Pourquoi un multimètre met-il plus de tension pour mesurer une résistance plus petite?

J'ai remarqué ce comportement sur deux multimètres différents (différents modèles et marques également). Au début, je n'ai pas mis de multimètre sur la façon de mesurer la variation de tension pour les différentes échelles du compteur: j'ai réalisé cela en utilisant ma propre langue (diable, oui). Pour les deux multimètres que je possède, je pouvais certainement sentir que le picotement devenait plus fort lorsque l'échelle était plus petite.

Donc: j'ai essayé de mesurer la tension appliquée aux sondes d'un multimètre à différents niveaux de lecture de l'échelle de résistance, en utilisant le deuxième multimètre pour lire les Volts. Je suis assez impressionné par les résultats.

Voici ce que j'ai lu. Sur le côté gauche se trouve le réglage de l'échelle du multimètre "mesuré", sur la droite la tension que je lis:

200Ω -> 2,96V
2kΩ -> 2,95V
20kΩ -> 2,93V
200kΩ -> 2,69V
2MΩ -> 1,48V (quelle goutte!)

Si je change les compteurs, les choses sont encore plus déroutantes pour moi:

200Ω -> 2,71V
2kΩ -> 2,69V
20kΩ -> 0,35V (!!)
200kΩ -> 0,32V
2MΩ -> 0,18V

Quelqu'un peut-il expliquer pourquoi cela se produit? Je m'attendrais à ce qu'une tension plus élevée soit appliquée pour mesurer une plus grande résistance. Juste avant d'appuyer sur "Post", j'ai également choisi de mesurer le courant - pour différents niveaux d'échelles ohmmétriques. Devinez quoi: ceux-ci ont certainement chuté également, mais pas avec le même rapport que la tension. Je suis confus comme diable. Merci!

— Dakatine
source

Veuillez cesser d'utiliser votre langue pour mesurer la tension ou vous vous retrouverez comme ce lézard: chat.stackexchange.com/transcript/message/11118485#11118485

— jippie

Fixez une résistance connue (dans la plage) au compteur et voyez comment la tension change avec eux.

— jippie

@jippie merci mec :) mais étant conscient que mes compteurs sont alimentés par une pile 9V, j'étais très conscient que rien de mal ne pouvait arriver.

— Dakatine

Je pense avoir résolu le premier exemple dans ma réponse modifiée.

— jippie

Plz n'utilisez pas votre corps comme multimètre, des gens sont morts à cause de cela ( darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html ), ce n'était aussi que 9V ... Alternativement, vous pouvez utiliser une LED, avec ou sans résistance. Quoi qu'il en soit, il vaut mieux brûler la LED que vous ...

— magu_

Je pense que la chute de tension dans votre exemple supérieur est causée par l'impédance d'entrée du voltmètre (probablement autour de 10M) qui pénètre lentement dans la plage de l'ohm-mètre.
Pour la plage 20k et plus, c'est à nouveau le problème d'impédance d'entrée du voltmètre. Je pense que la plage de 200 Ω est liée à la mesure de la diode qui nécessite une source de courant similaire à une tension relativement élevée. Cela laisse la plage de 2 kΩ qui est probablement mise en œuvre de manière rentable en fonction de la source de courant pour la plage de 200 Ω.

Ce n'est qu'avec le schéma de circuit que la réponse peut être sûre à 100%.

Votre multimètre tentera de mesurer les ohms en envoyant un courant connu / défini à travers la résistance connectée. Ce courant défini varie en fonction de la plage dans laquelle se trouve votre compteur. Cependant, votre multimètre n'a pas de source de courant idéale à bord, mais tente plutôt de mettre en œuvre une source de courant à partir de la tension de votre batterie et de quelques semi-conducteurs, par conséquent, la tension de serrage ouverte ne dépassera jamais la Voltage de batterie.

Vous ne savez pas pourquoi la tension chute autant pour les gammes supérieures, cela aura à voir avec la façon dont la source de courant est construite. Notez que la tension «élevée» n'est pas utile (quatrième colonne ci-dessous) lorsque vous réalisez que le produit de la plage de temps de mesure du courant est beaucoup plus faible que la tension de serrage ouvert (deuxième colonne).

