Měření odporů je poměrně častá záležitost i pro bastlíře, s moderními multimetry je to velmi jednoduché a pokud jste na měřáku moc nešetřili i pro většinu případů dostatečně přesné. V tomto článku bych chtěl nastínit možnosti, jak odpor měřit a trochu více je teoreticky rozebrat.
Při volbě vhodné měřící metody musíme vzít do úvahy, jak moc přesnou hodnotu odporu potřebujeme znát a v jakém rozmezí odporů se budeme pohybovat. Odpory běžně dělíme na tři skupiny:
- Malé odpory, tzn. < 1 Ω
- Střední odpory, tzn. 1 Ω – 1 MΩ
- Velké odpory, tzn. > 1 MΩ
Měření malých odporů je trochu složitější, proto jsem ho oddělil do druhého článku.
Ohmova metoda
Je založena na Ohmovu zákonu. Měření lze provést dvěma způsoby, viz. obr. 1.
V případě zapojení VA odpovídá proud procházející ampérmetrem proudu, který prochází odporem, napětí ale odpovídá součtu napětí na měřeném odporu a ampérmetru. Hodnotu měřeného odporu získáme ze vztahu:
$$R_x = \frac{U_V}{I_A}-R_A$$
kde RX je měřený odpor, UV údaj z voltmetru, IA údaj z ampérmetru a RA je vnitřní odpor ampérmetru. Toto uspořádání je vhodné pro měření odporů výrazně větších než je odpor ampérmetru.
V případě AV metody je situace odlišná, ampérmetr měří celkový proud a voltmetr ukazuje napětí na měřeném odporu. Hodnota měřeného odporu je pak dána vztahem:
$$R_x = \frac{U_V}{I_A-\frac{U_V}{R_V}}$$
kde RX je měřený odpor, UV údaj z voltmetru, IA údaj z ampérmetru a RV je vnitřní odpor voltmetru. Toto uspořádání je vhodné pro měření odporů výrazně menších než je odpor voltmetru.
Měření odporu voltmetrem
Potřebujeme voltmetr se známým vnitřním odporem. Měření probíhá ve dvou krocích, nejprve změříme napětí zdroje, pak do obvodu zapojíme odpor a změříme znovu napětí.
Hodnotu měřeného odporu spočítáme pomocí vzorce:
$$R_x = R_V(\frac{U}{U_V}-1)$$
kde RV je odpor voltmetru, U napětí zdroje a UV napětí obvodu s odporem. Tato metoda je vhodná pro měření odporů řádově srovnatelných s vnitřním odporem použitého voltmetru.
Pomocí odporové dekády
Odporová dekáda je zařízení, které umožňuje nastavit odpor kombinací přepínačů. Měření provádíme tak, že zapojíme do obvodu měřený odpor, odečítáme napětí nebo proud (podle typu zapojení), místo odporu zapojíme dekádu a měníme hodnotu odporu tak dlouho, až získáme stejnou výchylku na měřáku. Přesnost této metody je dána hlavně vlastnostmi odporové dekády.
Pomocí operačního zesilovače
Pomocí operačního zesilovače lze snadno realizovat převodník odpor-napětí. Měřený odpor zapojíme do zpětné vazby OZ.
Pro zjištění velikosti odporu potřebujeme znát přesné napětí zdroje (U0) a hodnotu referenčního odporu (RRef).
$$R_x = -\frac{R_{Ref}}{U_{Ref}}U_V$$
Další kapitoly
- Základy elektroniky
- Novinky
- Rezistory
- Kondenzátory
- Cívky
- Diody
- Diak
- Triak
- Tyristor
- Trisil
- Tranzistory
- Memristory
- Integrované obvody
- Výpočetní technika
- Komunikace
- Plošné spoje
- Baterie a akumulátory
- Čidla/sensory
- Datasheety