Стрелочный универсал
В век микроэлектроники, компьютеризации и дисплейных мультиметров стрелочные устройства воспринимаются некоторыми чуть ли не как анахронизм. Но жизнь обосновывает ошибочность аналогичных взоров.
Предлагаемый самодельный прибор — еще одно тому подтверждение.
Имея «на выходе» стрелочный многошкальный индикатор магнитоэлектрической совокупности с полным отклонением рамки 100 мкА, он в полной мере компактен и разрешает с достаточной точностью измерять постоянные и токи и переменные напряжения, сопротивления, емкости, индуктивности, температуру, контролировать работоспособность кварцевых резонаторов и оценивать их добротность, подбирать диоды с однообразными параметрами
Базой универсального прибора электро-и радиотехника есть милливольтметр постоянного и переменного (полоса частот от 20 Гц до 5 МГц!) напряжения с пределом 100 мВ.
Схемное ответ таково, что при измерении разных параметров употребляется… одинаковый делитель R1 — R9 (рис.1). Очень эргономична и десятичная кратность поддиапазонов: 0,1 В, 1 В, 10 В, 100 В, 1000 В (для замера постоянных и переменных напряжений), и 1 мкА, 10 мкА, 100 мкА, 1 мА, 10 мА, 100 мА, 1 А (для токов). Так как делитель напряжения не имеет частотной компенсации, то при измерении громадных U полоса частот сужается.
Для измерения сопротивлений прибор имеет следующие поддиапазоны: 10 Ом, 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм. 1 МОм. Причем дабы при работе на поддиапазоне 1 МОм обходиться без применения дополнительного (токозадающего) резистора сопротивлением 100 МОм. употребляется понижение питающего напряжения до 1 В.
При измерении индуктивности на токозадающие резисторы подается (от встроенного генератора DA3) переменное напряжение (действенное значение 1 В, частота 159 Гц). «Нестандартностью» частоты обеспечивается необходимый коэффициент пропорциональности между напряжением, с которым имеет дело милливольтметр, и индуктивностью (2nF для данной частоты принимается как 1000). Поддиапазоны измерения индуктивностей: 1 мГн, 10 мГн, 100 мГн, 1 Гн, 10 Гн, 100 Гн.
При измерении емкости на исследуемый конденсатор подается напряжение 1 В. Поступает оно от того же генератора DA3.
Рис.1. Принципиальная электрическая схема базисной части прибора
Напряжение, снимаемое с довольно низкоомного резистора, включенного последовательно с исследуемым конденсатором, будет пропорционально емкости последнего. Поддиапазоны измерений тут следующие: 100 пФ, 1000 пФ, 0,01 мкФ, 0,1 мкФ, 1 мкФ, 10 мкФ.
Температуру прибор определяет с точностью в двух пределах от 0 до +100 °С и от 0 до — 100 °С. Область значений («+» либо «-») индуцируется светодиодами контрастных (к примеру, зелёного цветов и) красного.
При работе на высоких частотах (до 15 МГц) прибор может употребляться как индикатор переменного напряжения.
Главные входные клеммы универсального прибора — Е2 и ЕЗ. Для упрощения коммутации испытуемый конденсатор подключают к Е1 и Е2.
Коаксиальный разъем XW1 применяют при измерении постоянных и переменных напряжений. Режим работы выбирают тумблером SA2, а пределов измерений — SA1.
Миллиамперметр постоянного и переменного напряжения собран на операционном усилителе DA1. Диоды VD1 и VD2, и резистор R14 защищают его от перегрузок на входе.
Предел измерения зависит от тока полного отклонения стрелки РА1 и сопротивления резисторов R16, R17, R21. В качестве индикатора применен микроамперметр с пределом измерения 100 мкА и сопротивлением рамки 700 Ом.
В приборе возможно применить и микроамперметр на 100 мкА с другим сопротивлением рамки, но в этом случае номинал резистора R21 необходимо поменять так, дабы неспециализированное сопротивление РА1 и R21 составляло 1 кОм. Это нужно для получения паспортной нагрузки микросхемы DA1 (2 кОм).
Неспециализированная же нагрузка для данной микросхемы складывается из сопротивлений последовательно включенных резисторов кожный покров16, R17, R21 и сопротивления рамки РА1.
Ручка резистора R17 выводится на переднюю панель. Ею реализовывают калибровку прибора А вот балансировку (установку нуля) по постоянному току делают резистором R19. Ручка управления последним кроме этого выведена на переднюю панель.
Резисторы R18 и R20 помогают для ограничения пределов балансировки по постоянному току.
