下面介紹的低電阻測(cè)量電路可用于以極高的精度測(cè)量1歐姆以下的所有毫歐電阻。要測(cè)量的電阻可低至 0.01 歐姆或 10 毫歐。

電路的輸出將電阻值轉(zhuǎn)換為完全相同的伏特，這意味著電路的輸出可以與DMM電壓表范圍連接，以極高的精度獲得電壓方面的低電阻值。

精度和分辨率

大多數(shù)數(shù)字萬(wàn)用表可能僅正確測(cè)量低至五歐姆的電阻值。

低于 5 歐姆，您立即開(kāi)始面臨數(shù)字萬(wàn)用表分辨率問(wèn)題，并開(kāi)始看到垃圾電阻值。

我們說(shuō)垃圾，因?yàn)橐韵略颍和ǔ?，?dāng)我們嘗試在數(shù)字萬(wàn)用表上測(cè)量 0.1 歐姆電阻值時(shí)，我們需要將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到儀表的最低范圍（通常是 200
歐姆范圍）。

對(duì)于幾乎所有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字萬(wàn)用表，分辨率規(guī)格都以 ±1 位數(shù)字的形式提供。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)儀表顯示屏顯示 0.1 歐姆或 100 毫歐姆時(shí)，真實(shí)電阻值可能在 0
到 0.3 歐姆之間。這相當(dāng)于 ±100% 的精度，這對(duì)大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)并不是很有幫助。

同樣，如果您嘗試在 1 歐姆的 DMM 范圍內(nèi)測(cè)量 200 歐姆電阻器，您可能預(yù)期的最準(zhǔn)確結(jié)果是 1.0 ±1
位的測(cè)量顯示;這意味著，最有效的準(zhǔn)確度為 ±10%。因此，儀表分辨率會(huì)顯著降低測(cè)量的可靠性，盡管您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)數(shù)字萬(wàn)用表的精度在 ±1%
以內(nèi)，前提是我們測(cè)量的任何參數(shù)可能高于最低可用儀表范圍。

然而，您會(huì)發(fā)現(xiàn)許多情況下，精確測(cè)量低歐姆電阻變得至關(guān)重要。這些可能包括評(píng)估儀表分流電阻，構(gòu)建揚(yáng)聲器分頻網(wǎng)絡(luò)和放大器輸出級(jí)，以及測(cè)試或維修電源或任何其他涉及大量使用低值電阻器的電路。

下面介紹的用于測(cè)量低于 1 歐姆的低值電阻的電路消除了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字萬(wàn)用表的分辨率限制。您可以將電路直接插入數(shù)字萬(wàn)用表的探頭槽，并測(cè)量低至 0.01 歐姆或
10 毫歐的小值電阻。

但是，低電阻測(cè)量電路有一個(gè)限制。當(dāng)要測(cè)量的電阻值降低到10毫歐以下時(shí)，由于探頭的接觸電阻和連接線電阻引起的問(wèn)題開(kāi)始發(fā)展，從而導(dǎo)致最終結(jié)果的差異。

電路說(shuō)明

下圖所示的低歐姆測(cè)量電路包括一個(gè)5 V穩(wěn)壓器級(jí)、一個(gè)使用二極管D、D2和晶體管Q1的恒流源級(jí)，以及一個(gè)運(yùn)算放大器增益控制級(jí)（U1）。

該電路由9 V PP3電池供電。此 9 V 輸出由 5L78 穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)至 +05 V
（DC）。該調(diào)節(jié)可為恒流源級(jí)和運(yùn)算放大器提供穩(wěn)定的電源。

電路的平衡僅在按下測(cè)試開(kāi)關(guān) S1 后立即與電池連接。僅在測(cè)試電阻測(cè)量期間使用來(lái)自電池的電流，從而延長(zhǎng)電池壽命。

恒流源級(jí)由D1、D2和晶體管Q1器件以及1k電阻R1構(gòu)成。

晶體管Q1配置為發(fā)射極-跟隨器級(jí)。其發(fā)射極側(cè)端子跟隨施加到其基極的電壓，由于固有的基極-發(fā)射極壓降，電壓降低了約 0.6
伏。串聯(lián)二極管D1和D2將Q1基極保持在低于+1 V DC電源線的恒定2.5 V。這可確保 Q1 發(fā)射器始終比 + 0 DC 線路低 6.5
伏。電阻R1通過(guò)兩個(gè)二極管D5和D1將電流固定在2 mA。

