Điện trở điều chỉnh lượng dòng điện chạy trong mạch điện tử. Điện trở tạo ra một điện trở, hoặc trở kháng, cho mạch điện và làm giảm lượng dòng điện được phép chạy qua. Điện trở được sử dụng để điều hòa tín hiệu đơn giản và để bảo vệ các thiết bị điện tử đang hoạt động có thể bị hỏng do quá dòng. Điện trở phải có kích thước phù hợp và nguyên vẹn để thực hiện các chức năng này. Dưới dây là hướng dẫn cách đo và kiểm tra điện trở bằng đồng hồ vạn năng giúp xác định điện trở sống hay chết.  Ngắt nguồn khỏi mạch chứa điện trở Có thể thực hiện bằng cách rút khỏi nguồn điện hoặc tháo pin nếu là thiết bị di động. Một số thiết bị vẫn còn điện áp được sạc và có thể gây nguy hiểm trong vài phút sau khi rút nguồn. Cách ly điện trở khỏi mạch Đo điện trở khi vẫn nối với mạch có thể dẫn đến kết quả không chính xác, vì một phần của mạch cũng có thể được đo. Ngắt một đầu của điện trở ra khỏi mạch. Không quan trọng đầu nào của điện trở bị ngắt kết nối. Nếu điện trở được hàn cố định có thể làm chảy chì hàn bằng mỏ hàn điện tử và kéo điện trở ra bằng cách sử dụng nhíp gắp linh kiện. Kiểm tra điện trở Nếu điện trở có dấu hiệu bị đen hoặc đóng than, nó có thể bị chết do quá dòng. Nên thay thế nếu có dấu hiệu này. Đọc giá trị điện trở Giá trị điện trở sẽ được in trên điện trở. Các điện trở nhỏ hơn có thể có giá trị được biểu thị bằng các dải mã màu. Bạn có thể xem bài viết chi tiết tại đây: Cách đọc giá trị điện trở Lưu ý dung sai của điện trở. Không có điện trở nào có giá trị chính xác như được ghi. Dung sai cho biết giá trị được in trên điện trở có thể thay đổi khoảng bao nhiêu. Ví dụ, điện trở 1.000 ohm với dung sai 10 phần trăm vẫn được coi là chính xác nếu giá trị của nó đo được không dưới 900 ohm và không quá 1100 ohm. Chuẩn bị một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để đo điện trở Bật đồng hồ vạn năng và cần đảm bảo đồng hồ không bị yếu pin. Chọn thang đo có thể điều chỉnh của đồng hồ vạn năng với giá trị cao hơn giá trị điện trở mong đợi. Ví dụ: nếu đồng hồ có thang đo là bội số của 10 và bạn cần đo điện trở 840 ohm thì hãy chọn thang đo của đồng hồ là 1000 ohm. Đo điện trở Nối 2 đầu dò của đồng hồ vào 2 chân của điện trở. Điện trở không có cực vì vậy không quan trọng đầu dò của đồng hồ được nối với chân nào của điện trở. Xác định điện trở thực của điện trở Đọc kết quả hiển thị trên đồng hồ vạn năng. Để xác định xem điện trở có nằm trong phạm vi cho phép đối với điện trở đó hay không, đừng quên tính đến dung sai của điện trở. Gắn lại điện trở cho kết quả chính xác Đối với điện trở còn sống tức là điện trở có giá trị nằm trong khoảng cho phép, nối nó lại với mạch bằng cách ấn điện trở trở lại vị trí nếu bạn dùng ngón tay kéo nó ra. Nếu đã làm chảy mối hàn và kéo điện trở ra bằng nhíp gắp linh kiện thì dùng mỏ hàn làm nóng chảy chì hàn và dùng nhíp gắp linh kiện để đẩy điện trở về vị trí cũ. Thay thế nếu điện trở đo nằm ngoài dải giá trị chấp nhận được Lưu ý rằng việc thay thế điện trở bị chết sẽ không nhất thiết khắc phục được sự cố, nếu điện trở bị chết một lần nữa thì phải tìm kiếm nguyên nhân ở chỗ khác trong mạch.
