Приставка-частотомір до мультиметра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Не всі цифрові мультиметри можуть вимірювати частоту, а недорогі, в яких є така можливість, зазвичай мають низьку чутливість і обмежений частотний діапазон.

Пропонований пристрій є перетворювачем частота-напруга і, звичайно, не замінює цифровий багаторозрядний частотомір, а доповнює його. Воно має кращі параметри, ніж опубліковані у [1, 2]. З його допомогою можна вимірювати частоту сигналу довільної форми діапазоні 5 Гц...2,5 МГц. В інтервалі 5 Гц...5 кГц вимірювання можна проводити з дискретністю 1 Гц, якщо це дозволяє розрядність мультиметра (для мультиметрів з дисплеєм на 3,5 знака - 5 Гц...1999 Гц). Похибка при вимірі частот до 50 кГц вбирається у 0,2%±1 од. молодшого розряду. На більш високих частотах похибка трохи зростає, але не більше 0,8%. Температурна нестабільність показань в інтервалі кімнатних температур не більше 0,04% на 1°С. Пристрій споживає струм трохи більше 30 мА. Період вимірювання – 2...3 рази на секунду, що відповідає періоду вимірювання мультиметра. Передбачено індикатор навантаження за частотою.

Вимірюваний частотний діапазон розбитий на 4 інтервали. Для мультиметрів із неповним чотирирозрядним дисплеєм (3999) це будуть:

• перший діапазон - 5...3999 Гц,
• другий - 50...39990 Гц,
• третій - 500...399900 Гц,<>
• четвертий - 5 кГц...2,5 МГц

При вимірі частоти перемикач роду робіт на мультиметрі встановлюється положення для вимірювання постійних напруг. Це дозволяє використовувати з приставкою будь-який мультиметр із вхідним опором не менше 1 МОм без необхідності перебудови приставки.

Рис.1. Принципова схема приставки-частотоміра

Вхідний сигнал довільної форми амплітудою 100 мВ...50 через розділово-захисний ланцюг (рис.1) надходить на затвор польового транзистора VT2. Цей каскад має високий вхідний опір і малу вхідну ємність, тому практично не шунтує сигнал амплітудою до 3 В в діапазоні звукових частот. Посилений вхідний сигнал зі стоку VT2 надходить на диференціальний підсилювач транзисторах VT3, VT4. З колектора VT4 знімається сигнал, близький до прямокутної форми, і надходить на тригер Шмітта DD1.1, DD1.2. Сигнал прямокутної форми знімається з виведення 11 DD1.2 і подається для подальшої обробки мікросхеми DD3...DD5, включені як дільники частоти на 10.

Залежно від обраного перемикачем SA1 діапазону частот, формувач імпульсів на DD1.3, DD1.4 подається сигнал з одного з лічильників DD3...DD5 або з виходу інвертора DD1.2. Диференціюючий ланцюг на C11-R16 задає постійну тривалість формованих імпульсів, шпаруватість яких залежить від частоти досліджуваного сигналу. Сформовані імпульси надходять на підсилювач потужності паралельно включених інверторах DD2.2...DD2.4. З виходу підсилювача стабільні по амплітуді та тривалості імпульси надходять на термокомпенсований генератор стабільного струму VT5, VT6, R17, R18, VD9.

Коли напруга на накопичувальному конденсаторі С9 перевищить рівень 600 мВ (частота 6 кГц на виході DD1.4), частота-напруга лінійність перетворення погіршується. Щоб не було помилки, пристрій оснащений індикатором навантаження на транзисторі VT1, інверторі DD2.1 і світлодіоді HL1, що миготить.

Мініатюрна лампа розжарювання EL1, включена в розрядний ланцюг конденсатора С9 компенсує невеликий негативний температурний дрейф напруги на виході приставки.

На мікросхемі DA1 та світлодіоді HL2 зібраний стабілізатор напруги на 6...6,5 В, який необхідний для забезпечення високої точності роботи приставки. ІМС КР142ЕН17А здатна працювати при малому падінні напруги між входом і виходом і якнайкраще підходить для пристроїв з батарейним живленням. За її відсутності стабілізатор можна зібрати за схемою, наведеною на рис.2. Детальні відомості про мікросхему КР142ЕН17 можна отримати в [3].

