Ceva despre măsurători
1.1. Extinderea limitelor de măsurare pentru ampermetre și voltmetre. Ampermetrele și voltmetrele pointer (electromecanice) conțin un mecanism de măsurare (micro- sau miliampermetru), un traductor de măsurare: șunturi sau rezistențe suplimentare pentru extinderea limitelor de măsurare și un sistem redresor, dacă este prevăzută măsurarea curenților și tensiunilor alternative. Mecanismele de măsurare ale sistemului magnetoelectric sunt cele mai utilizate pe scară largă în dispozitivele electromecanice pointer. Principalele caracteristici ale unora dintre ele sunt prezentate în tabel. 1.
tabelul 1
Contoare de sistem magnetoelectric
Extinderea limitei de măsurare a curentului se realizează prin conectarea șuntului în paralel cu contorul. În instrumentele cu limite multiple, este mai convenabil să nu existe un șunt individual pentru fiecare limită de măsurare, ci așa-numitul șunt universal. În acest caz, se poate renunța la prize simple, cleme sau un comutator convențional, în timp ce cu șunturi individuale, limita de măsurare dorită poate fi selectată doar folosind un comutator de transfer special. În caz contrar, în momentul comutării, mecanismul de măsurare (cadru mili- sau microampermetru) este sub suprasarcină de curent multiplă cu toate consecințele care decurg.
Orez. 1. Schema unui ampermetru multi-gamă cu șunt „universal”.
Pentru a extinde limita de măsurare a contorului P (Fig. 1) cu curentul de N ori (I 1 = NI n), este necesar un șunt cu rezistență:
unde r este rezistența internă a contorului.
Componentele rezistenței la șunt sunt determinate de formulele:
Extinderea domeniului de tensiune realizat prin includerea unui rezistor suplimentar în serie cu contorul. Schemele voltmetrelor cu limite multiple sunt prezentate în fig. 2. Rezistența fiecărui rezistor suplimentar pentru voltmetrul prezentat în fig. 2, a, este determinată de formula:
unde U este limita de măsurare selectată; I și - curentul deformarii totale a săgeții contorului; r - rezistența internă a contorului.
Pentru un voltmetru realizat conform circuitului prezentat în Fig. 2, b, rezistența rezistențelor suplimentare se calculează prin formulele:
etc. pentru fiecare limită de măsurare ulterioară.
Orez. Fig. 2. Schema unui voltmetru multilimită cu rezistențe suplimentare separate (a) și cu cele compozite (b).
La voltmetrele cu o clasă de precizie scăzută, este permisă utilizarea rezistențelor fără fire. În plus, este mai convenabil să faci fiecare rezistență suplimentară din două rezistențe. Acest lucru facilitează furnizarea rezistenței necesare. De exemplu, 327,91 kOhm pot fi obținute prin selectarea unei perechi de rezistențe cu abaterea de rezistență dorită de la valoarea nominală, din rezistențele cu rezistența nominală de 330 kOhm (serie 20 sau 10%) și 910 Ohm (serie 5%).
Aparate care conțin un sistem redresor , vă permit să măsurați tensiuni și curenți cu frecvențe de până la câteva zeci de kiloherți cu o scară practic uniformă, cu excepția unei zone mici la începutul acesteia. Curenții și tensiunile alternative măsurate sunt transformate de redresoare cu semiconductor într-un curent continuu înregistrat de un contor magnetoelectric. Sistemul de redresor poate fi realizat după o schemă cu jumătate de undă sau două jumătăți de undă (punte).
Orez. Fig. 3. Schema contorului cu sistem redresor cu o jumătate de undă (a) și două jumătate de undă (b) și grafice de curent.
