Изменяет ли цифровой мультиметр реальное значение тока при измерении тока?

Сейчас я работаю над проектом, в котором используется режим пониженного энергопотребления ATmega328-P. По сути, это усыпляет микроконтроллер, когда он не используется. У меня есть цифровой мультиметр Fluke 79 серии ii, который я использую для измерения тока, потребляемого моей ATmega в режиме пониженного энергопотребления. Это дает цифру 0,007 мА или 7 мкА.

Мой вопрос: компенсирует ли мультиметр истинное потребление тока, поскольку он сам находится в цепи? Обычно этого недостаточно, чтобы повлиять на показания, но так ли это, когда ток такой низкий?

В руководстве к Fluke 79ii говорится (стр. 23): «Входной ток через R5+R6 (в мА)… создает напряжение, пропорциональное входному сигналу».

Далее в руководстве он определяет R5 как «WW, 9,99, +- 0,25%, 1 Вт, 50 частей на миллион», а R6 как «WW, 0,010, +- 0,25%, 1 Вт, 100 частей на миллион». Может ли кто-нибудь подтвердить, что это за единицы, и что означает PPM?

Можем ли мы определить, влияет ли счетчик на текущий розыгрыш, и если да, то можем ли мы рассчитать, насколько сильно?

Заранее спасибо за вашу помощь,

Смито

Да. Если вы сомневаетесь, используйте второй цифровой мультиметр, чтобы измерить падение напряжения на первом, и вычислите его исходя из этого.

Ответы (3)

Выполнение измерения с помощью цифрового мультиметра возмущает цепь, к которой вы его подключаете. При измерении напряжения возникает ток нагрузки. При измерении тока в тракт вставляется падение напряжения. Однако в большинстве случаев ток нагрузки, как правило, незначителен, тогда как падение напряжения может легко вызвать беспокойство. В любом случае можно рассчитать эффекты и решить, игнорировать их или разрешить.

Типичный цифровой мультиметр будет иметь входное сопротивление 10 МОм (хотя некоторые более новые и очень дешевые модели имеют входное сопротивление 1 МОм) в диапазоне напряжений. Падение напряжения при измерении тока полной шкалы обычно составляет 200 мВ. Для типов напряжений (от 1 до 10) и типов токов (от десятков мкА до сотен мА), с которыми любитель имеет дело в 99% случаев, ток, потребляемый цифровым мультиметром, незначителен (<0,1%). Падение напряжения при измерении тока вполне может быть значительным (> 1%).

Если вы хотите измерить (скажем) полную шкалу 20 мкА, измеритель вставит в цепь последовательное сопротивление 10 кОм (10 кОм * 20 ом = 200 м). Ток 7 мкА создаст падение напряжения 10k*7u = 70 мВ. Это 2% от шины питания 3,3 В.

Если вы хотите проверить это падение напряжения с помощью второго цифрового мультиметра, то нагрузка 10 МОм на 70 мВ измерителя вызовет дополнительные 70 м/10 м = 7 нА, протекающие вокруг измерителя, что приведет к ошибке считывания 0,1% (7n/7u). .

Значение ppm в вашем руководстве Fluke описывает температурный коэффициент резисторов в ppm на градус C. Чем меньше значение, тем лучше, так как вы не только хотите, чтобы ваш амперметр показывал одинаковые показания при разных температурах окружающей среды, но и читать то же самое, когда шунтирующие резисторы нагреваются из-за тока, который они несут. Резистор 50 ppm может изменить значение на 0,1% при изменении температуры на 20 ° C (но обычно он изменяется меньше).

Почему эта асимметрия, что показания напряжения, как правило, ненавязчивы, а показания тока навязчивы? В то время как можно выполнить измерение активного тока с нулевым падением напряжения, для этого требуется усилитель и источник питания в измерителе. Это недопустимо для счетчиков с батарейным питанием, даже если недорогие усилители обеспечат вам 10 или 100 мА. Тем не менее, в настоящее время доступны некоторые датчики тока почти нулевого падения напряжения на основе Холла, в основном предназначенные для производителей в области Arduino, использующих ACS712. Предупреждение: если у вас возникнет соблазн купить один из этих модулей, не все печатные платы, предлагаемые на fleaBay, имеют такую ​​же изоляцию от сети, которую обеспечивает микросхема. Внимательно изучите медные зазоры на фотографиях, если вам нужна изоляция от сети, покупайте только с большими зазорами.

Он вставляет сопротивление последовательно, что вызывает падение напряжения. Если ваша схема «вниз по течению» компенсирует падение напряжения и потребляет больше тока или демонстрирует более линейное поведение, зависит от рассматриваемой схемы. Для большинства приложений этим можно пренебречь, и два выхода, А и мА, на цифровом мультиметре обеспечивают более широкий диапазон без слишком большого падения напряжения. По мере того, как вы понижаете ток до уровня uA, у многих многобуквенных символов здесь заканчивается разрешение.

Однако вы всегда видите правильный ток, но вы компенсируете напряжение, а не ток.

PPM означает часть на миллион. Ваше процентное значение - это то, что вы можете назвать ошибкой усиления, и оно рассчитывается на основе измеренного значения. PPM рассчитывается из полного диапазона вашей текущей настройки диапазона, так что это скорее термин «смещение». Вот полезная ссылка: http://www.tek.com/sites/tek.com/files/media/media/resources/PreciseMeas_FAQs1.pdf

Аааа, я думаю, это имеет смысл.
Итак, если я измерю падение напряжения на мультиметре, насколько оно меньше напряжения питания, которое получает мое устройство?
Поскольку мое устройство потребляет очень мало тока, можем ли мы предположить, что его сопротивление довольно велико? По сравнению с очень низким сопротивлением мультиметра, им можно пренебречь, не так ли?
Я измеряю с помощью осциллографа падение напряжения 4 мВ на мультиметре (последовательно со схемой измерения тока). Незначительно по сравнению с ≈6 В на моем устройстве и, следовательно, незначительное смещение?
«незначительный» полностью зависит от вашей интерпретации, @JacobSmeaton.
«Незначительный» полностью зависит от его заявления, а скорее от его интерпретации, @MarcusMuller :-) Но я понимаю, что вы делаете, и это очень правильно.
@JacobSmeaton Является ли 4 мВ из 6 В приемлемым для вашего приложения, зависит от вас и вашей схемы, но для большинства приложений это небрежность.
нормально, не нормально. Проклятый автокорректор.

Да, текущее измерение является точным (с точностью, которую показывает счетчик). Счетчик имеет собственный блок питания.

Что меняется при вставке измерителя, так это напряжение питания, а не работающее при 3,3 В, ваша схема фактически получает 3,2 В (или подобное). Это будет означать меньшую утечку, больший активный ток при наличии встроенного переключателя и т. д. Таким образом, вы правы, поскольку на измерение влияет незначительное изменение поведения схемы.

Если я измерил падение напряжения на мультиметре (измеряемый ток) и составил 4 мВ, а падение напряжения на моем устройстве составило ≈6 В, можем ли мы тогда предположить, что ток, который он также компенсирует, относительно незначителен?
Меньше, чем если бы устройство работало от питания 1,3, конечно. Эффект ниже точности вашего цифрового мультиметра. Если вас это беспокоит, и у вас переменный блок питания, посмотрите, в чем разница между питанием 6,0 В и 6,5 В (это будет завышенная оценка реального тока).