Щупы кельвина своими руками

Обновлено: 06.07.2024


Довольно часто случается такая неприятность, как разрыв провода (кабеля) возле штекера. Особенно часто такое происходит с проводами, подверженными постоянным колебаниям и шевелениям. Например, у наушников, зарядных устройств, щупов мультиметра и тому подобных вещей. Замечаем мы разрыв, как правило, только после того, как используемая вещь перестаёт работать. Да и заметить такое на самом деле, довольно сложно. Если только случайно увидим. Происходит разрыв не сразу, за исключением, конечно, грубого механического воздействия. Сначала обычно повреждается оплётка кабеля.


Через какой-то промежуток времени рвутся из-за постоянных перегибов и сами жилы медного провода. Чтобы предотвратить эту неприятность, нужно каждый раз, перед началом работ, осматривать провода. Но кто и когда будет заниматься этим осмотром, если не терпится поскорее приступить к работе. Сегодня речь пойдёт о щупах мультиметра. Так вот, чтобы работа не встала в самый неподходящий момент, предлагаю сделать запасные щупы к мультиметру. Работа предстоит не пыльная, не нудная и не трудная и, я бы даже сказал, интересная.

Понадобится

  • Паяльник, олово и флюс.
  • Ножницы.
  • Нож канцелярский.
  • Термоусадочные трубки (разных калибров).
  • Секундный клей и сода.
  • Два тонких фломастера.
  • Трубочка или штырёк, диаметром подходящий под разъем для щупа в мультиметре.
  • Шпилька от CD привода (по которой передвигается лазерная головка), можно и обычную спицу.
  • Зажигалка.
  • Провода электрические, медные, гибкие (с расчётом на максимальное рабочее напряжение не менее 300 вольт).
  • Изолента.
  • Бормашинка с режущим диском, или хорошие кусачки, для разделения шпильки (или спицы) на фрагменты.

Изготавливаем щупы своими руками


Для начала подготовим провода. Красного и чёрного кабеля я увы, не обнаружил у себя в хозяйстве, потому взял нейтральный серый, на оба щупа. Кабель рассчитан на максимальное рабочее напряжение в 300 вольт, не смотря на небольшую толщину. Кабели от "родных" щупов мультиметра рассчитаны на максимальное рабочее напряжение в 600 вольт.


Так что новые щупы для домашнего пользования вполне сгодятся! Тем более, что это лишь временная замена вышедшим из строя щупам, на то время, пока не будут приобретены оригинальные. Итак, замеряем новые провода, по длине старых, и отрезаем нужные куски.


Зачищаем канцелярским ножом по 5 мм. с концов обоих проводов, и лудим их оловом для дальнейшего удобства при пайке.


Почему именно шпилька – она идеально подходит по своим параметрам, у неё острые концы и она сделана из превосходной стали. Далее, обрабатываем флюсом отпиленные края шпильки, припаиваем к ним луженые провода по одному концу каждого провода, надеваем термотрубки, усаживаем их зажигалкой.


Продеваем шпильки, с припаянными к ним проводами, сверху вниз, чтобы шпилька вылезла из кончика фломастера, откуда раньше торчало пишущее перо. Капаем туда же каплю секундного клея, и бросаем щепотку соды, чтобы закрепить всё это изнутри. Продеваем полученную рукоятку щупа в термоусадочную трубку красного цвета, и усаживаем её зажигалкой. Ту же процедуру повторяем и со вторым щупом, только теперь с черной термотрубкой.


Ну вот, верхние части щупов готовы. Осталось сделать штекеры. Для штекера я использовал латунную трубку от антенны – она отлично подходит по диаметру к разъёму в мультиметре. Отпиливаем от трубки куски, по 3 см.


Втыкаем трубку в разъем. Оставшиеся от фломастеров отрезки идеально подходят под корпус штекера в разъёме мультиметра. Вставляем поверх латунной трубки пластмассовую, замеряем, и отрезаем.


Далее, припаиваем оставшиеся концы проводов к латунным трубкам, наращиваем изолентой на них диаметр под пластмассовые трубки, смазываем секундным клеем и вставляем в пластмассовые трубки. Сверху можно закрепить всё секундным клеем с содой.


Отрезаем по 4 см. термотрубок, красного и чёрного цветов, надеваем их на соответствующие штекера, и усаживаем зажигалкой.


Вот и готово. Ничего сложного. Вся работа заняла около 40-50 минут. Теперь можно опробовать новые щупы.


Колпачки можно сделать из оплётки usb кабеля. На подходящий отрезок оплётки надеваем красную термотрубку, и усаживаем зажигалкой. Равняем ножницами. Для чёрного щупа моно и без термотрубки, оплётка сама по себе чёрная.

