毫歐姆表 (mini-ohm metre) 製作, 用 LM317


https://goo.gl/rd3c5h

最陽春的, 不專業, 可以用

一般的 DMM, 數字萬用表, 要測量 1 ohm 以下是很難的, 同常 3位半的 DMM, 顯示4個數字, 數位最大是 1999, 要測量 毫歐姆 (milli-ohm) 是沒辦法辦到的. 1 ohm = 1000 milli-ohm, 簡寫 1000 m-Ohm 或 1000 mOhm.

這種 DMM 在祖國也是賣得很便宜了, 應該都是 ICL7106 的版本, 大約就10-20圓人民幣一台, 過個海峽, 到了台灣那邊就賣貴一倍以上, 人離鄉賤, 物離鄉貴!

透過這個外掛或改裝, 就可以平價地得到這個擴展的功能, DIY 的用途就很有幫助, 例如, 可以測量電熱水壺的開關老化到了哪裡, 電阻增加了多少, 有比如看看滑鼠按鍵的機械式開關電阻, 這些都不常用. 做這個是為了自己繞制高品變壓器或測量電路短路的地方靠近哪裡, 因為可以依照毫歐姆讀數的大小, 看到長度不同的銅線之間的電阻差別, 也可以反推用來判斷銅線的長度.

抄來的點子
http://bbs.pigoo.com/thread-55814-1-1.html
http://bbs.pigoo.com/forum.php?m … =%E5%BE%AE%E6%AD%90

實物, LM317 加大大的散熱片會更好, 電阻的瓦數越大越好 (偶沒有資金, 這給她剩掉了)

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

長明街買不到 12.5 ohm 的電阻, 只有50 ohm 和 51 ohm 兩種, 1/2W的, NT$5 元/15支, 誤差+/-5%

量過, 大約 49.5 ohm 和 50.5 ohm

用了 4支, 並連, 大約 12.75 ohm, 2W

根據 LM317 的 DATASHEET, 恆流應該是 1.25/12.75 = 98 mA, 差不多 100mA

用陽春的電表, 測得 99mA, 很接近了

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

沒有辦法專業校正, 反正誤差有個譜, 算 DMM +/-2%+5, 恆流 100mA +/-2%, 那就算她大概誤差就是 2000 mOhm +/-4%

所以把電表打到 200mV 檔, 最高讀數就是 199.9mV, 可以忽略小數點, 1999  等於直讀 1999 mOhm, 同理, 32.1, 直讀 321 mOhm, 大概就這樣

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

電路圖

計算 R1 電阻功率是不是有誤 ?!
I x I x R = 0.1 x 0.1 x 12.5 = 0.125 W……

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317
milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

抄來的, 製作簡陋的 KELVIN 線, 用來四線測量

所謂的 KELVIN 四線測量, 簡單來說就是把測試筆的導線所存在的微小電阻值排除, 避免影響測量的結果, 當干擾的來源已知或已經比待測物小很多很多很多的時候, 就可以忽略其影響或當作不存在了, 它是有原理的 (https://en.wikipedia.org/wiki/Four-terminal_sensing)

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317原理和應用

固定電流, 100mA, 稱為恆流源, 電源電壓變動也不怕, 輸出的電流總是固定

很小的電阻, 例如 0.01 ohm = 10 milli ohm, 引用歐姆定理 V = I x R

當 0.01 ohm 的電阻流過 100 mA = 0.1 A 的電流時, 電阻兩端的電壓,

V = 0.01 ohm x 0.1 A = 0.001V = 1mV = 1.0 mV

電壓表 200 mV 檔, 最大讀數 199.9 mV,  測量以上會顯示 1.0, 忽略小數點就是 10

所以 10 milli-ohm 此時被測, 顯示 1.0, 忽略小數點就是 10, 以此直接讀出 10 milli-ohm

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開路電壓, 電池4.1V, 甚麼都沒有測, 恆流端的電壓, 沒接被測物時是 3.6V

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

DMM 打到 200 mA 電流檔, 因為是恆流輸出 100mA, 所以等於 DMM 電流表直接串接測恆流輸出, 測得 99mA, 差不多等於 100mA

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317
milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

10A 電流檔, 測得0.09A, 差不多等於 0.1A = 100mA

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

正式使用來測量, 打到 200 mV 檔
走珠筆芯的鐵製彈簧, 顯示32.1, 直接讀出為 321 mOhm, 記得這裡的應用要忽略小數點

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

正式使用來測量, 打到 200 mV 檔
LM317散熱片, 顯示00.8, 直接讀出為 8 mOhm, 記得這裡的應用要忽略小數點

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

正式使用來測量, 打到 200 mV 檔
兩支短路測試棒, 顯示00.4, 直接讀出為 大約3到 4 mOhm, 記得這裡的應用要忽略小數點, 這個是基本誤差, 來自於表筆接觸和DMM精度, 無法消除的, 如果自己用 MCU 做的話就可以自動標定和補償, 用現成的 DMM 就只有自己記得要扣掉這個 OFFSET.

milliohm meter LM317
milliohm meter LM317

這樣就完工了.

記得適時充電, 不用時拔掉電池, 因為沒有設計開關, 鋰電池耗光就壞了.

記得每次開機短接測試棒, 看看一年四季不同氣溫是否影響偏差很多.

短接測試棒久一點, 看看電阻和 LM317 發熱後偏差多少, 就知道穩定度而準確度到哪裡了. 應該不會超過 4 mOhm.

不要買雜牌的 LM317, 用過 ST, TI (NATIONAL) 和 MOTOROLA, 都很穩定很好.
至於怎樣用途, 怎樣發揮創意和功能, 各自精彩吧.

這個最簡單的便宜的 毫歐姆表 (mini-ohm metre 可能有人會說錯字了, 應該是 milli-ohm 才對,  不過這樣錯寫是故意有特別原因, 暫不表述)

不能跟開頁處所看到那些專業的來比, 但是性能和價錢, 比例看起來不會輸多少, 只是沒有證書, DIY 或維修夠用有餘.

想要更加精確和準確, 用大瓦數的低溫漂精密電阻, LM317加上大大的散熱片, 提高整個線路熱容, 維持溫度 (維持電流穩定), 再來校正, 應該可以了.

有看到覺得好用的試試看, 有高手看到可以提出更好建議也歡迎掉磚頭.

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2 thoughts on “毫歐姆表 (mini-ohm metre) 製作, 用 LM317

  1. xiaolaba你好,這篇文章真的很實用,近期我在做一些實驗必須要用到毫歐姆表,也照著您的方法實做了一次,效果真不錯!

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