Cách chính xác nhất để đo điện trở trong của pin tiêu dùng là gì?


13

Cách điển hình để đo điện trở trong của pin, mà tôi đã tìm thấy qua nghiên cứu, là kết nối pin trong mạch với điện trở, đo điện áp qua pin, tính toán dòng điện, đo điện áp qua điện trở, tìm điện áp bỏ và sử dụng luật kirchoff để tính toán điện trở còn lại, đó sẽ là kháng nội bộ.

Một giáo sư đã đề cập rằng điều này quá không chính xác đối với pin có điện trở trong rất thấp, vậy có cách nào khác chính xác hơn để kiểm tra điện trở trong của pin tiêu chuẩn không?


3
Nó sẽ thay đổi theo tải, nhiệt độ và sức khỏe của pin. Nó có thể là một bài tập khá vô nghĩa để đi cho "chính xác" trong trường hợp này.
Transitor

sử dụng tải dòng không đổi được hiệu chỉnh ... một điện trở tải bình thường sẽ thay đổi giá trị của nó khi nó nóng lên .... sự thay đổi điện trở có thể là một tỷ lệ đáng kể của điện trở trong của pin
jsotola

Bạn có thể kết nối ngắn 0 ohm với pin và đo dòng điện. Tuy nhiên, không để nó được kết nối trong hơn một phần triệu giây.
richard1941

Câu trả lời:


21

Đơn giản nhất là sử dụng dòng điện xoay chiều, giống như máy phân tích mạng.

Bạn có thể sử dụng một dòng điện có thể chuyển đổi có giá trị đã biết, hoặc một điện trở và FET. Đo điện áp với dòng điện trên, sau đó tắt dòng điện, trừ, chia cho dòng điện, bạn có được điện trở trong. Nếu bạn tiếp tục lặp lại chu kỳ bật / tắt này, điều này tương đương với việc sử dụng dòng điện xoay chiều.

Một lợi thế của phép đo AC là bạn có thể sử dụng tụ điện để loại bỏ DC và chỉ xử lý điện áp AC nhỏ. Nó cũng bỏ qua mọi độ lệch DC trong chuỗi tín hiệu, từ opamp, v.v ... Đo AC là phương pháp chính xác nhất.

Bạn có thể sử dụng một cái gì đó như thế này như một thử nghiệm:

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Ở đây, nguồn điện áp ở bên trái truyền tín hiệu AC qua R1 và C1 vào pin. Đây là AC được ghép nối thông qua C1.

C2 trích điện áp xoay chiều trên pin.

Biết điện áp xoay chiều V1, một khi bạn đo điện áp AC trên "OUT", điện trở bên trong của pin dễ dàng được tính toán, vì nó tạo thành một bộ chia điện trở với R1.

Bạn có thể làm điều này với soundcard hoặc với bộ tạo chức năng và đồng hồ vạn năng. Hãy chắc chắn rằng bạn hiệu chỉnh và xác minh thiết bị thử nghiệm của mình bằng cách thay pin bằng điện trở có giá trị đã biết, có cùng độ lớn so với điện trở dự kiến ​​cần đo.


+1 cho một cách tiếp cận mới đối với tôi. Người dùng có thể muốn giới hạn dòng điện được tiêm vào pin đến một giá trị an toàn.
Transitor

@Transistor điện trở giới hạn dòng điện, trên thực tế đây là một bộ phân tích mạng ... nó cũng hoạt động với soundcard.
peufeu

2
Tần số của V1 tốt hơn 10Hz nếu phép đo ở đầu ra sẽ được thực hiện bằng khớp nối AC của phạm vi. (?)
dùng16307

14

Sự phản đối của giáo sư của bạn đối với phương pháp bạn mô tả là sai. Nếu pin có trở kháng thấp, bạn chỉ cần tăng tải, do đó sự khác biệt có thể đo lường tốt hơn.

Vấn đề, tuy nhiên, là khá sâu sắc. Pin thường không có tải DC ổn định và thường mọi người cần biết phản ứng của pin đối với tải xung. Vấn đề là pin không có một "trở kháng" duy nhất có thể được sử dụng để ước tính đáp ứng của nó với tải. Mỗi pin có một phổ trở kháng, trở kháng khác nhau cho tần số tải khác nhau. Chủ đề kỹ thuật này được gọi là "Quang phổ trở kháng điện hóa". Một ví dụ về trình bày . Xem thêm bài viết này từ BatteryUniversity , với một ví dụ về "phổ điện hóa".

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Vì vậy, cách chính xác nhất để mô tả trở kháng bên trong của pin là đo phổ của nó, ví dụ, sử dụng mạch được đề xuất bởi peufeu .

Tuy nhiên, đây không phải là tất cả. Phổ EI thường được thu thập bằng cách sử dụng "tín hiệu nhỏ". Như Lorenzo Donati đã nhận xét dưới đây, giá trị của trở kháng không chỉ phụ thuộc vào tần số, mà nó còn là phi tuyến với biên độ của tín hiệu / tải được áp dụng, điều này làm tăng thêm một chiều phức tạp của vấn đề.


Những lô Bode đó là đặc trưng của sự hiện diện của trở kháng Warburg (không có sự đối lưu.) Chuyển sang Nyquist và nó trở nên rõ ràng hơn. Tôi nên đoán, liên quan đến pin, nhưng tôi chưa bao giờ xem xét nó trước đây. Cảm ơn!
jonk

1
Pin không có một "trở kháng" duy nhất : nói một cách đơn giản, trở kháng bên trong của pin là phi tuyến tính (trái với niềm tin chung và các mô hình "nguồn điện áp + điện trở" đơn giản). (+1) để chỉ ra điều đó!
Lorenzo Donati hỗ trợ Monica

Điểm hay, bài viết thú vị. Tôi thành +1
Dorian

0

Điện trở trong là xấp xỉ chức năng V (I) phức tạp của pin, do đó, không có giá trị điện trở bên trong "thật" mà bạn có thể đo chính xác ở vị trí đầu tiên. Phép đo đại diện nhất bạn có thể làm là đường cong V (I) thực tế cho các giá trị hiện tại có liên quan. Nếu, tình cờ, bạn có được một đường thẳng - bingo, pin của bạn có thể được mô tả chính xác bằng một giá trị điện trở trong. Mặt khác, bạn sẽ phải sử dụng đường cong bạn có để xác định giá trị hiện tại và điện áp cho bất kỳ tải nào.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.