Într-un circuit cu semiundă (Fig. 3, a), rezistorul R servește la egalizarea rezistenței părții redresoare pentru curenți în ambele direcții, iar rezistența sa este aleasă egală cu rezistența internă a contorului r. La măsurarea unui curent sinusoidal cu o valoare efectivă I, valoarea medie redresată a curentului care deviază acul contorului, I cf 0,45 I. Prin urmare, la curentul abaterii totale a contorului I și valoarea efectivă limită a AC măsurată de partea redresoare a dispozitivului va fi:
Într-un circuit cu undă completă (Fig. 3, b), se obține o sensibilitate mai mare. În acest circuit, contorul P este inclus în diagonala punții formate din patru diode. Aici, curentul trece prin contor în ambele semicicluri în aceeași direcție. Prin urmare, valoarea medie redresată a curentului I srv 0,9 I, iar valoarea limită a curentului măsurat I p 1,11 I și. Dezavantajul unui circuit cu undă completă în comparație cu un circuit cu o singură jumătate de undă este că zona neuniformă de la începutul scalei se extinde oarecum datorită scăderii tensiunii aplicate fiecărei diode. În circuitele practice, în loc de două diode adiacente (de exemplu, VD1 și VD2 sau VD3 și VD4), sunt incluse uneori rezistențe cu o rezistență de câteva mii de ohmi. Deși acest lucru înrăutățește sensibilitatea dispozitivului, crește stabilitatea temperaturii și îmbunătățește uniformitatea scalei.
Scalele instrumentelor sistemului redresor sunt calibrate în valorile efective ale curentului sinusoidal (clauzele 1.23, 1.24). Dacă forma curbei curentului măsurat diferă de o sinusoidă, atunci apare o eroare, în funcție de factorul de formă al curbei kφ \u003d I / I cv (a se vedea, de exemplu, paragraful 1.26).
La fabricarea unui voltmetru (ampermetru) al sistemului redresor, este necesar să se cunoască datele părții redresorului: curentul total de abatere I n, tensiunea totală de abatere U n și rezistența nominală la curent alternativ r n \u003d U n / I n, care poate fi determinată empiric prin analogie cu metoda descrisă la pp. 1.2 și 1.3.
1.2. Măsurarea rezistenței interne a unui microampermetru se poate realiza prin conectarea acesteia la o sursă de alimentare printr-un rezistor variabil. Prin schimbarea rezistenței rezistenței, un astfel de curent I p este setat astfel încât săgeata dispozitivului să devieze la scara completă. Apoi, dispozitivul este manevrat cu un rezistor cu rezistența Rsh, astfel încât curentul I care circulă prin dispozitiv să fie aproximativ jumătate din curentul total de abatere I p.
Dacă rezistența cadrului r (rezistența internă a microampermetrului) este mult mai mică decât rezistența suplimentară (partea inclusă a rezistorului variabil), atunci curentul total din circuit după conectarea șuntului la dispozitiv nu se va schimba semnificativ și curentul prin Rsh poate fi considerat Ish \u003d I p - I. Deoarece la conexiunea paralelă rI \u003d R w I w, atunci rezistența cadrului dispozitivului poate fi calculată prin formula: r \u003d R w (I p / I - 1).
Utilizarea rezistenței RW cu o abatere de la valoarea nominală de ± 5% dă o eroare de măsurare destul de acceptabilă în practica amatorilor.
1.3. Măsurarea rezistenței de intrare a unui voltmetru poate fi realizat folosind o sursă de alimentare, a cărei rezistență internă este neglijabilă în comparație cu rezistența de intrare a voltmetrului. O astfel de sursă poate fi un redresor, o baterie „proaspătă” sau o celulă, o baterie încărcată.
Rezistența de intrare a unui voltmetru, în special a unui tub sau a unui tranzistor, este de obicei destul de mare. Un astfel de voltmetru, conectat la baterie, va arăta valoarea emf bateriei (E). Pentru a îmbunătăți acuratețea măsurătorilor, este de dorit să alegeți tensiunea sursei de alimentare și limita de măsurare a voltmetrului, astfel încât săgeata să devieze aproape la scara completă. După aceea, între sursa de tensiune și intrarea voltmetrului este conectat un rezistor, a cărui rezistență R este cunoscută cu suficientă precizie. Datorită căderii de tensiune pe acest rezistor, citirea voltmetrului scade la valoarea U. Acum rezistența de intrare a voltmetrului poate fi determinată prin formula:
Voltmetrele (separate sau incluse în amper-voltmetru), în care rezistențele suplimentare comută la trecerea de la o limită de măsurare la alta, au rezistență de intrare diferită la diferite limite de măsurare. Astfel de dispozitive sunt de obicei caracterizate de rezistența de intrare, referită la un volt din limita scării. Această rezistență pentru un voltmetru dat este neschimbată la toate limitele.
