Как замерить сопротивление аккумулятора мультиметром: Как проверить аккумулятор мультиметром: Автомобильный или Любой другой

Содержание

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Если замкнуть плюс и минус аккумулятора, то получим ток короткого замыкания Ie = U / Re , как будто внутри есть сопротивление Re . Внутреннее сопротивление зависит от электрохимических процессов внутри элемента, в том числе и от тока.

При слишком большом токе аккумулятор испортится, и даже может взорваться. Поэтому не замыкайте плюс и минус. Достаточно мысленного эксперимента.

Величину Re можно оценить косвенно по изменению тока и напряжения на нагрузке Ra . При небольшом уменьшении сопротивления нагрузки Ra до Ra‑dR ток увеличивается от Ia до Ia+dI. Напряжение на выходе элемента Ua=Ra×Ia при этом уменьшается на величину dU = Re × dI . Внутреннее сопротивление определяется по формуле Re = dU / dI

Для оценки внутреннего сопротивления аккумулятора или батарейки я добавил в схему измерителя ёмкости резистор 12ом и тумблер (ниже на схеме показана кнопка), чтобы изменять ток на величину dI = 1.2 V / 12 Ohm = 0.1 А . Одновременно нужно измерять напряжение на аккумуляторе или на резисторе

R .

Можно сделать простую схему только для измерения внутреннего сопротивления по образцу, показанному на рисунке внизу. Но всё же лучше сначала немного разрядить аккумулятор, и после этого измерить внутреннее сопротивление. В середине разрядная характеристика более пологая, и измерение будет более точным. Получится «среднее» значение внутреннего сопротивления, которое остаётся стабильным достаточно большое время.

Пример определения внутреннего сопротивления

Подключаем аккумулятор и вольтметр. Вольтметр показывает 1.227V . Нажимаем кнопку: вольтметр показывает 1.200V .
dU = 1.227V — 1.200V = 0.027V
Re = dU / dI = 0.027V / 0.1A = 0.27 Ohm
Это внутреннее сопротивление элемента при токе разряда 0.5А

Тестер показывает не dU, а просто U. Чтобы не ошибиться в устном счёте, я делаю так.
(1) Нажимаю кнопку. Аккумулятор начинает разряжаться, и напряжение U начинает уменьшаться.

(2) В момент, когда напряжение U достигнет круглой величины, например 1.200V, я отжимаю кнопку, и сразу вижу величину U+dU, например 1.227V
(3) Новые цифры 0.027V — и есть нужная разница dU.

По мере старения аккумуляторов их внутреннее сопротивление увеличивается. В какой-то момент вы обнаружите, что ёмкость даже свежезаряженного аккумулятора невозможно измерить, так как при нажатии кнопки Start реле не включается и часы не запускаются. Это получается потому, что напряжение на аккумуляторе сразу снижается до 1.2V и менее. Например, при внутреннем сопротивлении 0.6 ом и токе 0.5 А падение напряжения составит 0.6×0.5=0.3 вольта. Такой аккумулятор не может работать при токе разряда 0.5А, который требуется, например, для кольцевой светодиодной лампы. Этот аккумулятор можно использовать при меньшем токе — для питания часов или беспроводной мышки. Именно по большой величине внутреннего сопротивления современные зарядные устройства, вроде MH-C9000, определяют, что аккумулятор неисправен.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Для оценки внутреннего сопротивления АКБ можно использовать лампу от фары. Это должна быть лампа накаливания, например, галогеновая, но не светодиодная. Лампа 60вт потребляет ток 5А.

При токе 100А на внутреннем сопротивлении АКБ не должно теряться более 1 Вольта. Соответственно, при токе 5А не должно теряться более 0.05 Вольта (1В * 5А / 100А). То есть, внутреннее сопротивление не должно превышать 0.05В / 5А = 0.01 Ома.

Подключите параллельно аккумулятору вольтметр и лампу. Запомните величину напряжения. Отключите лампу. Обратите внимание, насколько увеличилось напряжение. Если, допустим, напряжение возросло на 0.2 Вольта (Re = 0.04 Ома), то аккумулятор испорчен, а если на 0.02 Вольта (Re = 0.004 Ома), то он исправен. При токе 100А потеря напряжения будет всего 0.02В * 100А / 5А = 0.4В

С помощью лампочи можно также оценить ёмкость автомобильной батареи .

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление аккумулятора – значимый параметр источника питания. Его постоянный контроль позволяет поддерживать аккумуляторную батарею в работоспособном состоянии. Ведь чрезмерный разброс провоцирует выход из строя АКБ, отдельных узлов автотранспорта.

Оценка технического состояния аккумуляторной батареи

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи зависит от правильности проведения проверки. Данная процедура включает несколько этапов:

Осмотр. Во время осмотра проверяют, в каком состоянии корпус, присутствуют ли микротрещины, пыль, загрязнения. Устанавливается состояние выводов, наличие окислений на электродах, штырях. Обнаруженную ржавчину удаляют при помощи специальных составов.
Контроль процесса разряда. Для этих целей аккумуляторную батарею разряжают, заряжают и вновь разряжают. Силу тока, нагрузку поддерживают в требуемом пределе. Контролируя разряд, устанавливается истинное состояние электрических соединений, емкости АКБ. Разряд выполняют после демонтажа устройства.

Электролит. Во время эксплуатации часть электролита испаряется. Для установления уровня используют трубочки или специальные элементы. Их погружают в отверстия до того момента, пока они не соприкоснутся с пластинами. Для восполнения объема используют дистиллированную воду.
Плотность электролитического состава. Из-за сульфатации пластин часть емкости теряется. Выделяющаяся сера негативно сказывается на степени плотности электролита. Плотность постепенно снижается. Этот параметр учитывают, если тестируют кислотные аккумуляторные батареи.

Использование нагрузочной вилки. Замер напряжения свинцовых источников питания выполняется при помощи нагрузочных вилок. По специальной шкале отслеживают состояние акб.

Проверка аккумулятора выполняется при помощи тестеров. С их помощью устанавливают соответствие параметров заданным нормам и требованиям.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Перед тем как проверить сопротивление автомобильного аккумулятора, необходимо изучить, что представляет собой этот показатель.

Внутреннее сопротивление аккумулятора рассчитывается по стандартной формуле. При определении учитывается электродвижущая сила, сила тока и нагрузка. В результате, получается условная величина, которая постоянно меняется.

Оно зависит и от:

Габаритов и геометрии.
Конструкции корпуса, решеток и банок.
Состояния электролитического состава.
Наличия легирующих веществ.
Состояния выводов.

При расчете сопротивления учитывается значение импеданса, в которое входит реактивная составляющая. Реактивная составляющая присуща емкостям, катушкам. Импеданс учитывается при определении реактивного сопротивления.

На внутреннее сопротивление аккумулятора влияет состояние электролита, его концентрации и температурного режима.

Понижение температуры влечет рост данного показателя.

Определяя внутреннее сопротивление аккумулятора, учитывается и поляризация, которая зависит от силы тока. Возникает поляризация по таким причинам:

Изменение потенциала на поверхности выводов.
Изменение концентрации электролитического состава.

Минимальные показатели прослеживаются у кислотно-свинцовых источников питания. Поэтому они отдают ток в 2–2,5 тысячи ампер. Такие аккумуляторные батареи устанавливают в автотранспортные средства, которые укомплектованы ДВС.

Особенности измерения внутреннего сопротивления источника питания

Измерение внутреннего сопротивления аккумулятора проводят регулярно. Такие действия позволяют выявлять состояние источника питания, планировать замену. Ежегодно этот показатель увеличивается на 5–7 процентов. При увеличении на 8 и более процентов проводят анализ эксплуатационных условий, нагрузки. Для того чтобы выявить дефекты и нарушения, необходимо точно знать, как измерить внутреннее сопротивление.

Подача переменного тока

Этот способ отличается простотой реализации. Для этого требуется резистор ограничительный, трансформатор, а также конденсатор и вольтметр. Тесты проводят в течение 1,5–2 часов. За это время устанавливается величина напряжения для каждого элемента, который входит в состав источника питания. Для повышения точности результатов используют регистрирующий вольтметр.

При измерении проводимости на переменном токе получают значение, которое включает реактивную и активную составляющие. Для выделения требуемого показателя требуется подготовка частотной зависимости. При реализации этой методики возникают сложности, связанные с электрохимическими процессами.

Поэтому определить проводимость таким способом можно, если требуется общая оценка состояния аккумуляторной батареи. В остальных случаях подбирается другая методика тестирования.

Метод постоянной нагрузки

Этот способ используется автомобилистами и мастерами. Суть его заключается в стремительном разряде источника питания при постоянном токе. При помощи вольтметра измеряют напряжение, как с нагрузкой, так и без нее. Для расчета используют закон Ома.

Такую методику используют для тестирования крупногабаритных автомобильных аккумуляторных батарей. Для измерений используют высокоточные приборы, которые показывают точное значение. Допускается применение тестеров, в состав которых входит пленочно-угольный резистор.

Перед реализацией этого способа учитывают, что конденсатор измерительный агрегат не принимает во внимание. Поэтому учитывается только активная составляющая источника питания. Для проверки старых АКБ такой вариант не подходит. Ведь установить истинное состояние проблематично.

Применение этого способа невыгодно в том случае, если требуется установление состояния АКБ. Померить нагрузку с его помощью можно.

Короткоимпульсный способ

Его используют не так давно. Он обладает такими преимуществами:

Перед измерениями аккумуляторная автомобильная батарея не демонтируется. Это избавляет от хлопот, так как изъятие устройства занимает немало времени.
Напряжение снижается и повышается на короткий срок. Поэтому работоспособность компонентов, которые входят в состав, не нарушается. Для отслеживания напряжения используют вольтметр.
Во время испытания источник питания, внутренние компоненты не разрушаются. При этом тестирования проводят регулярно.
При помощи этой методики легко определить емкость источника питания. Ведь появляется возможность сравнения сопротивлений новой и эксплуатируемой батарей.

Такая методика применяется для установления величины внутреннего сопротивления, расчета токовых параметров, коротких замыканий, других параметров. Это необходимо для установления состояния автомобильного аккумулятора.

Зависимость состояния аккумулятора от внутреннего сопротивления

Среди представленных измерителей и тестеров, которые применяют для оценки состояния аккумуляторной батареи, ее основных характеристик, легко подобрать устройство с требуемым функционалом. Среди используемых приборов выделяют:

Устройства для оценки состояния АКБ по напряжению. При этом устанавливается определенная нагрузка. Для этих целей используют нагрузочные вилки.
Устройства для установления связи между состоянием источника питания и проводимостью.
Измерители спектров. С помощью таких приборов устанавливается зависимость импеданса на постоянном, переменном токе.

Применение стандартных измерительных устройств позволяет установить величину проводимости. При помощи современных тестеров, которые работают с определенными сигналами, устанавливается степень работоспособности автомобильного аккумулятора, величину емкости, период разряда и заряда.

Период непрерывной эксплуатации аккумуляторной батареи в определенной степени зависит от величины внутреннего сопротивления. И это особо важно в том случае, если автотранспорт активно эксплуатируется как в черте города, так и в сельской местности. Поэтому периодическое тестирование источника питания, установление основных характеристик дает возможность понять, когда стоит производить замену.

Видео про внутреннее сопротивление аккумулятора

Как измерить сопротивление аккумулятора мультиметром. Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Проверить внутреннее сопротивление

Пример определения внутреннего сопротивления

Тестер показывает не dU, а просто U. Чтобы не ошибиться в устном счёте, я делаю так.
(1) Нажимаю кнопку. Аккумулятор начинает разряжаться, и напряжение U начинает уменьшаться.
(2) В момент, когда напряжение U достигнет круглой величины, например 1. 200V, я отжимаю кнопку, и сразу вижу величину U+dU, например 1.227V
(3) Новые цифры 0.027V — и есть нужная разница dU.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Если взять новенький литий-ионный аккумулятор, допустим типоразмера 18650, обладающий номинальной емкостью в 2500mAh, довести его напряжение ровно до 3,7 вольт, а затем подключить к активной нагрузке в виде 10-ваттного резистора номиналом R=1 Ом, то какой величины постоянный ток мы ожидаем измерить через этот резистор?

Что там будет в самый первый момент времени, пока аккумулятор практически не начал разряжаться? В соответствии с законом Ома, казалось бы, должно быть 3,7А, так как i=U/R=3,7/1 = 3,7[А]. На самом же деле ток окажется чуть-чуть меньше, а именно — в районе I=3,6А. Почему так произойдет?

Причина в том, что не только резистор, но и сам аккумулятор обладает неким внутренним сопротивлением , поскольку химические процессы внутри него не могут протекать мгновенно. Если представить себе аккумулятор в виде реального двухполюсника, то 3,7В — это будет его ЭДС, кроме которой здесь будет присутствовать еще и внутренне сопротивление r, равное, для нашего примера, приблизительно 0,028Ом.

Действительно, если измерить напряжение на присоединенном к аккумулятору резисторе величиной в R=1Ом, то оно окажется равным примерно 3,6В, а 0,1В стало быть упадет на внутреннем сопротивлении r аккумулятора. Значит, если резистор имеет сопротивление в 1 Ом, напряжение, измеренное на нем, составило 3,6 В, следовательно ток через резистор равен I=3,6А. Тогда, если u=0,1В пришлось на аккумулятор, а цепь у нас замкнутая, последовательная, — значит и через аккумулятор ток составляет I=3,6А, следовательно, согласно закону Ома, его внутреннее сопротивление будет равным r=u/I=0,1/3,6 = 0,0277 Ом.

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумулятора

В реальности внутренне сопротивление у аккумуляторов разного типа не является все время постоянной величиной. Оно динамично, и зависит от нескольких параметров: от тока нагрузки, от емкости аккумулятора, от степени заряженности данного аккумулятора, а также от температуры электролита внутри аккумулятора.

Чем больше ток нагрузки — тем меньше, как правило, внутреннее сопротивление аккумулятора, поскольку процессы переноса заряда внутри электролита идут в этом случае более интенсивно, ионов в процессе участвует больше, ионы активнее движутся в электролите от электрода — к электроду. Если же нагрузка сравнительно мала, то и интенсивность химических процессов на электродах и в электролите аккумулятора — тоже будет меньше, и значит внутреннее сопротивление покажется большим.

У аккумуляторов большей емкости — площадь электродов больше, а значит и площадь взаимодействия электродов с электролитом — обширнее. Следовательно большее количество ионов участвуют в процессе переноса заряда, больше ионов создают ток. Похожий принцип демонстрируется — чем больше емкость — тем больше заряда можно использовать в окрестности данного напряжения. Итак, чем выше емкость аккумулятора — тем меньше его внутреннее сопротивление.

Теперь поговорим о температуре. У каждого аккумулятора есть свой безопасный рабочий диапазон температур, внутри которого справедливо следующее. Чем выше температура аккумулятора — тем с большей скоростью происходит диффузия ионов внутри электролита, следовательно при более высокой рабочей температуре внутренне сопротивление аккумулятора будет ниже.

Первые литиевые аккумуляторы, не имевшие защиты от перегрева, даже взрывались из-за этого, так как образовывавшийся из-за быстрого распада анода (в результате быстрой реакции на нем) кислород выделялся чересчур активно. Так или иначе, для аккумуляторов характерна почти линейная зависимость внутреннего сопротивления от температуры в диапазоне приемлемых рабочих температур.

С разрядом аккумулятора, его активная емкость уменьшается, так как количество активного вещества пластин, еще могущих поучаствовать в создании тока, становится все меньше и меньше. Поэтому и ток становится все меньше и меньше, соответственно внутреннее сопротивление растет. Чем более заряжен аккумулятор — тем меньше его внутреннее сопротивление. Значит, по мере разряда аккумулятора, его внутреннее сопротивление становится больше.

Любой электрический приемник обладает внутренним сопротивлением. Понятие включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, зависит от материалов изготовления внутренних конструкций, свойств электролита, состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора – величина переменная, зависит от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса АКБ. Норма определяется экстраполированием разрядной кривой. Абстрактная величина внутреннего сопротивления в расчетах не используется.

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. (1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Измерение внутреннего измерения свинцового аккумулятора мало изменяется от конструктивных элементов, отрицательных электродов и губчатого свинца. А вот активная замазка и положительный электрод оказывают сопротивление прохождению тока в 10 тысяч раз большее. С повышением степени сульфатирования, усиливается сопротивление, при постоянном напряжении падает сила тока. При получении зарядного тока кристаллы разрушаются, сопротивление уменьшается.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора – таблица

От внутреннего сопротивления каждого свинцового аккумулятора и батареи зависят технические характеристики импульсная сила тока и время отдачи энергии. Определить параметр приблизительно можно, используя инструмент – нагрузочную вилку.

Однако есть и другие способы – косвенные. Кривые зависимости температуры электролита и сопротивления, график повышения сопротивления в зависимости от степени заряда аккумулятора. Этот показатель можно определить по плотности электролита или напряжению. Поэтому нет таблиц, проверить внутреннее сопротивление можно как по графикам, так по косвенным характеристикам. При этом следует учитывать, что частота тока оказывает на сопротивление большое влияние. В бытовом анализе используют таблицы для тока в 50Гц.

Чаще всего, как измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов, используют нагрузочную вилку. Можно применить программу измерения в универсальном заряднике Аймакс Б6.

Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Аккумулятор форм фактор 18650 представляет цилиндр, в котором спиралью свернуты банки, состоящие из пар лент с разными полюсами, разделенные сепараторами. Внутренняя начинка может быть никель-кадмиевой, металлогидридной или литий-ионной. В зависимости от активной пары аккумуляторы имеют разную емкость и разность потенциалов на клеммах.

Какое должно быть внутреннее сопротивление в аккумуляторах 18650 литий-ионного типа? Меняется ли сопротивление с потерей емкости. Все это можно определить, составив схему для измерения.

Ra – активное сопротивление 18650

Cдв – емкость двойного электрического слоя

R0 – сопротивление переноса заряда на границе электролит-электрон

Zw – диффузионный импеданс Варбурга

При этом измерение производится током в 1000 Гц, согласно международным стандартам. Связано это с устройством аккумулятора, который является одновременно конденсатором и резистором. Стандартное внутреннее сопротивление новых литиевых аккумуляторов 18650 около 100мОм. Это норма. Со временем аккумулятор неизбежно теряет емкость, внутреннее сопротивление возрастает.

Видео

Предлагаем посмотреть видео материал о том, как практически измеряют внутреннее сопротивление специальным прибором.

Действительно, есть мнение, что внутреннее сопротивление аккумулятора является показателем его «здоровья». Сразу скажем, что мнение это правильное, но не стоит полагаться исключительно на него. В этой статье рассмотрим, что же такое внутреннее сопротивление аккумулятора и как его измерить.

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Есть множество зарядных устройств для аккумуляторов, которые могут измерять внутреннее сопротивление. Мы рекомендуем вам обратить внимание на LiitoKala Lii 500, у нас есть его к нему.

Вот как выглядят показание внутреннего сопротивление на LiitoKala Lii 500:

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора

У хорошего аккумулятора внутреннее сопротивление должно быть очень низким, в диапазоне от 20 до 80. Со временем сопротивление будет расти, и рано или поздно аккумулятор будет непригоден для зарядки.

Однако, стоит иметь в виду, что так как внутреннее сопротивление нормального аккумулятора скорее всего будет незначительным, то на испытание может ощутимо повлиять сопротивление контактов. Таким образом, один и тот же аккумулятор, проверенный в разных ячейках зарядного устройства, или вообще в разных зарядных устройствах, может иметь разные значения внутреннего сопротивления, погрешность составляет примерно 10-20%.

В любом случае, не стоит однозначно судить о состоянии аккумулятора по его внутреннему сопротивлению, ведь есть еще множество других параметров. И к тому же, если аккумулятор устраивает вас в работе, какая разница, какое у него внутреннее сопротивление?

