Вольтметр середньоквадратичних значень – приставка до мультиметра. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Вольтметр середньоквадратичних значень – приставка до мультиметра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Приставка розширює можливості цифрових мультиметрів серії 83х, вона дозволяє вимірювати середньоквадратичні значення змінної напруги різної форми, а з додатковим шунтом – і струму. Живиться приставка від внутрішнього стабілізатора АЦП мультиметра, не вимагає налагодження, проста у повторенні та забезпечує високу точність вимірювань.

Про вимір середньоквадратичних (інші назви - діюча, ефективна, а в англійській абревіатурі - RMS) значень напруги і струму в радіотехнічній літературі йшлося не раз. Тому для тих радіоаматорів, у кого такий вимірювальний прилад відсутній і немає можливості його придбати, може бути цікавим зробити його самостійно для домашньої лабораторії. Завдання спрощується, якщо виконати подібний пристрій на основі спеціалізованої мікросхеми AD736 у вигляді приставки до цифрового мультиметра з живленням від його внутрішнього стабілізатора. Схема такої приставки для вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги різної форми наведена на рис. 1.

Мал. 1. Схема приставки для вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги різної форми (натисніть , щоб збільшити)

Основні технічні характеристики

Межі виміру, ....... 0,2; 2; 20
Діапазон частот при вимірюванні напруги в інтервалі 0,1...1
максимального значення для кожної межі вимірювання, Гц, не менше....... 50...10000
Похибка вимірювання напруги у зазначеному вище інтервалі та діапазоні частот, %, не більше ....... 2
Вхідний опір, МОм ...... 1
Струм, що споживається, мА, не більше ....... 0,8

З більш докладними можливостями та особливостями, що визначають характеристики вольтметрів, зібраних на основі мікросхеми AD736, яка застосована у приставці, можна ознайомитись у [2].

Вимірювана змінна напруга надходить на гнізда "U_вхі через розділовий конденсатор С1 - на резистивний дільник R1 -R3, за допомогою якого задають межу вимірювання вибором відповідного положення перемикача SA1. З його рухомого контакту воно надходить на вхід мікросхеми DA1 AD736JN. Резистор R4 і діоди VD1, VD2 - захисні. Мікросхему DA1 від виходу з ладу від підвищеної напруги, яка може з'явитися на її вході при помилковому виборі межі вимірювання. т. п. Сигнал з виходу мікросхеми DA2 у вигляді постійної напруги позитивної полярності надходить на вхід "VΩmA" мультиметра для подальшого вимірювання.

Мікросхема AD736 потребує для живлення двополярного джерела напруги. Мінімальні вимоги до напруги живлення - +2,8 і -3,2 В. Тому для живлення приставки від вбудованого стабілізатора АЦП мультиметра +3 В застосований перетворювач негативної напруги з високим ККД, зібраний на мікросхемі DA2, опис якого наведено в [3] . Перетворювач забезпечує живлення мікросхеми напругою -5,5 Ст.

Приставка зібрана на платі із фольгованого з одного боку склотекстоліту. Креслення друкованої плати та розташування на ній елементів показано на рис. 2. Фотографія зібраної приставки представлена на рис. 3. На платі встановлено три перемички із лудженого дроту. Їх запаюють до монтажу інших елементів. Мікросхеми DA1 та DA2 - у корпусі DIP8. Конденсатори С1, С4 – вивідні керамічні, імпортні аналоги К10-17Б. Оксидні конденсатори – імпортні вивідні (у виконанні mini). Резистори – вивідні потужністю 0,125 або 0,25 Вт. Штир ХР1 "NPNc" - відповідний від роз'єму або відрізок лудженого дроту відповідного діаметра. Отвір під нього в платі свердлять "за місцем" після встановлення штирів ХР2, ХР3. Штирі ХР2 "VΩmA" та ХР3 "СОМ" - від щупів для мультиметра. Вхідні гнізда XS1, XS2"U_вх- клемник гвинтовий 350-02-021-12 серії 350 фірм DINKLE, DEGSON. Перемикач SA1 - движковий серій MSS, MS, IS, наприклад, MSS-23D19 (MS-23D18).

Вольтметр середньоквадратичних значень – приставка до мультиметра
Рис. 2. Креслення друкованої плати та розташування на ній елементів

Вольтметр середньоквадратичних значень – приставка до мультиметра
Рис. 3. Зібрана приставка

Приставка не потребує налагодження. Працюючи з нею перемикач роду робіт мультиметра встановлюють у положення вимірювання постійної напруги межі 200 мВ. Для зазначеної вище точності вимірювання опору резисторів R1, R2 у дільнику можна вибрати з номінального ряду Е12 (10%) або Е24 (5%) в такий спосіб. По-перше, вибіркою 900 і 90 ком з резисторів з номінальними опорами 910 і 91 ком відповідно. По-друге, резистор R1 можна встановити опором 1 МОм, R2 - 100 кОм, R3 - 11,1 кОм, відібравши з резисторів 11 кОм. Втім, варіацій тут багато з урахуванням "дедалі більше" або "все трохи менше". Перед підключенням приставки до мультиметра слід проконтролювати струм, що споживається нею, від іншого джерела живлення напругою 3 В, що має захист по струму, щоб не вивести з ладу вбудований малопотужний стабілізатор напруги живлення АЦП у разі несправності будь-якого елемента або випадкового замикання струмоведучих доріжок плати.

