г).

 

Для устойчиво­сти ее работы параллельно выходу следует подключить керамический конденсатор емко­стью 1 мкФ, расположив его рядом с микро­схемой. Рекомендации по выбору элементов, ри­сунку печатной платы, конструктивному офор­млению, налаживанию — те же, что и для опи­санного ранее варианта прибора. В качестве XS1 и XS2 можно использовать стандартные низкочастотные разъемы ОНЦ-ВГ, имеющие соответствующее число гнезд. К четырем кон­тактам ответной вилки следует подпаять раз­ноцветные провода с зажимами “крокодил” на концах.

 

При измерении на пределах 2; 20 и 200 Ом вилку разъема измерительного кабеля вклю­чают в розетку XS1 и контролируемый резис­тор подключают к измерителю четырьмя за­жимами (1 и 4 — к одному выводу, 5 и 3 – к дру­гому). На пределах 2; 20 и 200 кОм можно ис­пользовать два зажима, подключенных к кон­тактам 4 и 5. На пределах 2 МОм – 2 ГОм вил­ку переключают в розетку XS2 и используют зажимы, подключенные к контактам 1 и 3. Ис­точник питания лучше включать после подсо­единения контролируемого резистора — это уменьшит время установления показаний.

 

Повысить удобство пользования прибо­ром можно, изготовив зажимы с изолирован­ными губками. Для этого у одной из губок «крокодила» спилить зубья и на их место на­паять пластинку из двустороннего фольгиро-ванного стеклотекстолита. Роль одного из за­жимов будет выполнять губка, оставшаяся с зубьями, роль второго — поверхность плас­тинки. Оставшиеся зубья следует подровнять так, чтобы при измерениях они не касались вставки. Такими зажимами можно пользовать­ся на всех пределах измерений.

 

 При использовании сетевого питания в приборах с микросхемами КМОП, к которым относится и КР572ПВ5, следует защищать от статического электричества те входы микро­схем, к которым возможно подключение вне­шних элементов в процессе эксплуатации. В данном омметре это выводы 30, 31, 35 и 36 микросхемы. Проще всего это сделать так, как защищены входы 30 и 31 в ранее описанном автором мультиметре (“Радио”, 1996, №5, с. 34, рис. 3) — с помощью резисторов 510 кОм для входов 30 и 31 и 51 кОм для входов 35 и 36 и конденсаторов 0,01 мкФ, подключае­мых к каждому защищаемому входу. Элементы R25, C5 при этом не устанавливают.