Амперметр змінного струму з лінійною шкалою. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Амперметр змінного струму з лінійною шкалою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Застосувавши синхронне випрямлення змінного струму, автор лінеаризував шкалу шунтового амперметра магнітоелектричного типу без підсилювача. У статті пропонуються варіанти схем з однонапівперіодним та кільцевим синхронним випрямлячем, що застосовується зазвичай у кільцевих модуляторах.

Шкала амперметра змінного струму, побудованого з використанням магнітоелектричного стрілочного приладу із шунтом та простого випрямляча, зазвичай нелінійна. Це пов'язано з тим. що при зменшенні напруги нижче деякого порога (0,2...0,6) випрямні властивості германієвих і кремнієвих діодів різко погіршуються. В результаті потрібно збільшувати падіння напруги на шунт або застосовувати лінійні випрямлячі на основі підсилювачів змінної напруги. Однак підвищення падіння напруги на шунті неминуче призводить до втрат потужності та зростання вихідного опору джерела живлення. До того ж, цей спосіб лише зменшує нелінійність, але не усуває її повністю. Щоправда, застосування підсилювачів дозволяє практично повністю усунути нелінійність, але ускладнює вимірювач.

Тим часом, лінійність простих вимірювальних випрямлячів на напівпровідникових діодах можна значно поліпшити без особливого ускладнення, якщо використовувати синхронне випрямлення.

На рис. 1 наведена схема однонапівперіодного синхронного випрямляча для амперметра з лінеаризованою шкалою.

Амперметр змінного струму з лінійною шкалою
Рис. 1

У позитивний напівперіод змінної напруги (плюс верхніх кінцях обмоток II і III) відкриваються діоди VD1 і VD2, підключаючи мікроамперметр до шунту Rш. У негативний напівперіод діоди закриті. У відкритому стані діоди мають мале диференціальне опір, і нелінійність цього опору невелика, тому шкала виходить практично лінійною.

При використанні мікроамперметрів зі шкалою 50...200 мкА з максимальним падінням напруги на рамці не більше 150 мВ мінімальна напруга на обмотці III може становити 1,5...2 для германієвих і 2...2,5 для кремнієвих діодів (При меншій напрузі його нестабільність помітно позначається на показаннях амперметра). Максимальна напруга обмежується максимально допустимою зворотною напругою діодів, що використовуються. Мінімальний струм діодів повинен у 10...20 разів перевищувати максимальний струм мікроамперметра. Додаткову обмотку можна виготовити самостійно, намотавши кілька витків тонкого ізольованого проводу на котушку трансформатора, якщо його конструкція дозволяє це зробити.

Резистори R3 і R4 служать для підстроювання нуля амперметра, зсув якого виникає рахунок струму діода VD2. протікає через шунт, і розкидання параметрів діодів.

Синфазність підключення обмоток II та III важлива при порівняно низькій напрузі обмотки III (менше 2 В), так як при протифазному включенні цих обмоток (у цьому випадку полярність підключення мікроамперметра потрібно змінити) у приладі з'являється нелінійність шкали (ціна поділу в кінці шкали плавно збільшується) , Що, до речі, іноді може виявитися корисним. Однак при напрузі на обмотці III вище 4...5 Ця нелінійність практично не помітна і на фазу включення обмоток можна не звертати уваги.

Для захисту мікроамперметра від випадкових перевантажень паралельно до його висновків корисно включити кремнієвий діод Д220, КД522 або КД521 у прямому напрямку, попередньо переконавшись, що він не впливає на показання мікроамперметра в кінці шкали.

Додаванням ще двох діодів та одного резистора синхронний випрямляч можна перетворити на двонапівперіодний (рис. 2). Як джерело, що відкриває діоди, тут використана робоча обмотка трансформатора.

Амперметр змінного струму з лінійною шкалою
Рис. 2

Перевага двонапівперіодної схеми випрямлення перед однонапівперіодною полягає в тому. що необхідне падіння напруги на Rш, приблизно в два рази менше при однаковому струмі повного відхилення мікроамперметра Так, якщо в однополуперіодному випрямлячі з діодами Д220 для повного відхилення стрілки мікроамперметра на 200 мкА (з опором рамки близько 670 Ом 0,4) ,0,2 В, то в двонапівперіодному ця напруга не перевищувала XNUMX В.

Наведена схема є модифікацією звичайного кільцевого модулятора. При збільшенні напруги на Rш до 0,4 В (амплітудне значення) для германієвих і 1,2 для кремнієвих діодів через діоди VD1, VD3 і VD2, VD4 починає протікати наскрізний струм навантаження. Тому резистори R3-R5 служать не тільки для балансування моста. Вони обмежують струм через діоди під час перевантаження.