Вхідний опір приставки можна збільшити до 10 МОм. Для цього достатньо всіх опорів резисторів вхідного дільника R1-R3 збільшити вдесятеро. Збереження частотного діапазону, якщо це необхідно, домагаються, роблячи дільник частотнонезалежним. У цьому випадку, як відомо, паралельно кожному резистори дільника необхідно підключити конденсатор відповідної ємності. На платі з боку друкованих провідників цих конденсаторів передбачені відповідні контактні майданчики. Ці конденсатори - поверхнево монтуються, типорозмірів 0805, 1206. Орієнтовно стала часу кожного такого RC-ланцюга дорівнює 100 мкс і підбирається за відомою методикою налагодження вхідних дільників вимірювальних приладів.

Наявність зворотного струму захисних діодів VD1, VD2 (1N4148) може внести додаткову похибку вимірювання. Для її виключення необхідно застосувати діоди зі зворотним струмом не більше 1...2 нА при зворотній напрузі 5, наприклад, FDLL300A або відібрати з наявних. Виміряти зворотний струм можна будь-яким мультиметром на межі 200 мВ із вхідним опором 1 МОм. Катод діода підключають до плюс джерела живлення, а анод - послідовно зі щупами мультиметра до мінуса. Показання в мілівольтах будуть чисельно рівні зворотного струму наноамперах. При вхідному опорі приладу, що дорівнює 10 МОм, показання слід розділити на десять.

Для вимірювання середньоквадратичних значень змінного струму, наприклад струму холостого ходу мережевих трансформаторів, блоків живлення на їх основі, імпульсних джерел живлення та інших подібних пристроїв, приставку корисно доповнити вимірювальним шунтом із затискачами. Для цього необхідно підключити до клем "U_вхрезистор опором 1 Ом з двома проводами в ізоляції, до протилежних кінців яких припаюють затискачі, наприклад, "крокодил". Якщо встановити резистор потужністю 2 Вт, можна проводити вимірювання змінного струму в межах 200 мА і 2 А, що відповідатиме положенням перемикача SA1 "200 мВ" і "2 В" Авторський варіант приставки з таким шунтом, підключеної до мультиметра, показаний на рис.

Вольтметр середньоквадратичних значень – приставка до мультиметра
Рис. 4. Авторський варіант приставки із шунтом, підключеною до мультиметра

При перевірці авторської приставки на точність вимірювання напруг трикутної та прямокутної форм (меандр) частотою 10, 50, 500 і 5000 Гц показання мультиметра відрізнялися від показань зразкового вольтметра не більше 1% в інтервалі 0,1...1 максимального значення на кожній межі вимірювання .

література

Довгий А. Що показує вольтметр змінного струму? – Радіо, 2006, № 6, с. 23-27.
AD736 Low Cost, Low Power, True RMS-to-DC Converter. - URL: analog. com/static/imported-files/data_sheets/ AD736.pdf.
Глібін С. Отримання подвоєних двополярних напруг у перетворювачі на мікросхемах серії ICL7660. – Радіо, 2015, № 3, с. 35.

Автор: С. Глібін

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

Як швидко прокинутися 18.01.2011

На Всесвітньому конгресі дослідників сну, який нещодавно пройшов у Техасі (США), група фізіологів зі Стенфордського університету повідомила про новий спосіб швидко "привести до тями" невиспану людину. Це робиться за допомогою коротких спалахів яскравого білого світла.

Заснутих вночі випробуваних добровольців будили за дві години після засинання і перевіряли час реакції. Воно, природно, було уповільненим порівняно з реакцією людини, що не спала. Але, якщо пробуджених опромінювали раз на хвилину яскравими спалахами світла тривалістю дві мілісекунди (приблизно як у сучасного фотоспалаху), вони швидко приходили до тями і час реакції скорочувався. Поліпшувалося, за словами тих, хто недоспав, і загальне суб'єктивне самопочуття.

Вчені вважають, що спалахами можна підбадьорювати і робітників у нічній зміні, і моряків під час "собачої вахти".

Інші цікаві новини:

▪ Плата відеозахоплення Area Ragno GRABBER 2

▪ E Ink Color Paper

▪ Паливо з повітря

▪ Розроблено метод спонтанного навчання меристорних нейромереж

▪ Екстримальна відеокамера Sony Handycam HDR-GWP88 із вбудованим проектором

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Аудіотехніка. Добірка статей

▪ стаття Дачна меблі із водопровідних труб. Поради домашньому майстру

▪ стаття Чи відкладають змії яйця? Детальна відповідь

▪ стаття Лабораторні роботи із використанням комп'ютерних відео-дисплейних терміналів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Малогабаритний двопроменевий осцилограф-мультиметр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Незгорана карта. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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