Прибор для измерения силы постоянного тока без разрыва цепи может кому интересно доработать конструкцию? Опции

[Александр_Мишин]

Лет пятнадцать назад при наладке цифровой техники была необходимость измерять ток питания микросхем. При поиске одного К.З. на печатных платах с 50-100 микросхемами (к155, 555, 561...) приходилось многократно разрывать, а потом соединять дорожки. Было разработано экспериментальное устройство позволяющее, без разрыва, с достаточной точностью определять ток по падению напряжения на участке цепи. (От 10 мА до 10 А). Тогдашний уровень техники не позволял легко реализовать конструкцию. Потом необходимость отпала. (Сейчас цифровые устройства реализуются в основном на микроконтроллерах, появились измерители тока на датчиках Холла.) Современная элементная база позволяет достаточно просто сконструировать амперметр для измерения силы тока без разрыва цепи. Конечно понимаю, что сейчас это не так актуально как в 90-х годах... Но если кому интересно могу разместить описание и "экспериментальную" схему устройства.

[Александр_Мишин]

Вот часть описаний прибора, делалось давно для "Роспатента". Сейчас спустя 5 лет принципиальную схему не найду. Могу восстановить устройство на котором экспериментировал. Схему всё равно надо дорабатывать.

Описание.
Компенсационный амперметр для измерения силы тока без разрыва электрической цепи.

Разработка относится к области электрических измерений и может найти применение в измерительной технике.
Известны устройства для измерения силы электрического тока без разрыва цепи, по которой он протекает, с применением датчиков Холла, реагирующих на магнитное поле, создаваемое протекающим в проводнике током. Результаты проведенных такими устройствами измерений имеют большую погрешность вследствие того, что датчики Холла имеют недостаточную для таких измерений чувствительность и линейность.
Также при подобных измерениях используют токовые клещи, но они, в силу своих конструктивных особенностей, имеют ограниченную сферу применения. Например, не позволяют проводить измерения на дорожках печатных плат.
Одним из прототипов для данного устройства является " индикатор тока ", описанный в (Тули М. «Справочное пособие по цифровой электронике» пер. с английского - Москва Энергоатомиздат 1990г.(см.прил.1). Описываемыймый в указанном источнике прибор основан на измерении падения напряжения, создаваемого проходящим через проводник током, на участке этого проводника между подключаемыми к нему щупами прибора. Прибор позволяет проводить измерения на различных проводниках, в том числе и на дорожках печатных плат, без их разрыва, но имеет низкую точность полученных результатов, которые зависят не только от силы тока, но и от ширины и толщины дорожки, а также от расстояния между точками подключения.
Другим прототипом является любой прибор, основанный на компенсационном методе измерения электрических величин который описан, например, в следующем справочнике:
(Ю. Шульц «Электроизмерительная техника 1000 понятий для практиков» Москва Энергоатомиздат 1989 (см. прил. .2).
Назначением предлагаемого устройства является измерение электрического тока в различных цепях, в том числе и на дорожках печатных плат, без их разрыва, и без влияния длины, ширины, толщины и материала проводника на получаемый при этом результат. Указанная цель достигается применением компенсационного способа измерения. Основное отличие предлагаемого устройства заключается в том, что в качестве резистора, на выводах которого проводятся измерения и компенсационное воздействие, используется участок того же проводника, по которому протекает ток, который нужно измерить.
Устройство состоит из измерительного усилителя 9, электронного автоматического регулятора силы тока 10, амперметра 8, двуполярного источника постоянного тока 11, соединительных проводов 3, 4, 5, 6. Для повышения точности измерений используется четырёхпроводный способ подключения устройства к участку электрической цепи.
К двум точкам 2 и 3 расположенным вдоль проводника 1 посредством соединительных проводов 5 и 6 подключается измерительный усилитель 9.
, до уровня необходимого для работы автоматического регулятора тока 10. Это напряжение подаётся на вход автоматического регулятора силы тока 10, выходы которого через проводники 4 и 7 подключены к тем же точкам 2 и 3. Автоматический регулятор поддерживает силу вспомогательного тока от внешнего двуполярного источника питания 11 таким образом, чтобы напряжение на участке проводника 1 между точками 2 и 3 было равно нулю. В этом случае ток по участку проводника между точками 2 и 3 не идёт, а сила вспомогательного тока равна силе тока в проводнике 1.
Через амперметр 8 будет проходить ток, равный току в проводнике 1.
В устройстве погрешность измерений определяется параметрами усилителя. Максимальный предел измеряемого тока определяется параметрами источника питания и усилителя.




Фиг.1 Функциональная схема устройства и схема его подключения.

Эскизы прикрепленных изображений