根據(jù)開(kāi)關(guān) S0-a 的選擇，在其中一個(gè)多圈微調(diào)電位計(jì) R6 或 R2 上產(chǎn)生的 3.2 V 直流電壓。0.6
V通過(guò)Q1和被測(cè)電阻Rx固定電流。

如果選擇R2，則測(cè)試電流變?yōu)? mA;選擇R3后，測(cè)試電流變?yōu)?0 mA。在底部的一對(duì)范圍（x 1 和 10）中，被測(cè)電阻兩端的電壓 Rx
通過(guò)香蕉插頭直接執(zhí)行到 DMM 端子。

在從頂部開(kāi)始的幾個(gè)范圍內(nèi)，運(yùn)算放大器增益級(jí)（U1）接通，使數(shù)字萬(wàn)用表能夠讀取運(yùn)算放大器輸出（引腳6）上的電壓，并提供測(cè)試電阻Rx的測(cè)量日期。

運(yùn)算放大器U1配置為同相運(yùn)算放大器級(jí)，恒定增益為1 + 10，000/100 =
101。由于我們希望增益正好為100，因此我們確定運(yùn)算放大器輸出與Rx兩端電壓之間的電壓。

因此，如果將開(kāi)關(guān)S2移至位置3（x 100），則通過(guò)恒流源建立的電流變?yōu)? mA;Rx 的乘法元素將是 x100。當(dāng) S2 轉(zhuǎn)到位置 4
（x1000） 時(shí)，電流將為 10 mA，乘法寬高比將為 100 x 10 =
1000。多圈微調(diào)電位器R6修改運(yùn)算放大器的失調(diào)參數(shù)，以確保當(dāng)Rx兩端的電壓為零時(shí)（即當(dāng)測(cè)量探頭短路時(shí)），輸出也變?yōu)榱恪?/p>

外殼

完整的電路毫歐表電路可以封裝在一個(gè)微小的塑料盒內(nèi)。在盒子的前面板上可以固定幾個(gè)多路接線柱端子，待測(cè)電阻器（Rx）可以連接在這些端子上。

此外，還將有一個(gè)具有 4 向范圍（x1、x10、x100 和 x1000）的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)以及一個(gè) TEST
按鈕?？梢允褂靡粚?duì)香蕉插頭從盒子背面以直角突出;可以相距一定距離放置，以便將整個(gè)低電阻電路輕松插入幾乎任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字萬(wàn)用表或 DMM 端子孔中。

低電阻測(cè)量電路的輸出產(chǎn)生的電壓直接等同于被測(cè)的低電阻。實(shí)際上，該電路經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，以確保1 Ω產(chǎn)生1 mV的輸出乘以量程開(kāi)關(guān)設(shè)置中提供的校準(zhǔn)。例如，在
x1000 范圍內(nèi)，1 歐姆對(duì)應(yīng)于 1 mV x 1000 = 1 伏。在 x10 范圍內(nèi)，1 歐姆類似于 10 mV，依此類推。

如何校準(zhǔn)

按下按鈕 S1 打開(kāi)電源。驗(yàn)證穩(wěn)壓器（U2）是否在其輸出端產(chǎn)生所需的+5V電壓，并且與二極管D3和D8串聯(lián)的1K電阻（R1）兩端產(chǎn)生約1.2 V
DC。

接下來(lái)，在 Rx 測(cè)試端子上連接數(shù)字萬(wàn)用表，并將其設(shè)置為 DC 2mA 刻度。將開(kāi)關(guān) S2 調(diào)整到 x1 位置并設(shè)置 R2 以獲得 1 mA
的顯示。完成這些操作后，將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)整為DC 20 mA刻度，將S2設(shè)置為x10位置并調(diào)整R3以獲得10mA的讀數(shù)顯示。

完成這些步驟后，可以通過(guò)微調(diào)失調(diào)電壓來(lái)完成校準(zhǔn)。為此，請(qǐng)將儀表從上述位置移除，并將其設(shè)置為DC 200 mV范圍。

完成此操作后，將電路的S2開(kāi)關(guān)調(diào)整到x100位置，用銅線使Rx端子短路，然后將低歐姆測(cè)量電路的香蕉插頭推入數(shù)字萬(wàn)用表的COM和VDC端子輸入。

開(kāi)始旋轉(zhuǎn)電位計(jì)R6，以確保DMM顯示屏上的起始讀數(shù)略高于0 mV.。..在此之后立即將R6旋轉(zhuǎn)回去，以使DMM顯示屏上的讀數(shù)正好為0 mV。

這樣就完成了校準(zhǔn)過(guò)程。

印刷電路板設(shè)計(jì)

零件清單