Если вам что-то осталось непонятным – пишите в комментариях на этой странице или , мы всегда с радостью готовы вам помочь!

Полное сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора – это сумма таких величин, как сопротивление поляризации и омическое сопротивление. Омическое сопротивление является суммой сопротивлений сепараторов АКБ, электродов, положительного и отрицательного выводов, соединений между элементами и электролита.

На сопротивление электродов оказывает влияние их конструкция, пористость, геометрия, конструкция решётки, состояние активного вещества, наличие легирующих компонентов, качество электрического контакта решёток и обмазки. Величины сопротивления решёток отрицательных электродов и губчатого свинца (Pb) на них примерно одинаковы. В то же время сопротивление перекиси свинца (PbO2), который нанесён на решётку положительного электрода, больше в 10 тысяч раз.

В процессе разряда свинцово-кислотного аккумулятора на поверхности электродов выделяется сульфат свинца (PbSO4). Это плохой проводник, который существенно увеличивает сопротивление электродных пластин. Кроме того, сульфат свинца откладывается в порах обмазки пластин и существенно уменьшает диффузию серной кислоты из электролита в них. В результате к концу цикла разряда свинцово-кислотного аккумулятора его сопротивление возрастает в 2─3 раза. В процессе зарядки идёт растворение сульфата свинца, и сопротивление АКБ возвращается к первоначальной величине.

Существенное влияние на сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора оказывает величина сопротивления электролита. Эта величина, в свою очередь, сильно зависит от концентрации и температуры электролита. При уменьшении температуры сопротивление электролита растёт, и достигает бесконечности при его замерзании.

При плотности электролита 1,225 гр/см3 и температуре +15 С он имеет минимальное значение сопротивления. При уменьшении или увеличении плотности сопротивление увеличивается, а значит, растёт и внутреннее сопротивление аккумулятора.

Сопротивление сепараторов меняется в зависимости от изменения их толщины и пористости. Величина тока, которая протекает через аккумулятор, оказывает влияние на сопротивление поляризации. Пару слов о поляризации, и причинах, по которым она возникает. Первая причина заключается в том, что в электролите и на поверхности электродов (двойной электрический слой) изменяются электродные потенциалы. Вторая причина в том, что при прохождении тока, концентрация электролита меняется в непосредственной близости от электродов. Это приводит к изменению электродных потенциалов. Когда цепь размыкается и ток исчезает, электродные потенциалы возвращаются к своим первоначальным значениям.

К особенностям свинцово-кислотных аккумуляторов стоит отнести небольшое внутреннее сопротивление по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей. Благодаря этому они могут за небольшое время отдавать большой ток (до 2 тысяч ампер). Поэтому их основная область применения – стартерные аккумуляторные батареи на автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Стоит также отметить, что внутреннее сопротивление АКБ при переменном или постоянном токе сильно зависит от его частоты. Есть ряд исследований, авторы которых наблюдали внутреннее сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора при частоте тока в несколько сотен герц.

Как можно оценить внутреннее сопротивление АКБ?

В качестве примера можно рассмотреть автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор ёмкостью 55 Ач, имеющий номинальное напряжение 12 вольт. Полностью заряженный аккумулятор имеет напряжение 12,6─12,9 вольта. Допустим, что к АКБ подключить резистор с сопротивлением 1 Ом. Пусть напряжение разомкнутого аккумулятора 12,9 вольта. Тогда ток теоретически должен быть 12,9 В / 1 Ом = 12,9 ампера. Но в реальности он будет ниже 12,5 вольта. Почему это происходит? Это объясняется тем, что в электролите скорость диффузии ионов не является бесконечно большой.

На изображении аккумуляторная батарея представлена в виде 2-полюсного источника питания. Он имеет электродвижущую силу (ЭДС), которая соответствует напряжению разомкнутой цепи, и внутренне сопротивление. На схеме они обозначены E и Rвн. Когда цепь замыкается, то ЭДС батареи частично падает на резисторе, а также на собственно внутреннем сопротивлении. То есть, происходящее в цепи можно описать следующей формулой.

E = (R + Rвн) * I.

На изображениях ниже можно посмотреть значения ЭДС автомобильного аккумулятора в разомкнутой цепи и напряжения при подключении нагрузки в виде двух автомобильных лампочек, соединённых параллельно.

Как уже говорилось, внутреннее сопротивление АКБ является условной величиной. Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой нелинейное устройство, внутреннее сопротивление которого меняется в зависимости от температуры, величины нагрузки, степени заряженности, концентрации электролита и прочих вышеперечисленных параметров. Так, что для проведения точных расчётов аккумулятора используются разрядные кривые, а не величина внутреннего сопротивления.

При этом в расчётах электрических цепей с аккумуляторами величина внутреннего сопротивления может использоваться. Естественно, что всегда величина внутреннего сопротивления берётся с учётом факторов, от которых она зависит (заряд или разряд, постоянный или переменный ток, частота тока и т. п.).

Итак, исходя из формулы выше, можно вычислить внутреннее сопротивление АКБ с ЭДС 12,6 вольта при разряде постоянным током 2 ампера.

r = (E ─ U) / I = (12,9 В – 12,5 В) / 2 А = 0,2 Ом.

Кстати, некоторые зарядные устройства позволяют измерять внутреннее сопротивление батареи. Например, ниже можно видеть величину внутреннего сопротивления заряженного автомобильного аккумулятора, измеренную зарядкой SkyRC iMax B6 mini. Правда, неизвестно, по какому принципу прибор вычисляет эту величину.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Как проверить емкость аккумулятора 18650 мультиметром

Как определить емкость батареек с помощью мультиметра

Саму емкость аккумулятора мультиметром определить не получится. Если быть точнее, этот прибор поможет в определении фактических показателей емкости.

Для того чтобы узнать емкость аккумулятора 18650, а также иных элементов питания, применяются так называемые «умные зарядные устройства». Но их стоимость довольно велика. Покупать такие ЗУ просто для определения емкости у пары-тройки аккумуляторов не стоит. Этот показатель легко определит обычный способ вычисления с предварительным использованием мультиметра. Однако при расчетах нужно соблюдать определенные тонкости.

Проверка показателя емкости аккумуляторных батарей мультиметром — это не просто измерение реального ее показателя, вычисления которого производятся с помощью элементарных математических вычислений. Необходимо обязательно измерить тот уровень тока, который отдает элемент питания (любая батарейка), и посчитать точное количество времени, в течение которого АКБ могла беспрерывно и качественно производить отдачу электрохимической энергии

Важно помнить о том, что все замеры не будут иметь уровень стопроцентной точности. Но именно они как нельзя лучше отражают истинную суть дела

Литий-ионные аккумуляторы имеют свою шкалу разрядов. Она показывает, насколько U зависит от показателя заряда. Это необходимо знать: именно от уровня напряжения зависит показатель тока, идущего через сопротивление. Для того, чтобы эта зависимость не влияла на измерения, следует собрать дополнительное устройство — линейный стабилизатор тока ( 2,7-3 вольта).

Использование линейного стабилизатора

Итак, как измерить емкость аккумулятора 18650 и иных химических источников тока? Реальный показатель мы выводим, произведя умножение показателя тока, идущего по цепи путем сопротивления, на то самое время (в часах), которое было изначально потрачено. В этом и заключается наиболее точное измерение емкости. При отсутствии технических возможностей сконструировать стабилизатор напряжения, осуществить подсчеты и замеры будет труднее. Попробуйте найти выход из ситуации, используя переменный резистор.

Использование переменного резистора

Для того чтобы качественно провести тест на емкость, можно воспользоваться батарейкой меньшего формата. Например, 14500, фактическая емкость которой — 300 мАч. Возьмем переменный резистор в 100 Ом. Важный момент: если будет применяться резистор постоянного тока, процесс усложнится тем, что нужно будет часто записывать результаты его показаний и проводить расчеты потраченной емкости для определенных участков шкалы.

Есть возможность максимально усреднить показатели, ориентируясь в подсчитывании на «среднее арифметическое» число тока. Для того чтобы понять, как измерить емкость аккумулятора, рекомендуется применение переменного резистора с дозированным уменьшением показателя сопротивления в течение всего времени, пока проходит разряд аккумулятора

Важно, чтобы уровень тока был примерно одним и тем же на протяжении всего процесса

Теперь переключите мультиметр в позицию вольтметра (измерение U) и замерьте U на клеммах вашей батарейки. Допустим, она имеет неполный уровень заряда, скажем, 4 вольта. Далее разрядите ее, подавая ток 450-500 миллиампер, время от времени сбавляя уровень сопротивления и контролируя напряжение. Когда оно снизится до цифр 2,7 вольт, отключите секундомер. Для того чтобы провести полный разряд батарейки посредством 500-миллиамперного тока, нужно около получаса, точнее, 25 минут. Теперь проведем умножение этого тока на количество времени, измеряемое в часах. Итак, реальный показатель емкости составляет 200 мАч.

Таким образом, становится ясно, как узнать емкость аккумулятора, применив наиболее точный способ — не просто путем замеров, но путем математических вычислений, которые наиболее точно могут отразить фактическое состояние АКБ и помочь пользователю сориентироваться в том, какой у нее потенциал в реальности.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление — также достаточно важный параметр аккумулятора. Единицей измерения внутреннего сопротивления является миллиом (мОм). Сопротивление, в свою очередь, зависит от емкости одного элемента (банки) аккумулятора, числа этих элементов, типа аккумулятора, срока службы и условий работы. Определяется внутреннее сопротивление с помощью приборов-анализаторов.

Во время работы аккумулятора внутреннее сопротивление постепенно увеличивается. Если аккумулятор имеет сопротивление в целых 500 Ом, то можно сделать вывод о том, что он имеет весьма солидный возраст или просто неправильно использовался.

Большое внутреннее сопротивление приводит к повышенному расходу электроэнергии и, как следствие, к меньшему времени работы приборов, так как по закону Ома большое сопротивление значительно увеличивает потребляемый ток и одновременное падение напряжения. А при сильном падении напряжения подключенный электроприбор принимает аккумулятор за разряженный или же просто за тот, который не в состоянии работать. В результате аккумулятор не может выдать всю запасенную энергию, что значительно сокращает время работы электроприборов.

Саморазряд аккумулятора — это самопроизвольная утечка электроэнергии из заряженного аккумулятора в течение некоторого времени. Этому явлению подвержены практически все виды аккумуляторов, независимо от их устройства и электрохимического типа.

Для количественного определения саморазряда служит величина энергии, которую теряет аккумулятор на протяжении определенного периода времени, и исчисляется он в процентах от величины полностью заряженного аккумулятора. Величина саморазряда — не постоянна, так, в первые сутки после зарядки она достигает максимальных значений, а затем постепенно уменьшается.

В связи с этим, принято измерять величину саморазряда в первые сутки, а затем через месяц после заряда. На саморазряд также имеет влияние температура окружающей среды, причем взаимосвязь между величиной саморазряда и температурой пропорциональна. Имеется в виду, что при повышении температуры увеличивается и величина саморазряда.

К примеру, у некоторых типов аккумуляторов при повышении температуры от 20 до 30 градусов величина саморазряда увеличивается в два раза. Если говорить о более конкретных его значениях, то для аккумуляторов Ni-Cd типа нормальной считается величина 10% в сутки, а аккумуляторы Ni-MH типа имеют несколько большую величину саморазряда, для Li-Ion и для Li-Pol эта величина настолько мала, что ее оценивают только через месяц после заряда. Что же касается месячной величины саморазряда, то для этих же типов аккумуляторов соответственно имеем такие параметры:

Ni-Cd — 20%
Ni-MH — 30%
Li-Ion — 10%

Эти показатели являются среднестатистическими, и могут несколько отличатся у каждого конкретного аккумулятора.

Для определения величины срока службы аккумулятора используют количество циклов между зарядом и разрядом аккумулятора, которое он способен выдержать во время эксплуатации, не меняя при этом в значительных пределах своих главных параметров, таких как емкость, величина саморазряда, в!гутрсннее сопротивление.

Также учитывается время, которое истекло с момента изготовления аккумулятора. В том случае, если емкость уменьшается до 60% номинального значения, аккумулятор считается вышедшим из строя. На срок службы влияют самые различные факторы:

тип аккумулятора
способ заряда
условия эксплуатации
правильность обслуживания

В зависимости от используемой электрохимической системы все аккумуляторы делятся на следующие типы:

SLA/Pb — классические свинцово-кислотные
Ni-Cd — никель-кадмиевые
Ni-MH — никель-маталлгидридные
Li-Ion — литий-ионные
Li-Pol — литий-полимерные, которые являются относительно новым словом в современной технике.

Проверка АКБ автомобиля мультиметром

Для полноценной эксплуатации автомобиля нужно поддерживать его аккумуляторную батарею в рабочем состоянии и тестировать ее параметры. Чтобы знать, как проверить емкость аккумулятора мультиметром, нужно понимать принципы работы этого прибора. Мультиметр может измерять:

Постоянное и переменное напряжение;
Постоянный и переменный ток;
Сопротивление;
Частоту;
Напряжение открытия полупроводниковых переходов диодов и транзисторов.

Полностью заряженная батарея всегда выдает определенное напряжение, даже если к ней подключена нагрузка.

Нагрузку подключить можно так: цоколь лампы присоединить к плюсовому выводу батареи, а центральный вывод — к минусовому. Для этого можно воспользоваться специальными зажимами на проводах — крокодилами, при этом лампочка должна засветиться. Нужно подождать 2 – 3 минуты перед дальнейшими проверками. Если за это время свет лампы начнет тускнеть, значит, заряд аккумулятора сильно ослабел, и его емкость проверить не удастся. В противном случае необходимо присоединить мультиметр к АКБ: черный щуп к минусовому выводу, красный — к плюсовому. При этом должен быть выбран режим измерения постоянного напряжения.

Если измерительный прибор показывает значения выше 12,4 вольта, значит, батарея исправна и ее заряда хватит еще надолго. Если значения находятся в диапазоне от 12 до 12,4 В, то аккумулятор еще исправен, но скоро его придется зарядить.

Как измерить ампер-часы

Что делать, если нужно понять, как замерить емкость аккумулятора именно в ампер-часах? Для этого существует метод контрольного разряда. Производятся такие действия:

Нужно до предела зарядить АКБ;
Проверить ее заряд, измерив мультиметром напряжение на выводах;
Проверить ареометром плотность электролита, она должна быть не меньше определённых для используемого аккумулятора значений;
Присоединить к батарее последовательно нагрузку заранее известной мощности (например, лампу на 24 ватта) и мультиметр в режиме измерения постоянного тока;
К выводам АКБ нужно подключить еще один измерительный прибор в режиме замера постоянного напряжения;
В начальный момент протекания тока начать отсчет времени;
Отследить по второму измерителю момент времени, когда напряжение уменьшится вдвое;
Умножить силу тока, выдаваемую батареей во время эксперимента, на количество часов, прошедших с момента начала протекания тока. Это значение и будет величиной емкости аккумулятора.

Аккумулятор и аккумуляторная батарея

Как добиться увеличения емкости источника питания? Самый простой и очевидный способ – это увеличение вещества, участвующего в химической реакции. При этом произойдет увеличение силы тока, и процесс выработки электроэнергии будет протекать дольше, то есть число ампер-часов станет больше. Однако этот метод далеко не всегда можно применить на практике. Получить рассчитанную емкость путем увеличения или уменьшения количества реактивов не всегда представляется возможным.

Дело в том, что будь аккумулятор самых больших размеров, и на его изготовление потрачено огромное количество лития, напряжение вырабатываемого электричества нисколько не увеличится. Этот показатель заложен в самой основе химической реакции. Для кислотного аккумулятора он составляет 2 V, для литий-ионного – 3,7 V.

Так как же получить напряжение 12 V, необходимое для запуска автомобильного двигателя? Для этого нужно аккумуляторы объединить в батарею. Например, 6 свинцово-кислотных аккумуляторов с напряжением 2 V соединить последовательно между собой.

Существует два способа соединения аккумуляторов:

последовательное, при котором возрастает напряжение, при неизменной емкости;
параллельное, когда количество ампер-часов увеличивается, напряжение остается постоянным.

Емкость аккумуляторной батареи, как и ее напряжение, посчитать нетрудно, для этого может не понадобится даже обычного калькулятора. Если, например, два кислотных аккумулятора емкостью 1 Ah соединить между собой параллельно, то фактически произойдет удвоение емкости при неизменном напряжении. При их последовательном соединении получится наоборот: напряжение увеличится в 2 раза, емкость останется прежней. При этом в обоих случаях количество электроэнергии от двух источников питания увеличится вдвое.

Простое исследование вместительности

Процедура интуитивно понятна по названию единицы. Вместительность энергетического носителя измеряется в амперах в час. Для небольших батареек пользуются более точным делением — их объем измеряется с миллиамперах в час. Перевести амперы в миллиамперы и наоборот очень просто:

В первом случае значение умножают на одну тысячу.
Во втором — делят на то же значение.

Логика операции ясна из физического смысла единицы. Указываемое число подразумевает величину ампер исходящего тока, которую устройство сможет обеспечить за час работы, при этом израсходовав весь заряд. Люди, не знающие физики, могут догадаться о необходимых действиях исходя из математического смысла. Количество ампер в час подразумевает силу тока, умноженную на время работы.

Используемое оборудование

В любом случае потребуются провода, ведь без них собрать электрическую цепь не получится. Обязательно нужно устройство, которое будет питаться от энергии аккумулятора, например, лампочка. Но так как для исследования необходим полный разряд, следует подобрать лампу с наибольшим энергопотреблением. Если найти такую не удалось, то можно подключить любой бытовой прибор. Хорошо подойдет небольшая морозильная камера.

Не получится обойтись и без измерительных приборов:

часы;
амперметр или вольтметр.

Предпочтительно найти амперметр, ведь при использовании вольтметра потребуется точно знать значения сопротивления. Лучше, если у автолюбителя будут оба устройства. При исследовании гелиевой батареи надо включить в цепь специальное реле, которое защитит устройство от полного разряда.

Выполняемые шаги

Первый шаг — это зарядка аккумулятора. Так как требуется найти целостный объем, устройство надо зарядить полностью. Затем собирается цепь. В нее включаются измерительные приборы, реле, если такая необходимость имеется, потребитель энергии. Часы надо также запитать от общей цепи, предварительно установив нулевые значения времени.

Когда электричество закончится, они отключатся, сохранив время работы системы. После этого ключ замыкают, а про цепь временно забывают. Нужно лишь заранее установить показания амперметра, то есть силу исходящего тока. Когда батарея разрядится, настанет время простой арифметики. Нужно взять калькулятор и умножить силу тока на время работы системы — это и есть искомое значение.

Его можно найти, сложив внешнее сопротивление сети со внутренним, относящимся к источнику тока. А также надо знать, чему равна ЭДС аккумулятора. После этого достаточно найти силу тока, разделив ЭДС на общее сопротивление. Полученное значение также надо умножить на время полного разряда.

Как увеличить емкость батареи?

Для того, чтобы увеличить это значение, нужно знать от чего зависит емкость батареи:

Типа элемента — солевой, щелочной или литиевый.
Температурного режима эксплуатации — одни батарейки (солевые) не рассчитаны на отрицательные температуры, другие (литиевые) при морозе работают лучше. Перегрев также негативно влияет на работу источников питания.
Целостности корпуса элемента — деформация отрицательно влияет на химическую реакцию внутри устройства, разгерметизация и протечка электролита делает ее полностью не пригодной.

Существует способ, как повысить емкость батареи, например аккумуляторной. Для этого ее нужно «раскачать», т. е разрядить полностью и снова зарядить. Так проделать несколько раз.

Можно воспользоваться «народным» методом, однако не имеющим подтверждений с научной точки зрения. Требуется положить батарейку в морозильную камеру холодильника на ночное время. Показатель C _бнемного вырастет, но существенного увеличения, к сожалению, не получится.

