Mierniki rezystancji wewnętrznej akumulatora służą do szybkiej i bezinwazyjnej oceny stanu technicznego akumulatora. Rezystancja wewnętrzna jest kluczowym parametrem – im wyższa, tym akumulator jest bardziej zużyty, a jego zdolność do dostarczania prądu spada.
Zastosowanie miernika rezystancji wewnętrznej akumulatora
Mierniki rezystancji wewnętrznej akumulatora służą do oceny kondycji akumulatorów lub ogniw będących już w eksploatacji jak i również tych nowych. Są one wykorzystywane między innymi przez serwisantów sprawdzających kondycję akumulatorów w serwisowanych urządzeniach jak i również w pojazdach, wykorzystuje się je też w zakładach produkcyjnych do sprawdzania świeżo wyprodukowanych ogniw w celu odsiania tych posiadających wady produkcyjne oraz w celu kontroli rozrzutu parametrów produkowanych ogniw. Wreszcie wykorzystywane są także w laboratoriach gdzie pomagają oceniać parametry nowo opracowywanych rodzajów ogniw.
Rezystancja wewnętrzna akumulatora
Rezystancja wewnętrzna akumulatora jest opornością akumulatora na prąd płynący w jego wnętrzu podczas rozładowywania lub ładowania. Całkowita rezystancja wewnętrzna zależy od typu akumulatora, jego pojemności, temperatury, stopnia jego zużycia (np. obecność zasiarczenia płyt dla akumulatora kwasowo-ołowiowego), ilości i jakości elektrolitu ale również prądu jakim jest obciążany.
Zależności rezystancji wewnętrznej akumulatora od najważniejszych czynników przedstawia się w następujący sposób:
• Większa pojemność akumulatora ➜ mniejsza rezystancja wewnętrzna
• Rozładowany akumulator ➜ większa rezystancja wewnętrzna
• Wyeksploatowany akumulator ➜ większa rezystancja wewnętrzna
• Niższa temperatura (należy przy tym pamiętać, że skrajnie niskie i wysokie temperatury degradują akumulator) ➜ większa rezystancja wewnętrzna
Rezystancja wewnętrzna akumulatora – konsekwencje
Im mniejsza rezystancja wewnętrzna akumulatora tym większy prąd można z niego pobrać. Przykładowo akumulator służący do rozruchu samochodu będzie miał znacznie mniejszą rezystancję wewnętrzną niż ten stosowany w latarce. Wzrost rezystancji wewnętrznej akumulatora objawia się większym spadkiem napięcia na jego zaciskach podczas obciążania a w konsekwencji zmniejszenie mocy dostarczanej do odbiornika (rozrusznik, żarówka itd.) co w skrajnych przypadkach uniemożliwia jego poprawne działanie (np. zbyt wolno obracający się rozrusznik uniemożliwi odpalenie silnika).
Najważniejsze parametry mierników rezystancji wewnętrznej akumulatora
Najwyższymi parametrami określającymi mierniki rezystancji wewnętrznej akumulatorów na które należy zwrócić uwagę podczas zakupu są:
• Zakres pomiaru napięcia otwartego obwodu (OCV) – określa maksymalne napięcie akumulatora który można podłączyć do urządzenia bez jego uszkodzenia.
• Zakres pomiaru impedancji – determinuje w jakich granicach rezystancji wewnętrznej akumulatora pomiar jest dokonywany (nie wszystkie urządzenia nadają się do pomiaru skrajnie dużych i skrajnie małych rezystancji wewnętrznych akumulatorów).
• Rozdzielczość – to najmniejszy możliwy krok zmiany wartości, jaki dane urządzenie jest w stanie wyświetlić (tu rezystancji wewnętrznej akumulatora).
• Dokładność (błąd pomiarowy) – to stopień zgodności wyniku pomiaru z rzeczywistą wartością wielkości mierzonej (tu rezystancji wewnętrznej akumulatora), przyrząd wyświetlający duża ilość cyfr po przecinku (wysoka rozdzielczość) nie musi być dokładny ponieważ jego błąd pomiarowy (dokładność) może być większy od jedności.