Tại sao phải đo điện trở ? Để xác định tình trạng của mạch hoặc linh kiện. Điện trở càng cao thì dòng điện đi vào càng thấp và ngược lại. Trong bài viết này chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng điện tử hiện số. Nói chung, điện trở của các linh kiện điện tử được sử dụng để điều khiển mạch (chẳng hạn như công tắc và tiếp điểm rơ le) khởi động rất thấp và tăng lên theo thời gian do các yếu tố như mài mòn và bụi bẩn. Các tải như động cơ và điện trở giảm dần theo thời gian do sự cố cách điện và độ ẩm. Để đo điện trở ta làm các bước sau:
2. Xoay mặt số đồng hồ vạn năng kỹ thuật về chức năng đo điện trở, hoặc ohms, thường có chung một điểm trên mặt số với một hoặc nhiều chế độ đo / kiểm tra khác (tính liên tục, điện dung hoặc diode; xem hình minh họa bên dưới).
3. Đầu tiên cắm dây kiểm tra màu đen vào cổng COM.
5. Kết nối các dây đo trên linh kiện được kiểm tra.
Mẹo: Đối với các phép đo điện trở rất thấp, hãy sử dụng chế độ tương đối (REL; xem điểm 11). Nó cũng có thể được gọi là chế độ zero hoặc Delta (Δ). Nó tự động trừ điện trở chì kiểm tra — thường từ 0,2 Ω đến 0,5 Ω. Lý tưởng nhất, nếu các dây đo chạm vào (được nối tắt với nhau), màn hình sẽ hiển thị 0 Ω. Các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến kết quả đọc điện trở: Chất lạ (bụi bẩn, chất hàn, dầu), cơ thể tiếp xúc với đầu kim loại của dây đo hoặc đường dẫn mạch song song. Cơ thể con người trở thành một đường dẫn điện trở song song, làm giảm tổng trở mạch. Do đó, tránh chạm vào các bộ phận kim loại của dây đo để tránh sai số. 6. Đọc kết quả đo trên màn hình. Tùy chọn cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng số nâng cao
8. Nhấn nút RANGE để chọn phạm vi đo cố định cụ thể.
9. Nhấn nút HOLD để chụp một phép đo ổn định — nó có thể được xem sau.
11. Nhấn nút tương đối (REL) để đặt đồng hồ vạn năng thành một giá trị tham chiếu cụ thể.
Phân tích đo lường điện trởÝ nghĩa của việc đọc điện trở phụ thuộc vào linh kiện được kiểm tra. Nói chung, điện trở của bất kỳ linh kiện nào thay đổi theo thời gian và tùy từng linh kiện. Những thay đổi về điện trở nhẹ thường không quan trọng nhưng có thể chỉ ra một mô hình cần được lưu ý. Ví dụ, khi điện trở của một phần tử đốt nóng tăng lên, thì dòng điện đi qua phần tử đó sẽ giảm và ngược lại. Xem sơ đồ bên dưới. Khi làm việc trên bảng mạch, có thể phải nhấc một trong các dây dẫn của điện trở ra khỏi bảng để đo điện trở chính xác của điện trở. Phép đo điện trở được hiển thị bằng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là tổng điện trở thông qua tất cả các đường dẫn có thể có giữa các đầu dò dây đo. Cần thận trọng khi đo điện trở trên một linh kiện là một phần của mạch. Điện trở của tất cả các linh kiện được kết nối song song với một linh kiện đang được kiểm tra ảnh hưởng đến việc đọc điện trở, thường là hạ thấp nó. Luôn luôn kiểm tra sơ đồ mạch cho các đường dẫn song song. Vậy là qua bài này bạn đã biết cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng số rồi phải không nào? Cảm ơn.