Если в приборе (планшете, телефоне) есть возможность включения экономичного режима или экономии энергопотребления, то его можно включить, тем самым мы снижаем нагрузку, увеличиваем время работы, и как бы увеличиваем емкость источника питания.

Измерение объёма аккумулятора телефона

Иногда при покупке нового смартфона требуется узнать его параметры. Проверка емкости аккумулятора может оказаться нужной, например, в случае, если новый телефон начинает очень быстро разряжаться. Разработаны несколько десятков приложений как для операционной системы Android, так и для iOS, которые помогут определить параметры батареи смартфона. Большинство из них дают лишь приблизительные данные, так как проверить емкость батареи довольно сложно. Для многих приложений требуется большое время на работу с параметрами аккумулятора. Вот некоторые приложения, изучив которые можно сделать оптимальный выбор для тестирования.

Nova Battery Tester

Эта утилита сможет относительно быстро провести проверку аккумулятора, определив его слабые места. После скачивания и первого запуска, она подключается к серверу в интернете и определяет режим своей работы исходя из характеристик телефона, на который оказалась установлена. Если такой модели в базе не окажется, то владельцу придется внести все параметры смартфона самостоятельно и добавить их в базу. После этого будет возможна работа с батареей.

Приложение автоматически выполняет проверки. Нужно только правильно подготовить его к работе и следить за устройством во время тестирования.

Для подготовки необходимо довести заряд батареи до 70 процентов;
Запустить утилиту и выполнить команду «Загрузить характеристики»;
В пункте «Настройки» меню выбрать «Варианты теста», подпункт «Быстрый»;
Отключить интернет на телефоне и нажать на кнопку «Запустить быстрый тест»;
Будет установлена максимальная яркость экрана и приложение начнет работу, при которой устройство будет разряжено до 12 процентов;

После теста на экране отобразится усредненная емкость аккумулятора. Также можно посмотреть параметр «Секунд на деление», который отображает, за сколько секунд заряд батареи уменьшился на 1 процент.

Battery Monitor Widget

Если предыдущее приложение вычисляло емкость аккумулятора быстро, но с большой погрешностью, то это работает долго, но с высокой точностью. Порядок работы с этой утилитой:

Перейти в настройки и выбрать автоматическое определение тока;
Указать емкость батареи, которая указана либо на ее корпусе, либо в документации к устройству;
Далее, нужно указать, насколько часто будет происходить получение данных. Здесь лучше оставить пункт «По умолчанию»;
Завершить настройку нажатием на кнопку «Показывать мА в истории».

Такая настройка позволит узнать все необходимые данные об аккумуляторе, но не создаст неудобств при использовании смартфона. Чем дольше будет работать программа, тем более точные данные можно будет получить.

Подобные программы есть также и для ноутбуков, планшетов и других мобильных устройств.

По аналогии с автомобильными аккумуляторами проверку емкости можно производить мультиметром и для портативных батарей. Нужно также приложить щупы мультиметра, соблюдая полярность, к выводам батарейки, переключить его в режим измерения постоянного тока и замерить время разряда батареи до полного ее разряжения. Конечно, нужно помнить, что таким образом можно проверять только полностью заряженный накопитель. Емкость будет равна произведению тока разряда на время эксперимента. Однако этот метод недостаточно точен, так как сложно поддерживать постоянный ток разряда все время эксперимента.

Существует несколько способов, как определить емкость аккумуляторной батареи, некоторые из них более точные, какие-то более затратны по времени, другие требуют специальных инструментов или навыков. Для каждой ситуации можно выбрать подходящий способ определения.

Емкость батареи

Этот параметр показывает, какое количество энергии способна отдавать АКБ в единицу времени и чаще всего за основу берется час. Единица измерения емкости автомобильного аккумулятора — Ач. Значение показателя конкретной батареи указывается на наклейке, как и параметр пускового тока.

Исходя из емкости, автовладелец может рассчитать и величину силы тока, при которой АКБ будет равномерно разряжаться до минимального показателя, составляющего 10,8 В. Таким образом, надпись 72 А*ч говорит о том, что АКБ может выдавать ток в 3,2 А в течение 20 часов. По окончании цикла разряда напряжение на ее клеммах составит 10,8 В.

Все это справедливо для показателя номинальной емкости, но существует еще и резервная. Первый параметр характеризуется разрядом под воздействием токов малой силы, а второй показывает временной отрезок, в течение которого батарея будет работать при поломке генератора. В такой ситуации параметр тока разряда составляет 25 А с учетом освещения и обогрева салона.

Автовладельцам стоит знать о факторах, оказывающих максимальное влияние на емкость АКБ автомобиля:

Различная нагрузка.
Конструктивные особенности.

О каждом из них стоит поговорить отдельно. Сегодня выпускаются автомобили нескольких классов. Вполне очевидно, что их характеристики существенно отличаются. Это справедливо для большого количества показателей начиная от параметра пускового тока и заканчивая потребляемой электрооборудованием энергии, что связано с используемыми на них силовыми установками.

Если для малолитражек вполне достаточно батареи емкостью 40 или 45 А*ч, то мощные седаны требуют аккумуляторы от 60 до 75 А*ч.

Этот факт связан с параметром пускового тока, ведь в мощной АКБ содержится больше раствора электролита и свинца. Если для запуска силовой установки объемом в 1−1,2 литра достаточно тока 200−250 А, то двигателям в 2−3,5 литра потребуется пусковой ток от 300 до 400 А. Не стоит забывать и об эксплуатации транспортного средства в зимнее время. Так как моторное масло в мороз загустевает, то приходится тратить больше энергии.

Говоря проще, на показатель серьезное влияние оказывает количество содержащегося в батареи свинца и раствора электролита. Вполне очевидно, что чем больше этих материалов в АКБ, тем больше в ней будет накапливаться энергии. Именно поэтому батарея емкостью в 40 и 75 А по своим габаритам и массе, отличаются практически в два раза.

Выводы

Электроемкость батареи важнейший показатель количества электрической энергии и продолжительности ее работы, выраженные в числовых значениях. Ее можно определить, подсчитать, увеличить используя различные методы.
Емкость батареи (объем) может быть различной как для первичных источников, так и для вторичных, но вторые можно повторно заряжать с помощью ЗУ (зарядных устройств).
Емкость батарейки зависит от типа элемента, химической реакции, внешних условий, тока нагрузки, срока годности и способа эксплуатации. При нарушении правил использования можно быстро испортить батарейку, а при грамотном подходе время ее использования можно значительно продлить.
Батарейки или аккумуляторы, изготовленные известными производителями, как правило, хорошо зарекомендовали себя на потребительском рынке, тем, что гарантируют заявленные технические характеристики и качественную бесперебойную службу в устройствах длительное время.

Оцените статью:

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора прибором YR1035

Возможно, это будет интересно любителям измерять внутреннее сопротивление аккумуляторов и батареек. Материал местами не относится к развлекательному чтиву. Но я старался изложить максимально просто. Не стреляйте в пианиста. Обзор получился огромным (и даже в двух частях), за что приношу глубочайшие извинения.
В начале обзора приведен краткий список литературы. Первоисточники выложены в облако, искать не надо.

0. Введение

Приборчик купил из любопытства. Просто на всяко-разных общалках в рунете по вопросам измерения внутреннего сопротивления гальванических элементов где-то на 20-30 странице появлялись сообщения о чудесном китайском девайсе YR1030, который это самое внутреннее сопротивление меряет и уверенно и совершенно правильно. На этом споры утихали, тема впадала в коллапс и плавно уходила в архив. Поэтому ссылки на лоты с YR1030 у меня валялись в хотелках года полтора. Но жаба душила, всегда находилась причина бУхнуть «накопленное непосильным трудом» во что-либо более интересное или полезное.
Когда увидел первый и единственный лот YR1035 на Али — сразу понял: час пробил, надо брать. Или сейчас, или никогда. А с запутанным вопросом о внутреннем сопротивлении разберусь, пока прибор дойдет до моего почтового отделения. Покупку оплатил, начал разбираться. Лучше бы я этого не делал. Как говорится: меньше знаешь — крепче спишь. Результаты разбирательств кратко изложены в Части II настоящего обзора. Загляните на досуге.

Я купил YR1035 в максимальной комплектации. На страничке товара она выглядит так:

И еще ни разу не пожалел о содеянном (в смысле полноты комплектации). На самом деле все 3 способа подключения YR1035 к батарейке/АКБ/чему угодно нужны (или могут пригодится) и очень здорово взаимодополняют друг друга.
Передняя панелька на фото выглядит покоцанной, но это не так. Просто продавец сначала снял защитную пленку. Потом подумал, прилепил назад и сфоткал.
Все это дело обошлось мне в 4083 руб ($65 по нынешнему курсу). Сейчас продавец чуток поднял цену, ибо продажи худо-бедно, но пошли. Да и отзывы на страничке товара сплошняком более чем положительные.
Комплект был упакован очень хорошо, в какой-то ядреной коробке (пишу по памяти, все давно выброшено). Внутри все было разложено по отдельным зип-мешочкам из полиэтилена и уложено плотно, нигде не болталось. Дополнительно к щупам в виде спаренных трубочек (pogo pins) шел комплект запасных наконечников (4 шт.). Про эти самые pogo pins тут есть обзор.

СЛОВАРИК аббревиатур и терминов

ХИТ — химический источник тока. Бывают гальванические и топливные. Далее речь идет только о гальванических ХИТ.
Импеданс (Z) – комплексное электрическое сопротивление Z=Z’+iZ’’.
Адмиттанс – комплексная электропроводность, величина обратная импедансу. A=1/Z
ЭДС – «чисто химическая» разность потенциалов между электродами в гальваническом элементе, определяемая как разность электрохимических потенциалов анода и катода.
НРЦ — напряжение разорванной цепи, для одиночных элементов обычно примерно равно ЭДС.
Анод (химическое определение) – электрод, на котором происходит окисление.
Катод (химическое определение) – электрод, на котором происходит восстановление.
Электролит (химическое определение) – вещество, которое в растворе или расплаве (т.е. в жидкой среде) распадается на ионы (частично или полностью).
Электролит (техническое, НЕ химическое определение) – жидкая, твердая или гелеобразная среда, проводящая электрический ток за счет движения ионов. Ежели по-простому: электролит (техн.) = электролит (хим.) + растворитель.
ДЭС — двойной электрический слой. Всегда есть на границе раздела электрод/электролит.

ЛИТЕРАТУРА – все выложено в библиотечку НА ОБЛАКЕ

ОБЛАКО

А. По измерениям внутр. сопротивления и попыткам вытянуть из этого хоть какую-либо полезную информацию
01. [очень рекомендую ознакомиться с гл.1, там все очень просто]
Чупин Д.П. Параметрический метод контроля эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей. Дисс… уч. ст. к. т. н. Омск, 2014.
Читать – только гл.1 (Литобзор). Далее – очередное изобретение велосипеда…
02. Таганова А. А., Пак И.А. Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры: Справочник. СПб: Химиздат, 2003. 208 с.
Читать – гл.8 «Диагностика состояния химических источников тока»
03. [это лучше не читать, больше ошибок и опечаток, а нового ничего]
Таганова А. А., Бубнов Ю. И., Орлов С. Б. Герметичные химические источники тока: элементы и аккумуляторы, оборудование для испытаний и эксплуатации. СПб: Химиздат, 2005. 264 с.
04. Химические источники тока: Справочник / Под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина. М.: Изд-во МЭИ. 2003. 740 с.
Читать – разд.1.8 «Методы физико-химических исследований ХИТ»

Б. По импедансной спектроскопии
05. [классика, три книжки ниже – это упрощенный и укороченный книги Стойнова, методички для студентов]
Стойнов, 3.Б. Электрохимический импеданс / 3.Б. Стойнов, Б.М. Графов, Б.С. Савова-Стойнова, В. В. Елкин // М.: «Наука», 1991. 336 с.
06. [это самый краткий вариант]
07. [это вариант подлиннее]
Жуковский В.М., Бушкова О.В. Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов. Метод. пособие. Екатеринбург, 2000. 35 с.
08. [это еще более полный вариант: расширенный, углубленный и разжеванный]
Буянова Е.С., Емельянова Ю.В. Импедансная спектроскопия электролитических материалов. Метод. пособие. Екатеринбург, 2008. 70 с.
09. [можно пролистнуть как Мурзилку – много красивых картинок; в тексте я находил очепятки и явные ляпы… Внимание: весит ~100 Мб]
Springer Handbook of Electrochemical Energy
Наиболее интересный раздел: Pt.15. Lithium-Ion Batteries and Materials

В. Инф. листки от BioLogic (имп. спектроскопия)
10. EC-Lab — Application Note #8-Impedance, admittance, Nyquist, Bode, Black
11. EC-Lab — Application Note #21-Measurements of the double layer capacitance
12. EC-Lab — Application Note #23-EIS measurements on Li-ion batteries
13. EC-Lab — Application Note #38-A relation between AC and DC measurements
14. EC-Lab — Application Note #50-The simplicity of complex number and impedance diagrams
15. EC-Lab — Application Note #59-stack-LiFePO4(120 шт)
16. EC-Lab — Application Note #61-How to interpret lower frequencies impedance in batteries
17. EC-Lab — Application Note #62-How to measure the internal resistance of a battery using EIS
18. EC-Lab — White Paper #1-Studying batteries with Electrochemical Impedance Spectroscopy

Г. Сравнение методов измерения внутр. сопротивления
19. H-G. Schweiger et al. Comparison of Several Methods for Determining the Internal Resistance of Lithium Ion Cells // Sensors, 2010. №10, р.5604-5625.

Д. Обзоры (оба на английском) по SEI — защитных слоях на аноде и катоде в Li-Ion акк.
20. [краткий обзор]
21. [полный обзор]

Е. ГОСТы – куда же без них… В облаке не все, только те, что оказались под рукой.
ГОСТ Р МЭК 60285-2002 Аккумуляторы и батареи щелочные. Аккумуляторы никель-кадмиевые герметичные цилиндрические
ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 1. Никель-кадмий
ГОСТ Р МЭК 61951-2-2007 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 2. Никель-металл-гидрид
ГОСТ Р МЭК 61436-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы никель-металлгидридные герметичные
ГОСТ Р МЭК 61960-2007 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения
ГОСТ Р МЭК 896-1-95 Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний. Часть 1. Открытые типы
ГОСТ Р МЭК 60896-2-99 Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний. Часть 2. Закрытые типы

1. Коротенько для тех, кто пользуется YR1030 или хотя бы знает зачем оно нужно
(если Вы пока не в курсе, то этот пункт пока пробросьте и сразу переходите к п.2. Вернуться никогда не поздно)

Если кратко, то YR1035 – это по сути YR1030 с некоторым улучшайтингом.

Что мне известно о YR1030?
Обзор Vapcell YR1030 от датчанина HKJ
Обзор Vapcell YR1030 от Mooch (перевод Mooch — «Попрошайка» ;))

Лот на Тао
Вот видио, как наш умелец соорудил стенд для замера внутреннего сопротивления 18650, подключаемый к YR1030.
На Али YR1030 торгуют несколько продавцов, 1-2 есть на иБее. Все, что там продается – идет без лейбла «Vapcell». Я побывал на сайте Vapcell, с огромным трудом нашел страничку сабжа.
У меня создалось впечатление, что Vapcell к разработке и производству YR1030 имеет примерно такое же отношение как Муська к балету Большого театра. Единственное, что привнес Vapcell в YR1030 – так это перевел меню с китайского на английский и упаковал в красивую картонку. И задрал цену в 1.5 раза. Всеж-таки «бренд» ;).

YR1035 отличается от YR1030 в следующем.

1. Добавлен 1 разряд в строке вольтметра. Здесь удивляют 2 момента.
а) Поразительно большая точность измерения разности потенциалов. Она одинакова с топовыми DMM на 50 тыс. отсчетов (ниже будет проведено сравнение с Fluke 287). Прибор явно калибровали, что не может не радовать. Так что разряд тот добавлен не зря.

б) Риторический вопрос:
Зачем она нужна, такая бешеная точность, если этот вольтметр использовать по прямому назначению, т.е. для замера НРЦ (напряжения разорванной цепи)?
Весьма слабый аргумент:
С другой стороны, приборчик за 50-60 бакинских может периодически выступать а роли домашнего образцового вольтметра постоянного напряжения. И никаких заморочек с ИОНами и их табличками от китайцев, которые нередко оказываются откровенной дезой.

2. Наконец-то унылый USB, к которому подключаются электроды/щупы в YR1030, заменен на куда как более вменяемый четырехконтактный цилиндрический разъем (название не нашел, думаю в комментах подскажут правильное название).
UPD. Разъем называется XS10-4P. Спасибо Lupus_sat!

Вменяемый как в плане крепежа, так и в плане долговечности/надежности контактов. Конечно, у щупов для самых крутых (стационарных) измерителей на конце каждого из 4-х проводов по BNS-у, но лепить 4 ответные части на небольшую легкую коробочку корпуса YR1035… Это было бы, наверное, слишком.

3. Верхний предел измерения напряжения подняли с 30 вольт до 100. Даже не знаю, как это прокомментировать. Лично я рисковать не буду. Ибо мне оно не нужно.

4. Разъем для зарядки (micro-USB) перенесли с верхнего торца на нижний торец корпуса. Стало удобнее пользоваться прибором в процессе подзарядки встроенного элемента питания.

5. Изменили цвет корпуса на темный, но оставили переднюю панель глянцевой.

6. Вокруг экранчика сделали ярко-синий кантик.

Так что никому неведомое китайское предприятие потрудилось-таки над улучшайтингом YR1030—>YR1035 и сделало как минимум два полезных нововведения. А вот какие именно – каждый пользователь решит сам.

2. Для тех, кто не знает что это и зачем оно нужно

Как известно, на свете есть люди, которые интересуются таким параметром ХИТ, как его внутреннее сопротивление.
«– Наверное, это очень важно для пользователей. Несомненно, что опция измерения внутреннего сопротивления будет способствовать росту продаж наших замечательных зарядок-тестилок» — подумали китайцы. И влепили это дело во всяко-разные Опусы, Лиитокалы, айМаксы и прочая, прочая… Китайские маркетологи не ошиблись. Подобная фича не может не вызывать ничего, кроме тихой радости. Только вот реализовано это через одно место. Ну, дальше вы сами увидите.

Попробуем применить эту «опцию» на практике. Берем [к примеру] Lii-500 и какой-нибудь аккумулятор. Первой мне попалась под руку «шоколадка» (LG Lithium Ion INR18650HG2 3000mAh). По даташиту внутреннее сопротивление «шоколадки» должно быть не более 20 мОм. Я сделал 140 последовательных замеров R по всем 4 слотам: 1-2-3-4-1-2-3-4-… и т.д., по кругу. Получилась вот такая табличка:

Зеленым обозначены значения R = 20 мОм и меньше, т.е. «то, что доктор прописал». Всего их 26 или 18.6%.
Красным — R = 30 мОм и больше. Всего их 13 или 9.3%. Предположительно, что это так называемые промахи (или «вылеты») – когда полученное значение резко отличается от «среднего по больнице» (думаю, многие догадались почему половина вылетов в первых двух строках таблицы). Возможно, их следует отбросить. Но, что бы сделать это обоснованно, нужно иметь репрезентативную выборку. Если по-простому: сделать однотипные независимые измерения много-много раз. И задокументировать. Что, собственно я и сделал.
Ну, и подавляющее число замеров (101 или 72.1%) уложилось в диапазон 20< R< 30 мОм.
Эту табличку можно перенести на гистограмму (значения 68 и 115 отброшены как явные вылеты):

О, уже что-то проясняется. Тут ведь глобальный максимум (в статистике – «мода») на 21 мОм. Значит, это и есть «истинное» значение внутреннего сопротивления LG HG2? Правда, на диаграмме есть еще 2 локальных максимума, но если построить гистограмму по правилам прикладной стат. обработки, то они неизбежно исчезнут:

Как это сделано

Открываем книжку (на странице 203)
Прикладная статистика. Основы эконометрики: В 2 т. – Т.1: Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Теория вероятностей и прикладная статистика. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 656 с.

