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为了修一块24包邮的47表,给卡片数字表做了个电阻挡4线测量扩展模块

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发表于 2019-12-26 14:38:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 加糖的咖啡 于 2019-12-26 14:52 编辑

       前一阵用这块47表的50毫安挡量电流,发现总是超标,心算应该没那么大的电流,怎么会满度哪?这表上标注了直流电流、电压挡的电阻值,50mA挡电阻5欧姆。用我的卡片数字表量一下,发现20多近30欧了。这一定是电阻出了问题呀,拆表。拆开看,对应挡的一个贴片电阻,大概标的应该是R10,中间居然冒了一个泡。原地再量一下电阻两端,还是20欧以上。不用说了,就是这电阻坏了。可我并没拿这买了没多久的表,量过什么过分的东西。就算量了有点超标,也不会是直接捅220V了,那样就会有动静了。修吧,焊掉那个贴片,感觉用别的什么电阻也不会出现这样的状况。

       我有一堆几十年前买的无标识电阻,都是那时的1/8W碳膜电阻,很多都是小阻值。当年大概用什么表量过,都标了一下。用数字表再一量,发现有点不靠谱,就是说满足不了精度要求。一般的数字表,电阻最小挡是200欧,我这个卡片是400,按精度标注,400欧的0.8%的误差就是3.2欧,我量个5欧的电阻,那读数就是浮云了。

剑不够长,向前跨一步。给这个表加个40欧挡试试。测小电阻,首选就是4线测量,比较准确。曾向电源板块版主bg1trk请教,安装了Multisim,在没动手之前,先做了仿真。40欧的电阻并不算太小,我的小表最小电压是400mV,用10mA正好。开始用三极管搭了一个电流镜式的恒流,发现不太稳定,直接就上运放吧。找了各种帖子恶补,最后发现,我没那么高挡的元件,没法像瓦神做6位表和100mA电流源那个做法。只能是利用手头的元件,搭一个堪用的设备。这个表的电压挡标称有0.5%的精度,就是显示400.0mV电压的时候,允许有2.0mV的误差。我用10mA测5欧电阻,在电阻上产生50mV压降,至少能保证那个5是精确的。当然也许是48、也许是52。怎么办,只有对比了,用一只已知精度高的电阻,来对比显示。我有一些包括10欧0.1%的电阻,可以作为对比。下面就是我最后的定稿电路了。


       电路中的元器件大部分都是古董一级的,坛友们莫笑。那个LM358是20多年前留下的,2N5551也是从20多年前一个电话机里拆来的,图中的2SK368,我并没这元件,为的是仿真。电路板上焊的是83年出品的一只3DJ6E,也是以前的仪器上用的。最现代的大概就是TL431了,前两年买来的。为了对抗358这厮7mV的Vos,也为了给3DJ6提高源极电压,采样电压用到1.5V。如果采样电压太低了,358的输出会接近负电源,特性不好。而且太低了,场效应管就不能正常工作了(栅压是负的)好在才10mA电流,采样电阻上只有15mW功率,用了两只0.25W、300欧的电阻并联。据说,采样电阻功率要达到20倍的采样功率,15*20=300mW,两只电阻并联为500mW,达标。仿真的优点就是可以随意的改变电路结构和参数,开始用的是大功率MOS管,后来想想,这也不需要大功率管,上小的吧。测量电阻从1欧到40欧,仿真效果非常好,电流稳定。电路采用了最容易得到的5V电压,USB电源大家都应该有大把的。随便做一个,用变压器、78L05也不是什么难事。电压最低模拟到3.6V,可以用锂电池。

补充内容 (2019-12-26 17:26):
实际板上焊的电阻,没有一个是高精度的。调电流的时候,是在负载RL位置,接入20欧0.1%电阻,调节电位器,使电阻两端压降为200mV。R3是一个检测电阻,带负载,一下电阻R3的电压,就可以知道电流的稳定情况。
5V10mA恒流源.jpg
5V10mA恒流源电路板.jpg
5R10.jpg
土造开尔文夹和表笔插口.jpg
     
