Měřili jste někdy odpor v obvodu multimetrem?
Před popisem metody měření redukce zátěžového napětí je nutné nejprve představit princip měření odporu proporcionální metodou. Schéma měření odporu proporcionální metodou je na obrázku 1. Část uvnitř drátového modelu na obrázku je vnitřní obvod multimetru. Z obrázku je vidět, že připojení měřeného rezistoru Rx na oba konce multimetru je ekvivalentní zapojení Rx do série s referenčním rezistorem Ro a následnému připojení mezi pin V+pin a COM integrovaného bloku TSC7106. Po přepnutí multimetru do odporového režimu poskytuje referenční napájecí zdroj Eo TSC7106 testovací proud I až Ro a Rx a úbytek napětí VRo na Ro poskytuje testovací napětí VRX, které slouží jako referenční napětí VREF pro integrovaný blok TSC7106 a VRX je vstupní napětí VIN. Vztah mezi vstupním napětím VIN a referenčním napětím je: VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO. Z této rovnice se získají RX=RO/VRO.VRX a VRX=RX/RO.VRO. Toto je základní princip měření odporu pomocí proporcionální metody. Z VRX=RX/RO.VRO není těžké vidět, že na stejné elektrické bariéře multimetru, pokud je naměřený odpor menší, bude menší i testovací napětí na obou koncích. Když dojde ke zkratu, to znamená, když multimetr zobrazí „000“ a naměřený odpor RX=0, zkušební napětí VRX=0; Naopak, jak se naměřený odpor RX stále zvyšuje, zvyšuje se i testovací napětí VRX na obou koncích. Když multimetr zobrazí „1000“, tj. RX=RO, testovací napětí VRX=VRO. Když měřený odpor dosáhne RX=2RO, což je celý rozsah, zobrazí se symbol přetečení „1“ a zkušební napětí VRX na obou koncích měřeného odporu je VRX=2VRO. Když je testovaný rezistor otevřený, jeho testovací napětí dosáhne maximální hodnoty asi 0,65 V (typická hodnota). Vzhledem k tomu, že napětí naprázdno (výstupní napětí naprázdno) každého rozsahu odporu digitálního multimetru DT830A je přibližně 0,65 V, není možné přímo měřit odpor online, protože takto vysoké testovací napětí je dostatečné k tomu, aby silikonová trubice v testovaném obvodu (při měření v propustném směru) měla tendenci vést, a tím ovlivnit výsledky měření. Podle variačního zákona mezi naměřeným odporem a zkušebním napětím není těžké si myslet, že před měřením online odporu nejprve propojíme rezistor R1 mezi V/Ω a COM zásuvku digitálního multimetru, tedy mezi dvě sondy, tedy předem zvolíme zatěžovací odpor a snížíme testovací napětí digitálního multimetru v tomto rozsahu odporu. Pokud je hodnota odporu R1 vhodně zvolena, jeho maximální zkušební napětí může být omezeno pod 0,3 V (ne větší než 0,3 V). Vzhledem k širokému použití křemíkových trubic doma i v mezinárodním měřítku, přičemž germaniové trubice jsou extrémně vzácné a křemíkové trubice jsou stále v odpojeném stavu při napětí 0,35 V, lze paralelní účinek křemíkových trubic na testovaný obvod ignorovat (křemíkové trubice lze považovat za otevřené obvody). Proto lze tuto metodu použít k měření online odporu tranzistorů, což je známé jako metoda měření snížení zátěžového napětí. Při online měření odporu pomocí této metody by měla existovat určitá rezerva mezi maximálním testovacím napětím každého rozsahu odporu a horní hranicí 0,35 V. Obvykle je maximální zkušební napětí považováno za menší nebo rovné 0,3 V. Zapojení obvodu pro online měření odporu pomocí metody měření redukce zátěžového napětí je na obrázku 2.
Za předpokladu, že naměřený online odpor je RX, zobrazená hodnota digitálního multimetru je R a zatížený odpor je R1 (vezměte naměřenou hodnotu). Je zřejmé, že vztah mezi R, RX a R1 je R=R1. RX/(R1+RX), tedy naměřený online odpor RX=R1. R/(R1-R) lze vypočítat z této rovnice. Jaká je však vhodná hodnota odporu pro zatěžovací odpor R1 v každém rozsahu odporu? Autor provedl experimenty s použitím obvodu znázorněného na obrázku 3, aby vybral vhodnou hodnotu odporu pro R1. Zapojení je znázorněno na obrázku 3 a experimentální data jsou uvedena v přiložené tabulce. Napětí naprázdno každého rozsahu odporu digitálního multimetru DT830A poskytnutého výrobcem je 0,65 V nebo méně než 0,7 V.
