[02-2020] Способ измерения высокоомных резисторов

[бабулер45]

Способ измерения высокоомных резисторов

Е. ПАНЬКОВ, г. Пермь

Самые распространённые и доступные цифровые мультиметры серий М-83х, DT-83x (и аналогичные), как правило, имеют наибольший предел измерения сопротивления резисторов — 2 МОм. Это вызывает трудности при необходимости измерить резистор большего номинала. Некоторые цифровые мультиметры, например AM-1097 [1], позволяют измерять сопротивление резисторов до 500 МОм, однако они недёшевы. Изготовление специального измерительного прибора, например описанного в [2], может оказаться необоснованным, к тому же у него время установления показаний на диапазоне 2 ГОм достигает 20 с, что неудобно.

Для определения сопротивления резисторов номиналом более 2 МОм можно использовать внешний источник напряжения, а мультиметр применить как измеритель малого тока [3]. Схема измерения показана на рисунке. GB1 — батарея типоразмера 6F22 ("Крона" или "Корунд") напряжением 9 В. Через измеряемое сопротивление Rx и входное сопротивление RBX мультиметра, включённого в режиме измерения напряжения, протекает ток 1вх. На дисплее вольтметра в этом случае будет индицироваться напряжение 11и, значение которого зависит от этого тока. Зная напряжение батареи 11б, можно рассчитать суммарное сопротивление Rc = Rx + RBX = U6/IBX и вычесть из него известное входное сопротивление мультиметра Rx = Rc - RBX.

Для мультиметров серий М-83х, DT-83x с входным сопротивлением 1 МОм соответствие измеряемого напряжения и тока 1 мВ -> 1 нА. На пределе измерения напряжения "200т" (200 мВ) разрешение — 0,1 нА, на пределе "2000т" (2000 мВ) разрешение — 1 нА, на пределе "20” (20 В) разрешение — 10 нА. Для мультиметров с входным напряжением 10 МОм ток будет в десять раз меньше.

Предварительно надо другим мультиметром измерить входное сопротивление измерительного мультиметра на всех пределах измерения и использовать получившийся результат при проведении расчётов. Для повышения точности их желательно проводить на многоразрядном калькуляторе. Перед каждым измерением надо максимально точно измерить напряжение батареи.
Например, при проведении измерений показания мультиметра серии М-83х — 2,54 В. В условных единицах это — 254, умножив их на 10 нА, получим 2540 нА = 2,54 мкА. Напряжение батареи — 9,77 В. Суммарное напряжение Rc = иЛх = 9,77/(2,54-10 6) = 3,846 МОм. В результате найдём сопротивление неизвестного резистора Rx = Rc - RBX = = 3,846 - 1 = 2,846 МОм. Чтобы не перегружать вход мультиметра, измерение надо начинать с большего предела. Например, для батареи напряжением 9 В этот предел — 20 В, затем по мере необходимости переключают мультиметр на меньшие пределы. Если на дисплее мультиметра индицируются нули, это значит, что резистор неисправен, предел измерения слишком высок либо измерительная цепь неисправна.
Наибольшее измеряемое сопротивление зависит от разрядности индикатора мультиметра и его разрешающей способности. Так, например, с помощью мультиметра серии М-83х с входным сопротивлением 1 МОм на пределе 200 мВ, разрешении 0,1 мВ и напряжении батареи 9 В максимальное значение сопротивления — 90 ГОм. Однако погрешность при этом будет велика. Для мультиметров с входным напряжением 10 МОм максимальное значение сопротивления будет в десять раз больше.

Для подключения батареи использована колодка от аналогичной неисправной батареи, а для подключения резисторов — изолированные провода с изолированными зажимами "крокодил". При измерении не следует касаться элементов измерительной цепи. Следует также помнить, что за счёт большого сопротивления измерительная цепь чувствительна к наводкам.

Увеличить максимальное измеряемое сопротивление в 1000 раз можно, если применить приставку для мультиметра [4], которая представляет собой буферный каскад на специализированном ОУ. У этой приставки минимальное входное сопротивление — 230 МОм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Цифровые мультиметры. — Радио, 2008, № 9, с. 1.

2. Бирюков С. Простой цифровой мегомметр. — Радио, 1996, № 7, с. 32, 33.

3. Нюбин В. Измерение малого тока цифровым мультиметром. — Радио, 2010, № 9, с. 49, 50.

4. Гаврилов А. Приставка для увеличения входного сопротивления мультиметра. — Радио, 2018, № 3, с. 27.