发表于 2019-12-26 15:17:25 | 显示全部楼层
开尔文夹子做得漂亮
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发表于 2019-12-26 15:27:37 | 显示全部楼层
看着像是5R10  就是5.1欧 ? 0.1%精度的 也就几块钱50个。 直接换上即可
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发表于 2019-12-26 15:29:22 | 显示全部楼层
同意2楼的看法,开尔文夹做的漂亮。
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发表于 2019-12-26 15:55:52 | 显示全部楼层
我滴个天,工程浩大
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发表于 2019-12-26 16:30:24 | 显示全部楼层
开尔文夹是亮点。
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发表于 2019-12-26 16:48:56 | 显示全部楼层
去年我用ZX98直流电阻箱+胜利 VC890C+200mv档+lm317稳压电源 ,在论坛老师指导下知道对比法四线测量小电阻,和楼主的方法一样,就是lm317稳压电源 没有楼主的恒流源好。
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发表于 2019-12-26 17:01:06 | 显示全部楼层
开尔文·衣服夹
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 楼主| 发表于 2019-12-26 17:05:01 | 显示全部楼层
IRF540 发表于 2019-12-26 15:27
看着像是5R10  就是5.1欧 ? 0.1%精度的 也就几块钱50个。 直接换上即可

那个烧坏的电阻就是写的5R10,5.1欧是也,打字的时候漏了5,一般为了一个电阻,去买一堆来也有点郁闷,最后从一堆电阻中找到一个5.14欧的,焊上去收工
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 楼主| 发表于 2019-12-26 17:09:47 | 显示全部楼层

是滴,一起都是立足现有条件,意义在于练手,虽然很土,但原理是一样的,学习各种知识。来矿坛和大家交流。
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发表于 2019-12-26 17:24:27 | 显示全部楼层
开尔文夹做的漂亮。
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发表于 2019-12-26 23:30:11 | 显示全部楼层
加糖的咖啡 发表于 2019-12-26 17:05
那个烧坏的电阻就是写的5R10,5.1欧是也,打字的时候漏了5,一般为了一个电阻,去买一堆来也有点郁闷,最 ...

我查看有的表是两颗10欧的贴片电阻并联。
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发表于 2019-12-29 13:14:34 来自手机 | 显示全部楼层
好吧,我跟楼主一样玩,一开始的目的就是筛选指针表的电阻,后来就玩到了直流单臂电桥、直流单双臂电桥、六位半万用表、数字LCR电桥……
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 楼主| 发表于 2019-12-29 18:51:30 | 显示全部楼层
Maitreya 发表于 2019-12-29 13:14
好吧,我跟楼主一样玩,一开始的目的就是筛选指针表的电阻,后来就玩到了直流单臂电桥、直流单双臂电桥、六 ...

厉害,越玩越高级了。感觉也是代价不菲,掉入坑里
而我是从小孩子时候业余学习无线电,装收音机什么的,到后来干上了专业,被各种仪器仪表包围。逐渐对这些都无感了,以至于离开专业的时候,把可以带走的、90年日本原装进口的张丝万用表,都留给后来者了。现在又沦为业余爱好者了,只剩了一台漏下没交的学生示波器。当年借出来测什么东西的,为了轻便,没借那种正规示波器。因此现在只能是用一堆古董,干点修修补补的事。没有需求拉动,也不会向高精尖发展。工具吗,够用就好,不够了,就自己想个办法。我一个老师说的:没有办法的时候,笨办法也是一种办法。这句话我一直记着,还经常应用。真的需要用高精度的设备,还是要买正规厂家的,包括要计量检定神马的。
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发表于 2019-12-29 20:26:37 | 显示全部楼层
看到了熟悉的草帽管,为楼主的专业知识水平点赞。
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