Смотрите видео проверки


Stkr писал(а):
Таки что, ты нам с МедВедом не вышлешь?

Для резистора PTF56100R00BYEB (100Ом) на частоте 10кГц при параллельной схеме замещения - 115mH а для последовательной 21.7uH, естественно для высокоомных резисторов индуктивность будет расти (опять же зависит от технологии)

Для тех кто захочет повторить девайс.
1. АЦП ICL7135 лучше брать от Texas Instruments у него лучше линейность, есть еще от Intersil (он дешевле). В 1-ом случаи резистор R201 устанавливать не надо на его место паяем перемычку. Во втором случаи резистор подбирают в диапазоне 10 - 150Ом.
2. Источник референсного напряжения любой в корпусе SOIC8 либо SOT-23. На схеме указаны резисторы (R55, R56) для источника напряжения 1.235 V (это LM385-1.2) У меня стоит REF1004-1.2. В случаи применения источника на другое напряжение - делитель R55, R56 необходимо пересчитать так чтобы напряжение на выводе 2 АЦП было 0.500 V
3. Ключи CD4052, CD4053 лучше брать 74HC4052 и 74HC4053 у них меньше Ron. Старайтесь не применять HEF40xx
4. R136, VD13 можно не ставить, если будете использовать динамик со встроенным генератором, например HCM1205
5. VT1-VT4 лучше заменит на биполярники, например BC847C или как в авторской схеме (в 1-ом моем приборе стоят полевики 2N7002 и вроде нормально работают)
6. В БП вместо 7805 и 7809 лучше применить LM317 и LM337 они меньше шумят
7.Необходимо будет подобрать пары резисторов, так чтобы R28/R22=R27/R23 , R37/R32=R36/R33 , R48/R49=R57/R58 и R42=R41; C31=C30. Так с самого начала у меня не было доступа к образцовому прибору, я собрал без подбора, а уже при помощи запущенного прибора подбирал пары, тем самым повышая его точность.


Имеется кусок провода от комплекта стартовых проводов китайского производства. Провод не медный. Это омедненный алюминий. Длина 3,88 метра. Визуально толщина жилы где-то в диапазоне от 10 до 16 кв. мм. Измеряю сопротивление очищенного от изоляции провода. Получаю около 5 мОм. Смущает, что значение постоянно по чуть-чуть "плывет" в сторону увеличения (это видно на видео). Этого не наблюдается при подобных измерения чисто медного провода — показания всегда стабильные. Значение 5 мОм при такой длине соответствует эквивалентному медному в 13,4 кв.мм. Что очень круто, но визуально это провод не тянет на 13 квадратов меди (или 22
кв.мм. алюминия).

Делаю опрессовку медным наконечником. По логике вещей — это должно ещё уменьшить сопротивление — ведь в предыдущем измерении проводки не были собраны в единый пучек. Но получаю обратный эффект — результат увеличился до 6,3 мОм. Показания перестали "плыть" и значение стабильно. 6,3 мОм — эквивалентно медному в 10,5 кв.мм. (или 17 кв.мм. алюминия).

Этот результат очень похож на правду.

Всё снял на видео — процесс обоих измерений до и после опрессовки. Видео смотреть не обязательно (только если есть сомнения в описанном выше).

Как это объяснить? Почему опрессовка дала увеличение сопротивления и показания на микроомметре стабилизировались? Можно ли это связать с тем, что данный провод сделан по технологии CCA (Copper Clad Aluminium) омедненного алюминия?

Пост не ради хайпа. Интересует конструктивное обсуждение. Может на измерения как-то влияет то что контакты зажимов Кельвина латунные, а провод алюминиевый? И после опрессовки медными наконечниками всё становится на свои места.

Update 1.
Наконечники для опрессовки. Сплюснул и измерил по краям — получил от 47 до 52 мкОм. В среднем 49 мкОм.
****
Получается кабель до опрессовки 5000 мкОм
Наконечник 2 штуки 49 мкОм*2 = 98 мкОм
После опрессовки 6300 мкОм
Нестыковка на 1200 мкОм


Собрал первичную схему для теста провода (подключил через шесть реле и одну кнопку — плюс нихром в качестве токоограничителя). Там есть недочеты по сборке, но значение получил. На токе 17,37А падение на кабеле 116,3 мВ. Получается сопротивление 6,70 мОма, что с учетом погрешности 5% входит в полученное микроомметром значение 6,3 мОма. Всё-таки есть какая-то проблема в приборе при измерении алюминиевого провода покрытого медью. 6,7 мОм — это как раз очень даже похоже на правильный результат. Можно будет ещё на других токах попробовать.