Có nhiều phương pháp đo tổng trở trong đó phải kể đến các phương phápthông dụng như: phương pháp Volt-ampe, phương pháp cầu, phương pháp cônghường, phương pháp phân tích mạng (network analyser)...a) Phương pháp cầu cân bằng:Sơ đồ nguyên lý đo được thể hiện trên hình 1.421ZxD21Z2 Z321Z3oscHình 1.4: Phương pháp cầu cân bằng.Khi không có dòng điện chạy qua điện kế D, tồng trờ của Zx được tínhtoán dựa trên các thành phần khác như trên hình vẽ.b) Phương pháp cộng hưởng:Sơ đồ nguyên lý đo được thể hiện trên hình 1.5oscLxcQRxHình 1.5: Phương pháp cộng hưởng.Khi mạch điện xảy ra cộng hưởng bằng cách chỉnh giá trị của điện dungc. Tone trờ Rx và Lx được tính toán thông qua các11giá trịọ. cvà tần sổ c) Phương pháp volt-ampe:Sơ đồ nguyên lý đo được thể hiện trên hình 1.6V?RoscZxHình 1.6: Phưorng pháp /- V.Phương pháp này có nhược điểm là dải tần số đo thấp.d) Phương pháp RF I-VPhương pháp RF-IV có mạch đo tương tự như phương pháp I-V chỉkhác là phương pháp này dùng mạch phổi hợp trở kháng (50 Ohm) vàcó khả năng hoạt động tại vung tần sổ khá cao. Có hai dạng bổ chíAmpe kế và Vôn kế ứng với đo tổng trở lớn và nhỏ.RFI V methodLow impedance typeZxZx =V—2R=High impedance typeV.Hình 1.7: Phương pháp RFI -V.e) Phương pháp phân tích mạng (network analyser)12 Hệ số phàn xạ được đo đạc tỷ số của tín hiệu tới và tín hiệu phàn xạ.Cầu phản xạ được sừ dụng để đo đạc tín hiệu phản xạ từ mầu đo (DƯT).Phương pháp này thường được sử dụng tại vùng tần số cao.VVT______.ioscDirectionalbridge or coupler*IncidentsignalReflectedsignalZxHình Ỉ.8: Phương pháp phân tích mạng.3. Khuếch đại lock-inKhuếch đại lock-in được sử dụng một cách phổ biến để đo đặc cái tín hiệuAC rất nhỏ (cỏ thể xuống tới nano vôn). Điểm đặc biệt là tín hiệu nhỏ có thể đượcđo chính xác ngay cả khi bị lẫn bởi phông tạp lớn hơn hàng nghìn lần.Khuếch đại lock-in là một phương pháp nhạy về độ lệch pha aiừa tín hiệuvà tín hiệu chuẩn (tín hiệu so sánh).Xét một tín hiệu có độ lớn 10 nV có dạng sine, tần số 10kHz. Với tín hiệubé như thế này thì ta bắt buộc phải khuếch đại tín hiệu trước khi đo đạc.Với mộtbộ khuếc đại tốt, nhiều đầu vào vào khoảng 5nV/VHz. Nếu tỷ số khuếch đại củamáy là 1000 và băng thông 100kHz ta sẽ cỏ tín hiệu đầu ra vào lOuV và 1.6mVnhiễu. Với kết quả như trên thì ta không thể dùng bộ khuếch đại này để khuếch đạitín hiệu lOnV.Nếu ta sử dụns bộ khuếch đại trên với bộ lọc band pass cóọ=100 (rất tốt)có trun? tâm dải tần đi qua là 10 kHz. Điều đó có nghĩa là tất cả các tín hiệu tronadài tần số có độ rộng 100 Hz (= 100kHz /Q) được khuếch dại. Nhiều trons dai tần13 này có độ lớn 50 uV (5nV/VHzXVlOOHz1000) trong khi tín hiệuXcó đ ộlớnlOuV. Tỷ số tín hiệu trên nhiễu là 1/20.Đối với khuếch đại lock-in sử dụng bộ phát hiện nhạy pha, băng thông cóthể có độ lớn rất nhỏ, cỡ 0.01 Hz. Trong trường hợp này, nhiễu chò còn 0.5 uV vàta có tỷ số tín hiệu trên nhiễu là 20.Để thực hiện khuếch đại lock-in, ta cần có tín hiệu chuẩn. Thông thường,mẫu đo được kích thích với một tần số xác định trước (lấy từ máy phát tín hiệuhoặcbộ tạo dao động) và bộ khuếch đại lock-in phát hiện phản ứng cùa mẫu vớikích thích đờ tần số chuẩn nào đó. Trong giàn đồ thời gian bên dưới, tín hiệuchuẩn có dạng song vuông và có tần số góc G Với khuếch đại lock-in, thường có)r.