Виходячи з цих міркувань, у двонапівперіодному випрямлячі краще використовувати кремнієві діоди і розраховувати амперметр на максимальне падіння напруги на Rш не більше 0,5...0,6 В.

На випадок перевантаження або К3 можна вжити додаткових заходів щодо обмеження струму через діоди. Це може бути збільшення опору резисторів R3-R5, резистора, що гасить, і шунтуючих діодів або стабілітронів.

Амперметр змінного струму з лінійною шкалою
Рис. 3

Для відкриття діодів вимірювального мосту амперметра з лінійною шкалою не обов'язково використовувати трансформатор. На рис. 3 показаний спосіб отримання напруги, що відкриває, безпосередньо від мережі 220 В. стабілітрон VD1 обмежує і стабілізує цю напругу. Діод VD2 зменшує нагрівання резистора, що гасить R5 Таку схему живлення доцільно використовувати і в разі живлення від трансформатора, якщо його вихідна напруга перевищує кілька десятків вольт. При використанні в подібному випадку двонапівперіодного випрямляча діод VD2 необхідно виключити, а послідовно зі стабілітроном VD1 включити зустрічно ще один (того ж типу) або використовувати двоанодний стабілітрон.

При розрахунку елементів однополуперіодного випрямляча та проведення вимірювань слід пам'ятати про особливості вимірювання несинусоїдального струму або напруги, враховуючи коефіцієнт форми.

При виготовленні багатограничного амперметра з межами струму, що вимірюється менше 0,2...0,4 А необхідно враховувати наступну особливість цих мостових схем. Струм, що відкриває діод VD1 на рис. 1 (або VD1, VD2 на рис. 2), замикається безпосередньо на джерело живлення, а струм діода VD2 (або VD3, VD4 на рис. 2) проходить через резистор Rш і створює на ньому падіння напруги, яке, як зазначалося вище, компенсується підстроюванням резистора R4.

Коли опір резистора Rш не більше 0,1...0,2 Ом, падіння напруги на ньому від струму діода VD2 (1...2 мА) не перевищує 0,1...0,4 мВ. шунте 100...200 мВ його можна не враховувати. Якщо ж на мінімальній межі вимірювання опір Rш має більше значення, необхідно вживати заходів щодо підтримки нуля при перемиканні меж вимірювання.

Якщо живлення моста виробляється від додаткової обмотки, то мінімальному межі можна скласти шунт з двох половин і підключити виведення обмотки живлення моста до середньої точки шунта. Можливо також використовувати додаткову секцію безрозривного перемикача, щоб при перемиканні меж струм у ланцюги живлення окремих плечей вимірювального моста не переривався.

При виготовленні амперметрів за наведеними схемами необхідно вжити заходів для підвищення температурної стабільності показання приладу, яка в основному визначається рівністю температур діодів вимірювального моста. Для цього доцільно використовувати діодні зборки в одному корпусі або розмістити діоди поруч один з одним та забезпечити хороший тепловий контакт, заливши їх компаундом.

Автор: В.Андрєєв, м.Тольятті, Самарська обл.

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Вчені вдосконалили павутину 11.08.2009

Співробітники Інституту фізики мікроструктур у місті Галле (Німеччина) зуміли зміцнити один із найміцніших природних матеріалів – павутину.

Ця білкова нитка витримує велике навантаження, ніж сталевий зволікання такого ж діаметра. Впровадивши в павутиння іони цинку, алюмінію або титану, фізики досягли підвищення її міцності ще в 3-4 рази.

Як вважають автори дослідження, метали утворюють міцні поперечні зв'язки між нитками білка в павутинні. Так як хіміки зараз намагаються синтезувати штучні волокна із властивостями павутиння, новий винахід можна буде випробувати на цих волокнах.

Інші цікаві новини:

▪ Вишивання електронів іоном

▪ Деякі новинки Consumer Electronics Show 2004

▪ Графеновий агент для сушіння взуття

▪ Шкода малих доз

▪ Атомарне телебачення

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Зварювальне обладнання. Добірка статей

▪ стаття Сухомлинський Василь Олександрович. Знамениті афоризми

▪ стаття Як давно побудовано Велику китайську стіну і які розміри вона мала? Детальна відповідь

▪ стаття Продавець продовольчих товарів. Посадова інструкція

▪ Антенна стаття для портативної Сі-Бі радіостанції. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Схема MULTIVOX для трансівера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт