ย่านอินพุตความต้านทานต่ำเหมาะกับคำถามแบบใดและรบกวนอะไรได้บ้าง

มัลติมิเตอร์ที่มีอินพุตความต้านทานสูงช่วยให้วัดแรงดันโดยดึงกระแสจากวงจรน้อย แต่บางสถานการณ์แรงดันที่เห็นเกิดจากแหล่งซึ่งจ่ายกระแสได้น้อยมาก ย่านอินพุตความต้านทานต่ำจึงมีประโยชน์เมื่อต้องการดูว่าสัญญาณคงอยู่ภายใต้ภาระของเครื่องหรือไม่ อย่างไรก็ตาม ภาระที่เพิ่มเข้าไปอาจทำให้วงจรสัญญาณปกติเปลี่ยนพฤติกรรม จึงไม่ควรใช้ย่านนี้เป็นตัวตรวจยืนยันทุกจุดอย่างอัตโนมัติ

สองย่านกำลังวัดวงจรภายใต้คนละภาระ

สำหรับแบบจำลองแหล่งแรงดันวงจรเปิด Vs มีความต้านทานภายใน Rs และมิเตอร์มีอินพุต Rm แรงดันที่อ่านได้คือ Vs×Rm/(Rs+Rm) การลด Rm ทำให้เครื่องดึงกระแสเพิ่มและแรงดันที่ขั้วอาจลดลง การเปลี่ยนย่านจึงไม่ได้เป็นเพียงขยายตัวเลขบนจอ แต่เป็นการเปลี่ยนวงจรที่กำลังวัดจริง ผลต่างระหว่างสองย่านมีข้อมูลเรื่องความสามารถของแหล่งและทางจ่าย แต่ต้องตีความตามโครงสร้างที่ทราบ

แรงดันที่เกิดจากการคัปปลิงเชิงความจุของสายข้างเคียงอาจมองเห็นได้ด้วยอินพุตสูงและลดลงมากเมื่อเพิ่มภาระ ผู้ผลิตเรียกสถานการณ์บางแบบว่า ghost voltage แต่แรงดันที่ยุบเมื่อโหลดไม่ได้มีสาเหตุจากความจุเสมอไป ทางจ่ายที่มีความต้านทานสูงหรือวงจรไบอัสที่ออกแบบให้จ่ายกระแสน้อยก็ยุบได้ การสังเกตหนึ่งอย่างจึงไม่ควรถูกเปลี่ยนเป็นข้อสรุปเรื่องสาเหตุเพียงแบบเดียว

1. 1
   แหล่งมี Rs

   แหล่งสัญญาณจริงมีความต้านทานทางออก

2. 2
   อินพุตสูง

   ดึงกระแสน้อย จึงมักรบกวนระดับเดิมน้อยกว่า

3. 3
   อินพุตต่ำ

   ดึงกระแสเพิ่ม เกิดแรงดันตกใน Rs มากขึ้น

4. 4
   แปลผล

   รายงานแรงดันพร้อมภาระของมิเตอร์ ไม่ใช้คำว่าไม่มีไฟแทนผลยุบ

แรงดันยุบภายใต้ภาระไม่เท่ากับไม่มีแรงดันก่อนวัด

ตัวอย่างสมมติ: แหล่งอ่อนดูเหมือนมีแรงดันครบ

ให้แหล่งทดลองแรงดันต่ำมี Vs = 4.0 V และ Rs = 100 kΩ เมื่อใช้มิเตอร์อินพุต 10 MΩ จะอ่านประมาณ 3.960 V แต่เมื่อเปลี่ยนเป็นอินพุตสมมติ 10 kΩ จะอ่านเพียง 0.364 V ขณะนั้นกระแสที่แหล่งจ่ายผ่าน Rs กับ Rm รวมกันอยู่ประมาณ 36.36 µA ทั้งสองค่าเกิดจากแหล่งเดียวกัน ไม่จำเป็นต้องมีความเสียหายเพิ่มระหว่างการวัด

เปรียบเทียบกับแหล่ง 4.0 V ที่มี Rs เพียง 10 Ω อินพุต 10 kΩ จะอ่านประมาณ 3.996 V การเปลี่ยนย่านแทบไม่ทำให้ระดับเปลี่ยนในแบบจำลองนี้ แต่ยังไม่ยืนยันว่าแหล่งจ่ายรองรับโหลดใหญ่ได้ เพราะเครื่องดึงกระแสเพียงประมาณ 0.400 mA การผ่านภาระเล็กของมิเตอร์จึงไม่ใช่การทดสอบกำลังจ่ายเต็มของวงจร

ตัวอย่างวงจรปกติที่ไม่ควรถูกตัดสินว่าเสีย

สมมติวงจรแบ่งแรงดันใช้ตัวต้านทานบนและล่างอย่างละ 47 kΩ ต่อกับ 4.0 V จุดกลางขณะไม่มีเครื่องวัดอยู่ที่ 2.0 V หากนำอินพุต 10 kΩ ไปขนานกับตัวล่าง ความต้านทานด้านล่างจะเหลือประมาณ 8.246 kΩ และจุดกลางลดลงเหลือประมาณ 0.597 V การอ่านต่ำจึงเป็นผลของเครื่องมือ ไม่ได้แปลว่าตัวต้านทานบนขาดหรือแหล่งเลี้ยงตก

หากจุดกลางนี้เป็นสัญญาณเข้าวงจรตรรกะหรือวงจรเปรียบเทียบ ระดับที่เปลี่ยนอาจทำให้ชุดทดลองเปลี่ยนสถานะระหว่างตรวจ จึงต้องเลือกอินพุตสูงหรือระบบบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมตามการออกแบบ แค่เห็นคำว่าแรงดันต่ำไม่ได้หมายความว่าสามารถใช้ภาระต่ำกับทุกจุดได้ ขนาดกระแสที่จุดสัญญาณรองรับต่างจากพลังงานรวมของแหล่งจ่าย

1. 1
   อินพุต 10 MΩ

   ตัวแบ่งให้แรงดันประมาณ 3.960 V

2. 2
   อินพุต 10 kΩ

   ตัวแบ่งให้แรงดันประมาณ 0.364 V

3. 3
   กระแสใหม่

   4 V / 110 kΩ ≈ 36.36 µA

4. 4
   สาเหตุในแบบจำลอง

   แหล่งเดิมกับภาระวัดต่างกันอธิบายผลต่างได้โดยไม่ต้องสมมติว่าชิ้นส่วนเสีย

ตัวอย่างสมมติ Rs = 100 kΩ

นำไปใช้โดยเริ่มจากเอกสารและจุดทดสอบ

1. ตรวจว่าย่านอินพุตต่ำของเครื่องมีค่าหรือพฤติกรรมอย่างไร เพราะบางเครื่องไม่เป็นความต้านทานคงที่ตลอดช่วงแรงดัน
2. ระบุว่าจุดที่วัดเป็นทางจ่ายที่ยอมรับภาระเพิ่มได้หรือเป็นสัญญาณอ่อนไหว หากไม่ทราบให้หยุดหาข้อมูลก่อนเปลี่ยนย่าน
3. วัดด้วยอินพุตสูงเป็นฐาน แล้วใช้โหมดภาระต่ำเฉพาะจุดและวิธีที่เอกสารอนุญาต โดยรักษาจุดอ้างอิงเดิม
4. คำนวณหรือประเมินกระแสที่เครื่องดึงเพิ่มเทียบกับขอบเขตวงจร ไม่ใช้ความเคยชินจากเครื่องอีกรุ่น
5. เปรียบเทียบผลพร้อมบันทึกย่านและภาวะทำงาน แล้วกลับไปย่านที่เหมาะกับการอ่านปกติก่อนตรวจจุดถัดไป

การทดลองเรื่องนี้ควรฝึกบนตัวแบ่งแรงดันที่ทราบค่าและใช้แหล่งจำกัดกระแส ไม่เริ่มจากสายหรือขั้วของอุปกรณ์รถที่ยังไม่ทราบหน้าที่ การเลือกตัวต้านทานภายนอกมาแทนโหมดภาระต่ำต้องประเมินกำลังและวงจรทั้งหมด จึงไม่ควรเสนอเป็นสูตรตายตัวสำหรับการตรวจภาคสนาม การใช้ฟังก์ชันเครื่องที่ออกแบบไว้ก็ยังต้องอยู่ในข้อกำหนดของงาน

ข้อผิดพลาดเมื่อเอาผลยุบมาอธิบายเกินหลักฐาน

หากแรงดันยุบมาก ข้อสรุปเบื้องต้นคือแรงดันที่จุดนั้นขึ้นกับภาระที่เพิ่มภายใต้การทดลอง ยังไม่ทราบว่าเป็นการคัปปลิง ทางจ่ายต้านทานสูง การจำกัดกระแสภายใน หรือโครงสร้างไบอัสปกติ ต้องใช้แผนวงจรและการตรวจที่แยกสาเหตุเพิ่มเติม การระบุว่าเป็นไฟลวงทุกครั้งอาจทำให้พลาดจุดต่อเสียจริงหรือเข้าใจวงจรปกติผิด

ถ้าแรงดันไม่ยุบ ก็ยังไม่พิสูจน์ว่าไม่มีปัญหาที่เกิดเมื่อโหลดจริงทำงานหรือเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน มิเตอร์โหลดต่ำยังเป็นโหลดขนาดหนึ่งและวัดในเวลาหนึ่งเท่านั้น นอกจากนี้โหมดบางชนิดเลือก AC หรือ DC ให้อัตโนมัติ ผลที่ต่างจากย่านเดิมจึงอาจรวมความต่างของนิยามการวัดด้วย ต้องตรวจสัญลักษณ์โหมด ไม่ดูเฉพาะขนาดตัวเลข

ตรวจสอบผลด้วยค่าที่คาดจากชุดทดลอง

สำหรับตัวแบ่ง 47 kΩ สมมติ ให้คำนวณแรงดันเมื่อใช้อินพุตสูงและต่ำก่อนต่อจริง แล้วตรวจว่าค่าที่อ่านเปลี่ยนตามแนวโน้มและอยู่ในขอบความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทาน แหล่ง และมิเตอร์หรือไม่ หากค่าต่างมากให้ตรวจว่ามีทางขนานอื่น เช่น เครื่องมืออีกตัวหรือแผงทดลองที่ยังต่ออยู่ การตรวจผลโหลดจึงต้องนับอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมกับจุดกลางด้วย

บันทึกผลแยกเป็นแรงดันที่อินพุตสูงและแรงดันภายใต้ภาระของย่านต่ำ พร้อมกระแสประมาณที่เพิ่มเข้าไป ข้อความเช่นยุบจากประมาณ 3.96 เป็น 0.36 V เมื่อเปลี่ยนอินพุตตามแบบจำลอง Rs 100 kΩ บอกขอบเขตได้ชัดกว่าบอกว่าไม่มีไฟ ถ้ารูปแบบแหล่งจริงไม่ทราบ ให้รายงานเพียงผลสังเกตและสิ่งที่ยังต้องแยกต่อ ไม่คำนวณย้อนเป็น Rs คงที่โดยไม่ตรวจสมมติฐาน