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2022年6月 3日 (金)

電池の消耗を調べるために電圧を計るなら「四端子法」で

友人から「消耗した電池のより分け方を教えて
というリクエストがありました。

『単3と単4なら仕事場で頒布してる
  電池電圧チェッカーをどうぞ』っと宣伝したん
ですが他のサイズの電池の状態も見たいということで、
「一般的な話」としてまとめてみました。

基本は、

(1) 電池の消耗を見るには「無負荷電圧」を
  計るだけじゃダメ。
    負荷抵抗が必要。
    ドロップした電圧から、内部抵抗を
    推測することも可能。

(2) 四端子接続を心がけて計る。
    電圧測定の経路と負荷抵抗の経路を
    分ける。

(3) 電池ホルダーを使う時は、電池電極間の
  接触抵抗と、電池ホルダー電極(コイル
  スプリング)の抵抗を考慮のこと。

四端子接続による電圧、電流測定のキモはこの記事
を読んでもらいましょう。
  ・2015年03月09日:ACアダプタや電源回路の特性調査は
測定端のちょっとした場所違いで、出てくる数値が
変わってしまいます。

電池の内部抵抗測定では、こんなツールも。
  ・自作の4端子プローブもどき

そして問題が「電池ボックス」、「電池ホルダー」。
  ・CQ出版 トランジスタ技術 2008年6月号
にレポートを載せてもらっています。

※記事の一部
4_aa
    いろんな電池ホルダー電極の抵抗を計って
   みました。  

基本的な電池電圧の測り方を図示してみます。
使うのはデジタルテスターと負荷にする抵抗。
さらに、ミノムシクリップやテスター棒、
電池ホルダーがあればあれこれ応用がききます。

4_1
4_2
4_3
4_4

4_5
負荷抵抗をつないだ時の電圧ドロップで
電池の内部抵抗」を推測する方法(計算手法)
はネットを探せばあれこれ出てきます。

こちらでは
  ・交流定電流方式で電池の内部抵抗を計ってみる
であれこれ試しています。

※「やったらあかん」つなぎ方がこれ。
4_6
電池ホルダーの影響がもろに出ます。
どうしてもこのつなぎでというなら、Bulgin社のBX0035
BX0034(単4)のような板電極のもの。
  ・【電池BOX】 うずまきバネ式の接触抵抗は板バネ式の数十倍大きい

4_7
これは・・・電池の電圧じゃなくって、抵抗両端の
電圧を計ってます。
各所に「いろんな抵抗」があって、
「電池電圧 = 抵抗両端の電圧」ではありません。


※4端子法による低抵抗測定の例
2016年04月22日:1A定電流回路 「足」を測ってみる
2016年04月23日:1A定電流回路 みのむしクリップを測ってみる

電池あれこれ まとめ

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電池」カテゴリの記事

コメント

・電池の電圧測定 【通販モノタロウ】
https://www.monotaro.com/s/pages/readingseries/testerkiso_0303/
まっとうな解説。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 3日 (金) 16時53分

【7】の変形例を発見。

http://chairoirirakuma.cocolog-nifty.com/blog/2021/09/post-5ae46f.html

ニッケル水素電池の放電器、兼、容量測定器 ー組み立て編:くま出没注意(2021年9月16日)

・電池ボックスから出ているのは2本の電線。
・計測した電流値から電池電圧を計算している。
・負荷と配線の抵抗は変化しないということにして、
 電池ホルダー両端での電圧でキャリブレーションを
 行っている。

しかし、配線経路の電圧ドロップを補正したとしても、
正しい電池電圧は得られない。

・経路の抵抗値が変化したらキャリブレーションが狂い
 計算した電圧値が動く。
・電池と電池ボックス端子接触状態の変化。
・不安定なスプリング電極の抵抗。
・発熱による負荷抵抗抵抗値の変化。

電圧の測定、基本は4端子接続で。
  ※スプリング電極の電池ホルダーはダメ

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 6日 (月) 09時03分

【7】の例

https://shindo.exblog.jp/29891870/

2020/01/25 単3電池の容量を測定してみた!:shindoのブログ shindo.exblog.jp

・板状電極の電池ボックスが使われている。
  これは良。  どこの製品かしら?
・電池 → 測定器の配線が長い。
  この配線抵抗での電圧ドロップを補正するような
  機能はあるのだろうか?
・せめて【6】で測定できるよう、電圧測定用の端子
 を別にしとけば良かったのに。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 6日 (月) 09時16分

ひょっとして【7】か?

https://tyk-systems.com/batterytest/batterytest.html

電池の性能評価-エボルタと100円均一の電池はどの程度違うのか?:戸田システムウェア

写真:https://tyk-systems.com/batterytest/DataLog.jpg
この左下、電池を入れた電池ボックスから1対のリード線が
出て、負荷抵抗に。
テスターからの赤黒線もこの抵抗に。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 6日 (月) 09時29分

【7】だろうなぁ。

https://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column/fujilabo/515862.html
第11回:ニッケル水素電池はどれを買えば良い?【後編】2012年3月2日

https://kaden.watch.impress.co.jp/img/kdw/docs/515/862/html/01-01.JPG.html
この写真を見ると、電池ボックスから直に出ているの電線は1対。
テスターはその先で抵抗といっしょに接続しているように見える。

https://kaden.watch.impress.co.jp/img/kdw/docs/515/862/html/02-01.JPG.html
こんな「挟み込みジグ」を工夫しているのだから、
四端子計測用接続電極に発展させればと。
電池電極に接触させる小金具を見繕って、
「I・V」接続用の電線を2本引っ張り出せば、
安定したものができそう。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 6日 (月) 09時43分

【6】の例

https://spiceman.jp/battery-recommendation/

乾電池・充電池コスパおすすめランキング :
Spiceman

・写真
https://spiceman.jp/wp-content/uploads/2021/10/battery-recommendation-07.jpg

四端子接続なんだけれど、
スプリング電極の電池ホルダーを使ってる。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2022年6月 6日 (月) 10時01分

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