Предмет обсуждения: измерение сопротивления проводов по шкале Кельвина 4:

  • Схема моста Кельвина
  • 4-проводная схема измерения сопротивления
  • 2-х проводное и 4-х проводное измерение сопротивления
  • 3-проводное измерение сопротивления
  • 4-проводное измерение сопротивления по сравнению с 2-проводным | Измерение сопротивления между 2 проводами и 4 проводами | 4-проводное и 2-проводное измерение сопротивления
  • Часто задаваемые вопросы

Что такое 4-проводное измерение сопротивления?

4-проводное измерение сопротивления

Существуют разные методы измерения различных типов сопротивления, которые варьируются в зависимости от диапазона сопротивления. 4-проводной метод измерения сопротивления - это очень точный метод измерения, который позволяет измерять очень низкое сопротивление с высокой точностью. Он используется для предотвращения проблем с контактным сопротивлением или сопротивлением выводного провода в цепи. Здесь каждый соединительный провод называется соединением по шкале Кельвина.

В 4-проводном методе измерения сопротивления используется четырехпроводное соединение, где двухпроводное соединение используется для подачи тока питания на измерительный компонент, а другое двухпроводное соединение используется для измерения падения напряжения на измерительном элементе.

Что такое мост Кельвина?

Мост Кельвина

Основной принцип измерения сопротивления 4 проводов по Кельвину основан на мосте Кельвина. Мост Кельвина это модифицированная версия Мост Уитстона используется для измерения очень низкого значения сопротивления, которое колеблется от 1 Ом до 0.00001 Ом. В этом мосту учитывается влияние контактного сопротивления нагрузки и сопротивления выводных проводов.

Схема моста Кельвина:

Измерение сопротивления 4 проводов по Кельвину: мост Кельвина, применение, основные различия, часто задаваемые вопросы

Рис. Схема моста Кельвина.

на рисунке показано сопротивление соединительного провода.

Всякий раз, когда гальванометр подключается к точке 'a', сопротивление подключенного провода суммируется с сопротивлением Rx, и суммарные удары становятся равными. .

Когда счетчик подсоединяется к точке 'c', сопротивление выводных проводов суммируется до .

Уравнение 1 :

Теперь общее уравнение схемы становится

Уравнение 2 :

Из уравнения 1 и 2 после решения получаем:

Ключ на вынос

Измерение сопротивления проводов по Кельвину 4 описано в этом статья с важными понятиями.

Разработана 4-х проводная схема измерения сопротивления.

Описаны преимущества и недостатки 4-х проводных измерений сопротивления Кельвина.

Разница между 4-проводным и 2-проводным измерением сопротивления представлял.

Были описаны важные применения 4-проводного измерения сопротивления. *************************

Что такое 4-проводное измерение сопротивления?

4-проводной метод измерения сопротивления | 4-х проводная методика измерения сопротивления

При измерении низкого сопротивления соединительные провода могут вызвать ошибку в результате измерения. Если полученная ошибка превышает допуск, или если требуется очень высокая точность измерения, используется четырехпроводное измерение сопротивления. В идеале провод не имеет внутреннего сопротивления, но на практике каждый провод имеет внутреннее сопротивление.

4-проводная цепь измерения сопротивления:

В 4-проводное измерение сопротивления В этом методе используется 4-проводное соединение, где двухпроводное соединение используется для подачи измерительного тока к измерительному компоненту, а еще одно двухпроводное соединение используется для измерения падения напряжения на измерительном компоненте.

Кельвин 4-проводное измерение сопротивления

Рис. 4-проводная схема измерения сопротивления.

В этом 4-проводном методе измерения сопротивления используется фиксированный генератор тока. Таким образом, если сопротивление в цепи изменяется, генератор постоянного тока будет подавать постоянный ток через цепь.

Провод, который используется для измерения напряжения, подключается прямо к ножкам сопротивления, которое должно быть измерено, и измеритель напряжения, используемый в этом методе, имеет высокое сопротивление, так что через него проходит минимальный ток. При небольшом токе через провод общее падение напряжения на проводе незначительно, что не влияет на величину падения напряжения на измерительном компоненте. Этот метод устраняет сопротивление провода, которое еще называют Кельвин or четырехпроводный метод. Используются специальные соединительные зажимы Hear, которые известны как Клипы Кельвина.

Подключение цепи зажима Кельвина:

Измерение сопротивления 4 проводов по Кельвину: мост Кельвина, применение, основные различия, часто задаваемые вопросы

Рис. Зажим Кельвина, используемый в схеме подключения.