Рис.2. Стабілізатор напруги на 6...6,5 В

Деталі та конструкція. Постійні резистори можна використовувати типу МТЛ-0,125, С1-4-0,125; підстроювальні - СПЗ-38а, СПЗ-386, РП1-63М. Для полегшення налаштування R15 краще взяти багатооборотний, типів СП5-2, СПЗ-39а, опором 470 Ом. Конденсатор С11 - плівковий, бажано з мінімальним ТКЕ, наприклад, К31-10, К31-11. Оксидний конденсатор С9 - ніобієвий К53-4.

На його місце можна поставити конденсатор іншого типу з малим витоком (К52, К53). Інші оксидні конденсатори - К50-24, К50-35 або їх імпортні аналоги. Неполярні блокувальні конденсатори – КМ-5, КМ-6, К10-176. Діоди VD1...VD8, VD10 - КД503, КД510, КД522, 1N4148. Миготливий світлодіод HL1 - будь-якого типу, краще червоного світіння. Світлодіод HL2 повинен бути серії АЛ307 з індексами А, Б, К або Л. Діод VD9 обов'язково германієвий, наприклад, Д20, Д9.

Польовий транзистор VT2 можна замінити будь-який із серії КП305. За відсутності польових транзистори з ізольованим затвором і n-каналом, допустимо застосувати транзистори з pn-переходом, наприклад, КП307, КП303. VT1, VT3, VT4 - КТ3102, КТ3130, SS9018, 2SD734; VT5, VT6 - будь-які серії КТ3107, SS9015.

Мікросхеми DD1, DD2 замінні аналогічними серіями 564, КР1561. Зі зміною схеми включення лічильники DD3...DD5 можна замінити на К561ІЕ14, КР1561ІЕ14. На місці DD4, DD5 можна використовувати і К176ІЕ4, К176ІЕ2 також включивши їх як дільники частоти на 10.

Приставку змонтовано на платі розмірами 110x60 мм (фото на обкладинці) навісним або друкованим монтажем. Транзистори VT5, VT6 та діод VD9 розміщуються впритул один до одного. На них насувається невеликий паперовий циліндр, що потім заливається парафіном. Блокувальні конденсатори С6, С7 встановлюються поблизу мікросхем DD1, DD2. На рис.1 показано мінімально необхідну кількість блокувальних конденсаторів. Якщо приставка експлуатуватиметься лише в стаціонарних умовах, то напруга живлення мікросхем бажано збільшити до 9В.

Подавши на пристрій напругу живлення, відсутність сигналу на вході вимірюють напругу на стоку VT2, яка повинна бути близько 2,4 В. При необхідності воно встановлюється підбором R7. Далі VT5 та R18 тимчасово від'єднуються від виходів DD2.2...DD2.4 і підключаються до виведення "+" конденсатора С8. Підбором R18 встановлюється струм колектора VT6 не більше 1,5...2 мА. Відновивши попереднє з'єднання, на вхід пристрою з генератора подається сигнал синусоїдний частотою 1000 Гц і амплітудою 250 мВ. Контролюючи осцилографом сигнал на колекторі VT4, обертанням двигуна R11 досягаємо меандра. Якщо це не вдається, слід вибрати R8. Перший етап налаштування закінчено.

Далі, до виходу приставки підключається мультиметр, включений на режим вимірювання постійної напруги (межі -1999,9 мВ, 400 мВ або 200 мВ). До виходу генератора сигналів підключається стандартний частотомір. На генераторі встановлюється частота 3800 Гц або 1800 Гц амплітудою 1 В. Підбиранням R19 і підстроюванням R15 добиваються показань на дисплеї 380,0 мВ (180,0 мВ). Потім частота генератора зменшується вдесятеро. Якщо показання на цифровому частотомірі та мультиметрі розійшлися більш ніж на ±10 од. молодшого розряду, слід перевірити VT2, VT5, VD6, С10. Практично ж, ніякої розбіжності у показаннях не повинно бути! Перемикаючи SA9, переконуємось у роботі дільників частоти DD1...DD3.

Термокомпенсацію всього пристрою можна зробити, підключаючи послідовно з R19 терморезистор або лампу розжарювання. Якщо показання на мульметрі зменшуються зі зростанням навколишньої температури, слід підключити терморезистор з позитивним ТКС або малогабаритну лампу розжарювання на 24...60 В. Якщо показання мультиметра збільшуються зі зростанням температури (природно, при незмінній частоті вхідного сигналу), то підключається терморезистор з негативним ТКС. Якщо вийшла перекомпенсація, термодатчик треба зашунтувати звичайним резистором.