1.4. Caracteristici de măsurare a tensiunilor continue sunt că conectarea unui voltmetru duce la o scădere a rezistenței totale a secțiunii circuitului, în paralel la care este conectat voltmetrul. Scăderea relativă a rezistenței este determinată de raportul R c / (R în + R c), unde R c este rezistența totală a circuitului dintre punctele de comutare ale voltmetrului și R în \u003d R ext + R și \ u003d U p / I și este rezistența de intrare a voltmetrului. Voltmetrul va avea un efect redus asupra modului circuitului la R în » R c. Această condiție nu este întotdeauna îndeplinită pe deplin în practică, prin urmare, pe diagramele desenelor industriale ale echipamentelor, pe hărțile de tensiune, în tabelele de moduri, nu numai valorile sunt indicate adesea, ci și tipul de dispozitiv prin care sunt măsurate. Când măsurătorile trebuie efectuate în circuite cu rezistență foarte mare și cu atât mai mult atunci când conectarea unui voltmetru afectează semnificativ modul cascadei studiate, se recomandă utilizarea unui voltmetru electronic cu o rezistență de intrare mult mai mare.
1.5. Caracteristici de măsurare a curentului continuu datorita faptului ca aparatul este conectat in serie in circuitul studiat. Acest lucru duce la o creștere a rezistenței totale a circuitului și la o scădere a curentului din acesta. Dispozitivul va avea un efect mai mic asupra modului circuitului, cu atât căderea de tensiune pe el este mai mică în comparație cu tensiunea care acționează în circuit.
Dacă un curent pulsat sau pulsat curge în circuitul studiat, atunci dispozitivul magnetoelectric va răspunde și la componenta DC a acestui curent. În acest caz, un condensator de mare capacitate este conectat în paralel cu dispozitivul, care are o rezistență mult mai mică pentru componenta de curent variabilă decât contorul în sine. În plus, locul pornirii dispozitivului într-un circuit cu o componentă variabilă este ales în așa fel încât unul dintre bornele acestuia să fie conectat direct sau printr-un condensator mare la carcasă.
1.6. Măsurarea curentului cu un voltmetru mai ales convenabil dacă din anumite motive este nedorit sau dificil din punct de vedere tehnic să întrerupeți circuitul pentru a porni ampermetrul. În acest caz, se măsoară căderea de tensiune pe rezistorul prin care trece curentul măsurat. Dacă rezistența rezistorului este cunoscută (sau măsurată special), atunci curentul dorit este determinat conform legii lui Ohm: I \u003d U / R, unde I este curentul, mA; U - citirea voltmetrului, V; R este rezistența rezistorului, căderea de tensiune peste care a fost măsurată cu un voltmetru, kOhm. Trebuie reținut că rezistența voltmetrului ar trebui să fie de cel puțin 10-20 de ori mai mare decât rezistența rezistorului pe care se măsoară căderea de tensiune.
1.7. Caracteristici de măsurare a tensiunilor și curenților alternativiîn circuitele în care există și o componentă constantă, constă în primul rând în faptul că la această componentă răspunde și dispozitivul magnetoelectric cu sistem redresor. Un alt lucru este un dispozitiv electronic de măsurare cu o intrare închisă, adică. având un condensator de intrare conectat între borna de intrare și circuitul dispozitivului. Cu toate acestea, un amator nu are întotdeauna un astfel de dispozitiv.