Строим группированный ряд наблюдений.
Замеры в промежутке 17-33 мОм образуют компактное множество (кластер) и все расчеты будут сделаны для этого кластера. Что делать с результатами замеров 37-38-39-68-115? 68 и 115 – явные промахи (вылеты, выбросы) и их следует отбросить. 37-38-39 образуют свой локальный мини-кластер. В принципе, его тоже можно далее не учитывать. Но не исключено, что это продолжение «тяжелого хвоста» данного распределения.
Число наблюдений в основном кластере: N = 140-5 = 135.
а) R(min) = 17 мОм R(max) = 33 мОм
б) Число интервалов s = 3.32lg(N)+1 = 3.32lg(135)+1 = 8.07 = 8 (округление до целого)
Ширина интервала D = (R(max) – R(min))/s = (33 – 17)/8 = 2 мОм
в) Середины интервалов 17.5, 19.5, 21.5…

Из диаграммы видно, что кривая распределения несимметричная, с т.н. «тяжелым хвостом». Поэтому среднее арифметическое по всем 140 замерам равно 24.9 мОм.

Если отбросить первые 8 замеров, пока контакты «притирались» друг к другу, то 23.8 мОм. Ну а медиана (центр распределения, средневзвешенное значение) чуть больше 22…
Вы можите выбрать любой из способов оценки величины R. Ибо распределение несимметричное и поэтому ситуация неоднозначная***:
21 мОм (мода на гистограмме №1),
21.5 мОм (мода на гистограмме №2),
22 мОм (медиана),
23.8 мОм (среднее арифметическое с поправкой),
24.9 мОм (среднее арифметическое без поправки).
***Примечание. В случае асимметричного распределения в статистике мягко рекомендуют использовать медиану.

Но при любом выборе окажется, что R больше [предельно допустимых для живого, здорового, хорошо заряженного аккумулятора] 20 мОм.

У меня просьба к читателям: повторить данный эксперимент на своем экземпляре измерялки внутреннего сопротивления типа Lii-500 (Опусы и т.п.). Только не менее 100 раз. Составить табличку и нарисовать гистограмму распределения для какого-нибудь аккумулятора с известным даташитом. Аккумулятор должен быть заряжен не обязательно до упора, но близко к тому.
Если Вы догадаетесь подготовить контактирующие поверхности — зачистить, обезжирить (чего не сделал автор), то разброс между измерениями будет поменьше. Но он все равно будет. И заметный.

3. Кто виноват и что делать?

Далее возникает два закономерных вопроса:
1) Почему показания так скачут?
2) Почему внутреннее сопротивление «шоколадки», найденное с использованием любого из вышеперечисленных критериев, всегда оказывается больше граничной величины 20 мОм?

На первый вопрос есть простой ответ (известный многим): сам способ измерения малых по величине R в корне неверный. Ибо используется двухконтактная (двухпроводная) схема подключения, чувствительная к ПСК (переходному сопротивлению контактов). ПСК по величине сравнимо с измеряемым R и «гуляет» от замера к замеру.
А мерить надо четырехконтактным (четырехпроводным) способом. Именно так и написано во всех ГОСТах. Хотя нет, вру – не во всех. Вот в ГОСТ Р МЭК 61951-2-2007 (крайний по Ni-MeH) это есть, а в ГОСТ Р МЭК 61960-2007 (по Li) этого нет***. Объяснение сему факту весьма простое – просто забыли упомянуть. Или не посчитали нужным.
***Примечание. Современные российские ГОСТы по ХИТ являются переведенными на русский язык международными стандартами IEC (International Electrotechnical Commission). Последние хоть и носят рекомендательный характер (страна может их принимать или не принимать), но будучи принятыми, становятся национальными стандартами.
Под спойлером – куски ГОСТов, упомянутых выше. То, что относится к измерению внутреннего сопротивления. Полные версии этих документов можите качнуть из облака (ссылка в начале обзора).

Измерение внутреннего сопотивления ХИТ. Как оно должно выполнятся. Из ГОСтов 61960-2007 (для Li) и 61951-2-2007 (для Ni-MeH)

Кстати, под спойлером находится ответ на второй вопрос (почему на Lii-500 получается R>20 Ом).
Вот место из даташита LG INR18650HG2, где упомянуты эти самые 20 мОм:

Обратите внимание на выделенное красным. LG гарантирует внутреннее сопротивление элемента не более 20 мОм, если оно измерено на частоте 1 кГц.
Описание того, как это должно делаться – посмотрите под спойлером выше: пункты «Измерение внутреннего сопротивления методом a.c.».
Почему выбрана частота 1 кГц, а не другая? Не знаю, так договорились. Но резоны, наверное были. В следующем разделе этот момент будет рассмотрен очень подробно.
Более того, во всех даташитах ХИТ щелочного типа (Li, Ni-MeH, Ni-Cd), которые мне приходилось листать, если и было упомянуто внутреннее сопротивление, то оно относилось к частоте 1 кГц. Правда, бывают исключения: иногда есть и про измерения на 1 кГц, и на постоянном токе. Примеры под спойлером.

Из даташитов LG 18650 HE4 (2.5Ah, ака «банан») и «розового» Samsung INR18650-25R(2.5Ah)

LG 18650 HE4

Samsung INR18650-25R

Устройства типа YR1030/YR1035 позволяют произвести измерения R (точнее — полного импеданса) на частоте 1 кГц.
R(a.c.) данного экземпляра LG INR18650HG2 ~15 мОм. Так что все нормально.

А на какой частоте все это происходит в рассматриваемых «продвинутых» зарядках-тестилках? На частоте, равной нулю. Это упомянутое в ГОСТах «Измерение внутреннего сопротивления методом d.c.».
Причем, в зарядках-тестилках сие реализовано не так, как описано в стандартах. И не так, как это реализовано в диагностическом оборудовании у разных фирм-изготовителей (CADEX и им подобные). И не так, как это рассмотрено в научных и околонаучных исследованиях по этому поводу.
А «по понятиям», известным только производителям тех самых тестилок. Читатель может возразить: да какая разница как мерить? В результате получится одно и то же… Ну, там, погрешностью, плюс-минус… Оказывается разница есть. И заметная. Об этом будет коротенько в разделе 5.

Главное, что нужно осознать и с чем смириться:
а) R(d.c.) и R(a.c.) – это разные параметры
б) всегда выполняется неравенство R(d.c.)>R(a.c.)

4. Почему внутреннее сопротивление ХИТ на постоянном токе R(d.c.) и переменном токе R(a.c.) разные?

4.1. Вариант №1. Самое простое объяснение

Это даже не объяснение, а как бы констатация факта (взято у Тагановой).
1) То, что измеряется на постоянном токе R(d.c.) – это сумма двух сопротивлений: омического и поляризационного R(d.c.) = R(о) + R(pol).
2) А когда на переменном, да еще на «правильной» частоте 1 кГц, R(pol) исчезает и остается только R(о). То есть, R(1 кГц) = R(о).
По крайней мере, на это хочется надеяться экспертам МЭК, Алевтине Тагановой, а также многим (почти всем), кто измеряет R(d.c.) и R(1 кГц). И путем нехитрых арифметических действий получает R(о) и R(pol) по отдельности.
Если такое объяснение Вас устраивает, то часть II (оформлена как отдельный обзор) можете не читать.

Внезапно!
…
По причине ограничения объемов обзоров на Муське разделы 4 и 5 были вынесены в отдельный «обзор». Ну, типа, «Приложение».
…
6. YR1035 как вольтметр

Эта дополнительная опция присутствует во всех приличных устройствах такого рода (battery analyzer, battery tester).
Было проведено сравнение с Fluke 287. Приборы имеют примерно одинаковое разрешение по напряжению. У YR1035 даже немного больше — 100 тыс отсчетов, а у Флюка — 50 тыс.

В качестве источника постоянной разности потенциалов выступал ЛБП Corad-3005.

Полученные результаты – в табличке.

Совпадение до пятой значащей циферки. Забавно. На самом деле, такое единодушие у двух приборов, калиброванных на противоположных концах света, встретишь не часто.
Решил слепить коллаж на память:)

7. YR1035 как омметр

7.1 Тестирование на «больших» сопротивлениях

Из того, что нашлось, был слеплен импровизированный «магазин сопротивлений»:

К которому поочередно подключались YR1035 и Флюк:

Родные монструозные щупы Флюка был вынужден заменить на более подходящие ситуации, ибо с «родными» даже «дельту» выставить весьма проблематично (ввиду ихней обрезиненно-защищенности ~~по 80 уровню~~ 600В+IV класс — жуть, короче):

Получилась вот такая табличка, расширенная и дополненная:

Ну, что я могу сказать.
1) Пока следует обратить внимание на результаты, полученные Mooch
2) По поводу того, что было получено датчанином на малых сопротивлениях: судя по всему, с установкой нуля на YR1030 у него получилось не очень – причины будут объясненены ниже.
Кстати, из нордически скупого обзора датчанина непонятно:
— измерения сопротивления каких объектов он проводил?
— как он это делал, имея на руках стандартную коробку от Vapcell с приборчиком, писулькой на ломанном английском и «4 terminal probes» = две пары Pogo pins? Фото из его обзора:

7.2 Проверка на проводнике с сопротивлением ~5 мОм

Как же обойтись без классики жанра: определения сопротивления одиночного проводника по закону Ома? Да никак. Это — святое.

В качестве подопытной выступила медная жила в синей изоляции диаметром 1.65 мм (AWG14=1,628 мм) и длиной 635 мм. В целях удобства подключения она была загнута в нечто меандроподобное (см. фото ниже).
Перед измерением на YR1035 ~~был выставлен ноль~~ была сделана компенсация R (длинное нажатие на кнопку «ZEROR»):

Закорачивание в случае щупов Кельвина более надежно делать так, как показано на фото, а не «друг не дружку». Ну, это в случае, что они такие же простецкие как в данном комплекте, а не золоченые.
Не удивляйтесь, что в результате не получилось выставить 0.00 мОм. На YR1035 0.00 мОм — это бывает крайне редко. Обычно получается от 0.02 до 0.05 мОм. И то, после нескольких попыток. Причина непонятна.

Далее цепь была собрана, измерения сделаны.

Интересно, что в качестве точного вольтметра (замер падения напряжения ΔU на жиле) выступал сам YR1035 (см. предыдущий пункт: YR1035 как вольтметр — тот же Флюк, но с разрешением побольше). Источником служил ЛБП Corad-3005 в режиме стабилизации напряжения (1 В).
По закону Ома
R(эксп) = ΔU(YR1035)/I(Fluke) = 0.01708(В)/3.1115(А) = 0.005489 Ом = 5.49 мОм
При этом YR1035 показал
R(YR1035) = 5.44 мОм
Так как на «ZEROR» было 0.02 мОм, то
R(YR1035) = 5.44 — 0.02 = 5.42 мОм
Разность
R(эксп) – R(YR1035) = 5.49 — 5.42 = 0.07 мОм
Это отличный результат. Сотые мОм на практике врядле кому интересны. А верно показанных десятых – уже хватит выше крыши.

Полученный результат неплохо согласуется со справочными данными отсюда.

По их мнению 1 м жилы AWG14 из «правильной» электротехнической меди должен иметь сопротивление 8.282 мОм, а значит данный образец должен был дать R(эксп) ~ 8.282×0,635 = 5.25 мОм. А если ввести поправку на реальный диаметр 1.65 мм, то получается 5.40 мОм. Забавно, но полученные на YR1035 5.42 мОм ближе к «теоретическим» 5.40 мОм, чем то, что получено по «классике». Может, цепь «по классике» чуток кривовата? В следующем пункте это предположение будет проверено.
Кстати, в табличке указано, что на жиле такого диаметра не нужно боятся происков скин-эффекта до частоты 6.7 кГц.
Для тех, у кого не было курса общей физики в вузе:
1) про скин-эффект на Вики
2) скин-эффект наглядно на видео

7.3 Проверка адекватности цепи проверки

Да, и такое бывает. «Проверка проверки» — звучит смешно (типа «справка, о том что выдана справка»). Но куда деваться…

В предыдущем пункте было сделано неявное предположение, что цепь, собранная по з-ну Ома, дает несколько более верную оценку величины сопротивления жилы и разность 0.07 мОм есть следствие большей погрешности YR1035. А вот сравнение с «теоретической» табличкой говорит об обратном. Так какой же способ замера малых R более корректен? Это можно проверить.
У меня есть пара высокоточных шунтов FHR4-4618 DEWITRON 10 mOhm (даташит)

На относительно небольших токах (единицы ампер) эти резисторы имеют относительную погрешность не превышающую 0.1%.
Схема подключения такая же как в случае медной жилы.
Подключение шунтов четырехпроводное (ибо это единственно правильно):

Замеры 1 и 2 экземпляров FHR4-4618:

Расчет сопротивлений по закону Ома R(1, 2) = ΔU(YR1035)/I(Fluke).
образец №1 R(1) = 31.15(мВ)/3.1131(А) = 10.006103… = 10.01 мОм (округление до 4-ой значащей цифры)
образец №2 R(2) = 31.72(мВ)/3.1700(А) = 10.006309… = 10.01 мОм (округление до 4-ой значащей цифры)
Все очень хорошо сходится. Жалко, что ΔU не могло быть измерено с 5 значащими цифрами. Тогда бы можно было с полным правом констатировать, что шунты практически идентичны:
R(1) = 10.006 мОм
R(2) = 10.006 мОм

А что же кажет YR1035 на тех шунтах?
А он показывает в основном*** такое (что на одном, что на другом):

Так как в режиме компенсации опять было получено 0.02 мОм, это R = 10.00 мОм.
Де-факто, это удивительное совпадение с замерами шунтов «по Ому».
Что не может не радовать.
***Примечание. После компенсации (0.02 мОм) было сделано по 20 независимых замеров на каждом из шунтов. Затем YR1035 был выключен, включен, сделана компенсация (опять получилось 0.02 мОм). И опять было сделано по 20 независимых замеров. На первом шунте почти всегда получается 10.02 мОм, иногда — 10.03 мОм. На втором — почти всегда 10.02 мОм, иногда — 10.01 мОм.
Независимые замеры: подключил крокодилы — измерение — снял крокодилы — пауза 3 секунды — подключил крокодилы — измерение — снял крокодилы — … и т.д.

7.4 По поводу компенсации R

По поводу зажимов Кельвина — см. пункт 7.2.
С другими способами подключения компенсация более заморочна. А в случае холдера, менее предсказуема в смысле получения желаемого результата.

А. Самый тяжелый случай – это компенсация R кроватки-холдера. Проблема в совмещении центральных игольчатых электродов. Компенсация выполняется (как правило) в несколько этапов. Главное попасть-таки в диапазон меньше 1.00 мОм Но и при R < 1.00 мОм, если прибор после состыковки показывает нечто больше 0.30 мОм, то окончательная компенсация до 0.02… 0.05 мОм часто не происходит. В конце-концов путем многократных попыток (… сомкнул электроды – долгое нажатие «ZEROR» – разомкнул – долгое нажатие «ZEROR» – …) удается-таки добиться желаемого

Б. В случае 2-х пар Pogo pins я долго не мог понять как же делать их компенсацию
более-менее предсказуемо. В описании одного из лотов на Али продавец показал фото где пары электродов перекрещены. Естественно, это оказалось дезой. Потом догадался перекрещивать по цветам: белый с белым, цветной с цветным. Стало на порядок лучше. Но полностью предсказуемо попадать в диапазон 0.00 – 0.02 мОм я стал после того как придумал и освоил способ 80-го уровня:
— точно совместить зазубренные торцы электродов (белый с белым, цветной с цветным) и нажать навстечу друг другу, до упора

— дождаться появления циферок на экранчике
— передвинуть пальцы одной руки на область контактов и плотно сжать, а пальцем другой руки сделать продолговатое нажатие «ZEROR» (без освобождения второй руки это врядле получится, ибо кнопки в приборчике весьма тугие)

8. Амплитуда и форма тестового сигнала

Из обзора датчанина: вот какой тестовый сигнал у Vapcell YR1030:
— классическая чистая гармоника (синус)
— размах 13 мВ (если кто подзабыл — это величина, равная разности между наибольшим и наименьшим значениями напряжения).

То, что показано на картинке у датчанина, это прямо-таки классика метода спектроскопии электрохимического импеданса (см. часть II обзора): амплитуда не более 10 мВ + чистая синусоида.
Решил проверить. Благо, простенький осциллограф есть в наличии.

8.1 Первая попытка — мимо кассы. Затупил.

Перед замерами у осциллографа:
— сбросил настройки на заводские
— дал прогреться 20 мин.
— запустил автоматическую калибровку
— запустил автонастойку
— сделал проверку щупа — на 1х идеальный меандр 1 кГц
Затем подключил YR1035 через зажимы Кельвина к щупу DSO5102P.
Напрямую, без резистора или батарейки.

В итоге: 6 режимом —> 2 формы кривых.

В мурзилках для начинающих радиолюбителей можно найти простейшие объяснения как такое могло получится.
Слегка искаженный меандр:

Сигнал 2-ой формы может быть получен наложением на синусоиду 1 кГц синусоиды 5 кГц с амплитудой в 10 раз меньшей:

В режимах измерения сопротивления до 2 Ом размах колебаний 5.44 В.
Ежели больше 2 Ом или «Авто» – 3.68 В.
[А должно быть на 3 (три) порядка меньше!]

Снял видео: как осциллограммы изменяются при переходе из одного режима в другой (по кругу). На видео картинка меняется на экране осциллографа с замедлением в 32 раза относительно режима «прям тут же на экран», т.к. выставлено усреднение после захвата и получения 32 кадров (осциллограмм). Сначала ставится карточка верхнего предела режима, потом слышен щелчек — это я YR1035 переключил на этот режим.

Врядли датчанин взял свою мелкоамплитутную синусоиду с потолка. Относится небрежно к некоторым моментам он может, но что бы дезинформировать — ни разу не замечал.
Значит, я что-то делал не так. Но что?
Ушел думать. Через пару недель осенило.

8.2 Вторая попытка — вроде получилось. Но куда как заморочнее, чем ожидалось.

Мысли вслух. Такое ощущение, что то, что я наснимал не есть тестовые сигналы. Это как бы «сигналы обнаружения». А тестовые — это синусоиды с малым размахом. Тогда другой вопрос — а почему в разных режимах они отличаются? Как по форме, так и по амплитуде?

Ну да ладно, будем мерить.
Перед замерами у осциллографа (опять-таки):
— сбросил настройки на заводские
— дал прогреться 20 мин.
— запустил автоматическую калибровку
— запустил автонастойку
— сделал проверку щупа — на 1х идеальный меандр 1 кГц
Затем подключил YR1035 через зажимы Кельвина и щупы DSO5102P к сопротивлению 0.2 Ом из «магазина сопротивлений» (см. п. 7.1). Во всенародно любимом режиме работы осциллографа AUTO можно увидеть вот такую картинку:

Да и то, если догадаться выставить правильную горизонтальную развертку, в районе килогерца. В противном случае — совсем каша.
Что делать дальше — знает любой не шибко продвинутый пользователь осциллографа.
Лезу в настройки канала и выставляю ограничение по высокой частоте «20».«20» означает 20 МГц. Было бы здорово, если бы было на 4 порядка меньше — 2 кГц. Но, несмотря ни на что, и это уже помогло:

На самом деле, все значительно лучше, чем то, что на фото. Большую часть времени сигнал тот, что на фото жирный. Но иногда, несколько раз в минуту начинает «подтраивать» в течении 1-2 сек. Именно этот момент и пойман.
Потом жму кнопку ACQUIRE, чтобы настроить параметры выборки. Real Time [В реальном времени] —> Average [Среднее] —> 128 (усреднение по 128 картинкам).

