Έχετε μετρήσει ποτέ την αντίσταση στο κύκλωμα με ένα πολύμετρο;
Πριν από την περιγραφή της μεθόδου μέτρησης μείωσης τάσης φορτίου, είναι απαραίτητο να εισαχθεί πρώτα η αρχή της μέτρησης της αντίστασης χρησιμοποιώντας την αναλογική μέθοδο. Το σχηματικό διάγραμμα μέτρησης της αντίστασης χρησιμοποιώντας την αναλογική μέθοδο φαίνεται στο Σχήμα 1. Το τμήμα μέσα στο συρμάτινο πλαίσιο στο σχήμα είναι το εσωτερικό κύκλωμα του πολύμετρου. Από το σχήμα, φαίνεται ότι η σύνδεση της μετρούμενης αντίστασης Rx και στα δύο άκρα του πολυμέτρου ισοδυναμεί με τη σύνδεση του Rx σε σειρά με την αντίσταση αναφοράς Ro και στη συνέχεια τη σύνδεσή του μεταξύ του ακροδέκτη V+pin και COM του ενσωματωμένου μπλοκ TSC7106. Αφού γυρίσετε το πολύμετρο στη λειτουργία αντίστασης, το τροφοδοτικό αναφοράς Eo του TSC7106 παρέχει δοκιμαστικό ρεύμα I σε Ro και Rx και η πτώση τάσης VRo σε Ro παρέχει δοκιμαστική τάση VRX, η οποία χρησιμεύει ως τάση αναφοράς VREF για το ενσωματωμένο μπλοκ TSC7106 και το VRX είναι η τάση εισόδου VIN. Η σχέση μεταξύ της τάσης εισόδου VIN και της τάσης αναφοράς είναι: VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO. Από αυτήν την εξίσωση προκύπτουν τα RX=RO/VRO.VRX και VRX=RX/RO.VRO. Αυτή είναι η βασική αρχή της μέτρησης της αντίστασης χρησιμοποιώντας την αναλογική μέθοδο. Δεν είναι δύσκολο να δει κανείς από το VRX=RX/RO.VRO ότι στο ίδιο ηλεκτρικό φράγμα του πολύμετρου, εάν η μετρούμενη αντίσταση είναι μικρότερη, η τάση δοκιμής και στα δύο άκρα θα είναι επίσης μικρότερη. Όταν συμβαίνει βραχυκύκλωμα, δηλαδή όταν το πολύμετρο εμφανίζει "000" και τη μετρούμενη αντίσταση RX=0, την τάση δοκιμής VRX=0. Αντίθετα, καθώς η μετρούμενη αντίσταση RX συνεχίζει να αυξάνεται, η τάση δοκιμής VRX και στα δύο άκρα αυξάνεται επίσης. Όταν το πολύμετρο εμφανίζει "1000", δηλαδή RX=RO, η δοκιμαστική τάση VRX=VRO. Όταν η μετρούμενη αντίσταση φτάσει στο RX=2RO, που είναι το πλήρες εύρος, εμφανίζεται το σύμβολο υπερχείλισης "1" και η τάση δοκιμής VRX και στα δύο άκρα της μετρούμενης αντίστασης είναι VRX=2VRO. Όταν η δοκιμασμένη αντίσταση είναι ανοιχτό κύκλωμα, η τάση δοκιμής της φτάνει τη μέγιστη τιμή περίπου 0,65 V (τυπική τιμή). Λόγω του ότι η τάση ανοιχτού κυκλώματος (τάση εξόδου χωρίς φορτίο) κάθε εύρους αντίστασης του ψηφιακού πολύμετρου DT830A είναι περίπου 0,65 V, δεν είναι δυνατό να μετρηθεί απευθείας η online αντίσταση, καθώς μια τέτοια υψηλή τάση δοκιμής είναι αρκετή για να κάνει τον σωλήνα πυριτίου στο δοκιμασμένο κύκλωμα (όταν μετράται στην προς τα εμπρός κατεύθυνση) να τείνει να διεξάγει τα αποτελέσματα της μέτρησης. Σύμφωνα με τον νόμο διακύμανσης μεταξύ της μετρούμενης αντίστασης και της τάσης δοκιμής, δεν είναι δύσκολο να σκεφτούμε ότι πριν μετρήσουμε την αντίσταση στο διαδίκτυο, συνδέουμε πρώτα μια αντίσταση R1 μεταξύ της υποδοχής V/Ω και COM του ψηφιακού πολυμέτρου, δηλαδή μεταξύ των δύο ανιχνευτών, δηλαδή προεπιλέγουμε μια αντίσταση φορτίου και μειώνουμε την τάση δοκιμής του ψηφιακού πολύμετρου. Εφόσον η τιμή αντίστασης του R1 έχει επιλεγεί κατάλληλα, η μέγιστη τάση δοκιμής του μπορεί να περιοριστεί κάτω από 0,3 V (όχι μεγαλύτερη από 0,3 V). Δεδομένης της ευρείας χρήσης σωλήνων πυριτίου τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς, με τους σωλήνες γερμανίου να είναι εξαιρετικά σπάνιοι και τους σωλήνες πυριτίου να εξακολουθούν να βρίσκονται σε κατάσταση αποκοπής σε τάση 0,35 V, η παράλληλη επίδραση των σωλήνων πυριτίου στο δοκιμασμένο κύκλωμα μπορεί να αγνοηθεί (οι σωλήνες πυριτίου μπορούν να θεωρηθούν ως ανοιχτά κυκλώματα). Επομένως, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της online αντίστασης των τρανζίστορ, η οποία είναι γνωστή ως μέθοδος μέτρησης μείωσης τάσης φορτίου. Κατά τη μέτρηση της διαδικτυακής αντίστασης χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, θα πρέπει να υπάρχει ένα ορισμένο περιθώριο μεταξύ της μέγιστης τάσης δοκιμής κάθε περιοχής αντίστασης και του ανώτατου ορίου των 0,35 V. Συνήθως, η μέγιστη τάση δοκιμής θεωρείται ότι είναι μικρότερη ή ίση με 0,3 V. Η σύνδεση κυκλώματος για τη μέτρηση της αντίστασης στο διαδίκτυο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μέτρησης μείωσης τάσης φορτίου φαίνεται στο Σχήμα 2.
Υποθέτοντας ότι η μετρούμενη διαδικτυακή αντίσταση είναι RX, η εμφανιζόμενη τιμή του ψηφιακού πολύμετρου είναι R και η αντίσταση φόρτισης είναι R1 (πάρτε τη μετρούμενη τιμή). Προφανώς, η σχέση μεταξύ των R, RX και R1 είναι R=R1. RX/(R1+RX), οπότε η μετρούμενη διαδικτυακή αντίσταση RX=R1. Το R/(R1-R) μπορεί να υπολογιστεί από αυτή την εξίσωση. Ποια είναι όμως η κατάλληλη τιμή αντίστασης για την αντίσταση φόρτισης R1 σε κάθε εύρος αντίστασης; Ο συγγραφέας διεξήγαγε πειράματα χρησιμοποιώντας το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχήμα 3 για να επιλέξει την κατάλληλη τιμή αντίστασης για το R1. Η σύνδεση φαίνεται στο Σχήμα 3 και τα πειραματικά δεδομένα παρατίθενται στον συνημμένο πίνακα. Η τάση ανοιχτού κυκλώματος κάθε περιοχής αντίστασης του ψηφιακού πολύμετρου DT830A που παρέχεται από τον κατασκευαστή είναι 0,65 V ή μικρότερη από 0,7 V.