Клипы Кельвина также известны как аллигатор or зажимы из крокодиловой кожи. Каждая половина зажима Кельвина изолирована друг от друга; Обе губки зажима Кельвина электрически являются общими друг с другом и обычно соединяются в высокой точке. Провод для подачи тока подсоединяется к одной губке, а провод измерения напряжения - к другой. Зажимы Кельвина используются, когда требуется высокая точность измерения.

Каковы применения 4-проводного измерения сопротивления?

4-проводное приложение для измерения сопротивления:

  • Дистанционное зондирование.
  • Детектор термометра сопротивления.
  • Индукционная закалка.

Каковы основные недостатки четырехпроводного измерения сопротивления?

Недостатки измерения сопротивления проводов по шкале Кельвина 4:

  • Дорого.
  • Сложная схема.
  • Скорость тестирования очень низкая.
  • Нет. контрольных точек в два раза.
  • Требуется большее количество соединительных проводов.

2-проводное и 4-проводное измерение сопротивления

В 2-проводное измерение сопротивления, общее сопротивление подводящего провода прибавляется к результату измерения, потому что ток во всей цепи одинаков. Поскольку падение напряжения через провод и измерительный компонент может производить измерение с ошибкой, он не имеет очень точного вывода для небольшого значения сопротивления, когда измерительное сопротивление намного больше, чем сопротивление провода. Тогда сопротивление свинца может стать незначительным. Если длина провода может быть минимальной, то точность измерения может быть увеличена.

Измерение сопротивления 4 проводов по Кельвину: мост Кельвина, применение, основные различия, часто задаваемые вопросы

Рис. Двухпроводное соединение для измерения сопротивления.

Как видно из рисунка выше, и - сопротивление выводного провода. Это потому, что вольтметр измеряет падение напряжения на . Двухпроводное измерение сопротивления представляет собой менее точную простую схему, требующую меньшего количества соединительных проводов.

3-проводное измерение сопротивления

3-проводное измерение сопротивления, который не является точным, как измерение сопротивления по 4-проводной схеме, является более точным, чем измерение сопротивления по двухпроводной схеме. Сложность схемы меньше, чем у 4-проводного измерения сопротивления.

Измерение сопротивления 4 проводов по Кельвину: мост Кельвина, применение, основные различия, часто задаваемые вопросы

Рис. 3-проводная схема измерения сопротивления.

В этом методе используется переключатель, поэтому сначала измеряется верхний контур сопротивления, вольтметр измеряет напряжение на , затем разделите значение на 2, что даст среднее сопротивление этих двух проводов. предполагается равным среднему значению. из и .

Затем переключите схему на обычное соединение, которое измеряет измерительную составляющую и сопротивление провода. . Расчетное значение по затем сравнивается с первым измеренным значением , который используется для исключения сопротивления выводов, создаваемого проводом, из измеренного значения.

Трехпроводное соединение для измерения сопротивления может быть очень точным, если все три соединенных провода имеют одинаковое значение сопротивления. . Трехпроводное измерение сопротивления широко используется в промышленности, что дает хороший компромисс; он точен и использует меньше проводов, чем 3-проводное измерение сопротивления.

4-проводное измерение сопротивления по сравнению с 2-проводным | Измерение сопротивления между 2 проводами и 4 проводами | 4-проводное и 2-проводное измерение сопротивления

Часто задаваемые вопросы

Как в действительности работают 2-проводные, 3-проводные и 4-проводные резистивные датчики температуры, например, RTD?

RTD означает резистивный датчик температуры. Известно, что сопротивление металла изменяется при изменении температуры, поэтому, измеряя сопротивление при изменении температуры, можно определить разницу температур. Это некоторые металлы, у которых температурный коэффициент положительный, поэтому с повышением температуры электрическое сопротивление металла увеличивается. RTD может использовать 2-х, 3-х или 4-х проводный метод.

Ошибка, вносимая проводом, может вызвать значительную ошибку, поэтому существует очень мало применений 2-проводного RTD, 2-проводного RTD используется с коротким подводящим проводом или там, где не требуется высокая точность. Трехпроводная схема измерения RTD, которая сводит к минимуму влияние сопротивления подводящего провода, если соединительные провода имеют одинаковую длину. Некоторые факторы, такие как коррозия клемм или неплотное соединение, могут существенно повлиять на сопротивление проводов.

