安価なテスターを使ったHIインピーダンスの高圧源電圧測定

フラッシュ付きカメラのトランスを利用してガイガーカウンタ用の高圧源を作った際に、電圧が何V出ているのか確認したい場合があります。しかしパルス駆動で低DUTY動作の場合、通常のテスターの入力インピーダンスが1MΩとか10MΩで測定しても値が出てきません。
今回、安価なテスターを利用し、追加で高抵抗のみ手に入れることで実現できることがわかったので記載します。

用意するテスター
・EC-5308B
または2Vレンジで+端子と-端子間が1MΩのテスターが使える可能性があります。

必要な抵抗値
1000MΩ
今回200MΩのチップ抵抗が手に入ったのでこれを5個直列接続

高圧源電圧アダプタの全体ブロック回路図
原理としては簡単でテスターの内部インピーダンスが固定で1MΩなので(正確には1.02MΩ)、赤リードに1000MΩを挿入して、テスター内部の電圧調整用可変抵抗を調整して完成です。
2Vレンジで読んだ値の1000倍が実際の電圧となります。1000Vで電流は1μAとなりますが、それ以上の供給能力が高圧電源にあれば測定できます。
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テスター内部の可変抵抗調整の調整
テスター内部の可変抵抗の本来の使い方は、テスターのリファレンス電圧の製造誤差と抵抗誤差をある程度補正するために使われます。
一般に高抵抗は10%程度の誤差を持っているのでどうしてもずれが生じますのでずれが気になる場合は調整が必要です。そして調整してしまうと、テスターの通常の測定で誤差を生じるので高圧源測定専用テスターとなります。
それがいやな場合は、原理としては簡単で、テスターの内部抵抗値が1.02MΩの場合は1020MΩ以下の1000MΩ抵抗を探して、抵抗を追加もしくは可変抵抗で調整する手もあります。
私の場合は複数台テスターがあるので専用としてしまいました。


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全体写真

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テスターの2Vレンジのインピーダンスの確認
このテスターではどのレンジで測定しても1MΩでした。
中身をみましたがレンジ切り替えは複数抵抗の直列の途中から取ってオペアンプにいれているようです。

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1000MΩ抵抗部(200MΩx5 直列)
チップ抵抗の場合強度的に非常に弱いのでCDケースのアクリル板の上にチップ抵抗を直列に半田付けして並べ、2液硬化式のエポキシ樹脂で固着しています。そして断線防止で固まった後にリード線の両端を柔軟性のあるゴム系の接着剤か、ホットメルトで直角に線が曲がらないようにして完成です。(以下の写真)
チップ抵抗が安価に手に入ったのでこのような構成としましたが、1000MΩのリード抵抗でも、100MΩを10個でもどちらでもよいです。どの抵抗を使ってもエポキシ樹脂で固めてしまうと絶縁性と強度性で線が切れなくて良いと思います。
ダイソで売っていたエポキシ樹脂ですが、絶縁性は問題ないようです。



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殺虫ラケットの高圧電圧測定
ホームセンターで売っていた殺虫ラケットの電圧を試しに測定してみました。
1.626Vなので1626Vです。かなりの高電圧です。
触ったら痛そう。


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さらなる高電圧の測定
テスターのレンジを変えても負荷インピーダンスは変わらないため、抵抗とリード棒~電線の耐圧を1万Vに耐えるように交換すれば、20Vレンジか、抵抗を1000MΩ(1TΩ)から10TΩに変更で1万V測定もできそう。
今のところ2000V以上を測定する必要性がないので拡張していませんが、必要性が出たら作る予定です。

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