Такое жесткое «шумоподавление» нужно только на очень мелких сопротивлениях. На 22 Ом в принципе уже хватает усреднения по 4-8 осциллограммам, ибо уровень полезного (тестового) сигнала на порядок больше.

Далее — кнопка MEASURE и необходимая информация в правой части экрана:

Аналогичным образом сделаны замеры для 5 и 22 Ом

Больше всего крови попил кусок провода 5.5 мОм, фигурировавший в п. 7.2.

Долго ничего не получалось, в конце-концов удалось получить нечто такое:

На текущее значении частоты не обращайте внимания: она там меняется каждые 1-2 сек, причем скачет в интервале от 800 Гц до 120 кГц

Что в сухом остатке:

Сопротивление (Ом) — размах тестового сигнала (мВ)
0.0055 — 1.2-1.5
0.201 — 2.4-2.6
5.00 — 5.4-6.2
21.8 — 28-32
Амплитуда медленно «гуляет» вверх-вниз.

9. Меню настроек

Меню настроек на китайском. Переключение на любой другой язык отсутствует как класс. Хорошо, что хоть оставили арабские циферки и английские буковки, обозначающие размерности величин.:). Внятного перевода на английский и, тем паче, великий и могучий я нигде не нашел, поэтому ниже привожу свой вариант. Думаю, он подойдет и для YR1030.
Что бы войти в меню настроек нужно при включенном приборе сделать короткое нажатие на кнопку «POWER» (ежели жать долго, то выскочит менюшка подтверждения выключения устройства). «правильный» выход из режима настроек в режим измерений – кнопкой «HOLD» (исключение. если курсор на разделе №1, то можно выйти любым из двух способов: и нажатием на кн. «POWER», и нажатием на кн. «HOLD»)
В меню 9 разделов (см. табл. ниже).
Перемещение по разделам:
– вниз, кн. «RANGE U» (по кругу)
– вверх, кн. «RANGE R» (по кругу).
Вход в настройки раздела — кнопкой «POWER»
Повторное нажатие «POWER» возвращает в главное меню — БЕЗ СОХРАНЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ, сделанных пользователем!
Чтобы ИЗМЕНЕНИЯ СОХРАНЯЛИСЬ — выходить из раздела в список разделов только кнопкой «HOLD»!
После входа в раздел появляются изменяемые параметры и назначение кн. «RANGE R» меняется – она работает только на повышение значения величины (но по кругу).
Кн. «RANGE U» перемещает выделение по изменяющимся величинам только вниз (но по кругу).
К счастью, разделы пронумерованы, поэтому пользование табличкой, которую я сляпал на скорую руку, не должно вызывать затруднений. В нек. пунктах я так и не разобрался, но лезть туда без крайней нужды, наверное, и не следует. Прибор и так работает.

10. Потроха

Прибор разбирается элементарно. Передняя панель держится на 4 саморезах. Управляющая плата с экранчиком закреплена тоже на 4 саморезах (более мелких).

Еще несколько фото

Маркировки всех микросхем затерты. Экранчик снимать не рискнул. Под экранчиком просматриваются еще 2-3 микросхемы.

Вот что внутри Vapcell YR1030 из обзора от Mooch

Более подробные фото внутренностей Vapcell YR1030 есть в обзоре от HKJ. Желающие могут сравнить.

11. Питание

Вскрытие показало, что за питание устройства отвечает припаянный литий-ионный элемент типоразмера 18300 (900 мАч).

Зарядка идет через обычный micro-USB порт. Алгоритм стандартный, двухэтапный CC/CV. Максимум потребления ~0.4-0.5 А. Отсечка по току на заключительном этапе CV происходит при 50 мА. В этот момент разность потенциалов на элементе питания составляет 4.197 В. Сразу после отключения заряда, напряжение падает до 4.18 В. Через 10 минут составляет около 4.16 В. Это хорошо известное явление, связанное с поляризацией электродов и электролита при заряде. Наиболее ярко выражено у аккумуляторов малой емкости. У HKJ есть пара исследований по этому поводу.
После включения прибора, под нагрузкой, добавляется еще небольшая просадка:

Внутреннее сопротивление своего элемента питания на 1кГц YR1035 оценивает как 86 мОм. Для недорогих китайских 18300 эта цифра вполне обычна. Гарантию того, что полученный результат на 100% корректен я дать не могу, так как аккумулятор не был отсоединен от устройства.
Один момент ~~вызывает раздражение~~ ~~маленько бесит~~ вызывает удивление: прибор выключен, ставишь на зарядку – он включается. А смысл?

12. Интерфейсы подключения к исследуемому объекту

Долго думал, как озаглавить сей пункт. И получилось вот так пафосно.
Понятно, что объектом изучения может быть не только батарейка или аккумулятор, но сейчас речь будет идти именно об оных. То есть использование прибора по прямому назначению. Во всех трех случаях используются одинаковые провода в мягкой «силиконовой» изоляции и примерно одинаковой длины — от 41 до 47 см. Через увеличительное стекло удалось-таки разобрать, что они «20 AWG», «200 гр.С», «600 V», силиконовые (все это относится к изоляции) и название производителя из 2-х незнакомых слов.

12.1 Зажимы (крокодилы) Кельвина

Самый простой и удобный способ подключения, но практически неприменим для «обычных» цилиндрических ХИТ. Я пробовал на незащищенных 18650 притыкать так и сяк – ничего не получилось. Кстати, что бы измерение R произошло, губки крокодилов надо хоть немного развести… Циферки на экранчике скачут и летают в пределах 1-2 порядков.
Зато измерения всего, что имеет вывод в виде провода или пластины – одно удовольствие (практические примеры см. выше). Наверное, это очевидно для всех.

12.2 Щупы Pogo pins

Лучшие результаты по установке нуля, как по качеству, так и по предсказуемости. Если делать так, как было описано выше (п.7.4), напомню:

Предназначены для экспресс-измерений. Хорошо подходят для ХИТ с относительно широкими плоскими катодами (+).

Хотя, при желании, можно исхитриться и сделать замер того же Энелупа АА. По крайней мере, у меня такое несколько раз получилось. Но не с первого раза. А вот с Энелупом ААА такой номер не прошел. Поэтому в «джельтменском наборе» присутствует т.н. кроватка-держатель (не знаю, как ее назвать по другому, более наукообразно).

12.3 Кроватка-держатель (холдер) или кроватка Кельвина BF-1L
Штука весьма специфическая и относительно дорогая. На момент получения сабжа у меня уже валялось пара точно таких же. Купил осенью прошлого года назад на fasttech.com по цене 10.44 $/шт (включая доставку). Тогда на Али их не было, после НГ появились и на Али. Имейте ввиду, что они бывают двух размеров c ограничением по длине цилиндрического ХИТ: до 65 мм и до 71 мм. Холдер под бОльший размер имеет в конце названия букву «L» (Long). И холдеры с Фаста, и сабжевый как раз размера «L».

Такие держатели на Фасте были куплены не случайно: была идея заменить (подсмотрел у датчанина HKJ) колхозно переделанный зажим из Леруа на эту самую «кроватку»:

В дальнейшем оказалось, что покупка была преждевременной. На четырехпроводные замеры кривых заряд-разряд для ХИТ я так и не перешел. А «кроватка Кельвина» оказалась той еще штучкой в смысле юзабилити. Скажем так: люди, которые ее придумали, изначально предполагали, что рук у человека три. Ну, или в процессе установки ХИТ в холдер участвуют 1.5 человека. Кстати, неплохо подошла бы шимпанзе – у нее на одну хваталку даже больше чем надо. Конечно, в принципе можно приловчиться. Но часто получается сикось-накось (см. фото этого холдера со вставленным аккумулятором в конце раздела 3). Если же катод у элемента небольшой, то надо не заниматься ерундой, а подкладывать что-нибудь снизу. Начиная с обыкновенной бумаги:

В смысле ограничения по диаметру элемента – теоретически оно вроде как есть, но на практике я пока не сталкивался. Вот, к примеру, измерение на элементе типоразмера D:

Размеры пластины катода позволяют приткнуть элемент к щупам в нижней части пластины и осуществить замер.
Кстати, и подкладывать снизу ничего не нужно.;)

13. Заключение

Прибор YR1035 в целом приятно удивил. Все, что от него требуется он «может» и даже с конкретным запасом как по чувствительности (разрешающей способности), так и по качеству измерений (очень малая погрешность). Порадовало, что к процессу улучшайтинга китайцы подошли неформально. YR1030 ни по одному параметру не лучше YR1035, кроме цены (разница несущественна – несколько баксов). В то же время YR1035 по ряду пунктов явно превосходит предшественника (см. начало обзора и фото внутренностей).

Про конкурентов
1) Вот, к примеру, есть такое:

В мирУ — SM8124 Battery Impedance Meter. На всяко-разных электронных площадках и в китайских магазинах этого добра выше крыши.
Вот микрообзоры: ТЫЦ и ТЫЦ. Это оранжевое чудо сливает по всем пунктам YR1035, не имеет установки нуля (компенсации), способ подключения к ХИТ только один («пого-пинс»), обладает забавным свойством подыхать, если перепутать плюс и минус при подключении к ХИТ (о чем написано даже в инструкции). Но счастливые обладатели утверждают, что на 5В ничего страшного не происходит. Наверное надо по-больше… В ветке eevblog.com по этой штуке датчанин печально заявляет: «I have one of these, but it is dead. I do not know why (I have not looked inside it).»
Кстати, к переполюсовке YR1030 и YR1035 относятся совершенно равнодушно: просто показывают разность потенциалов с минусом. А измеренное значение импеданса от полярности никак не зависит.

2) На Тао есть гибрид YR1030 и YR1035 няшного вида:

Был и на Али. Сейчас вроде как нет.

3) Более серьезные приборы (battery analyzer, battery tester) так же работающие на одной фиксированной частоте 1 кГц… цены начинаются от килобакса: настольный вариант, промышленный вариант.
Чем же они интереснее?
Скажем так: некоторыми полезными ньюансами.
И главный момент — это разделение общего импеданса на Z на Z’ и Z’’. Явное или неявное (более адаптированное для конечного пользователя). Это и хорошо, и правильно.
Только от главной проблемы устройств подобного рода они, к сожалению, не избавлены — измерение Z (даже с разделением на Z’ и Z’’) при фиксированной частоте 1 кГц — это своего рода «стрельба в темную». То, что 1 кГц получила благословение во всех рекомендациях МЭК (ставших в последствии стандартами) не меняет сути. Для понимания этого момента желательно прочитать часть II данного опуса. И не по диагонали, насколько это возможно.

Всех благ.

— Ремарка от 22.05.2018
Обзор огромен и в процессе верстки.
Внезапно обнаружил у датчанина обзор YR1035. Как минимум с месяц назад его не было точно.
По YR1035 вообще ничего не было месяц назад в И-нете. Кроме одного лота на Али и одного на Тао. А теперь на Али уже штук 6-7 лотов и появился-таки краткий обзор.
Ну, что же, будет с чем сравнить.

Можно ли проверить аккумулятор мультиметром

Недавно я столкнулся с проблемами с аккумулятором — машина не заводится.
Аккумулятор я купил новый, но все же захотел проверить машину — а вдруг утечка где есть. Захотеть-то — захотел, но как это сделать? Нашел в интернете я информацию и решил поделиться со всеми.
Для этого нам понадобится мультимер.
Самый распространенный и недорогой выглядит примерно так:

Для понятности я нашел картинку, где расписаны все значения мультиметра

Итак, приступим.
1) Замер напряжения аккумулятора
Для измерения напряжение с помощью мультиметра, необходимо включить его в режим измерения постоянного напряжения, при этом диапазон установить выше максимального значения напряжения на заряженном аккумуляторе, заряженный аккумулятор имеет около 12,7 вольт, поэтому выбираем — DCV, 20 вольт. Далее нужно подключить черный щуп мультиметра на минус аккумулятора, красный щуп на плюс АКБ и снять показания с дисплея мультиметра.

Теперь перейдем к утечке тока.
В любой машине есть минимальный ток утечки (порядка 50-80мА.)
Охранная сигнализация обычно потребляет около 20–25 мА, память контроллера системы впрыска – 5 мА, память магнитолы – 3 мА, так же потребляет ток приборка и блок центрального замка. В итоге получается около 60мА. С такими затратами тока аккумулятор прослужит несколько лет, не подводя хозяина.
Но если утечка тока составляет больше чем 60-80мА, тогда аккумулятор будет быстро садится.

2) Замер утечки тока
Для начала нужно Мультиметр поставить в режим измерения тока на 10 или 20 Ампер.

Как определить утечку тока в разрыв массы:
Снимаем «-» клемму с АКБ
Один из провод амперметра подключаем к «-» АКБ
Другой на снятый провод (полярность на цифровом мультиметре не имеет значения)

Как определить утечку тока в разрыв плюса:
Отключите плюсовую клемму от аккумулятора
Подключите амперметр минусовой клеммой — к контактной клемме автомобиля
Плюсовой клеммой — к АКБ

Технология определения утечки тока:
Подготовьте автомобиль к тестированию (отключите магнитолу, габариты, освещение в салоне и т.д.)
Через минуту подключите амперметр в разрыв цепи и снимите показания (особенность автосигнализаций такова, что они становятся на охрану не раньше чем через минуту)
Как увидели на амперметре ток утечки, то начинаем вытаскивать и ставить обратно по порядку предохранители и реле — станет понятно какая цепь дает утечку, когда ток придет в норму.

Надеюсь моя запись поможет кому-то и избавит от необходимости листать интернет в поисках информации.
Здесь рассмотрены только основные моменты работы с мультиметром и аккумулятором авто. А возможности мультиметра очень обширны, не зря его назвали МУЛЬТИ, что значит много.

Мультиметр является многофункциональным устройством для измерения различных параметров электрического тока, поэтому с его помощью может быть произведена и проверка заряда аккумулятора. Для выполнения данной работы можно использовать различные виды мультиметров. Стоимость изделия не имеет значения, главное чтобы цифровой или аналоговый измерительный прибор был в исправном состоянии. О том как проверить аккумулятор мультиметром будет рассказано далее.

Какие параметры можно проверить?

С помощью мультиметра можно измерить напряжение с высокой точностью. По величине электрического напряжения можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или элемент необходимо зарядить постоянным током.

С помощью мультиметра, можно проверить напряжение не только кислотных аккумуляторов, но и элементы питания сотовых телефонов. Чтобы проверить мобильник на величину заряда батареи, прибор переводится в режим измерения постоянного тока до 20 В. В этом режиме цифровой прибор, позволяет измерить напряжение, с точностью до сотых долей вольта.

Аккумулятор шуруповёрта, также можно легко проверить мультиметром. Номинальное напряжение прибора, в данном случае, можно узнать из документации электроинструмента, и если напряжение меньше этого значения, то батарею необходимо зарядить.

Ёмкость аккумулятора также можно проверить мультиметром. Для этой цели можно воспользоваться несколькими способами.

Проверить с помощью мультиметра можно утечку тока. Если необходимо измерить данный параметр на автомобиле, то кроме утечки тока на корпус, проверяется и утечка в бортовой сети автомобиля.

Таким образом можно предотвратить быстрый разряд АКБ и повысить её эксплуатационный ресурс.

Как измерить напряжение

Если необходимо проверить только аккумуляторного напряжения, то мультиметр переводится в режим DC. Если нужно проверить источник электроэнергии, напряжение которого не превышает 20 вольт, то в данном секторе переключатель режимов устанавливается в положение 20 В.

Затем чёрный щуп мультиметра следует присоединить к минусовой клемме, а красный — к плюсу АКБ, на дисплее устройства, в этот момент, будет показано напряжение постоянного тока.

Обычно, исправный и полностью заряженный автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12,7 В. Если при таком напряжении плотность электролита находится в норме, то источник электроэнергии может быть использован по назначению.

Аналогичным образом измеряется напряжение литий-ионных батарей сотовых телефонов, а также щелочных или гелевых батарей, которые применяются для запуска двигателей различной мототехники, дизельных генераторов и иных устройств, для начала работы которых, необходим определённый заряд электричества.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Проверить внутреннее сопротивление

Чтобы проверить АКБ на исправность с помощью мультиметра, требуется измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Проверить работоспособность источника питания можно с применением мультиметра и мощной лампочки на 12 В. Проверить батарею необходимо в такой последовательности:

Лампа 12 В подключается к АКБ.
Спустя несколько секунд свечения лампы, замеряется напряжение на клеммах батареи.
Лампа отключается, и напряжение снова замеряется.

Если разница измерения не превышает значения 0,05 В, то аккумулятор находится в исправном состоянии.

В том случае, когда значение падение напряжения больше, внутреннее сопротивления источника питания будет выше, что косвенно будет обозначать значительное ухудшение технического состояния аккумулятора.

Таким образом удаётся довольно точно проверить источник электроэнергии на исправность.

Как проверить ток утечки

Аккумулятор может самостоятельно разряжаться, даже в том случае, когда его клеммы не подключены к потребителям электроэнергии. Величина саморазряда указывается в документации к аккумулятору и является естественным процессом. Особенно заметно потеря электроэнергии может наблюдаться в кислотных АКБ.

Дополнительно к естественным утечкам электрического тока, в цепи могут быть участки, которые находятся во влажном состоянии или с истончённой изоляцией. В этом случае, даже в момент, когда все потребители электроэнергии находятся в выключенном состоянии, происходит дополнительная утечка тока, которая может привести к полному разряду батареи, а в некоторых случаях, и к возгоранию повреждённого места.

Особенно, такое явление может быть опасно в бортовой сети автомобиля, у которого отрицательным проводником является весь кузов и агрегаты, на которых может находиться достаточное количество огнеопасных веществ для образования открытого пламени даже от небольшой искры или электрической дуги.

Чтобы выявить, такое «несанкционированное» расходование электричества, необходимо выключить зажигание автомобиля, а также отключить устройства работающие в «дежурном режиме», например магнитолу и сигнализацию.

Измерить силу тока на аккумуляторе с помощью мультиметра, можно только в том случае, если измерительный прибор переведён в режим измерения силы тока, обозначенный значком «10 А». Для этого круговой переключатель переводится в соответствующий режим, а красный штекер в гнездо обозначенное знаком «10 ADС».

Красный щуп мультиметра соединяется с «+» аккумулятора, а чёрный, с отсоединённой клеммой. В этот момент должны полностью отсутствовать какие-либо показания прибора. Если мультиметр покажет любое значение, то ток утечки является значительным, и необходимо произвести детальную диагностику бортовой сети автомобиля.

Подобным образом производится замер утечки в других электронных системах. При проведении диагностики следует проявлять осторожность, и при подозрении на значительную утечку электрического тока, которая проявляется искрением при отсоединении или подключении клеммы, от замера тока утечки мультиметром следует отказаться.

Если пренебречь этим правилом, то можно «спалить» прибор, который не рассчитан на проверку больших значений силы тока.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства?

Чтобы для тестера проверка аккумулятора не оказалась последней, необходимо правильно выбрать диагностический режим. Если требуется проверить ампераж, то категорически запрещается это делать без дополнительной нагрузки, которая не должна превышать мощности 120 Вт.

Выбирая режим измерения постоянного тока, следует проявлять осторожность, чтобы по ошибке, не включить мультиметр в режим измерения сопротивления, который находится, в большинстве моделей мультиметров, рядом с положением переключателя для измерения постоянного тока.

Пальчиковые батарейки применяются во многих современных приборах в качестве элементов питания. Хотя внешне эти изделия неотличимы друг от друга, их технические параметры, а также стоимость может существенно различаться. Чтобы не попасть впросак, приобретя изделие с небольшим ресурсом, а то и вовсе нерабочее, следует знать, как проверять эти элементы, и уметь делать это на практике. Пригодится это умение и при проверке батареек, скопившихся дома – если одним из них место на свалке, то другие еще могут послужить в устройствах, не отличающихся мощностью. В этой статье мы разберемся, как проверить батарейку мультиметром, и при какой величине остаточного заряда она может эксплуатироваться в электроприборах.

