Как и чем заменить меру сверхмалого сопротивления для тестирования микроомметров

У специалистов часто возникает ситуация при проверке и тестировании микроомметров, когда под рукой нет нужной меры малого сопротивления, а есть, например, как в нашем случае только стандартный шунт 75ШП на 150А и сопротивлением 500 мкОм.

Для проверки микроомметра, имеющего пределе измерения 1 мкОм, такого шунта явно недостаточно, поэтому выручить в данной ситуации может простой делитель измеряемого напряжения, подключенный параллельно шунту.

Принцип действия

Микроомметры измеряют активное сопротивление через пропускание большого тока через исследуемое сопротивление с помощью токовых терминалов. Затем через потенциальные терминалы измеряется падение напряжения на шунте для дальнейшего вычисления сопротивления внутри прибора.

Например, в нашем случае при токе 150А, падение напряжения на шунте составит 75 милливольт. По закону Ома разделив 75 милливот на 150А и получим реальные 500 мкОм.

Идея в том, чтобы поделить падение напряжения в такой пропорции, чтобы прибор показал меньшее сопротивление при том же токе. Например, если мы поделим падение напряжения в 2 раза, то прибор покажет не 500 мкОм, а 250 мкОм.

В нашем случае, мы собрали делители с разными коэффициентами деления, а именно 5, 50 и 500 чтобы получить значения на приборе 100мкОм, 10 мкОм и 1 мкОм соответственно.

Аналогично можно подобрать любые коэффициенты деления, чтобы получить искомые  значения сопротивлений на приборе.

Электрическая схема

Делители напряжения собраны из прецизионных резисторов, отклонение которых составляет 0,1% от значения, поэтому результаты получаются близки к расчетным.

Для первого плеча всех трех делителей выбраны небольшие сопротивления 10 Ом для того, чтобы минимизировать наводки и промышленные помехи.

Следует отметить, что из-за ограниченного наличия прецизионных резисторов, точный коэффициент деления 5 к 1 получился только у первого делителя (50 Ом - 10 Ом).

У второго делителя точный коэффициент 51 (510 Ом - 10 Ом).

У третьего коэффициент 501 (5010 Ом - 10 Ом).

Коэффициент деления можно рассчитать самостоятельно, который равен отношению сопротивления нижнего плеча моста к суммарному сопротивлению моста.

Следует отметить, что поскольку делитель не является калибратором, то приблизительность коэффициентов деления вполне допустима и достаточна для тестирования прибора, но не его калибровки.

Конструкция

Прибор собран в диэлектрическом корпусе, на верхней крышке которого размещен собственно шунт.

Под крышкой проходят 2 медные шины, к которым припаиваются крайние точки мостов, а средние точки мостов припаяны к выходным потенциальным клеммам: 

Особенным требованием к монтажу является хорошая пропайка соединений, чтобы переходное сопротивление пайки не влияло на точность устройства в целом.

Тестирование

Тестирование проводилось с помощью микроомметра UT625B с минимальным разрешением 0,1 мкОм и максимальным током 100А:

Тестирование от клеммы 500 мкОм

Тестирование от клеммы 100 мкОм

Тестирование от клеммы 10 мкОм

Тестирование от клеммы 1 мкОм

Меры предосторожности

Поскольку напряжение на клеммах устройства не превышает долей вольта, то особенные меры по электробезопасности не требуются. 
Однако, протекание большого тока через шунт способно вызывать искрение или сильный нагрев, особенно при плохом контакте. Поэтому при работе устройством следует соблюдать меры противопожарной и термической предосторожности.

Заключение

Данный прибор не претендует на полноценный калибратор, однако вполне годится для тестирования работоспособности любого микроомметра работающего по 4-х проводной схеме.

Сборка данного устройства не представляет проблем для любой лаборатории или электроцеха.

Надеемся подобное устройство сможет помочь в работе электрикам и метрологам.

Подготовлено по собственным материалам ТОО Test instruments и интернет портала Pribor.kz