測量小阻值電阻的輔助電路

實際工作中，為分析電路原理，在根據(jù)實物繪制電原理圖時，往往需要測出小阻值電阻的實際阻值，比如高檔開關(guān)電源中用于檢測負載電流的康銅電阻(一般為毫歐級)，過流保護用的大功率小阻值電阻(有些達到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(一般為零點幾歐姆)。由于普通數(shù)字萬用表電阻擋的最小量程為200Ω，受精度限制，往往無法精確測量出這些電阻的具體阻值，也無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)合萬用表的直流低電壓擋(200mV、2V、20V)，實現(xiàn)對小阻值電阻的精確測量。

工作原理：通過恒流源給被測電阻RX加一定的電流，再用萬用表測量Rx兩端的電壓，所測的電壓值除以流過被測電阻Rx的恒定電流，即可得出被測電阻的阻值。理論上流過待測電阻的電流越大，越易于精確測出小阻值電阻Rx的阻值，但電流過大，一是會引起恒流源嚴重發(fā)熱，影響電流的穩(wěn)定性，導(dǎo)致所測阻值不準；二是小功率電阻不允許過大的電流流過。為此本電路選用LM317(U1)和電阻R1、R2、電位器RP1一起構(gòu)成簡單的100mA的恒流源。

由運算放大器U2A和U2B及R7、R8、RP2(精密電位器)構(gòu)成電壓放大電路，對被測電阻兩端的電壓進行10倍放大，這樣數(shù)字萬用表從C、D兩點測得的電壓值就可以與被測電阻RX的阻值相對應(yīng)(1mV對應(yīng)1mΩ，1V對應(yīng)1Ω)。

為了提高放大器的穩(wěn)定度和精度，用u4和u5為運放提供對稱的+5V工作電源。U3以及電阻R3構(gòu)成2.5v參考電位電路，通過R4及精密電位器RP3給運放U2B的同相端施加合適的電位，用于抵消由于電流流經(jīng)測試筆1和測試筆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。制作過程中需要注意以下幾點：

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

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

(3)電阻R7和R8需仔細挑選，確保其阻值一致性好。

(4)電路選用了計算機開關(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)字萬用表置于直流200mA擋．串接于A、B之間，加電后仔細調(diào)節(jié)電位器RP1．使萬用表的讀數(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．使萬用表的讀數(shù)為100mV，再將萬用表接到C、D之間．仔細調(diào)節(jié)精密電位器RP2，使萬用表的讀數(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，加電后將測試筆1和測試筆2碰在一起，仔細調(diào)節(jié)精密電位器RP3．使c、D兩點之間的電壓盡量為0mV．實際操作中調(diào)到0mV比較困難．但可以調(diào)整到3mv-6mV，這樣可以保證所測電壓精度小于10mV(對應(yīng)于10mΩ)。

實測與比較：本電路適合測量小于8Ω以下的小電阻。實際測量時將數(shù)字萬用表(低電壓擋)接在C、D之間，加電后用測試筆1和測試筆2可靠接觸被測電阻兩端．從萬用表上讀數(shù)(1mV對應(yīng)1mΩ，．IV對應(yīng)1Ω)，可得出被測小阻值電阻的阻值。需測量毫歐級電阻(比如高檔開關(guān)電源中的康銅電阻)阻值時，可先將兩測試筆置于康銅電阻某一端的焊盤上，測量并記下讀數(shù)；再將兩測試筆分別置于康銅電阻兩端的焊盤上，再次測量并記下讀數(shù)：然后用后一次測量的讀數(shù)減去前次測量的讀數(shù)．可以得到毫歐級電阻的阻值。附表為用VICTOR VC9805A+型數(shù)字萬用表200Ω擋和使用該電路協(xié)同該萬用表低電壓檔測量不同小阻值電阻的實際數(shù)據(jù)，單位為Ω。

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┃標稱值┃康銅電阻┃0.1 ┃ 0.2┃0.22┃ 0.47 ┃0.56┃1 ┃2 ┃

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┃用萬用表電阻檔┃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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