Проверка заряда без нагрузки

Чтобы выявить полностью неисправные элементы, достаточно произвести простую проверку:

Выбрать режим мультиметра, соответствующий измерению величины постоянного напряжения.
Установить предел измерения, равный 20В.
Приложить щупы прибора к контактам проверяемой батареи и замерить напряжение.
Снять показания тестера.

Если напряжение, показанное при проверке батарейки мультиметром, составляет более 1,35В – аккумулятор исправен и подойдет для работы в любом электроприборе. Если заряд элемента меньше этого уровня, но не ниже 1,2В – его можно использовать в нетребовательных устройствах. При более низком уровне заряда использование батареи невозможно, и она подлежит утилизации.

Для полноты картины такой проверки недостаточно, поскольку она показывает величину напряжения без нагрузки (ЭДС).

В качестве нагрузочного элемента можно использовать обычную лампочку, предназначенную для работы в карманном фонарике. Светодиоды для этого не подойдут из-за слишком малого сопротивления. Объем нагрузки должна составлять от 100 до 200 мА – это самый распространенный показатель для большинства современных электрических изделий средней мощности.

Однако для отбраковки явно непригодных к эксплуатации батареек проверки тестером без нагрузки достаточно. Если прибор показывает менее 1,2В – проверка под нагрузкой бессмысленна.

Проверка электрических батареек мультиметром под нагрузкой

Оставшиеся элементы тестируются повторно. Разберемся теперь, как проверить емкость элемента питания под нагрузкой. Для этого нужно действовать следующим образом:

Соединить щупы мультиметра с контактами тестируемой батареи.
Параллельно подключить нагрузочный элемент и выждать 30-40 сек.
Снять полученный результат.

В зависимости от показаний прибора измеренные элементы нужно рассортировать. Батарейки с остатком 1,1В и менее можно смело отправлять в утиль. Изделия, при проверке которых прибор показал до 1,3В, можно использовать в пультах ДУ. Если же элемент под нагрузкой показывает 1,35В и более – он полностью исправен.

Проверка батареек способом измерения силы тока

Этот метод применяется в отношении новых элементов питания и позволяет оценить их мощность сразу при покупке. Положение мультиметра должно соответствовать постоянному току. Чтобы померить величину заряда на новом аккумуляторе, действовать нужно следующим образом:

Тестер для проверки батареек установить на максимальный предел измерений.
Взять новый элемент и приложить щупы прибора к его контактам.
Через 1-2 сек, после прекращения роста значения тока на индикаторе, щупы нужно убрать.

Нормальный показатель величины тока для новой батарейки должен составлять 4-6 Ампер. Если он составляет 3-3,9 Ампер – это означает, что эксплуатационный ресурс батареи снижен, но элемент подойдет для использования в портативной аппаратуре.

Показания мультиметра в пределах 1,3-2,9 Ампер говорят о том, что в обычных бытовых приборах батарею лучше не использовать, но она может быть установлена в аппараты, потребляющие незначительное количество тока (к примеру, телевизионные или другие пульты ДУ).

Если же величина тока, показываемого тестером, составляет 0,7-1,1 Ампер, то такой элемент способен работать исключительно в приборах с низким энергопотреблением, при этом качество работы аппаратуры снизится. Его можно использовать в «дистанционках», но лишь в том случае, если более качественных элементов под рукой нет.

Наглядно процесс проверки батареек мультиметром на видео:

Полезные советы

Приведем несколько рекомендаций, касающихся использования батареек, а также их утилизации:

Не затягивайте с проверкой и сортировкой скопившихся дома элементов питания. При отсутствии новых батареек или недостаточном их количестве вы сможете при необходимости временно использовать протестированную.
Севшие в бытовом приборе элементы питания необязательно менять полностью. Обычно разряд их наступает неодновременно, и проверка выявит аккумуляторы, которые могут эксплуатироваться дальше.
Не храните дома непригодные к работе батарейки и, тем более, не держите их в корпусе аппаратуры. Зачастую из них вытекает электролит, и это приводит к порче находящихся рядом вещей.

Не пытайтесь как-либо повредить корпус элемента питания – находящаяся в нем жидкость (кислота или щелочь) может попасть на кожу, причинив химический ожог.

Кроме того, использованные батарейки не стоит бросать в мусорные баки. Содержащийся в них электролит вреден для окружающей среды, поэтому элементы питания подлежат утилизации в местах, которые предназначены специально для этой цели.

Заключение

В этом материале мы разобрались, как правильно проверить батарейку мультиметром, а также, в каких приборах можно использовать протестированные элементы питания, исходя из результатов измерений. Как вы могли убедиться, чтобы измерить остаток заряда в батарее, достаточно иметь под рукой домашний тестер и располагать несколькими минутами свободного времени.

измерить напряжение, сопротивление и силу тока

Мультиметр – это комбинированный прибор, совмещающий ряд функций для произведения измерений параметров электрической сети.

О том, как правильно пользоваться мультиметром, пойдет речь в данной статье.

Устройство мультиметра

В минимальном наборе мультиметр, также зачастую называемый тестером, сочетает в себе возможности вольтметра, амперметра, а также омметра.

Тестеры бывают электронными и аналоговыми. Как бы не казались аналоговые приборы пережитком прошлого, но порой их применение оправдано и в наши дни. В частности, они выигрывают при следующих обстоятельствах:

при измерении переменных параметров стрелка устройства в режиме реального времени будет показывать амплитуду колебаний сигнала;
стрелочный тестер способен выявить паразитные пульсации силы тока и напряжения;
для работы цифрового прибора требуется источник питания, аналоговый же требует его только при режиме омметра;
аналоговый тестер может работать при условиях сильных высокочастотных помех, где его электронный собрат не сможет функционировать без должной защиты.

Противовесом вышеизложенному будут служить следующие достоинства цифровых тестеров:

простота конструкции и процесса изготовления;
устойчивость к вибрациям;
легкость эксплуатации и снятия показаний;
самокалибровка.

Стрелочный мультиметр

Итак, самый обычный мультиметр имеет на передней панели экран (жидкокристаллический или стрелочный), ниже которого расположен переключатель диапазонов. Данный переключатель можно установить на один из режимов работы прибора:

OFF– выключенный мультиметр;
AVC – измерение переменного напряжения;
DCV – измерение постоянного напряжения;
DCA– измерение силы постоянного тока;
Ω — измерение сопротивления;
прозвонка сети.

Важно! Некоторые тестеры также оснащены функцией измерения силы переменного тока и иными полезными функциями.

Еще ниже располагаются гнезда для подключения щупов. Последних у прибораимеется два: красный – положительный и черный – отрицательный. Черный щуп всегда подключается к гнезду «COM» («COMMON», «земля»), которое при стандартном расположении трех гнезд вертикально справа является самым нижним. Большинство измерений производится при красном щупе, вставленном в среднее гнездо, в верхнее гнездо его устанавливают, когда необходимо измерять силу тока, находящуюся в диапазоне от 200мА до 10А.

Помимо вышеописанной конфигурации на рынке электротехники можно встретить модели тестеров с горизонтальным расположением гнезд, а также с различным их количеством – от двух до четырех. Четвертое гнездо предназначается для измерения микротоков (менее 200мА).

Произведение измерений посредством мультиметра

Как померить сопротивление мультиметром

Чтобы измерить сопротивление каких-либо элементов электрической цепи, необходимо переключатель мультиметра установить в одно из положений, находящихся в зоне, обозначенной буквой Ω (диапазон измерений изначально может быть любым). После этого щупами одновременно касаемся входов.

Проверка резистора

Если в ходе измерений на табло мультиметра высвечивается «1», «OL» или «OVER», то перемещением переключателя повышаем диапазон измерений; при показаниях прибора «0» требуется понизить диапазон. Точно также можно подобрать требуемую точность производимых измерений.

Как измерить напряжение мультиметром

Учитывая тот факт, что измеряемое напряжение может быть постоянным либо переменным, выставляем переключатель мультиметра в соответствующее положение. Следующим этапом должен быть выбор диапазона измерений. Если с этим возникают трудности, целесообразно установить переключатель на максимальное значение, а затем, исходя из показаний прибора, понизить его до приемлемого уровня.При измерении напряжения щупы тестера подключаются к цепи параллельно.

В частном порядке рассмотрим, как померить напряжение в розетке мультиметром. Для этого выставляем переключатель прибора в положение «750В» зоны AVC и вставляем щупы в отверстия розетки.

Важно! Перед началом обязательно проверьте состояние изоляции щупов и не прикасайтесь при работе к их оголенным частям. В противном случае вы рискуете получить поражение электрическим током.

Маловероятно, что на дисплее прибора вы увидите заветные 220 вольт, в соответствии с ГОСТом, допускается отклонение 10%от номинальной величины в ту или иную сторону.

Теперь вам известно, как мультиметром проверить напряжение в сети 220В.

Как замерить силу тока мультиметром

При отсутствии представления о том, сила тока какого порядка подлежит измерению, рекомендуется установить красный щуп тестера в гнездо для измерения больших токов, чтобы не привести прибор к негодности.

Замер потребляемого тока

Если величина, получаемая в результате измерений, меньше 200 мА, можете смело поменять гнездо для красного щупа с целью получения более точного результата. Из таких же соображений переключатель мультиметра устанавливаем на максимальное значение диапазона, а затем при необходимости идем от большего к меньшему.

Измерение силы тока мультиметром осуществляется при приборе, подключенном последовательное, то есть в разрыв цепи.

Прозвонка электрической сети тестером

Данный режим помогает проверить целостность проводников. Если при касании щупами в данном режиме концов провода, прибор издает звуковой сигнал, значит обрыва на данном участке электрической цепи не имеется.

Кроме того, тестером при режиме прозвонки сети можно определять функциональное назначение жил кабеля, иными словами, отличать, где находятся фазный, нулевой и защитный заземляющий проводники.

Как проверить аккумулятор мультиметром

При помощи тестера можно проверить параметры различных аккумуляторных устройств – от автомобильных до телефонных.

Проверка напряжения

Проверка напряжения аккумулятора посредством тестера позволяет определить уровень его заряда. В частности, для проверки автомобильного аккумуляторного устройства необходимо отсоединить его от электропроводки автомобиля, и, выставив на тестере диапазон работы от 0 до 20 вольт зоны DCV, подсоединить его красный и черный щупы к положительному и отрицательному контакту аккумулятора соответственно.

Проверка аккумулятора

Если последний полностью заряжен, на дисплее тестера вы увидите значение, максимально приближенное к 13 вольтам. При меньших показаниях аккумулятор нуждается в дозарядке, если же тестер показывает напряжение 12 вольт, то аккумулятор практически полностью разряжен и вам необходимо срочно зарядить его. Если вдруг напряжение автомобильного аккумулятора оказалось меньше 11 вольт, значит, данное устройство подлежит замене.

Важно! Для получения достоверных данных необходимо выждать пять-шесть часов после отключения аккумулятора от электропроводки автомобиля и только после истечения этого времени браться за проверку его зарядка тестером.

Проверка емкости

Емкость аккумулятора – важная характеристика, дающая информацию о том, какое количество заряда отдается устройством за определенный промежуток времени при определенном напряжении. Единицы измерения данного параметра – ампер-часы (А*ч). Проверку емкости аккумулятора можно проводить следующими методами:

под нагрузкой;
контрольным разрядом.

При использовании обоих методов аккумулятор должен быть предварительно полностью заряжен.

Нагрузкой для проверки емкости аккумулятора может выступать обыкновенная лампочка накаливания, берущая на себя половину всего его тока. Заметим, что если при подключении она начинает постепенно затухать, то проводить проверку не имеет смысла – аккумулятор неработоспособен.

Итак, к отключенному от генератора аккумулятору подключается нагрузка, под которой прибор должен профункционировать пару минут. Далее нагрузка снимается и к контактам аккумулятора подсоединяются щупы тестера, включенного на режим измерения напряжения.

Исправный автомобильный аккумулятор в результате такого эксперимента должен иметь напряжение более 12,4 вольт, в противном случае срок службы его будет недолгим, вскоре потребуется замена.

Для проверки емкости аккумуляторной батареи таким способом, как метод контрольного разряда, потребуется измерить силу тока мультиметром на аккумуляторе. Предварительно заряженный аккумулятор нагружается таким образом, чтобы сила тока разрядки соответствовала паспортной. В полученную цепь включается тестер при режиме работы амперметра.

Необходимо зафиксировать время, через которое сила тока уменьшится вдвое, и сравнить полученные результаты с данными из паспорта аккумуляторной батареи. Новые устройства достигают указанного момента вскоре после паспортного времени. Если этот момент наступил раньше, ваш аккумулятор теряет свою емкость, а если значительно раньше (например, вдвое быстрее), стоит начать задумываться о замене батареи.

Теперь вы осведомлены не только о том, как работает мультиметр и о расшифровке обозначений на нем, но и разбираетесь в тонкостях того, как пользоваться тестером для измерения напряжения, силы тока, сопротивления, а также как проверить напряжение, емкость и ампераж аккумулятора мультиметром.

Цифровой мультиметр

с тестером аккумулятора — точный цифровой мультиметр с быстрым автоматическим выбором диапазона для постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления, целостности цепи, проверка нагрузки аккумулятора, диод, бесконтактное определение мощности переменного тока ennoLogic eM530S —

Точный мультиметр + удобный тестер батарей = ennoLogic eM530S

Объедините два наиболее часто используемых прибора в доме и в гараже в одном продукте!

Мультиметр eM530S от ennoLogic — это не только один из самых стильных мультиметров на рынке, но и один из самых универсальных.Хотите измерить напряжение или ток, как постоянного, так и переменного тока? Проверять! Хотите узнать, в порядке ли батарея? Проверять! Хотите быстро проверить, есть ли в розетке в вашем доме напряжение? Проверять!

Этот цифровой мультиметр является цифровым мультиметром CAT II и CAT III на 600 В, который автоматически выбирает диапазон и точно измеряет переменное и постоянное напряжение, переменный и постоянный ток и сопротивление. Вольтметр, амперметр, омметр, детектор NCV и проверка батареи — настоящий мультитестер для любого дома. Включает функции для проверки целостности цепи и диодов, проверки аккумуляторной батареи под нагрузкой и обнаружения бесконтактного (бесконтактного) напряжения.

Большой дисплей (1,75 x1,125 дюйма) легко читается и имеет яркую подсветку. Измерение отклика быстрое. Обеспечивает точные измерения напряжения (0,7% постоянного тока, 0,8% переменного тока), тока (1,2… 2% постоянного тока, 1,5… 3% переменного тока) и сопротивления (1,0%).

Технические характеристики:

— Напряжение постоянного и переменного тока: 200 мВ / 2 В / 20 В / 200 В / 600 В
— Ток постоянного и переменного тока: 200 мкА / 2000 мкА / 20 мА / 200 мА / 2 A / 10 A
— Сопротивление: 200 Ом / 2 кОм / 20k / 200k / 2M / 20 МОм
— Тест батареи: диапазон 1,5 В (испытательный ток около 50 мА), диапазон 3 В (прибл.30 мА), диапазон 9 В (прибл. 12 мА)
— Проверка диодов
— Проверка целостности цепи (звуковой сигнал)
— Бесконтактный детектор напряжения (мигающий световой индикатор и звуковой сигнал)
— Макс. / Мин., Удержание данных
— Соответствие категории II и 600V CAT III
— Питание: 3 батарейки AAA по 1,5 В (вкл.), Автоматическое отключение через 15 мин.
— Подробное руководство пользователя (на английском языке)
— Контрольные провода

Как и все продукты ennoLogic, eM530S поставляется с 10-ЛЕТНЕЙ ГАРАНТИЕЙ, БЕСПЛАТНОЙ ГАРАНТИЕЙ ЗАМЕНЫ и 100% ГАРАНТИЕЙ ВОЗВРАТА ДЕНЕГ.

Заказать сейчас без риска.

Измерение напряжения, тока и сопротивления с помощью мультиметра

Цифровой мультиметр — это удобный инструмент, один из немногих инструментов, которые вам понадобятся для начала.

Есть много видов мультиметров, от очень дешевых (~ 10 $), таких как этот, которые очень дешево купить, но также имеют очень дешевое ощущение:

Если вы не пользуетесь очень профессиональной линией, с которой вам не нужно начинать, вы можете получить отличную за <30 $.

Я заплатил эти 30 долларов, и они очень хорошо заработаны:

Между этими двумя есть большая разница в размере и качестве сборки:

Вы также можете видеть, что у одного есть порт 10A , а у другого порт 20A . Это означает, что можно измерить ток до 20 ампер до того, как сломается предохранитель, то есть вторую половину этого значения.

Порт мА может измерять до 500 мА в большем порте и 200 мА в меньшем.

Также можно измерить температуру специальным кабелем.Есть свет и так далее.

Цифровой мультиметр может измерять напряжение ( вольтметр, ), ток ( амперметр, ), сопротивление ( омметр, ), емкость, частоту и многое другое.

Это множество инструментов, встроенных в один.

Я покажу вам, как измерить первые 3 вещи.

Как измерить напряжение

Начнем с измерения напряжения. Берем аккумулятор, подключаем выбираем V символ:

и подключите черный разъем к COM , общее заземление и красный разъем к символу V , затем подключите другой конец кабелей к клеммам батареи + и -:

Как измерить сопротивление

Теперь давайте посмотрим, как измерить сопротивление.

Подключите два кабеля к двум концам резистора и выберите на мультиметре символ Ом :

Это сопротивление 220 Ом.

Вот такое же измерение на более дешевом мультиметре:

Обратите внимание, что ранее нам не нужно было устанавливать масштаб, он определялся автоматически. Здесь, если сопротивление слишком низкое или слишком высокое для шкалы, вам нужно настроить его между точками 200 2000 20k 200k 2000k , чтобы увидеть, какой из них дает значимый результат.

Например, здесь я выбрал шкалу 20k , и на дисплее я получил 0,22 . 20 кОм означает, что он может измерять до 20 кОм . 0,22 в данном случае означает 0,22 от 1 кОм:

Немного запутанно, правда? Это не оптимально, поэтому я рекомендую вам выбрать мультиметр, который может определять шкалу автоматически.

Как измерить ток

Сначала я показал вам, как измерять напряжение и сопротивление, потому что они работают аналогичным образом: разъемы подключаются параллельно к объекту, который мы хотим измерить.

Измерительный ток отличается. Нам нужно подключить мультиметр последовательно, чтобы через него протекал ток.

Также, в зависимости от вашего мультиметра, вам может потребоваться изменить точку входа для кабеля. В этом случае я измеряю вольты и Ом с помощью входа №4, но ток измеряется с помощью входа №1 (и большого количества тока через вход №2):

Для измерения тока построим небольшую схему. В этом случае у меня есть потенциометр, который зажигает светодиод.

Два кабеля соединяют катод светодиода с выводом, замыкающим цепь на GND. Это важно: вы не измеряете ток, протекающий через элемент, напрямую подключая мультиметр к его кабелям. Вам нужно сделать мультиметр частью схемы.

Мультиметр действует как провод.

На мультиметре можно выбрать шкалу для текущего измерения. Мы установили его на мА , но попробуйте переключиться на мкА , чтобы измерить его в микроамперах вместо миллиампер:

У вас получилось 753uA , что равно 0.753 мА .

Вот то же измерение с помощью желтого мультиметра, в данном случае порт для измерения малых токов такой же, как и тот, который мы использовали для измерения напряжения и сопротивления:

Другие руководства по электронике:

Physlet Physics Кристиана и Беллони: проблема 30.8

Задача 30.8: Найти внутреннее сопротивление вольтметра и амперметра

Контур A | Контур B

Подождите, пока анимация полностью загрузится.

