Zaloguj się
Wszystkie
2 maja 2025
278
Obecnie w miernikach cyfrowych ta oporność jest bardzo duża i wynosi np. 10 MΩ/V. Ten parametr nie ma większego znaczenia, gdy mierzymy napięcie w obwodzie o małej rezystancji wewnętrznej, na przykład – napięcie źródła zasilania. Jeżeli jednak dołączamy woltomierz równolegle do rezystora o oporności kilkuset kΩ w obwodzie dzielnika polaryzacji bazy tranzystora, to zbyt mała oporność wejściowa woltomierza spowoduje znaczącą zmianę w rozkładzie napięcia w obwodzie i taki pomiar będzie niewiarygodny. Z takim problemem trzeba było zmagać się w stosując multimetry analogowe bez wzmacniacza pomiarowego. Rezystancja dobrego miernika wynosiła ok. 20 kΩ/V, a gorszych jeszcze mniej.
Ostatnim warunkiem poprawnego pomiaru napięcia jest takie dobranie zakresu pomiarowego, by mierzone wartości były jak najbliżej końca zakresu. Jeżeli mierzymy na przykład 3 V, to w miarę możliwości trzeba wybrać zakres 4 V, a nie 40 V. Jest to o tyle istotne, że rozdzielczość pomiaru mierników cyfrowych stwarza złudzenie, że pomiar jest dokładny, bo na zakresie 40 V możemy zmierzyć napięcie z rozdzielczością np. 10 mV.
O ile napięcie możemy mierzyć bezpośrednio, to z pomiarem natężenia prądu nie jest tak łatwo. Przepływ prądu stałego jest definiowany, jako przepływ ładunku elektrycznego w jednostce czasu. Nie ma łatwych w użyciu metod pozwalających na taki bezpośredni pomiar i dlatego prąd mierzy się metodą techniczną poprzez pomiar spadku napięcia na wtrąconym w szereg rezystorze pomiarowym.
Rezystor pomiarowy powinien mieć tak małą rezystancję, jak to tylko możliwe. Ponieważ w trakcie pomiaru jest on włączany w mierzony obwód, to obniża napięcie wejściowe i powoduje zmianę rozpływu prądu. W efekcie może spowodować, że układ w trakcie pomiaru nie działa tak, jak w rzeczywistości. Mała rezystancja opornika pomiarowego minimalizuje błędy metody pomiaru, ale z drugiej strony bardzo trudno jest zmierzyć nieduże napięcie.
Zgodnie z prawem Ohma, przy znanej rezystancji R prąd będzie równy I=U/R. Załóżmy, że będziemy mierzyli prąd o maksymalnej wartości 3 A, a rezystor pomiarowy będzie miał oporność 0,1 Ω. Maksymalny spadek napięcia U=3 A×0,1 Ω=0,3 V. Z jednej strony, 300 mV spadku na wyjściu to całkiem sporo, ale z drugiej nie da się dokładnie zmierzyć tego napięcia np. za pomocą przetwornika A/C wbudowanego w mikrokontroler o zakresie napięcia wejściowego 0…3,3 V Jeśli napięcie referencyjne przetwornika A/C wynosi 3,3 V, to 300 mV na wejściu daje ok. 10% całego zakresu pomiarowego, a jak wspomniałem, trzeba dążyć do tego, aby napięcie mierzone było bliskie końca zakresu pomiarowego. Aby to osiągnąć, trzeba napięcie spadku na rezystorze pomiarowym wzmocnić – w rozpatrywanym tu wypadku – aż 10-krotnie.
Zbudowanie wzmacniacza napięcia stałego nie jest trudne. Można do tego celu wykorzystać wzmacniacz operacyjny pracujący w konfiguracji wzmacniacza nieodwracającego. Taki układ pomiarowy zastosowałem w publikowanym na łamach EP zasilaczu warsztatowym.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
