ミリオーム抵抗 後編

ベンチトップ型のまともなディジタルマルチメータ(DMM)を使う機会があったので、ミリオーム抵抗 前編で紹介したミリオーム抵抗の抵抗値を測定してみました。
その結果、本来5mΩ±1%のはずの抵抗値が約4.5mΩと表示されました。これは、測定した端子が測定した端子の位置が、5mΩとなる規定の位置よりも内側であったためではないかと考えています。

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○ミリオーム抵抗の測定
ベンチトップ型のまともなディジタルマルチメータ(DMM)を使う機会があったので、ミリオーム抵抗 前編で紹介したミリオーム抵抗の抵抗値を測定してみました。
本当は他のサンプルの抵抗値を測る際の標準試料としようと考えていたのですが、実際に測ってみると5mΩ±1%のはずが、4.5mΩという値となってしまいました。そこで、今回はこの食い違いがどのような要因によって起こったのかについて考えてみます。

○測定方法
低抵抗の測定では、配線抵抗や接触抵抗が無視できません。これらの影響を取り除くために、測定には四端子法を用いました。
電流源として、自作の100mA定電流回路を作りました。
測定はDMMを2つ用いて電流と電圧を測定しました。

○結果
測定の結果は、4.5mΩでした。

○考察
私は、これまでミリオーム抵抗の膨らんだ部分(基板にさしたときにこれ以上刺さらないようにストッパーとなる部分)までの抵抗値が5mΩなのだと考えていたのですが、今回の測定では、ここまでの抵抗が4.5mΩであるようでした。このことから5mΩというのは抵抗の端部から端部までの抵抗値であったのではないかと思います。


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この考えが正しいかどうかは、さらなる検証が必要だろうとは思います。しかしながら、ミリオームオーダの低抵抗では、ほんのわずかなリード部分の抵抗値もクリティカルに効いてくるということは事実です。

これまで私は、このミリオーム抵抗を使って電流測定をしていたわけですが、上記のことが事実だとすると10%程度電流値を小さく見積もっていたことになります。
電流測定のために使うシャント抵抗は、専用の四端子抵抗を利用するほうが賢明だと思います。また、簡易的にミリオーム抵抗を使う場合でも、他の計測器を用いて簡単に校正を行うほうがよいでしょう。

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tag: 抵抗 

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測定器の誤差

こんにちは、

去年の記事ですが、コメントさせて下さい。

5mΩの抵抗に100mAの電流を流して電圧を測定したということは、0.5mV程度の電圧測定を行ったと思いますが、

仮に、最小測定レンジ200mVのDMMでこれを測定したとすると、入力信号レベルはフルスケールの0.25%しかないことになります。

こんな微小な信号で、更にその1/10から1/100のレベルの精度を論ずるのは無理があるのではないでしょうか?

DMMのマニュアルを読めば、各測定レンジに対する確度仕様が規定されています。おそらく、フルスケールレンジの少なくとも10%以上の入力信号レベルを確保しないとDMMの能力(精度)は発揮されないと思います。

もし、測定レンジ2mVのDMMで測定をしていたらごめんなさい。測定器の型番は何を使用されたのでしょうか?

Re: 測定器の誤差

シンボルさん、こんにちは。

DMMはHP(現Agilent)の34401Aを使いました。
カタログスペック通りの確度が出ているのなら10uVオーダーの議論も、まあ何とか・・・と言ったところです。一応、電圧計と電流計を入れ替えての測定も行い、同程度の値になることも確認しています。

とは言うものの、借り物の計測器だったので、本当に確度が維持されているかは分かりませんし、使わせていただいている身分なので、あまりその辺りの議論はしたくありません。本文中にあえて計測器の型番を書かなかったのはそういった意図もありました。

なにより、このエントリの趣旨は「低抵抗は実装に対して非常にセンシティブである」と言ったところです。「実測したら10%も誤差が!」というのは、主張と言うよりもキャッチーなコピーとお考えください。

Re^2: 測定器の誤差

こんにちは、gomisaiさん

回答ありがとうございます。記事の趣旨は理解しました。

1年も前の借り物の測定器の型番なんか質問しても普通は覚えていないだろうと思っていたのですが、なるほど、DMMは34401Aでしたか、確かに良い計測器ですね。

入力インピーダンスを10ギガΩに設定出来たり、120%のオーバーレンジが測定出来たり、最小測定レンジも100mVだし、私も欲しいです!

でも、約12万円の本体価格と年に1度は校正に出さないと宝の持ち腐れになってしまうので、毎年3~4万円の維持費も...と考えるとちょっと悩みます。

Re: Re^2: 測定器の誤差

シンボルさん、こんにちは。

「憧れの34401A」だったので覚えてました。
新品の34401A購入が選択肢に入るだけでも、私にとってはうらやましいです。
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