定電流源と低抵抗測定メータ(失敗）

定電流源と低抵抗測定メータ(分解能不足で失敗）

Tektronix　2440のショート部品検出には間に合わなかったが、定電流回路と電圧計を組み合わせたショートチェッカーを作った。手持ち部品を使ったので電流値は適当、抵抗の絶対値は分からない。ショート位置の検出には抵抗の大小関係が分かれば良いので、ある程度使えると考えた。
電圧表示にPIC16F1827を使ったが、AD変換の分解能が10bitしか無かったので、有効数字は１０進３桁。被測定部が４層基板の時は、抵抗値の変化が少なく、ショート位置がはっきりとは判定出来なかった。両面ユニバーサル基板では、ある程度判明できた。後継機は12bitか14bitのAD変換を使いたい。

基本回路：可変三端子レギュレーター　AZ1117を使って120mA,12mAの定電流源を作り、抵抗による電圧降下を４端子法により測定する。（Ic=（1.25-0.65）/5Ω=120mA）

PICによる電圧計を追加


＜基本回路＞


主な仕様：
電流源：120mA、12mA　スイッチ切り替え
測定範囲：800mΩ～20mΩ（絶対値不明）
電池駆動：単4ニッケル水素　ｘ３（3.6V)
SW押下で定電流駆動、リトリガ40s間
LCD：Aitendo TS119　バックライト　on/off
PIC：PIC16F1827
自動パワーオフタイマー約１０分（スイッチ押下でリトリガ）
バックライト：CCPによる３段階切り替え
印加電圧0.8V以下
（被測定部品保護のため、ダイオードクランプで印加電圧0.8V以下とする)

＜PICにより電圧測定＞

定電流源は当初、AZ1117に10Ωを直接接続していたが、電池電圧低下時に電流不足になった。AZ1117にはDCDC出力の5Vを印加し、出力にトランジスタを追加した。
測定SWを押下すると40秒間電流源をON にする（リトリガ）。何もせずに約10分間に放置するとパワーoffする。電源投入時LCD全表示しLCDの動作確認。PICのAD変換器の分解能が10ビットしか無いので、入力1V以下の時はAN1、3V以下の時はAN2を使い、入力電圧によって切り替えて使った。
パワーON中にON SWを押下するとLCDのバックライト切り替える。ON SW押下ごとにRB0のPWMを使ってoff->中輝度(40%)->高輝度(90%)を切り替える。バックライトは高輝度時75mA流れるのであまり使いたくない。バックライト無しの時の電池電流は6mA、測定中は約110mA、バックライト時約190mA流れる。表示部にバッテリ電圧、定電流源の電流を簡易的に２桁表示する。測定電圧はオペアンプLM358で13倍（１＋１２０ｋ／１０ｋ）している。LM３５８は、安価ではあるがオフセット電圧や低電圧入力時の直線性がやや悪い。

配線ルートが悪いのか、電流源と測定側のマイナスを接続しただけで22（約2mV)表示される。表示が１０ビット分しかないので、被測定部の電源、グランドパターンがベタパターンのときは、抵抗変化がわかりにくい。２層ユニバーサルであれば電源／グランドパターンが細いので、何とか使える。通電直後は表示にドリフトがあるので、数秒待つ必要がある。Trの温度上昇によるＶｂｅの影響かも。要改善。表示についてはそのうち12bitか14bitADに置き換え予定。

＜０．１Ω測定＞　９の下セグメントが消えていた

＜０．３９Ω測定＞

＜ユニバーサル基板でのショートチェック＞


基本回路図PDF：