Трехпроводный RTD более точен, чем двухпроводный RTD, но менее точен, чем 4-проводный RTD, где трехпроводный RTD обычно используется в промышленности относительно дешевле, чем четырехпроводный, и имеет более простую схему схемы, чем у четырехпроводный RTD. При 4-проводном измерении сопротивления резистивный датчик температуры - это место, где сопротивление выводного провода можно наблюдать отдельно от измерения датчика. 4-проводной резистивный датчик температуры - это истинное 4-проводное измерение сопротивления. Мостовой 4-проводной резистивный датчик температуры используется там, где требуется высокая точность. Все-таки он очень дорогой и сложный по конструкции.

Каковы недостатки метода измерения сопротивления провода с использованием в схеме амперметра и вольтметра?

Недостатки зависят от конструкции схемы, которая будет измерять сопротивление для двухпроводного измерения сопротивления низкая, а для четырехпроводного измерения - высокая. Напротив, двухпроводная схема измерения очень проста и дешева, тогда как четырехпроводное измерение сопротивления сложно и дорого.

Недостатком измерения сопротивления с помощью амперметра и вольтметра могут быть некорректно работающие измерители. Диапазон измерения следует учитывать при выборе счетчиков, другие недостатки вольтметр и амперметр должны быть подключены к цепи в разных ответвлениях. Вольтметр должен быть подключен параллельно измерительной нагрузке, а амперметр должен быть подключен последовательно с ответвлением, где должен измеряться ток.

Чтобы узнать больше о взаимной индуктивности нажмите сюда

Какое сопротивление у электронагревателя?

Согласно Джоулевому нагреву или омовому нагреву, тепло пропорционально сопротивлению. Джоулев нагрев - это процесс, при котором электрический ток, проходящий через проводник, производит тепло, поэтому для электрического нагревателя в проводе должно быть высокое сопротивление.

Какие факторы влияют на сопротивление?

  • Температура
  • Длина участка провода
  • Площадь сечения провода
  • Природа материала

Будет ли толстая проволока иметь большее сопротивление, чем тонкая. Почему?

Тонкая проволока обычно имеет большее сопротивление, чем толстая проволока, потому что у тонкой проволоки меньше электронов, переносящих ток, и для сравнения, у толстой проволоки больше электронов, переносящих ток. Кроме того, соотношение сопротивления и площади поперечного сечения провода обратно пропорционально, поэтому при уменьшении поперечного сечения провода значение сопротивления провода будет выше.

Как увеличить сопротивление провода?

Увеличение длины провода или уменьшение площади поперечного сечения провода увеличивает сопротивление.

Какая площадь поперечного сечения провода?

Если отрезать проволоку вертикально перпендикулярно ее длине, то у нас получится круглая грань проволоки. Площадь круговой поверхности проволоки известна как площадь поперечного сечения проволоки, и эта площадь проволоки не зависит от длины проволоки и обычно однородна по всей длине проволоки.

Зачем использовать вольтметр с высоким сопротивлением?

Идеальный вольтметр имеет бесконечный импеданс, который не потребляет ток из цепи. Тем не менее, практически бесконечное сопротивление невозможно. Используется вольтметр с высоким сопротивлением. Ток, который проходит через вольтметр, очень мал, поэтому он не влияет на общую схему.

Температура прямо пропорциональна сопротивлению?

Температура прямо пропорциональна сопротивлению металлического проводника или металла с положительным температурным коэффициентом.

Как температура влияет на сопротивление?

Влияние температуры на сопротивление зависит от температурного коэффициента сопротивления. Это можно определить как изменение сопротивления на единицу изменения температуры: если коэффициент положительный, сопротивление будет увеличиваться с повышением температуры, а если коэффициент отрицательный, сопротивление будет уменьшаться с повышением температуры.

Может ли провод иметь нулевое сопротивление?

В идеале возможно нулевое сопротивление провода, но практически ни один провод не имеет нулевого сопротивления.

Почему мы используем трехпроводный RTD?

Трехпроводный RTD является наиболее точным, когда сопротивление подводящего провода к трехпроводному RTD дешевле, чем четырехпроводный RTD, и имеет менее сложную схему схемы, чем четырехпроводный RTD.

В чем преимущество четырехпроводного измерения сопротивления?

Четырехпроводные измерения сопротивления позволяют исключить сопротивление выводного провода и обеспечить высочайшую точность измерения сопротивления.

Ссылка на последнюю статью

Инженерия

Я получил образование по специальности "Прикладная электроника и приборостроение". Я любознательный человек. У меня есть интерес и опыт в таких областях, как преобразователь, промышленные приборы, электроника и т. Д. Мне нравится узнавать о научных исследованиях и изобретениях, и я верю, что мои знания в этой области будут способствовать моим будущим усилиям.

Читайте также: