ミリオーム計改良版の製作(マイコン仕様)

以前製作したミリオーム計を改良して、新たに使いやすいミリオーム計を製作しました。

以前のものと比較して、下記の点が改良されています。

  • 乾電池 1 本で動作
  • ドリフトの減少
  • オートレンジ (0.1mΩ – 10mΩ 分解能)
  • オートパワーダウン(プローブ開放で 1 分放置するとパワーダウン)
  • サイズの小型化

回路図 (PDF)

ファームウェア (200516_Low_ohm_meter_FW、バイナリ)


装置の外観

内部の様子

内部アンプは AC 増幅なので、DC オフセットを無視することができます。とはいえ AC-DC 変換部でのオフセット電圧は発生するので、VIO = 0.5mV と低い 4558 を使用しています。OPAMP 4558 は三洋 LA6458D を使用しています(単なる趣味)。

小型につくれるかどうかは製作者の腕にかかっています。写真のように、秋月 C 基板サイズ (72x46mm) には十分収めることができます。

4 線式測定なので、ワニ口クリップの接続点に近いところから 2 本の配線を引き出します。製作時は GND の引き回しに注意します。

ケースは例によって 3D プリンタで作成しています。ディスプレイ部分はよく IC が入っている銀色の導電性袋を切り、中に紙を挟み貼り付けています。

仕様

  • 電源: 1.0 – 3.0 V 120mA (内部 +5V)
  • 測定条件: 0.7V p-p (開放時), 10mA (短絡時), 120Hz 矩形波
  • 測定範囲: 0 – 3.2 Ω
  • 分解能: 0.1 mΩ (最大)
  • ディスプレイ: 3桁 (999 カウント)
  • オートパワーダウン: 端子開放で 1分間
  • 精度: TBD (±5%+2mΩ 程度)
  • 使用マイコン: R5F211B4SP

☆インダクタンス成分のある負荷を接続した場合、キックバック電圧によって若干の誤差が発生します。

測定例

低抵抗やケーブルのチェック、スイッチやコネクタの検査、プリント基板の配線抵抗測定、故障基板の短絡 IC の同定など、いろいろな応用が考えられます。


1Ω 測定時


20mΩ 測定時


スイッチの接触抵抗測定
* スイッチには最小負荷が規定されているため、良否判定は規定の負荷で開閉させた後に行う必要があります
日本製 SW (3.3mΩ: 良品)


日本製 SW (数十年もの)
銀系の電極を使用するスイッチは最小定格以下で長時間経過すると接触抵抗が増大します


3V/0.5A 程度で開閉させるとアーク放電が起こり接点抵抗が回復します


粗悪品 SW (初期抵抗 796mΩ)


0.5A で数回開閉するとある程度回復しました。しかし製造後数年で接触抵抗 800mΩ では、スイッチの品質は良くないと言わざるを得ません。

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