Bepalen van de inwendige weerstand van een analoge multimeter als DC voltmeter

[Ibkh1999]

Hallo,  
Ik heb een opdracht waar ik echt vastzit en ik zou wat hulp kunnen gebruiken. Want ik ben echt in de war over wat ik moet doen. 
 
Dus de opdracht is: Bepalen van de inwendige weerstand van een analoge multimeter als DC voltmeter.
 
1. Teken de schema en benoem de onderdelen.
2. Kies het meest nauwkeurig (DMM) toestel om de mening te doen.
3. Doe de metingen voor drie meetbereiken (1, 10, 100)
4. Bereken de inwendige weerstand en vergelijk met de gegevens van de fabrikant
 
Ik weet niet hoe ik zelfs deran moet beginnen. Welke schema moet ik tekenen en wat moet ik in die schema plaatsen?

[klazon]

Is dit eigenlijk geen schoolvraag?
Tip: wat gebeurt er met de aanwijzing van de meter als je een weerstand in serie schakelt?

[Ibkh1999]

Ja het is een opdracht van mijn labo elektriciteit. Ik had vorige labo gemist en daarom ook een groot stuk van uitleg. Doordat ben ik verward.

[Benm]

Wat ik denk dat ze willen is dat je een weerstandsdeler bouwt met een bekende spanningsbron, een bekende weerstand, en de multimeter. Die multimeter zet je dan in serie met de weerstand, en je leest de spanning af. 
 
Als je bekende spanning bijvoorbeeld 1 volt is, en de serieweerstand 1 MOhm, kun je uitrekenen wat inwendige weerstand van de multimeter is door te kijken naar wat er op het display staat en dan terug te rekenen. 
 
Die 1 MOhm is even een praktisch voorbeeld waarbij je vaak wel een bruikbaar resultaat kunt verkrijgen bij 10 volt testspanning en een gangbare multimeter, het kan zijn dat je hogere of lagere waarden nodig hebt om een nuttig resultaat te verkrijgen. 

[klazon]

De standaard methode is: je neemt een stabiele spanningsbron en daar meet je met het betreffende instrument de spanning van.
Dan schakel je een regelbare weerstand in serie en die regel je zo in dat de aangewezen spanning precies de helft is. De waarde van de regelbare weerstand is dan gelijk aan de inwendige weerstand van het instrument.

[HB46]

Hallo,  
Ik heb een opdracht waar ik echt vastzit en ik zou wat hulp kunnen gebruiken. Want ik ben echt in de war over wat ik moet doen. 
 
Dus de opdracht is: Bepalen van de inwendige weerstand van een analoge multimeter als DC voltmeter.
 
1. Teken de schema en benoem de onderdelen.
2. Kies het meest nauwkeurig (DMM) toestel om de mening te doen.
3. Doe de metingen voor drie meetbereiken (1, 10, 100)
4. Bereken de inwendige weerstand en vergelijk met de gegevens van de fabrikant
 
Ik weet niet hoe ik zelfs deran moet beginnen. Welke schema moet ik tekenen en wat moet ik in die schema plaatsen?

Het draaispoel instrumentje van je analoge voltmeter, slaat bij enkele millivolts, al helemaal uit. (Full Scale in het Engels) Daar kun je dus niet zoveel mee in de praktijk. Om hogere spanningen te kunnen meten, moet je dus een weerstand met dat metertje in serie schakelen, om de gewenste spanningsval te krijgen. En je hebt natuurlijk een betrouwbare gelijkstroom voeding nodig. Tot zover het schema. De vereiste weerstandswaarde voor een bepaald meetbereik, kun je heel nauwkeurig instellen met een decaden bank, totdat je volle uitslag krijgt op je meter. Dat herhaal je 3 x, voor de 3 verschillende meetbereiken. Hierbij meet je telkens met je DMM het spanningsverschil over voorschakelweerstand en kun je op die de stroom die door deze weerstand en het metertje loopt, berekenen. Met de waarde die de fabrikant opgeeft voor zoveel mV bij volle uitslag, bereken je dan de inwendige weerstand van het instrumentje. De inwendige weerstand van een dergelijke meter wordt door de fabrikant opgegeven als zoveel Ohm per volt. Per meetbereik is dit dus verschillend, maar verhoudt zich wel tot het ingestelde meetbereik.
Ik denk dat je leraar dat heeft bedoeld. Zo niet, dan heb ik voor niets staan te doceren en kun je het beter zelf aan je leraar vragen.

[Benm]

Ik denk inderdaad wel dat het vergelijken met wat de meter aangeeft met een serieweerstand hetgene is dat dat bedoelt wordt in deze opgave. Of het ook de praktijk is is een ander geval:
 

 
2. Kies het meest nauwkeurig (DMM) toestel om de mening te doen.
 

 
Dat kan je ook opvatten als 'kies de meest nauwkeurige weerstandsmeter op de markt, en meet daarmee direct de inwendige weerstand van van de analoge multimeter'. 
 
Waarschijnlijk mag het allemaal niets kosten, maar als de prijs geen bezwaar is denk ik dat je met een hoogwaardige moderne weerstandsmeter (7 digit HP/aligelent/keysight etc) een nauwkeurigere waarde verkrijgt dan bij experimenteren met een voeding en een serieweerstand. 
 
Dat heeft meer van doen met de vermenigvuldigde tolerantie van die voeding (zeg 10.00 volt, +/- 0.01 geijkt) en de tolerantie van die serieweerstand (1%, misschien 0.1% als je je best doet). 
 
Met een echt goede, geijkte weerstandsmeter kom je een stuk dichter bij dan 0,1% - eerder in de orde van 1 ppm (7 significante cijfers met een totale onzekerheid van het minst significante cijfer)... alleen denk ik niet dat de gemiddelde school een dergelijk apparaat van $10.000+ heeft staan, laat staan het jaarlijks kan laten ijken. 

[HB46]

Een draaispoelinstrumentje heeft in de regel slechts 1 mA nodig om vol uit te slaan. Dat is heel weinig. Wanneer je parallel daaraan een voltmeter hangt dan neemt deze dus relatief veel 'eigen stroom' op. Dit houdt in dat de grootte van totaalstroom - dus die door de eerder genoemde serieweerstand stroomt - hierdoor nogal wordt beïnvloed wat weer tot gevolg heeft dat de uiteindelijke berekening onnauwkeurig wordt. Het liefst heb je onder zulke omstandigheden een voltmeter met een oneindig grote weerstand, die dus totaal geen eigen stroom opneemt, maar dat zou een utopie zijn. DMM's  hebben door hun constructie en uitvoering, een veel grotere inwendige weerstand dan draaispoelinstrumenten en daarom ligt het voor de hand dat de DMM bij de, voor deze meting te gebruiken instrumenten stond.