đầu ra đồng bộ giừa tần số chuẩn này với tần số kích thích bên ngoài tác dụng lênmẫu. Nếu kích thích lên mẫu có dạng song sin thì tín hiệu phàn hồi cùa mầuthường có dạng song sin chậm pha so hơn với tín hiệu kích thước Vu, sin(ft> t +ỡu>) .Khuếch đại lock-in tự tạo ra một sóng sin khác có phương trình V, s\n(co,t + Oni).Tín hiệu đầu vào được nhân với tín hiệu chuẩn thông qua bộ nhân hay còn gọi làbộ phát hiện nhạy pha (psd):Vpsa = K,gK. sin(ứự + Ớ sin{cứ,t + 0ní)„K)=1/ 2VU , CS -ũ)r)t+ eag - ỡK/) - ỉ ỉ/O((tì),2V V cos((cưr +cor)t+ du +0n/)u lKNếu V psd được đưa vào bộ lọc thông thấp và G bang (0S ta có:)j.igr,*, = 1 / 2 ^ , cos(0lw-Ta có một tín hiệu một chiều có độ lớn chi phụ thuộc vào dộ lớn tín hiệuTrong trường hợp đầu vào là tín hiệu cần đo công nhiều. Bộ phát hiện nhạypha và lọc thông thấp chi cho các tín hiệu có tần số rất gần với tín hiệu đầu vàotruyền qua. Tất cà các nhiễu có tần số khác nhiều so với tín hiệu dầu vào đều bịloại bỏ.14 v ấ n đề đặt ra cần giải quyết đó là tạo tín hiệu chuẩn có cùng tần sô với tínhiệu đo đồng thời độ lệch pha giữa chúng phải không đổi trong quá trình đo. Nóicách khác pha của tín hiệu chuẩn phải được khóa pha so với tín hiệu đâu vào.Khuếch đại lock-in đùng vòng lặp khóa pha để tạo ra tín hiệu chuẩn. Tínhiệu chuẩn bên ngoài (sóng vuông) được đưa vào bộ khóa pha. Bộ khóa pha khóapha của bộ dao động bên trong lock-in kết quả bộ dao động này phát tín hiệuchuẩn có tần số cùa sóng vuông và có pha không đổi so với tín hiệu đầu vào.Trường hợp được xét ờ trên có tín hiệu chuẩn được đưa vào từ bên ngoàinhờ một sóng vuông. Trong nhiều trường hợp ta có thể sử dụng luông tín hiệu cùabộ dao động bên trong để thay thế.15 PHÀN 2: LOCK-IN STANDFORD RS830Hình 2.1 thể hiện sơ đồ khối của khuếch đại lock-in RS830.Low N oseD ffe 'a n ta iAt o55.90 H zNotchFilter'Ga i 23 HzNotrhFiSarGainHình 2. ỉ: Sơ đô nguyên lý của khuêch đại lock-in RS830.Các bộ lọc 50/60 Hz và 100/120 Hz dùng để lọc nhiều phát sinh domạng điện lưới (mạng điện lưới của Việt Nam có tần sổ 50 Hz) và hàibậc hai của chúng.Hình 2.2 là mặt máy của RS830 eồm các đầu vào A/B và đầu ra X Y vàcác tín hiệu chuẩn. Bièn độ và pha của tín hiệu được thể hiện bang đènbày đoạn 41/2 sổ.16 O i DsplaytỉSn Vr7^ ỹĩrêar.it i A t ì f i t s m f t f l M 0 * 9 t z v t - ■ u » Iff t f ÍOMI wi • * 3BI© ỎG3 ©QI 3. 0 c ?: IS BI-0 H:: □1 0 .0 0 0aế1 t o r * J*> < r » n v: G3:::fV] ■£-1Ref Display I0 2 DiplayềC3a □ □ □ B Ea QaE0 0 8□is?% IC3Q 0 0Ỷ□B 0--------------- 1=^aog^Cjtpj^lSgna: Inputs^aHnpuJHình 2.2: Mặt máy khuếch đại lock-in RS830.Thông số máy lock-in RS830Kênh tín hiệu: Đơn (A) hoặc vi sai (A-B).Dòng vào 106 or 108 Volts/Amp.Độ nhạy toàn thang 2 nV tới 1 V với bước 1-2-5-10.