Oletko koskaan mitannut piirin sisäistä vastusta yleismittarilla?
Ennen kuin kuvataan kuormitusjännitteen alennuksen mittausmenetelmää, on ensin esitettävä resistanssimittauksen periaate suhteellisella menetelmällä. Kaavamainen kaavio resistanssin mittaamisesta suhteellisella menetelmällä on esitetty kuvassa 1. Kuvan rungon sisällä oleva osa on yleismittarin sisäinen piiri. Kuvasta voidaan nähdä, että mitatun vastuksen Rx kytkeminen yleismittarin molempiin päihin vastaa Rx:n kytkemistä sarjaan referenssivastuksen Ro kanssa ja sen kytkemistä sitten integroidun lohkon TSC7106 V+nastan ja COM-nastan väliin. Kun yleismittari on käännetty vastustilaan, TSC7106:n referenssivirtalähde Eo antaa testivirran I:lle Ro ja Rx, ja jännitehäviö VRo on Ro tarjoaa testijännitteen VRX, joka toimii vertailujännitteenä VREF integroidulle lohkolle TSC7106, ja VRX on tulojännite VIN. Tulojännitteen VIN ja vertailujännitteen välinen suhde on: VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO. Tästä yhtälöstä saadaan RX=RO/VRO.VRX ja VRX=RX/RO.VRO. Tämä on perusperiaate resistanssin mittaamisessa suhteellisella menetelmällä. VRX=RX/RO.VRO:sta ei ole vaikea nähdä, että yleismittarin samalla sähköesteellä, jos mitattu resistanssi on pienempi, myös testijännite molemmissa päissä on pienempi. Kun oikosulku tapahtuu, eli kun yleismittari näyttää "000" ja mitattu resistanssi RX=0, testijännite VRX=0; Päinvastoin, kun mitattu resistanssi RX jatkaa kasvamistaan, myös testijännite VRX molemmissa päissä kasvaa. Kun yleismittari näyttää "1000", eli RX=RO, testijännite VRX=VRO. Kun mitattu resistanssi saavuttaa RX=2RO, joka on koko alue, ylivuotosymboli "1" tulee näkyviin ja testijännite VRX mitatun resistanssin molemmissa päissä on VRX=2VRO. Kun testattu vastus on avoin piiri, sen testijännite saavuttaa maksimiarvon noin 0,65 V (tyypillinen arvo). Koska digitaalisen DT830A-yleismittarin jokaisen resistanssialueen avoimen piirin jännite (kuormittamaton lähtöjännite) on noin 0,65 V, online-resistanssia ei ole mahdollista mitata suoraan, koska niin korkea testijännite riittää saamaan testatun piirin piiputken ( eteenpäin mitattuna) johtamaan, mikä vaikuttaa mittaustuloksiin. Mitatun resistanssin ja testijännitteen välisen vaihtelulain mukaan ei ole vaikea ajatella, että ennen online-resistanssin mittaamista kytketään ensin ristiin vastus R1 digitaalisen yleismittarin V/Ω- ja COM-liitäntöjen väliin, eli kahden anturin väliin, eli valitaan esikuormitusvastus ja lasketaan digitaalisen yleismittarin testijännite kyseiselle resistanssialueelle. Niin kauan kuin R1:n resistanssiarvo on valittu oikein, sen maksimi testijännite voidaan rajoittaa alle 0,3 V:n (ei yli 0,3 V). Ottaen huomioon piiputkien laajan käytön sekä kotimaassa että kansainvälisesti, germaniumputket ovat erittäin harvinaisia ja piiputket ovat edelleen katkaisutilassa 0,35 V:n jännitteellä, piiputkien rinnakkaisvaikutus testattavaan piiriin voidaan jättää huomiotta (piiputkia voidaan pitää avoimina piireinä). Siksi tätä menetelmää voidaan käyttää transistorien online-resistanssin mittaamiseen, joka tunnetaan kuormitusjännitteen vähennyksen mittausmenetelmänä. Kun online-vastusta mitataan tällä menetelmällä, jokaisen vastusalueen maksimitestijännitteen ja 0,35 V:n ylärajan välillä tulee olla tietty marginaali. Yleensä enimmäistestijännitteen oletetaan olevan pienempi tai yhtä suuri kuin 0,3 V. Piiriliitäntä online-vastuksen mittaamiseen kuormitusjännitteen alennusmittausmenetelmällä on esitetty kuvassa 2.
Olettaen, että mitattu online-vastus on RX, digitaalisen yleismittarin näytetty arvo on R ja ladattu vastus on R1 (ota mitattu arvo). Ilmeisesti R:n, RX:n ja R1:n välinen suhde on R=R1. RX/(R1+RX), joten mitattu online-vastus RX=R1. R/(R1-R) voidaan laskea tästä yhtälöstä. Mutta mikä on sopiva resistanssiarvo kuormitusvastukselle R1 kullakin vastusalueella? Kirjoittaja suoritti kokeita käyttämällä kuvassa 3 esitettyä piiriä valitakseen sopivan resistanssiarvon R1:lle. Kytkentä on esitetty kuvassa 3 ja kokeelliset tiedot on lueteltu oheisessa taulukossa. Valmistajan toimittaman digitaalisen DT830A-yleismittarin jokaisen vastusalueen avoimen piirin jännite on 0,65 V tai alle 0,7 V.