• Metoda pomiarowa – ma znaczenie dla zmniejszenia błędu pomiaru, ponieważ oprócz rezystancji wewnętrznej akumulatora występuje również rezystancja przewodów za pomocą których dokonywany jest pomiar wynik pomiaru jest zafałszowany, metoda czteroprzewodowa pozwala wyeliminować wpływ rezystancji przewodów na pomiar na co nie pozwala metoda dwuprzewodowa.
• Czas pomiaru – określa to jak szybko przyrząd jest wstanie zmierzyć rezystancję wewnętrzną akumulatora (ma to znaczenie gdy istnieje potrzeba pomiaru dużej ilości ogniw)
Dodatkowe funkcjonalności mierników rezystancji wewnętrznej akumulatora
Oprócz podstawowego zastosowania jakim jest pomiar rezystancji wewnętrznej akumulatora mierniki mogą posiadać szereg funkcjonalności potrafiących usprawnić pracę, uzyskać dodatkowe informację z pomiarów jak również pozwolić na zastosowanie miernika w automatycznym systemie pomiarowym.
Funkcje statystyczne mierników rezystancji wewnętrznej akumulatora
Urządzenia umożliwiają obliczanie różnych parametrów statystycznych, takich jak średnia, wartości maksymalne i minimalne czy odchylenie standardowe. Dane te ułatwiają przedstawienie rozkładu zebranych wyników i pozwalają na jego czytelną wizualizację w postaci histogramu.
Interfejsy komunikacyjne mierników rezystancji wewnętrznej akumulatora
Mierniki rezystancji wewnętrznej akumulatorów mogą pracować w zautomatyzowanym stanowisku pomiarowym lub udostępniać wyniki pomiarowe na komputer poprzez zastosowane w nich interfejsy komunikacyjne. Najpopularniejsze z nich to LAN, USB RS232/485. Gdy miernik ma zostać podłączony do komputera i/lub być sterowany zdalnie warto upewnić się, że posiada wymagane przez nas interfejsy jak i również czy wspiera SCPI (standardowy język poleceń służący do sterowania i komunikacji z przyrządami pomiarowymi i testowymi) czy korzysta z własnej metody komunikacji. Mierniki mogą również posiadać dedykowaną aplikację od producenta na komputer ułatwiającą gromadzenie danych pomiarowych oraz zdalne sterowanie.
Dodatkowe funkcje przydatne podczas pracy
Innymi przydatnymi funkcjami podczas pracy mogą być:
• Funkcja porównywania parametrów – rezystancja i napięcie są mierzone niezależnie, a funkcja prezentacji oraz transmisji wyników umożliwia dokładniejsze monitorowanie i analizę stanu pracy obwodu lub urządzenia
• Funkcja zapisu/odczytu ustawień – parametry początkowe można przechowywać w pamięci wewnętrznej lub na nośniku USB, co eliminuje konieczność każdorazowej, czasochłonnej konfiguracji. Wystarczy przy uruchamianiu nacisnąć odpowiedni przycisk, aby szybko wczytać wcześniej zapisane ustawienia aplikacji.
• Funkcja korekcji – kalibracja obejmuje dwa tryby: napięciowy i rezystancyjny. Kalibracja rezystancji pozwala skompensować napięcie polaryzacji oraz dryft wzmocnienia wewnętrznego układu pomiarowego, co przekłada się na wyższą dokładność wyników.
• Tryby próbkowania – częstotliwość próbkowania można ustawić na jednym z kilku poziomów, co pozwala dopasować parametry pracy do różnych wymagań pomiarowych, obniżenie częstotliwości próbkowania zwiększa precyzję pomiaru.