Điện kháng đầu vào: 10 MOhm+25 pFNhiễu đầu vào 6 nV/VHz tại 1 kHz.Khoảnơ tần 1 mHz tới 102 kHzĐộ phân giải pha 0.01°;P Õ C G IA HA N O '- C \ G T T ■Ẻ''N ^-’-17ữ rỈA O A b PHẦN 3: HỆ ĐO TỔNG TRỜ PHỤ THUỘC TÀN SÓ DựA••••TRÊN LOCK-IN RS8301. Mạch đo:Hình 3. Ị : Mạch đo tông trở bằng phương pháp 1- V.Tín hiệu lối vào A - voltage của SR830 (hình la, b) ŨH được lấy trên trừ chuẩnR với các giá trị có thể chọn được là 10, 100 và 1000 Ohm và sai sổ ±0.1%, với trởkháng lối vào của SR830 là lOMOhm, và 25pF, tại tần sổ lớn nhất cỡ 100kHz thìsai số gây ra do trở kháng lối vào này có thể bỏ qua. Tín hiệu kích được lấy từ lốira SINE OUT của SR830 với tín hiệu sine chuẩn có biên độ và tần sổ thay đổitương ứng từ 0-5.000 Vpp, và 0.001Hz-102kHz, các giá trị này được điều khiển từmáy tính qua cổng ghép nối GPIB hoặc RS232. Các thông số khác như độ nhạy SENSITIVITY, hằng số thời gian TIME CONSTANT, pha ban đầu. và dừ liệu đođược bao gồm điện áp tổng, phần thực, phần ảo và pha của tín hiệu cũng đượcđiều khiển thu nhận qua cổng này.Giao diện phần mềm của hệ đo như trên hình 3, các chức năng cơ bản đượcthiết lập trước khi thực hiện phép đo bao gồm: tần số bắt đầu, tần số kết thúc, bước18 nhảy tần số, thời gian trễ cho một điểm đo (phụ thuộc vào tần số đo và hằng sổthời gian đã chọn), biên độ ư 0 và các tham sổ khác.liầnđS *t rtmtMtr »»«• F3 p 3 f 3»T O tMMM IIrt^í j« • r 3 ^ 3!rmt rO 2 M z>4H M X t*M«MKVU 1XwB «a Z»0 (C S f* «jc'im rc5 QỈ y m xua le m ĩ*« *t£JWo-»n a s vc3« i Ũ ectr.mt n ưr.ro t;»r oXT ra X3 n.rLỊO t» XTIMJO W 0 w u iB,ro r4 icap0 onío itdB'.O0c JJt I0301« >Qno 10X(00 « otí» < o9 WOO T.r ơ0 .T Hr.rg <5 J .TU9 n u» W0Cn ranr uantr0 V.T«0 T ru c0m■ Mrrc c nr.rv:• f lm p*d< inc* S p tttr A tC ỡ p y M e a s u r tm tn tFteZ.T1',ỉm2O p e ro ío rịĩe rN wl/ift F r e q u e n c y (Hr)'30000FinộJ FrọqM ọncy (H j).«icC o m m en tí"'Ịn h M V a vO utpưt fc!eoỊM o aw w rert SetvpÍ35000H a m io n iC í (#)•I4»i»S te p b m e (s)IÍ1S te p fH r)[ĨIt 000AC v o K a g e (wV)IFf#9L»*rtCy (kHz)If*1! n;lo«dc*c*1a, giao diện hệ đob, thiết lập thông số đoHình 3.2: Giao diện hệ đo, khi đo (b) và thiết lập thông sổ đo (a)Có bốn dạng hiển thị dừ liệu tùy theo mục đích người sừ dụne bao gồm:bảng số liệu, biểu diễn Z ’, Z ” theo tan so,z, (Ị) theo tần số và Z”theo z \2. Đánh giá kết quả và sai số:Nhờ đặc điểm nổi bật của bộ khuếch đại lock-in là khả năng loại nhiễu, chophép thu nhận được những tín hiệu có tỷ số tín hiệu trên tạp S/N thấp, do đó, vớinhững mẫu vật liệu có trở kháng cao, ta hoàn toàn có thể thực hiện được phép đotrên hệ này với việc tăng độ nhạy đầu vào cờ nV và biên độ kích đên 5Vpp.Hệ đo được khảo sát dựa trên các mẫu chuẩn và linh kiện thương mại vớicác kết quả như trên các hình 3.2, 3.3, 3.4. Với điện trờ chuẩn 9.9k±0.01%, trờ cótính cảm kháng nhò và có thể phát hiện được từng mức của độ phân giải củaSR830 (hình 3.2 a).19 a, phổz của tụ100nF ở tần sốb, phổ(0.1-4kHz)z của tụ100nF ở tần số(10 -100kHz)Hình 3.3 Phổ tổng trờ Z((ủ) của tụ ĩhương mại 100nF±10%.Hinh 3.3 là kết quà đo với tụ điện thương mại 100nF với các dải tần sổthấp, và tần số cao đển 100kHz, qua đó cho thấy tụ này chi “tốt” khi hoạt động ờtần số dưới 4kHz.Hình 3.3 là kết quả đo với thạch anh thương mại 32.728kHz, két quà nàyhoàn toàn phù hợp với các kết quả đo cộng hường khác của linh kiện áp diện loạinày [7,8].Sai số hệ thống do đường truyền được khảo sát với trờ chuẩn trone toànphổ đo cho kết quả như trên hình 3a, do trở tham chiếu được chọn với các giá trịlớn nhất chi là 1000 Ohm, so với giá trị Z Lock.in m -~75kohrn ờ 100kHz (với Z Lock.min~10Mohm+25pF). Sai số do đường truyền tương tự như đánh giá ở tài liệu thamkhảo [17].20 |
