nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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低抵抗計の製作 (低抵抗を測ろう計画)

 唐突に抵抗計測をしようと思いついた訳ではなく、1Ω程度の抵抗をできるだけ精度良く計測したいのです。その目的は、定格不明の電源トランスの仕様を推定するためです。

 電子工作をやっていると、いつの間にか定格表示のない中古電源トランスが集まってしまいました。(私だけではないはず)これらを何とか使う為にはトランスの仕様を推定する必要があります。そのため先日製作したAC電源テストベンチと今回の低抵抗計を使うつもりです。
低抵抗計_テスター


(1) 低抵抗の計測方法
 低抵抗(ここでは10Ω~0.01Ω程度)を計測する場合、大まかに2つの方法が考えられます。

 ① 簡単なのはテスターやDMMの抵抗レンジを使用して、2本のプローブを対象物に当てて計測する方法です。これは回路を流れる電流を計測する「電流計測」であり、プローブの接触抵抗が計測値に影響します。力の入れ具合で0.1Ω程度はすぐに違ってきます。

 ② もう一つは4端子抵抗計を用いる方法です。これは対象物に一定の電流(定電流)を流して両端電圧を計測する「電圧計測」です。プローブの接触抵抗があっても定電流による電圧は一定なので精度の高い計測が可能です。反面、定電流源と4本のプローブが必要となり複雑になります。
  4端子抵抗計測には定電流源に直流を用いる方法以外に、交流を用いる方法があります。両者の違いの説明は省略します。


(2) 何を測るのか
 今回の測定対象は電源トランスの巻線です。
 私が使用する比較的小型(10VA~200VA程度)の電源トランスは、巻線抵抗は概略次のようなオーダです。
   ・一次巻線:数10Ω~1Ω
   ・高電圧巻線:数100Ω~数10Ω
   ・低電圧巻線:コンマ数Ω~コンマ・ゼロ数Ω
 高抵抗はDMM計測で充分ですが、10Ω以下は本器に活躍してもらいたいと思います。


(3) 低抵抗計の仕様と構成
 ネットには多くの方の製作事例が公開されています。そのまま製作してももちろん良いのですが、手持部品の活用と大げさにならない範囲で精度向上を考え、少しモディファイしてみます。

 ① 仕様
  ユニット単体で使用できるように指示部や電源も一緒に組込みます。
   ・計測レンジ:20Ω、2Ω
   ・定電流源:1mA、10mA
   ・指示部:直読できるようにデジタルメータ表示
   ・電源:006P 9V乾電池

 ② 回路構成
  定電流源はオペアンプと小信号用トランジスタで簡単に済ませ、安定性を向上するためにオペアンプに基準電圧を与えます。
  計測部は誤差や変動をなるべく少なくするために、計装用オペアンプを使用します。(何かに使った残りのAD623があったので)
  表示部は、ジャンク箱にあった秋月のLCDデジタル電圧計キット(±200mV、分解能0.1mV)の残骸を救出して、これに復活してもらいます。未完成状態ですが幸いにも生きているようです。


(4) 基本構成
 回路を考える前段階として基本構成を整理しておきます。
 特に凝った所もなく至って簡単な構成です。各部の定数を決定すればすぐにでも回路ができそうで、オペアンプの推奨回路定数そのままでいけると思います。
低抵抗計_基本構成


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