Приблизний опір термодатчика, що підключається, при температурі 25°С - 30...300 Ом. Термокомпенсацію можна виконати і по-іншому, наприклад, підключенням паралельно з С11 керамічного конденсатора на кілька десятків пико-фарад з необхідним ТКЕ.

При монтажі транзистора VT2 і мікросхем слід дотримуватися звичайних запобіжних заходів при роботі з МОП-приладами. Висновки та корпус польового транзистора перед зняттям замикаючої трубочки тимчасово обмотуються м'якою дротяною перемичкою.

Якщо приставкою потрібно вимірювати більш високі частоти, то мікросхеми необхідно замінити функціональними аналогами із серії КР1554, наприклад, КР1554ІЕ6, переробити вхідний підсилювач і знизити напругу живлення ІМС до 5,5 В. Відповідно, потрібно збільшити кількість дільників. Коли від приставки буде потрібна більш висока чутливість, можна додати ще один каскад на польовому транзисторі або побудувати диференціальний підсилювач (VT3, VT4) за схемою струмового дзеркала.

При виникненні труднощів з придбанням відповідного малогабаритного перемикача, можна побудувати його функціональний аналог на мікросхемі К561ТМ2, що включена як дворозрядний двійковий лічильник, і мультиплексор К561КТЗ. Перемикання діапазонів у цьому випадку здійснюється однією кнопкою (TD-06XEX SMD). Слід враховувати, що після багаторазового навантаження потрібно кілька секунд відновлення високої точності рахунку (через локального розігріву кристалів VT5, VT6).

література

1. Нечаєв І. Комбінований частотомір. - Радіо, 1993, N9, С.22-24.
2. Гриєв Ю. Аналоговий частотомір з автоматичним вибором межі виміру. На допомогу радіоаматору. - Москва: Патріот, 1990, N108, С.40-51.
3. Нефьод А. Мікросхеми серії КР142ЕН17 - стабілізатори напруги. - Радіо, 1998, N6, С.65.

Автор: А.Бутов, с.Курба, Ярославської обл.; Публікація: radioradar.net

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 Зовнішні накопичувачі 5 ТБ від LaCie 03.03.2014 Компанія LaCie оголосила, що починає постачання перших у галузі зовнішніх HDD обсягом 5 ТБ. Жорсткі диски такого об'єму зі швидкістю обертання шпинделя 7200 об/хв доступні у виробах серій 5big Thunderbolt, 2big Thunderbolt та d2 Thunderbolt. У разі моделей з кількома відсіками для накопичувачів сумарний обсяг сягає 25 ТБ. Порівняно з раніше доступними конфігураціями, обсяг збільшили на 20%. Очевидно, йдеться про використання представлених минулого тижня HDD Toshiba MG04 об'ємом 5 ТБ. Модель LaCie 5big Thunderbolt об'ємом до 25 ТБ показує швидкість передачі даних до 785 МБ/с. Всі ці моделі оснащені інтерфейсом Thunderbolt. Крім них, нові HDD отримали моделі LaCie 2big Quadra та d2 Quadra. Накопичувач LaCie 5big Thunderbolt об'ємом 25 ТБ коштує $2499, 2big Thunderbolt об'ємом 10 ТБ – $899, d2 Thunderbolt об'ємом 5 ТБ – $450. На всі зовнішні накопичувачі LaCie поширюється дія трирічної гарантії виробника.

Інші цікаві новини:

▪ Імплантат проти судом

▪ Електронні сигарети шкодять легеневому імунітету

▪ Нові MOSFET від 30 до 100 вольт у корпусі SOT-23

▪ Збільшення життя ультрахолодних молекул

▪ Гаряча ванна для яблук

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Пристрої захисного відключення. Добірка статей

▪ стаття У Греції все є. Крилатий вислів

▪ стаття Навіщо англійці поширили переконання, що морква прямо покращує зір? Детальна відповідь

▪ стаття Працівник, зайнятий обробітком ґрунту. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Схема електрообладнання автомобіля ВАЗ-2106, 21061, 21063 та 21065 (1988-2001 років). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Чарівна паличка – вірний сторож. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024