Măsurând tensiunile alternative cu un amper-voltmetru convențional, puteți elimina influența componentei constante dacă conectați dispozitivul la circuitul măsurat printr-un condensator de o capacitate suficient de mare. Capacitatea ar trebui să fie astfel încât rezistența condensatorului la o anumită frecvență să fie mult mai mică decât rezistența de intrare a voltmetrului. De exemplu, pentru partea inferioară a domeniului de frecvență audio cu o rezistență de intrare a unui voltmetru de 20 kOhm / V, poate fi utilizat un condensator de 1 μF. Pentru frecvențe mai mari, capacitatea condensatorului poate fi redusă. În același timp, trebuie amintit că, odată cu creșterea frecvenței, și eroarea de frecvență a voltmetrului crește, deoarece citirile dispozitivului încep să depindă nu numai de rezistența activă, ca atunci când se măsoară tensiunile directe, ci și de reactanța. , adică din rezistența totală a dispozitivului. Aici, reactanța se datorează în primul rând prezenței inductanțelor buclei, a rezistențelor suplimentare (în special a celor de sârmă) și a altor factori.
Este mai convenabil să măsurați curenții alternativi în circuitele depanate folosind metoda voltmetrului (secțiunea 1.6).
Atunci când măsurați tensiunile sau curenții alternativi, este important să alegeți locul potrivit pentru conectarea dispozitivului la circuitul studiat. Este de dorit să porniți dispozitivul astfel încât potențialul punctului de conectare al dispozitivului să fie cât mai aproape posibil de potențialul „împământare” și chiar mai bine dacă una dintre sonde este împămânțată.
© „Enciclopedia tehnologiilor și metodelor” Patlakh V.V. 1993-2007
Și, deși ne-am obișnuit de mult cu voltmetrele digitale, contoarele cu arătare încă se găsesc în natură.
În unele cazuri, utilizarea lor poate fi mai convenabilă și mai practică decât utilizarea celor digitale moderne.
Dacă un voltmetru indicator a căzut în mâinile dvs., atunci este recomandabil să aflați principalele sale caracteristici. Sunt ușor de identificat după scară și inscripțiile de pe ea. Am pus mâna pe un voltmetru încorporat M42300.
Mai jos, sub scară, de regulă, există mai multe pictograme și este indicat modelul dispozitivului. Deci, pictograma sub formă de potcoavă (sau un magnet curbat) înseamnă că acesta este un dispozitiv al unui sistem magnetoelectric cu un cadru mobil.
În poza următoare puteți vedea o astfel de potcoavă.
Linia orizontală indică faptul că contorul este proiectat pentru funcționare în curent continuu (tensiune).
Aici merită să lămurim de ce vorbim de curent continuu. Nu este un secret că nu numai voltmetrele sunt indicatori, ci și un număr mare de alte instrumente de măsurare, de exemplu, același ampermetru sau ohmmetru analogic.
Acțiunea oricărui dispozitiv indicator se bazează pe deviația bobinei în câmpul magnetului atunci când un curent continuu trece prin această bobină. Pentru a afișa citirile pe scara instrumentului cu ajutorul unei săgeți, curentul trebuie să fie constant.
Dacă este variabilă, atunci săgeata se va abate la dreapta și la stânga cu frecvența curentului alternativ care curge prin înfășurarea bobinei. Pentru a măsura mărimea curentului sau tensiunii alternative, în dispozitivul de măsurare este încorporat un redresor.
De aceea, sub scara aparatului este indicat tipul de curent cu care poate lucra: continuu sau alternativ.
Mai departe pe scara dispozitivului, puteți găsi un număr întreg sau fracționar, cum ar fi 1,5 ; 1,0 și altele asemenea. Aceasta este clasa de precizie a instrumentului, exprimată ca procent. Este clar că cu cât numărul este mai mic, cu atât mai bine - citirile vor fi mai precise.
De asemenea, puteți vedea un astfel de semn - două linii care se intersectează în unghi drept. Acest simbol indică faptul că instrumentul se află într-o poziție de lucru verticală.
Într-o poziție orizontală, citirile pot fi mai puțin precise. Cu alte cuvinte, dispozitivul poate „minți”. Este mai bine să instalați un voltmetru indicator cu o astfel de pictogramă vertical în dispozitiv și să excludeți o înclinare semnificativă.
Dar un astfel de semn indică faptul că poziția de lucru a dispozitivului este orizontală.
Un alt semn interesant este o stea cu cinci colțuri cu un număr înăuntru.