Notez également que la tension mesurée dans la plage de résistance la plus basse est identique à la tension utilisée pour les mesures de diode pour les trois compteurs. Pour la mesure de diode, vous voulez qu'une tension relativement élevée teste la chute de tension relativement élevée à travers une diode. Dans ce cas, vous utilisez toujours un courant constant, mais vous n'êtes plus intéressé par la résistance plutôt que par la tension réelle mesurée. Inutile de construire deux sources de courant distinctes pour plus ou moins le même courant. D'un autre côté, il est plus facile de construire une source de courant précise si vous vous permettez une chute de tension plus élevée à travers la source de courant et que vous n'avez pas besoin de toute façon de la tension (quatrième colonne).

Voici les résultats de mes compteurs. Pour deux sur trois, l'impédance d'entrée du voltmètre (10 MΩ) était inférieure à la plage des ohmètres, j'ai donc ignoré cette valeur. Les colonnes sont les suivantes:

intervalle
tension de serrage ouverte
courant de mesure
tension maximale requise pour la mesure (plage × courant), remarquez comment cette tension est raisonnablement constante!

DVM2000 (batterie 6V)

\begin{matrix} range & \Rightarrow & open clamp voltage & \Rightarrow & constant current & \Rightarrow & full scale voltage \\ diode & \Rightarrow & 3.25 V & \Rightarrow & 785 µA \\ 500 Ω & \Rightarrow & 3.25 V & \Rightarrow & 785 µA & \Rightarrow & 500 Ω \times 785 µA = 400 mV \\ 5 kΩ & \Rightarrow & 1.19 V & \Rightarrow & 91.5 µA & \Rightarrow & 5 kΩ \times 91.5 µA = 460 mV \\ 50 kΩ & \Rightarrow & 1.18 V^{*)} & \Rightarrow & 11.5 µA & \Rightarrow & 50 kΩ \times 11.5 µA = 575 mV \\ 500 kΩ & \Rightarrow & 1.09 V^{*)} & \Rightarrow & 1.1 µA & \Rightarrow & 500 kΩ \times 1.1 µA = 550 mV \\ 5 MΩ & \Rightarrow & 614 {mV}^{*)} & \Rightarrow & 0.1 µA (last digit) \\ 50 MΩ & \Rightarrow & ?^{*)} & \Rightarrow & ? \end{matrix}

$\begin{array}\\ \text{range} &\Rightarrow& \text{open clamp voltage} &\Rightarrow& \text{constant current} &\Rightarrow& \text{full scale voltage}\\ \hline\\ \text{diode} &\Rightarrow& 3.25\text{V} &\Rightarrow& 785\text{µA}\\ 500Ω &\Rightarrow& 3.25\text{V} &\Rightarrow& 785\text{µA} &\Rightarrow& 500Ω × 785\text{µA} = 400\text{mV}\\ 5\text{kΩ} &\Rightarrow& 1.19\text{V} &\Rightarrow& 91.5\text{µA} &\Rightarrow& 5\text{kΩ} × 91.5\text{µA} = 460\text{mV}\\ 50\text{kΩ} &\Rightarrow& 1.18\text{V} ^{*)} &\Rightarrow& 11.5\text{µA} &\Rightarrow& 50\text{kΩ} × 11.5\text{µA} = 575\text{mV}\\ 500\text{kΩ} &\Rightarrow& 1.09\text{V} ^{*)} &\Rightarrow& 1.1\text{µA} &\Rightarrow& 500\text{kΩ} × 1.1\text{µA} = 550\text{mV}\\ 5\text{MΩ} &\Rightarrow& 614\text{mV} ^{*)} &\Rightarrow& 0.1\text{µA} \text{(last digit)}\\ 50\text{MΩ} &\Rightarrow& ? ^{*)} &\Rightarrow& ?\\ \end{array}$

*) La tension de pince ouverte pour les gammes> 5kΩ sera probablement influencée par l'impédance d'entrée de 10MΩ du voltmètre. Ils devraient probablement tous lire 1,20 V.