Цепочка R15СЗ корректирует показания милливольтметра для отсчета действенного значения измеряемых переменных составляющих.
Диодный мост VD3—VD6 разрешает измерять как переменное, так и постоянное напряжение любой полярности без каких-либо переключений. Диод VD7 помогает для ограничения пика напряжения, появляющегося при переключении пределов измерений, а совместно с резистором R21 и конденсатором С5 — для демпфирования (успокоения) предотвращения поломки базисного индикатора РА1.
И это принципиально важно, потому что резкие перемещения стрелки угрожают появиться не только при переводе прибора в индуктивности измерения и режимы сопротивления (в то время, когда входные щупы разомкнуты), но и при переключении пределов измерений.
Индикатор полярности постоянного напряжения (и символа температуры) выполнен на операционном усилителе DA2.
Индицируют полярность два светодиода: один зеленого свечения («минусовая» полярность либо температура), а второй красного («плюсовое» значение исследуемого параметра). При измерении переменного тока и напряжения горят оба: HL1 и HL2. С целью достижения баланса при настройке индикатора помогает подстроечный резистор R27.
На микросхеме DA3 выполнен 159-герцевый генератор. Необходимый уровень выходного напряжения стабилизирован диодами VD8 и VD9, включенными встречно-параллельно.
Для установки требуемого выходного напряжения предусмотрен подстроечный резистор R32, а для определения работоспособности кварцевых резонаторов (диапазон частот от 0,5 до 30 МГц) рекомендован генератор, принципиальная электрическая схема которого приведена на рисунке 2а.
Фактически, сам генератор собран на транзисторе VT1, а на транзисторе VT2 выполнен эмиттерный повторитель. Роль диода VD11 — быть необычным ограничителем напряжения на выходе данного устройства.
Требуемая форма сигнала — синусоида.
Снимаемое с выхода «В» напряжение поступит на вход милливольтметра. Гнездо XW2 послужит для съема подачи сигнала и выходного генератора его на частотомер либо осциллограф.
Рис.
2. Схемное ответ генератора (а), узла измерения температуры (б) и электропитания и источника (в)
Узел измерения температуры (рис.2б) собран на операционном усилителе DA4. Наружный теплодатчик — кремниевый диод, подключенный анодом к клемме Е2 и катодом к ЕЗ при положении тумблера SA2 (см.рис.1) в положении t°H.
Для измерения комнатной температуры (положение SA2 — t°K) в качестве датчика употребляется диод VD10 (клеммы Е2 и Е3 наряду с этим нужно замкнуть накоротко). Нижний предел измерений (0 °С) устанавливают подстроечным резистором R42, а верхний (100 °С) — резистором R46.
Применяют названный выше узел и для подбора диодов с однообразными параметрами. Контролируемые экземпляры подключают поочередно к клеммам Е2 (анодом) и ЕЗ (катодом).
Диоды с однообразными параметрами будут давать однообразные показания температуры. Наряду с этим направляться учитывать, что точность отбора возрастает, в случае если пользоваться щупами с теплоизоляционным покрытием (из пластмассы) с целью предотвращения прогрева контролируемых диодов теплом собственных рук.
Питается универсальный прибор от встраиваемого двухполярного стабилизированного источника, что состоит (рис.2в) из силового трансформатора Т1, диодного моста VD12 — VD15 и двух стабилизаторов (+10 В и — 10 В). Последние регулируются подстроечным резистором R56. При трансформации Uпит одной полярности (к примеру, +10 В) будет происходить автоматическое соответствующая подстройка и отслеживание уровня питающего напряжения второй полярности (-10 В).
Коэффициент стабилизации обоих стабилизаторов — не меньше 20 000.
В приборе использованы обширно распространенные радиодетали. Силовой трансформатор должен быть запланирован на мощность не меньше 10 Вт. У него две вторичные обмотки, выдающие по 16 В. Рабочее напряжение лампочки HL3 27—35 В
При подборе вторых радиодеталей допустима и замена. Так, вместо транзистора КТ816Б (VT3) возможно применять КТ815 и его аналоги. В качестве VT8 в полной мере приемлемы КТ817Б, КТ815.
Все полупроводниковые триоды КТ603Б тут заменяемы на КТ608, диоды Д18 — на Д20, КД503 — на КД522, а Д237Б — на каждые кремниевые аналоги в железном корпусе. Резисторы R1—R9 прецизионные, типа ПТМН-1, ПТМН-0,5. Любой из «многоваттных» резисторов составлен из двух менее замечательных (сопротивлением, в два раза превышающим то, что указано на схемах), включенных параллельно.
В. РУБЦОВ, г. Астана, Казахстан
(Окончание направляться)