Цепи A и B представляют собой разные конфигурации одних и тех же элементов схемы. Предположим, что батарея в идеальном состоянии (без внутреннего сопротивления). Запустить снова. Выберите анимацию, чтобы показать напряжение и ток на счетчиках (напряжение указано в вольтах, а ток — в миллиамперах) .

Используйте цепи A и B для определения внутреннего сопротивления амперметра и вольтметра, которые используются в обеих цепях. Вы можете изменить резистор в цепях A и B (и посмотреть номинал резистора).

Какую цепь следует использовать для определения сопротивления амперметра? По какой схеме найти сопротивление вольтметра? Почему?

После того, как вы определите, какая цепь будет использоваться для определения сопротивления амперметра, вы должны иметь в виду идеальное сопротивление амперметра (в идеале 0 Ом; почему это идеальное сопротивление амперметра?) И выбрать переменное сопротивление. соответственно (например, если небольшое сопротивление последовательно с очень большим резистором, падение напряжения на большом резисторе не будет заметно отличаться от падения напряжения на них обоих и т. д.). То же верно и для вашего определения сопротивления вольтметром.

Какое сопротивление у амперметра и вольтметра?
Если вы не знаете внутреннее сопротивление измерителей или значение переменного резистора (что часто бывает), и вы просто хотите разделить показания вольтметра на показания амперметра, чтобы определить неизвестное сопротивление, какая цепь, A или B, что лучше всего для измерения малых сопротивлений?
Какая цепь, A или B, лучше всего подходит для измерения больших сопротивлений? Объяснять.

Задача написана Энн Дж. Кокс.

Physlets были разработаны в колледже Дэвидсона и преобразованы с Java на JavaScript с использованием системы SwingJS, разработанной в колледже Св. Олафа.

Статус HTTP 404 — страница не найдена

Тяга кабеля

Рыбные ленты

Рыбные палочки

Полилиния

Головки вытяжные

Принадлежности

Гибка трубопроводов и аксессуары Драйверы

Отвертки

Гайковерты

Отвертки с шестигранной головкой

Плоскогубцы

Бокорезы

Плоскогубцы с длинным носом

Диагональная резка

Клещи для опрессовки

Разное.Инструменты

Испытания и измерения

Мультиметры

Токоизмерительные клещи

Детекторы и тестеры напряжения

Тестеры цепей

Изображения

Принадлежности

Комплекты

ИК-термометры

Изготовление отверстий

Шнековые насадки для судов

Короткие сверла шнековые

Гибкие биты

Кольцевые пилы

Фрезы с твердосплавными напайками

Сверла ступенчатые

Пробойники

Свёрла / метчики

Голос, данные и видео

Тестирование

Прекращение действия

Раскрой

Зачистка

Разное

Освещение

Верхнее временное освещение

Рабочие фары

Постоянное освещение

Лампы и аксессуары

Струнные светильники

Персональное освещение

Шнуры

Внутренние шнуры

Уличные шнуры

Катушки со шнуром

Временные решения для электроснабжения GFCI

Адаптеры

с возможностью подключения пользователем

Наборы линейных шнуров

Наборы прямоугольных шнуров

Дуплексные / четырехместные коробки

Панельные крепления

GFCI высокой мощности / ELCI

SparkFun Education — Руководства — Как использовать мультиметр

Введение

Итак… как пользоваться мультиметром? Из этого туториала Вы узнаете, как использовать цифровой мультиметр (DMM), незаменимый инструмент, который можно использовать для диагностики цепей, изучения электронных устройств других людей и даже тестирования батареи. Отсюда и название «мульти» — «метр» (множественное измерение).

Основные параметры, которые мы измеряем, — это напряжение и ток. Мультиметр также отлично подходит для некоторых базовых проверок работоспособности и устранения неполадок. Ваша схема не работает? Переключатель работает? Поставь на него счетчик! Мультиметр — ваша первая защита при поиске и устранении неисправностей в системе.В этом руководстве мы рассмотрим измерение напряжения, тока, сопротивления и целостности цепи.

Детали мультиметра

Мультиметр состоит из трех частей:

Дисплей
Ручка выбора
Порты

Дисплей обычно имеет четыре цифры и возможность отображения отрицательного знака.Некоторые мультиметры имеют дисплеи с подсветкой для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

Ручка выбора позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных значений, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение (В) и сопротивление (Ом).

Два датчика вставляются в два порта на передней панели устройства. COM означает «общий» и почти всегда подключается к заземлению или «-» цепи.Датчик COM обычно черный, но нет никакой разницы между красным датчиком и черным датчиком, кроме цвета. 10A — специальный порт, используемый для измерения больших токов (более 200 мА). мАВОм — это порт, к которому обычно подключается красный зонд. Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение (В) и сопротивление (Ом). Зонды имеют коннектор типа банан на конце, который подключается к мультиметру.С этим измерителем будет работать любой зонд с банановой пробкой. Это позволяет использовать различные типы датчиков.

Использование мультиметра для проверки напряжения LiPo батареи.

Типы датчиков

Для мультиметров доступно множество различных типов щупов.Вот несколько наших любимых:

Зажимы типа «банан» для «аллигатора»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать зонды на месте, пока вы манипулируете цепью.
Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
Banana to Tweezers: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
Банан для проверки зондов: если вы когда-нибудь сломаете зонд, их будет дешево заменить!

Измерение напряжения

Для начала, давайте измерим напряжение на батарее AA: подключите черный щуп к COM , а красный щуп к мАВОм . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока.Практически вся портативная электроника использует постоянный ток), а не переменный ток. Подключите черный щуп к заземлению батареи или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с AC, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего щупа. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях.Схема представляет собой просто 1 кОм и синий сверхяркий светодиод, питаемый от модуля питания SparkFun Breadboard. Для начала давайте удостоверимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить ваши силовые соединения или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на стержне источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном напряжения постоянного тока отображается буква V с прямой линией). Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В.Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, как экран глюкометра изменится, а затем будет отображаться «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла. Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы.Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе цепей. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод.Это то, что называется падением напряжения на светодиоде. Если сейчас в этом нет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Для свечения этого светодиода используется 2,66 В от имеющегося источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете значение напряжения, слишком низкое для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение ниже 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9.99 вместо 9 9.99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми линиями, а не кривыми линиями). Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас здорово вывести из строя. ОЧЕНЬ внимательно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока.На самом деле, нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая ведет себя странно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.
Измерение сопротивления
Нормальные резисторы имеют цветовую маркировку. Если вы не понимаете, что они означают, ничего страшного! Существует множество простых в использовании онлайн-калькуляторов.Однако, если вы когда-нибудь окажетесь без доступа в Интернет, мультиметр очень удобен для измерения сопротивления.
Выберите случайный резистор и установите на мультиметре значение 20 кОм. Затем прижмите щупы к ножкам резистора с таким же усилием, как при нажатии клавиши на клавиатуре.
Счетчик покажет одно из трех значений: 0.00 , 1 или фактическое значение сопротивления .
В этом случае измеритель показывает 0,97, что означает, что этот резистор имеет значение 0,97 кОм, около 1 кОм или 1000 Ом (помните, что вы находитесь в режиме 20 кОм или 20000 Ом, поэтому вам нужно переместить десятичную запятую на три разряда вправо или 9 900 Ом).
Если мультиметр показывает 1 или отображает OL , значит, он перегружен.Вам нужно будет попробовать более высокий режим, такой как режим 200 кОм или режим 2 МОм (мегаом). В этом нет ничего страшного, это просто означает, что необходимо отрегулировать ручку диапазона.
Если мультиметр показывает 0,00 или почти ноль, то вам необходимо понизить режим до 2 кОм или 200 Ом .
Помните, что многие резисторы имеют допуск 5%.Это означает, что цветовой код может указывать на 10 000 Ом (10 кОм), но из-за несоответствий в производственном процессе резистор 10 кОм может быть от 9,5 кОм или до 10,5 кОм. Не волнуйтесь, он отлично подойдет как подтягивающий или общий резистор.
Давайте опустим измеритель до следующего минимального значения, 2 кОм. Что происходит?
Не так много изменилось.Поскольку этот резистор (1 кОм) меньше 2 кОм, он все равно отображается на дисплее. Однако вы заметите, что после десятичной точки стоит еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение при чтении. А как насчет следующего минимального значения?
Теперь, поскольку 1 кОм больше 200 Ом, мы исчерпали значение измерителя, и он сообщает вам, что он перегружен и вам нужно попробовать установить более высокое значение.
Как показывает практика, сопротивление менее 1 Ом можно встретить редко. Помните, что измерение сопротивления не идеально. Температура может сильно повлиять на показания. Кроме того, измерение сопротивления устройства, когда оно физически установлено в цепи, может быть очень сложной задачей. Окружающие компоненты на печатной плате могут сильно повлиять на показания.
Измерение тока
Ток считывания — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники.Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать прохождение тока и подключить счетчик к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в секции измерения напряжения.
Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток.Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора. Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.
Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из крокодиловой кожи. При измерении тока часто полезно в течение нескольких секунд или минут наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени.Хотя вам, возможно, захочется встать и поднести датчики к системе, иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться. Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (они называются «банановыми вилками»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы своего друга.
Теперь, когда мультиметр подключен, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток.Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА. На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления.Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к сгоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.
Эта схема потребляла только 1,8 мА во время измерения, а не большой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.
Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — теперь вы замкнули цепь, и она включится.Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выключенный). На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с недоверием.Мысленно возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).
Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения. Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:
Ток все еще течет через систему, вы только что изменили свою перспективу, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.
Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте его для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами. Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND.В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.
Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы перегорите предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.
Непрерывность
Тестирование непрерывности — это проверка сопротивления между двумя точками.Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединяются электрически, и издается звуковой сигнал. Если сопротивление превышает несколько Ом, значит, цепь разомкнута и звуковой сигнал не раздается. Этот тест помогает убедиться, что соединения выполнены правильно между двумя точками. Этот тест также помогает нам определить, подключены ли две точки, которых не должно быть.
Непрерывность, возможно, самая важная функция для гуру встраиваемого оборудования.Эта функция позволяет нам проверять проводимость материалов и отслеживать, где были выполнены или не выполнены электрические соединения.
Установите мультиметр в режим «Непрерывность». Он может отличаться в зависимости от цифрового мультиметра, но ищите символ диода, вокруг которого распространяются волны (например, звук, исходящий из динамика).
Мультиметр установлен в режим проверки целостности цепи.
Теперь соедините щупы вместе.Мультиметр должен издать звуковой сигнал (Примечание: не все мультиметры имеют настройку непрерывности, но большинство должно). Это показывает, что очень небольшое количество тока может течь без сопротивления (или, по крайней мере, с очень маленьким сопротивлением) между датчиками.
Внимание! В общем, выключите систему перед проверкой целостности цепи.
На макетной плате, на которую подается питание , а не , используйте щупы, чтобы проткнуть два отдельных контакта заземления.Вы должны услышать тональный сигнал, указывающий, что они подключены. Подключите пробники от контакта VCC на микроконтроллере к VCC на источнике питания. Он должен издать звуковой сигнал, указывающий, что питание свободно течет от вывода VCC к микроконтроллеру. Если он не издает тонального сигнала, вы можете начать следовать по маршруту, по которому проходит медный провод, и определять, есть ли обрывы в линии, проводе, макетной плате или печатной плате.
Continuity — отличный способ проверить, соприкасаются ли два контакта SMD.Если ваши глаза не видят этого, мультиметр обычно является отличным второстепенным ресурсом для тестирования.
Когда система не работает, непрерывность — еще одна вещь, которая помогает устранить неполадки в системе. Вот шаги, которые необходимо предпринять:
Если система включена, внимательно проверьте VCC и GND с настройкой напряжения, чтобы убедиться, что напряжение находится на правильном уровне. Если система 5 В работает при 4,2 В, внимательно проверьте свой регулятор, он может быть очень горячим, что указывает на то, что система потребляет слишком большой ток.
Выключите систему и проверьте целостность цепи между VCC и GND. Если есть непрерывность (если вы слышите звуковой сигнал), значит, у вас где-то короткое замыкание.
Выключите систему. Убедитесь, что VCC и GND правильно подключены к контактам микроконтроллера и других устройств. Система может быть включена, но отдельные микросхемы могут быть подключены неправильно.
Предположим, вы можете запустить микроконтроллер, отложить мультиметр в сторону и перейти к последовательной отладке или использовать логический анализатор для проверки цифровых сигналов.
Обрыв цепи и большие конденсаторы: При обычном поиске неисправностей. вы будете проверять целостность цепи между землей и шиной VCC. Это хорошая проверка работоспособности перед включением прототипа, чтобы убедиться, что в системе питания нет короткого замыкания. Но не удивляйтесь, если при зондировании вы услышите короткий звуковой сигнал. Это связано с тем, что в системе питания часто присутствует значительная емкость. Мультиметр ищет очень низкое сопротивление, чтобы увидеть, подключены ли две точки.Конденсаторы будут действовать как короткое замыкание в течение доли секунды, пока не заполнятся энергией, а затем будут действовать как открытое соединение. Поэтому вы услышите короткий звуковой сигнал, а затем ничего. Ничего страшного, это просто зарядка крышек.
Замена предохранителя
Одна из наиболее распространенных ошибок нового мультиметра — это измерение тока на макетной плате путем измерения от VCC до GND (плохо!).Это немедленно приведет к короткому замыканию питания на землю через мультиметр, что приведет к потере питания макетной платы. Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем перегорает, когда через него протекает ток 200 мА. Это произойдет за доли секунды и без каких-либо реальных звуковых или физических признаков того, что что-то не так.
Вау, это было здорово. Что теперь? Во-первых, помните, что измерение тока выполняется последовательно (прервите линию VCC на макетную плату или микроконтроллер, чтобы измерить ток).Если вы попытаетесь измерить ток с помощью перегоревшего предохранителя, вы, вероятно, заметите, что измеритель показывает «0,00» и что система не включается, как должна, когда вы присоединяете мультиметр. Это связано с тем, что внутренний предохранитель сломан и действует как обрыв провода или разрыв. Не волнуйтесь, это происходит постоянно, и его устранение стоит около 1 доллара.
Чтобы заменить предохранитель, возьмите удобную мини-отвертку и начните выкручивать винты. Цифровой мультиметр SparkFun довольно легко разобрать.Начните со снятия пластины аккумулятора и аккумулятора.
Затем удалите два винта, которые прячутся за пластиной аккумулятора.
Слегка приподнимите переднюю часть мультиметра.
Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лица.Вам нужно будет сдвинуть лицо в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.
После того, как лицевая часть отцеплена, она должна легко выйти. Теперь вы можете заглянуть внутрь мультиметра!
Осторожно поднимите предохранитель, и он выскочит.
Убедитесь, что заменил правильный предохранитель на правильный тип .Другими словами, замените предохранитель на 200 мА на предохранитель на 200 мА.
Внимание! ЗАПРЕЩАЕТСЯ класть предохранитель на 10 А туда, где должен быть предохранитель на 200 мА. Размещение предохранителей может не совпадать с размещением портов зонда. Прочтите металлический колпачок на обоих концах предохранителя, чтобы дважды проверить, какой именно.
Компоненты и дорожки на печатной плате внутри мультиметра рассчитаны на разные величины тока.Вы повредите и, возможно, испортите свой мультиметр, если случайно пропустите 5А через порт 200 мА.
Бывают случаи, когда вам нужно измерить сильноточные устройства, такие как двигатель или нагревательный элемент. Вы видите два места для размещения красного щупа на передней панели мультиметра? 10А слева и мАВОм справа? Если вы попытаетесь измерить ток более 200 мА на порте мАВΩ , вы рискуете перегореть предохранитель.Но если вы используете порт 10A для измерения тока, вы значительно снизите риск перегорания предохранителя. Компромисс — чувствительность. Как мы уже говорили выше, используя порт 10A и настройку ручки, вы сможете читать только до 0,01A или 10 мА. Большинство моих систем используют более 10 мА, поэтому настройка и порт 10 А работают достаточно хорошо. Если вы пытаетесь измерить очень малую мощность (микро- или наноампер), порт 200 мА с портами 2 мА, 200 мкА или 20 мкА может быть тем, что вам нужно.
Помните: Если ваша система может использовать более 100 мА, вам следует начать с красного зонда, подключенного к порту 10A , и установки ручки 10A .
С цифровыми мультиметрами стоимостью менее 50 долларов измерения, которые вы, вероятно, будете проводить, являются просто показаниями для устранения неполадок, а не результатами научных экспериментов. Если вам действительно нужно увидеть, как ИС использует ток или напряжение с течением времени, используйте стенд Agilent или другой высококачественный стенд. Эти устройства имеют более высокую точность и предлагают широкий спектр необычных функций (некоторые из них включают Тетрис!). Банни Хуанг, разработчик оборудования Chumby, использует высокоточные показания тока для устранения неисправностей плат во время заключительных процедур тестирования Chumby.Посмотрев на потребление тока разными платами, которые вышли из строя (например, данная неисправная плата потребляет 210 мА больше обычного), он мог определить, что не так с платой (когда ОЗУ выходит из строя, она обычно использует 210 мА больше обычного). Выявление возможных неисправностей значительно упрощает переделку и ремонт плат.
Что делает мультиметр хорошим?
У каждого свои предпочтения, но в целом предпочтительны мультиметры с непрерывностью измерения.Все остальные функции — это просто вишенка на торте.
Существуют причудливые мультиметры с автоматическим выбором диапазона , что означает, что они автоматически изменяют свой внутренний диапазон, пытаясь найти правильное напряжение, сопротивление или ток предмета, в который вы ткнете. Автоматический выбор диапазона может быть очень полезным, если вы знаете, как его использовать. Вообще говоря, мультиметры с автоподстройкой диапазона более качественные и, как правило, имеют больше функций.Так что если вам дадут мультиметр с автодиапазоном, используйте его! Просто знайте, как перевести его в ручной режим. Напряжение или ток в цепи могут колебаться довольно быстро. В некоторых системах ток или напряжение настолько непостоянны, что автоматический выбор диапазона не выдерживает должного уровня.
ЖК-дисплей с задней подсветкой. — это необычно, но когда вы в последний раз измеряли свою схему в темноте? Обычно мы избегаем страшных лесов и ситуаций, которые требуют от нас тестирования оборудования посреди ночи, но некоторые люди могут захотеть или нуждаться в мультиметре, удобном для темноты.
хороший щелчок на селекторе диапазона на самом деле является большим плюсом в нашей книге. Мягкая ручка обычно указывает на некачественный счетчик.
Хорошие пробники — это плюс. Со временем провода будут ломаться в точке изгиба. Мы видели, как провода полностью выходят из зондов — и именно в тот момент, когда зонды должны работать! Если вы сломаете зонд, его будет достаточно дешево заменить.
Автоотключение — отличная функция, которая редко встречается на более дешевых мультиметрах. Это функция, которая может быть полезна как новичкам, так и опытным пользователям, поскольку легко забыть выключить глюкометр в 2 часа ночи. Цифровой мультиметр SparkFun не имеет этой функции, но, к счастью, он очень маломощный. Мы оставили мультиметр на два дня подряд, прежде чем батарея на 9 В начала разряжаться. Тем не менее, не забудьте выключить глюкометр!
Теперь вы готовы использовать цифровой мультиметр для измерения окружающего мира.Не стесняйтесь использовать его, чтобы ответить на многие вопросы. Я считаю, что мой светодиод выдает 20 мА, правда? Какое напряжение у лимона? Стакан из воды токопроводящий? Можно ли заменить эти провода алюминиевой фольгой? Цифровой мультиметр ответит на эти и многие другие вопросы об электронике.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы знаете основы использования цифрового мультиметра, ознакомьтесь с этими руководствами, чтобы использовать свой новый навык:
Объяснение измерений мультиметра
| Electronic Design
Перепечатано с разрешения Evaluation Engineering
Мультиметр или цифровой мультиметр (DMM) является одним из наиболее важных и распространенных предметов лабораторного оборудования.Мультиметры используются для выполнения основных электрических измерений, связанных с законом Ома. Сюда входят такие измерения, как напряжение, ток, сопротивление и т. Д. Мультиметры могут быть как портативными, так и настольными. Настольные мультиметры, как правило, обеспечивают более высокую точность, чем их портативные аналоги меньшего размера. В этой статье предполагается, что используется настольный мультиметр.
Измерения мультиметром по закону Ома
Начнем с постоянного напряжения , одного из самых простых и наиболее часто используемых измерений мультиметром.Измерение постоянного напряжения используется для определения разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи постоянного или «постоянного тока». Эта разница потенциалов измеряется в [вольтах постоянного тока]. Чтобы измерить напряжение постоянного тока с помощью настольного мультиметра, после его включения выберите режим «DC V».
Подключите щупы к мультиметру; положительный датчик должен быть подключен к порту «INPUT HI», а отрицательный датчик должен быть подключен к порту «INPUT LO». Подайте питание на тестируемую цепь или устройство и проверьте точки на цепи.
Измерение переменного напряжения почти идентично измерению постоянного напряжения, однако этот режим используется для измерения потенциала напряжения между двумя точками цепи переменного или «переменного тока». Единица измерения переменного напряжения — [вольт, переменный ток]. Чтобы измерить напряжение переменного тока с помощью настольного мультиметра, выберите режим «AC V» и подключите щупы. Положительный датчик должен быть подключен к порту «INPUT HI», а отрицательный датчик должен быть подключен к порту «INPUT LO». Подайте питание на тестируемую цепь или устройство и проверьте точки на цепи
. Измерение сопротивления с помощью мультиметра можно выполнить несколькими способами, в зависимости от уровня точности, необходимой для измерения.2 * Р. Поскольку даже у проводов есть сопротивление, провода датчиков могут фактически добавить к наблюдаемому измерению сопротивления. По этой причине существует два различных режима измерения сопротивления: 2-проводный режим и 4-проводный режим.
Если вас не беспокоит добавленное сопротивление проводов зонда, достаточно выполнить 2-проводное измерение сопротивления . Это более простое измерение, а датчики менее сложные и дорогие. При 2-проводном измерении подаваемый ток и наблюдаемое напряжение измеряются одними и теми же датчиками.
Чтобы выполнить двухпроводное измерение сопротивления настольным мультиметром, выберите режим «Ом» или «Ω» и подключите щупы к портам «INPUT HI» и «INPUT LO». Убедитесь, что тестируемая цепь или устройство выключены. Затем исследуйте желаемый участок контура.
Если вы хотите максимально точное измерение сопротивления, вам нужно будет выполнить 4-проводное измерение сопротивления . При 4-проводном измерении используются 2 дополнительных датчика, отсюда и термин «4-проводное». Два провода используются для подачи тока, а два других — для измерения напряжения.Это устраняет эффективное падение напряжения на сопротивлении проводов зонда, тем самым повышая точность измерения напряжения и, как следствие, сопротивления.
Чтобы выполнить 4-проводное измерение сопротивления настольным мультиметром, выберите режим «Ом» или «Ω» на вашем мультиметре (возможно, вам придется нажать эту кнопку более одного раза, чтобы убедиться, что выбран 4-проводный режим). Подключите первый набор датчиков к портам «INPUT HI» и «INPUT LO», а второй набор датчиков — к портам «SENSE HI» и «SENSE LO».Убедитесь, что питание тестируемой цепи или устройства отключено, затем проверьте желаемую область цепи, используя оба датчика «HI» на одной стороне компонента и оба датчика «LO» на другой стороне измеряемого компонента
It Важно, чтобы цепь не была включена во время измерения сопротивления. Поскольку мультиметр измеряет сопротивление как расчет наблюдаемого падения напряжения из-за подаваемого тока, включение цепи вызовет помехи при измерении сопротивления и приведет к неверным показаниям.
Постоянный или постоянный ток измеряет однонаправленный поток электронов в цепи, а единица измерения — [амперы, постоянный ток]. Чтобы произвести любое измерение тока, в цепи должен быть «разрыв», который затем замыкается мультиметром, позволяя току течь через сам мультиметр. Другими словами, измерение тока должно производиться последовательно со схемой; тогда как измерения напряжения и сопротивления выполняются параллельно цепи.
Для измерения постоянного тока настольным мультиметром выберите режим «I DC» на мультиметре.Подключите положительный датчик к порту «мА» для измерения малых токов или к порту «10A» для измерения больших токов. Подключите отрицательный датчик к порту «INPUT LO». Подключите щупы к соответствующим точкам последовательно с цепью, затем подайте питание на тестируемую цепь или устройство и запишите измерение постоянного тока.
Переменный ток или переменный ток — это измерение тока, который периодически меняет направление. Единица измерения переменного тока — [амперы, переменный ток].Как и при измерениях постоянного тока, переменный ток необходимо измерять последовательно со схемой, чтобы электроны могли проходить через мультиметр для проведения измерения.
Для измерения переменного тока настольным мультиметром выберите режим «I AC», подключите положительный датчик к порту «mA» для измерения малых токов или к порту «10A» для измерения больших токов. Подключите отрицательный датчик к порту «INPUT LO». Подключите щупы к соответствующим точкам последовательно с цепью, затем подайте питание на тестируемую цепь или устройство.
Одна из наиболее частых ошибок при измерении тока мультиметром — использование порта «мА» при измерении больших токов. При измерении токов более 200 мА лучше переключиться и использовать порт «10 А», чтобы избежать перегорания предохранителя внутри мультиметра.
Дополнительные измерения с помощью мультиметра
Diode Test — Мультиметры также можно использовать для измерения падения напряжения на диоде с прямым смещением. Чтобы измерить падение напряжения на диоде, мультиметр автоматически подает небольшое напряжение на щупы и увеличивает это напряжение до тех пор, пока два щупа не будут электрически соединены (т.е.е. диод проводящий и смещенный в прямом направлении). Единица измерения для проверки диодов — [вольт, постоянный ток].
Чтобы выполнить проверку диодов с помощью настольного мультиметра, установите мультиметр в режим проверки диодов, нажав кнопку с символом диода. Подключите положительный датчик к порту «INPUT HI», а отрицательный датчик — к порту «INPUT LO». Убедитесь, что тестируемая цепь или устройство выключены. Подсоедините щупы к диоду (соблюдая правильную полярность), затем запишите падение напряжения на диоде.
Измерение целостности (или электрического соединения) с помощью мультиметра — чрезвычайно полезный инструмент для отладки и поиска неисправностей. Когда цепь не работает должным образом, одно из первых действий при обнаружении проблемы — проверить наличие всех ожидаемых соединений и отсутствие нежелательных коротких замыканий. Конечно, можно использовать режим измерения сопротивления мультиметра для проверки наличия этих соединений, но использование режима непрерывности делает это еще проще.Это связано с тем, что мультиметр издает звуковой сигнал, если между датчиками имеется соединение с низким сопротивлением, поэтому вам даже не придется отрывать глаза от отлаживаемой цепи.
Важно проверить руководство по эксплуатации вашего мультиметра, чтобы увидеть, где он проводит черту с точки зрения «низкого сопротивления», чтобы подавать звуковой сигнал непрерывности. Для многих мультиметров это сопротивление составляет около 20 Ом. Чтобы проверить непрерывность с помощью настольного мультиметра, установите мультиметр в режим непрерывности, нажав кнопку, которая выглядит так, как будто на ней есть символ звука.Подключите положительный датчик к порту «INPUT HI», отрицательный датчик — к порту «INPUT LO» и убедитесь, что тестируемая цепь или устройство выключены. Проверьте различные точки цепи и прислушайтесь к непрерывному звуковому сигналу.
Частота
Мультиметры также могут использоваться для измерения частоты сигнала переменного напряжения. Частота — это измерение количества циклов, повторяющихся в сигнале каждую секунду. Например, синусоида, которая повторяет 10 циклов каждую секунду, будет иметь частоту 10 Гц или 10 Гц.Диапазон входных частот мультиметров может сильно различаться, поэтому убедитесь, что ваш мультиметр способен измерять более высокочастотные сигналы. Как и в случае напряжения, измерение частоты производится параллельно цепи.
Использование специального частотомера рекомендуется, когда необходимо измерить высокочастотные сигналы с более высокой точностью. Чтобы измерить частоту настольным мультиметром, установите мультиметр в режим «FREQ», затем подключите положительный датчик к порту «INPUT HI», а отрицательный датчик — к порту «INPUT LO».Убедитесь, что на тестируемую цепь или устройство подано питание, затем проверьте компонент, который нужно измерить на частоту.
В заключение
Выбор лучшего мультиметра может оказаться непростой задачей. Ценовой диапазон может сильно различаться в зависимости от марки и характеристик. Обязательно изучите все соображения, которые необходимо учитывать при выборе настольного мультиметра.
Определение характеристик аккумуляторов и энергопотребления с помощью 7 ½-значного цифрового мультиметра NI PXIe-4081
Характеризуя различные батареи, инженеры могут выбрать одну с соответствующим внутренним сопротивлением, чтобы она могла обеспечить мгновенный ток, необходимый их портативному устройству, в минимально возможном размере.Инженеров также интересует измерение резервной емкости аккумуляторов. Энергия, обеспечиваемая батареями, является результатом электрохимического процесса, и поэтому значения этих двух параметров будут варьироваться в зависимости от многих факторов, таких как метод измерения, температура, возраст и производственный процесс.
Измерение резервной емкости
Резервная емкость батареи — это мера количества энергии, которое батарея может хранить. Обычно это измеряется путем разряда батареи с определенной скоростью и измерения того, сколько времени требуется, чтобы напряжение элемента упало до определенного значения.Значение варьируется в зависимости от типа химического состава клетки. Обычно производители аккумуляторов оценивают свои аккумуляторы со скоростью разряда 1С, что означает, что если аккумулятор на 1000 мАч имеет 100% резервную емкость, он должен обеспечивать 1000 мА в течение 1 часа. Если бы, например, этот аккумулятор проработал всего 45 минут при нагрузке 1000 мА, его резервная емкость составила бы 75%. Значение резервной мощности тем ниже, чем выше нагрузка, и изменяется в зависимости от других факторов, как указано выше.
Для измерения резервной емкости необходимо приложить к батарее нагрузку, соответствующую определенной скорости разряда, и провести точные измерения напряжения в течение длительного периода времени.Чтобы выполнить это измерение с помощью цифрового мультиметра, вам необходимо настроить его как цифровой мультиметр в режиме постоянного напряжения и подключить его непосредственно к клеммам аккумулятора, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 — Для измерения изменений напряжения в тестируемой батарее (BDUT) цифровой мультиметр PXIe-4081 сконфигурирован как прецизионный измеритель напряжения и подключается непосредственно к клеммам батареи. Для измерения резервной мощности нагрузка подключается на длительный период времени, и цифровой мультиметр непрерывно собирает данные.
Измерения внутреннего сопротивления
Внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность передавать мгновенный ток. Чем ниже его значение, тем лучше он может реагировать на внезапные текущие запросы, например, когда пользователь MP3 меняет песни. Значение внутреннего сопротивления батарей обычно составляет порядка миллиомов (мОм), хотя некоторые элементы имеют внутреннее сопротивление на уровне микроом (мкОм). Внутреннее сопротивление батарей непостоянно, но динамически изменяется в зависимости от подключенной к ним нагрузки.Это сопротивление также увеличивается с температурой и возрастом и даже варьируется между ячейками одного типа из-за используемых материалов и производственного процесса.
Увеличение внутреннего сопротивления может коррелировать с падением производительности. Чтобы определить, когда батарею необходимо заменить, некоторые инженеры заинтересованы в мониторинге процентного увеличения сопротивления батареи по сравнению со значением, которое они измерили, когда батареи были свежими. Другие инженеры заинтересованы в том, чтобы определить, сможет ли батарея обеспечить достаточный пиковый ток для их применения.В обоих случаях инженеры получат наиболее значимую информацию, измерив ее в условиях, наиболее близких к тому, как устройство заряжает аккумулятор.
Чтобы лучше понять поведение батарей, используются электрохимические модели. Наиболее известной моделью является модель батареи Randles [3], которая состоит из катушки индуктивности L, соединенной последовательно с резистором R1, и с параллельной цепью, состоящей из другого резистора R2 и конденсатора C, как показано на рисунке 5. В приложениях как показано на рисунке 3, реакция на нагрузку на низких частотах вызывает беспокойство.В этом случае влиянием индуктивности можно пренебречь и следует учитывать общее сопротивление батареи R1 и R2.