SBC811 (batterie 3V)

\begin{matrix} range & \Rightarrow & open clamp voltage & \Rightarrow & constant current & \Rightarrow & full scale voltage \\ diode & \Rightarrow & 1.36 V & \Rightarrow & 517 µA \\ 200 Ω & \Rightarrow & 1.36 V & \Rightarrow & 517 µA & \Rightarrow & 200 Ω \times 517 µA = 103 mV \\ 2 kΩ & \Rightarrow & 645 mV & \Rightarrow & 85.4 µA & \Rightarrow & 2 kΩ \times 85.4 µA = 171 mV \\ 20 kΩ & \Rightarrow & 645 mV & \Rightarrow & 21.7 µA & \Rightarrow & 20 kΩ \times 21.7 µA = 434 mV \\ 200 kΩ & \Rightarrow & 637 {mV}^{*)} & \Rightarrow & 3.71 µA & \Rightarrow & 200 kΩ \times 3.71 µA = 742 mV \\ 2 MΩ & \Rightarrow & 563 {mV}^{*)} & \Rightarrow & 0.44 µA & \Rightarrow & 2 MΩ \times 0.44 µA = 880 mV \\ 20 MΩ & \Rightarrow & ?^{*)} & \Rightarrow & 0.09 µA (last digit) \end{matrix}

$\begin{array}\\ \text{range} &\Rightarrow& \text{open clamp voltage} &\Rightarrow& \text{constant current} &\Rightarrow& \text{full scale voltage}\\ \hline\\ \text{diode} &\Rightarrow& 1.36\text{V} &\Rightarrow& 517\text{µA}\\ 200Ω &\Rightarrow& 1.36\text{V} &\Rightarrow& 517\text{µA} &\Rightarrow& 200Ω × 517\text{µA} = 103\text{mV}\\ 2\text{kΩ} &\Rightarrow& 645\text{mV} &\Rightarrow& 85.4\text{µA} &\Rightarrow& 2\text{kΩ} × 85.4\text{µA} = 171\text{mV}\\ 20\text{kΩ} &\Rightarrow& 645\text{mV} &\Rightarrow& 21.7\text{µA} &\Rightarrow& 20\text{kΩ} × 21.7\text{µA} = 434\text{mV}\\ 200\text{kΩ} &\Rightarrow& 637\text{mV} ^{*)} &\Rightarrow& 3.71\text{µA} &\Rightarrow& 200\text{kΩ} × 3.71\text{µA} = 742\text{mV}\\ 2\text{MΩ} &\Rightarrow& 563\text{mV} ^{*)}&\Rightarrow& 0.44\text{µA} &\Rightarrow& 2\text{MΩ} × 0.44\text{µA} = 880\text{mV}\\ 20\text{MΩ} &\Rightarrow& ? ^{*)} &\Rightarrow& 0.09\text{µA} \text{(last digit)}\\ \end{array}$

*) La tension à pince ouverte pour les gammes> 2 kΩ sera probablement influencée par l'impédance d'entrée de 10 MΩ du voltmètre. Ils devraient probablement tous lire 645mV.

DT-830B (pile 9V)

\begin{matrix} range & \Rightarrow & open clamp voltage & \Rightarrow & constant current & \Rightarrow & full scale voltage \\ diode & \Rightarrow & 2.63 V & \Rightarrow & 1123 µA \\ 200 Ω & \Rightarrow & 2.63 V & \Rightarrow & 1123 µA & \Rightarrow & 200 Ω \times 1123 µA = 224 mV \\ 2 kΩ & \Rightarrow & 299 mV & \Rightarrow & 70 µA & \Rightarrow & 2 kΩ \times 70 µA = 140 mV \\ 20 kΩ & \Rightarrow & 299 mV & \Rightarrow & 23.0 µA & \Rightarrow & 20 kΩ \times 23.0 µA = 460 mV \\ 200 kΩ & \Rightarrow & 297 {mV}^{*)} & \Rightarrow & 2.95 µA & \Rightarrow & 200 kΩ \times 2.95 µA = 590 mV \\ 2 MΩ & \Rightarrow & 275 {mV}^{*)} & \Rightarrow & 0.35 µA (near scale low end) & \Rightarrow & 2 MΩ \times 0.35 µA = 700 mV \end{matrix}

$\begin{array}\\ \text{range} &\Rightarrow& \text{open clamp voltage} &\Rightarrow& \text{constant current} &\Rightarrow& \text{full scale voltage}\\ \hline\\ \text{diode} &\Rightarrow& 2.63\text{V} &\Rightarrow& 1123\text{µA} \\ 200Ω &\Rightarrow& 2.63\text{V} &\Rightarrow& 1123\text{µA} &\Rightarrow& 200Ω × 1123\text{µA} = 224\text{mV}\\ 2\text{kΩ} &\Rightarrow& 299\text{mV} &\Rightarrow& 70\text{µA} &\Rightarrow& 2\text{kΩ} × 70\text{µA} = 140\text{mV}\\ 20\text{kΩ} &\Rightarrow& 299\text{mV} &\Rightarrow& 23.0\text{µA} &\Rightarrow& 20\text{kΩ} × 23.0\text{µA} = 460\text{mV}\\ 200\text{kΩ} &\Rightarrow& 297\text{mV} ^{*)} &\Rightarrow& 2.95\text{µA} &\Rightarrow& 200\text{kΩ} × 2.95\text{µA} = 590\text{mV}\\ 2\text{MΩ} &\Rightarrow& 275\text{mV} ^{*)} &\Rightarrow& 0.35\text{µA} \text{(near scale low end)} &\Rightarrow& 2\text{MΩ} × 0.35\text{µA} = 700\text{mV}\\ \end{array}$

*) La tension de pince ouverte pour les gammes> 20kΩ sera probablement influencée par l'impédance d'entrée de 10MΩ du voltmètre. Ils devraient probablement tous lire 300mV.

— jippie
source

Merci pour votre explication, c'est informatif dans l'ensemble, mais je ne sais toujours pas pourquoi la tension baisse. Pouvez-vous vivre la même chose avec la vôtre?

— Dakatine

J'ai ajouté un peu plus de détails et je pense que l'avis de mesure de diode est intéressant.

— jippie

Merci d'avoir testé avec vos compteurs, @jippie. Je me rapproche pour comprendre. Quelques réflexions: * La tension baisse également pour vous - et il y a de gros "sauts" entre certaines gammes tandis que la chute est faible entre d'autres. Pourtant, c'est toujours en baisse ou égal, jamais en hausse. * En fait, votre dernière colonne n'est "raisonnablement constante" que pour votre premier compteur. Je peux voir de grandes variations pour les autres, en particulier la seconde. * Le plus important: je ne peux pas comprendre cette dernière colonne. "tension maximale requise pour la mesure". Pourquoi 224mV est le maximum pour mesurer 200 ohms, et 130mV pour 2kohm?

— Dakatine

Parce que le courant utilisé pour la mesure est constant.

— jippie

Je pense que la meilleure explication partielle de votre «problème» est en italique.

— jippie

Une bonne façon "linéaire" de mesurer la résistance consiste à faire passer une quantité connue de courant à travers la résistance et à mesurer la tension. La tension étant proportionnelle à la résistance, un compteur dont la lecture est proportionnelle à la tension lira ainsi une valeur proportionnelle à la résistance.

Parce que les résistances varient sur plusieurs ordres de grandeur, il n'y a pas de quantité unique de courant qui fonctionnera de manière optimale pour mesurer toutes les résistances. Un courant d'une microampère ferait chuter une tension de 1 M, mais une résistance de 1 ohm ne ferait chuter qu'un microvolt. Un compteur avec une seule source de courant limitée à 2 volts et dont la lecture de la tension sur la plage la plus fine n'était précise que pour un microvolt ne serait pas en mesure de mesurer des résistances supérieures à 2 mégaoctets et ne pourrait mesurer que de petites résistances précises à l'ohm le plus proche. . Si au lieu d'utiliser une seule source de courant de 1uA, un compteur devait utiliser une source de courant de 0,1uA et une source de courant de 100uA, alors la plus petite source de courant serait capable de mesurer des résistances jusqu'à 20 mégaoctets,

— supercat
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