Porównanie mierników Hantek HBT3561A, HBT3562A oraz HBT3563A
| Model | HBT3561A | HBT3562A | HBT3563A | ||||
| Pomiar napięcia | Zakres | 110V | 210V | 360V | |||
| Maksymalne wskazanie | 121V | 231V | 396V | ||||
| Rozdzielczość | 1uV | 1uV | 1uV | ||||
| Dokładność | ±0,01% + 3 cyfry | ||||||
| Pomiar rezystancji | Zakres | Maksymalne wskazanie | Rozdzielczość | Prąd pomiarowy | Dokładność | ||
| 3mΩ | 30mΩ lub więcej | ||||||
| 3 mΩ | 3,6 mΩ | 0,1 μΩ | 100 mA | ±0,5% + 10 cyfr | ±0,5% + 5 cyfr | ||
| 30 mΩ | 36 mΩ | 1 μΩ | 100 mA | ||||
| 300 mΩ | 360 mΩ | 10 μΩ | 10 mA | ||||
| 3 Ω | 3,6Ω | 100 μΩ | 1 mA | ||||
| 30 Ω | 36Ω | 1mΩ | 100 μA | ||||
| 300Ω | 360Ω | 10 mΩ | 10 μA | ||||
| 3600Ω | 3610Ω | 100 mΩ | 10 μA | ||||
| Metoda pomiaru | Metoda czterozaciskowa prądu przemiennego | ||||||
| Częstotliwość pomiaru | 1 kHz | ||||||
| Czas reakcji | ok. 5 ms | ||||||
| Otwarte napięcie zaciskowe | 12 V szczytowe | ||||||
| Częstotliwość próbkowania | Prędkość pomiaru |
Szybko | Średni | Powolny | |||
| ΩV | 60 milisekund | 300 milisekund | 600 milisekund | ||||
| Ω lub V | 40 milisekund | 200 milisekund | 400 milisekund | ||||
| Dopuszczalna całkowita rozdzielczość linii | Zakres | 3 mΩ | 30 mΩ | 300 mΩ | 3 Ω | ||
| Linia Sense | 3 Ω | 3 Ω | 20Ω | 20Ω | |||
| Linia źródłowa | 3 Ω | 3 Ω | 20Ω | 200Ω | |||
| Funkcje | Regulacja zera | ||||||
| Pomiar prądu wyjściowego impulsowego | Ciągły, impulsowy | ||||||
| Obliczenia statystyczne | Średnia, maksimum, minimum, odchylenie standardowe, odchylenie standardowe próby, wskaźnik zdolności procesu (dyspersja), wskaźnik zdolności procesu (odchylenie) | ||||||
| Czas opóźnienia | Wł./Wył., od 1 ms do 9999 ms | ||||||
| Zapis / Odczyt | do 1000 pomiarów | ||||||
| Trigger | Wewnętrzny, Zewnętrzny, Ręczny | ||||||
| Interfejs | Standard | RS232/485, USB, LAN, I/O, wyjście analogowe | |||||
| Wyświetlacz | 4,3-calowy wyświetlacz LCD | ||||||
| Zasilanie | 110 V ±10% lub 220 V ±10%, 47 do 63 Hz | ||||||
| Wymiary (szer. x wys. x gł.) | 208,5 mm * 84,5 mm * 264 mm | ||||||
Podsumowanie
Wszystkie trzy modele HBT3561A, HBT3562A oraz HBT3563A oferują tą samą funkcjonalność opisaną w rozdziale „Dodatkowe funkcjonalności mierników rezystancji wewnętrznej akumulatora” wszystkie korzystają z lepszej metody czterozaciskowej oraz posiadają taką samą rozdzielczość, błąd pomiarowy oraz czas pomiaru. Najważniejszą różnicą pomiędzy tymi modelami jest dopuszcza Zakres pomiaru napięcia otwartego obwodu (OCV) który dla modelu HBT3561A wynosi 110V, dla modelu HBT3562A wynosi 210V natomiast dla modelu HBT353A wynosi 360V. Dlatego podczas wyboru miernika rezystancji wewnętrznej akumulatora z tej serii (Hantek HBT3000) należy kierować się maksymalnym napięciem akumulatorów jakie jakie mają być mierzone przez urządzenie.
Miernik rezystancji wewnętrznej akumulatora 110V Hantek HBT3561A: https://www.gotronik.pl/hbt3561a-miernik-rezystancji-wewnetrznej-akumulatora-110v-hantek-p-13422.html
Miernik rezystancji wewnętrznej akumulatora 210V Hantek HBT3562A: https://www.gotronik.pl/hbt3562a-miernik-rezystancji-wewnetrznej-akumulatora-210v-hantek-p-13423.html
Miernik rezystancji wewnętrznej akumulatora 360V Hantek HBT3563A: https://www.gotronik.pl/hbt3563a-miernik-rezystancji-wewnetrznej-akumulatora-360v-hantek-p-13424.html