Saya mencoba merancang sirkuit yang dapat mengukur resistensi kecil hingga 0,1 Ohm dan maks. dari 10 Ohm. Saya tidak akan mengukur resistor sebenarnya tetapi gulungan kabel yang agak besar, hingga 500 m (seperti yang dapat Anda bayangkan, kabel ini cukup tebal).
Inilah sirkuit yang saya buat:
Rangkaian bekerja dengan mempertahankan arus konstan melalui perangkat yang diuji, R2. Dengan arus 100 mA, R2 akan mengembangkan tegangan antara 10 mV hingga 50 mV.
Saya pikir dalam dunia ideal ini akan berhasil tetapi dalam praktiknya saya mungkin mengalami kesulitan mengukur 0,1 Ohm dengan ini - terutama karena ADC. Mari kita asumsikan ADC 10-bit dengan VREF 5V. Ini berarti 5mV per langkah. Jika R2 = 0,1 dan Iout = 100 mA, maka tegangan yang ada di ADC akan menjadi 50 mV - tapi saya tidak yakin bagaimana terkubur dalam kebisingan ini.
Pertanyaan saya adalah, apakah saya harus menambah gain, katakanlah, 50. Jika gainnya 50, maka tegangan yang ada di ADC adalah 500 mV - tetapi maks. resistensi terukur akan menjadi 1 Ohm. Untuk mengukur 10 Ohm, saya perlu menurunkan arus ke 10 mA, bukan 100 mA. Cara untuk melakukannya adalah menggunakan FET untuk mengganti R1 dan menghubungkan resistor 20 Ohm di Iout.
Saya tidak perlu sirkuit untuk mengukur hambatan secara tepat - toleransi +/- 10% baik-baik saja.
sumber
Pertama-tama, pengaturan ini tidak akan memungkinkan Anda untuk mendapatkan kisaran 0 ÷ 5V pada input ADC. Hanya karena LM324 tidak dapat mengayun ke rel positifnya. Ini juga akan memperkenalkan tegangan offset potensial yang pasti akan dapat merusak pengukuran 10 hingga 50mV.
Saya sarankan mendapatkan amplifier instrumentasi atau amplifier gain yang dapat dipilih seperti MCP6G01 . Dengan perolehan yang dapat dipilih dari 1 hingga 100 Anda akan dapat mempertahankan akurasi dalam 2 urutan besarnya (misalnya dari 0,1 hingga 10 Ohm).
sumber
Ok, Anda meminta versi sirkuit saya.
Ini menggunakan sumber arus opamp + BJT dengan rentang tiga dekade. Kisaran sumber arus dipilih dengan membumikan satu dari tiga resistor. Anda mungkin dapat mencapai sasaran akurasi Anda dengan menggunakan output AVR untuk mengganti tiga resistor. Beralih antara output rendah (untuk diaktifkan) atau input (untuk menonaktifkan). Input analog lebih baik, tetapi tegangannya akan sangat tinggi, jadi input digital OK. Untuk akurasi yang lebih baik, hubungkan 4K ke resistor ke dua pin. Resistansi keluaran AVR digital out adalah sekitar 25 ohm:
.
Baris + 5V digunakan untuk referensi dari sumber saat ini dan ADC. Variasi dalam tegangan suplai akan dibatalkan. Alternatifnya adalah memiliki referensi di sumber saat ini dan referensi di ADC ... tidak perlu di sini. Mikrokontroler ADC umumnya senang menggunakan rel pasokan sebagai referensi.
Anda harus membuat empat koneksi ke perangkat yang sedang diuji. Dua koneksi menghasilkan arus, dan dua koneksi menghadirkan tegangan melintasi perangkat yang sedang diuji ke sirkuit pengukuran. Koneksi empat kawat diperlukan untuk mengukur resistansi rendah (<1 ohm)! Kalau tidak, Anda mengukur resistansi probe secara tidak sengaja.
Tegangan offset opamp adalah parameter yang paling penting. Gunakan chopper amp dan jangan khawatir tentang itu. Saya sudah spec'd OPA2333, yang merupakan penguat lambat yang bagus yang selalu bekerja dengan baik untuk saya.
Jika resistansi probe Anda lebih tinggi dari sekitar ohm, Anda harus menggunakan amplifier instrumentasi lengkap. Tetapi dengan probe yang masuk akal ini harus memenuhi spesifikasi apa adanya.
sumber