Рисунок 5 — Модель батареи Randles
Традиционно внутреннее сопротивление аккумуляторов измеряли, подавая на клеммы аккумулятора либо источник сильного постоянного тока, либо источник переменного тока с частотой 1 кГц и измеряя отклик напряжения.
Метод источника постоянного тока требует использования тока нагрузки порядка нескольких ампер для создания падения напряжения на R1 + R2, достаточно большого, чтобы его можно было измерить.Этот метод измерения чувствителен к шуму 1 / f, поэтому использование слаботочных сигналов приведет к падению напряжения, близкому к минимальному уровню шума. Значение R1 + R2 рассчитывается путем деления разницы напряжений до и после подачи тока на величину тока.
В методе переменного тока применяется сигнал переменного тока, обычно с частотой 1 кГц, что делает измерение менее чувствительным к шуму 1 / f. Этот метод использует более низкие амплитуды тока, чем метод источника постоянного тока, но, в случае модели Randles, он чувствителен только к последовательному сопротивлению R1.C довольно велик для многих ячеек, от тысяч микрофарад до фарад в зависимости от типа и емкости ячейки. Следовательно, на высоких частотах его реактивное сопротивление мало, и влияние R2 маскируется. Этот метод измерения полезен при отслеживании процентного увеличения сопротивления батареи по сравнению со значением, измеренным, когда батареи были свежими.
Вы можете построить эту тестовую систему, используя генератор сигналов и цифровой мультиметр PXIe-4081. На рисунке 6 показаны соединения и компоненты, необходимые для использования высокоскоростного генератора напряжения PXI-5412 в качестве источника тока.Этот конкретный источник имеет выходное сопротивление 50 Ом. Батарея должна вести себя практически как короткозамкнутый, поэтому, подключив резистор 100 к выходу и настроив источник для вывода сигнала 1 В при 1 кГц, модуль генератора сигналов PXI-5412 генерирует ток 6,6 мА при 1 кГц. Конденсатор емкостью 33 мкФ используется для блокировки сигнала постоянного тока. Цифровой мультиметр подключается непосредственно к клеммам аккумуляторной батареи и конфигурируется как преобразователь напряжения в наиболее чувствительном диапазоне. Внутреннее сопротивление рассчитывается как отношение между среднеквадратичным значением или величиной БПФ на частоте 1 кГц для сигналов источника напряжения и тока.

Рисунок 6 — Измерительные компоненты и соединения, необходимые для измерения внутреннего сопротивления методом переменного тока. Источник напряжения (PXI-5412) используется в качестве источника тока путем добавления резистора на выходе (конденсатор на выходе используется для блокировки сигнала постоянного тока). Цифровой мультиметр PXIe-4081 сконфигурирован как преобразователь напряжения с включенной связью по переменному току и подключен к клеммам батареи. Внутреннее сопротивление вычисляется программно как отношение между среднеквадратичным значением или значением БПФ на частоте 1 кГц для сигналов напряжения и тока.
Внутренние электрохимические процессы современных технологий ячеек (акалиновые, литий-ионные, никель-металлогидридные и т. Д.) Будут иметь модели, немного отличающиеся от модели Рэндлса, что еще больше усложняет измерения, проводимые с помощью метода переменного тока. Результаты, полученные с использованием метода 1 кГц, может быть трудно сопоставить с реальным применением.
Пример измерения, описанный ниже, учитывает, что многие потребительские электронные устройства поддерживают небольшую нагрузку, пока устройство включено, и иногда прикладывают более высокие нагрузки, когда пользователь обращается к функциям, как показано ранее на рисунке 3.Чтобы воспроизвести это условие, тестовая система предварительно нагружает батарею небольшой нагрузкой (например, 1 мА) в течение определенного периода времени, затем применяет более высокую нагрузку (например, 100 мА) и измеряет падение напряжения, вызванное этой дополнительной нагрузкой. . Внутреннее сопротивление рассчитывается на основе значений нагрузки и результирующих напряжений. Этот метод измерения используется некоторыми производителями батарей, такими как Energizer [4], для определения внутреннего сопротивления своих батарей.
Вы можете построить эту измерительную систему, используя ту же программно-ориентированную систему и добавив программируемую матрицу переключателей для подключения различных резистивных нагрузок к батарее.Затем вы можете просто измерить падение напряжения на клеммах аккумулятора с помощью цифрового мультиметра. Соединения между FlexDMM, тестируемой батареей и нагрузками показаны на Рисунке 7.

Рисунок 7 — а. К батарее подключена предварительная нагрузка, имитирующая случай, когда батарея находится в цепи, которая прикладывает постоянную фоновую нагрузку. Напряжение на клеммах батареи измеряется с помощью FlexDMM, сконфигурированного для измерения постоянного напряжения с входным сопротивлением более 10G. г. Вторая нагрузка подключена параллельно, чтобы вызвать падение напряжения. Внутреннее сопротивление определяется делением падения напряжения на ток, протекающий при RLOAD.
На рисунке 8а показаны падения напряжения, вызванные приложением нагрузки. Точка 1 соответствует моменту подключения к батарее предварительной нагрузки 1 мА. Точка 2 соответствует моменту подключения нагрузки 100 мА, а точка 3 — моменту отключения этой нагрузки. Чтобы вычислить внутреннее сопротивление (RI), разделите разницу в напряжении на разницу в токе между точками 2 и 3.Ток в точке 2 (I2) равен напряжению (V2), деленному на сопротивление предварительной нагрузки (RPL), а ток в точке 3 (I3) равен напряжению (V3), деленному на нагрузку ( RL).
RI = ΔV / ΔI, где
ΔV = V2 — V3
ΔI = I2 — I3 = (V2 / RPL) — (V3 / RL)
Используя пары предварительных нагрузок и нагрузок, вы можете измерить внутреннее сопротивление аккумулятор при разных нагрузках. На рисунке 8b показано внутреннее сопротивление батареи размера D с предварительной нагрузкой 1 мА и нагрузкой 10 мА, 44 мА, 95 мА, 180 мА и 265 мА.

Рисунок 8 — a) Падения напряжения, вызванные нагрузкой 100 мА по сравнению с предварительной нагрузкой 1 мА на батарее размера D. b) Внутреннее сопротивление батареи размера D по отношению к нагрузке. Использовалась предварительная нагрузка 1 мА. Были использованы нагрузки 10 мА, 44 мА, 95 мА, 180 мА и 265 мА.
Измерения внутреннего сопротивления с малым сигналом можно измерить, приложив большую предварительную нагрузку (например, 100 мА), а затем небольшую дополнительную нагрузку (например, 1 мА). На этот раз падение напряжения, вызванное второй нагрузкой, будет небольшим — возможно, в пределах нескольких десятков микровольт.Для того, чтобы обнаружить это небольшое напряжение, использовать источник питания или образец батареи одного и того же типа, что вы проверяете в качестве опорного напряжения на «нуль» батареи при испытании и измерить разность напряжений между батареей и сигналом опорного напряжения, как показано на рисунке на рисунке 9. Это позволяет цифровому мультиметру быть настроенным на наиболее чувствительный диапазон.

Рисунок 9 — Разъемы для измерений слабых сигналов. Теперь FlexDMM можно настроить на более чувствительный диапазон постоянного напряжения.
.
No related posts.

Разное