Acest semn avertizează că tensiunea dintre corpul dispozitivului și sistemul său magnetoelectric nu trebuie să depășească 2 kV (2000 volți). Merită să acordați atenție acestui lucru atunci când utilizați un voltmetru în instalații de înaltă tensiune. Dacă intenționați să-l utilizați într-o sursă de alimentare de 12 - 50 volți, atunci nu ar trebui să vă faceți griji.
Cum se citesc citirile de pe scara unui voltmetru cu indicator?
Pentru cei care văd scara dispozitivului pentru prima dată, apare o întrebare destul de rezonabilă: "Dar cum să citești citirile?" La prima vedere, nimic nu este clar.
De fapt, totul este simplu. Pentru a determina diviziunea minimă a scalei, trebuie să determinați cel mai apropiat număr (număr) de pe scară. După cum putem vedea la scara M42300, acesta este 2.
În continuare, numărăm numărul de spații dintre linii până la primul număr sau număr - în cazul nostru, până la 2. Sunt 10. Apoi împărțim 2 la 10, obținem 0,2. Adică, distanța de la o liniuță mică la alta este de 0,2 volți.
Aici am găsit diviziunea minimă a scalei. Astfel, dacă săgeata dispozitivului deviază cu 2 diviziuni mici, atunci aceasta va însemna că tensiunea este de 0,4 V ( 2*0,2V=0,4V).
Exemplu practic.
În prezența deja familiarului voltmetru încorporat model M42300. Dispozitivul este proiectat pentru a măsura tensiunea DC de până la 10 volți. Pasul de măsurare este de 0,2 volți.
Fixăm două fire la bornele voltmetrului ( respectați polaritatea!), și conectați o baterie de 1,5 volți descărcată sau oricare dintre ele.
Acestea sunt citirile pe care le-am văzut pe scara dispozitivului. După cum puteți vedea, tensiunea bateriei este de 1 volt ( 5 diviziuni * 0,2V = 1V). În timpul fotografierii, acul voltmetrului s-a mutat cu încăpățânare în partea de sus a cântarului - bateria a eliberat ultimele „sucuri”.
S-a dovedit că curentul consumat de voltmetrul indicator era de numai 1 miliamperi ( 1 mA). Este suficient ca săgeata să devieze la scara completă. Acest lucru este foarte puțin. Lasă-mă să explic punctul meu de vedere.
Se pare că voltmetrul pointer este mai economic decât cel digital. Judecă singur, orice dispozitiv digital de măsurare are un afișaj (LCD sau LED), un controler, precum și elemente tampon pentru a controla afișajul. Și asta e doar o parte din schema lui. Toate acestea consumă curent, așează o baterie sau un acumulator. Și dacă în cazul unui voltmetru cu afișaj cu cristale lichide, consumul de curent este mic, atunci cu un indicator LED activ, consumul de curent va fi deja semnificativ.
Așadar, se dovedește că pentru dispozitivele portabile cu autoalimentare este uneori mai rezonabil să se folosească un voltmetru clasic.
Când conectați un voltmetru la un circuit, există câteva reguli simple de reținut.
În primul rând, un voltmetru (orice, chiar digital, chiar indicator) trebuie conectat în paralel cu circuitul sau elementul, tensiunea pe care se intenționează să se măsoare sau să controleze.
În al doilea rând, ar trebui să se țină cont de intervalul de operare al măsurătorilor. Este ușor să-l recunoașteți - doar uitați-vă la scară și determinați ultimul număr de pe scară. Aceasta va fi tensiunea de limită pentru măsurarea cu acest voltmetru. Desigur, există și voltmetre universale, cu o limită de măsurare la alegere, dar acum vorbim despre un voltmetru indicator încorporat cu o limită de măsurare.
Dacă conectați un voltmetru, de exemplu, cu o scară de măsurare de până la 100 de volți, la un circuit în care tensiunea depășește acești 100 de volți, atunci săgeata dispozitivului va ieși din scară, „job off scale”. Această stare de lucruri va duce mai devreme sau mai târziu la deteriorarea sistemului magnetoelectric.
În al treilea rând, la conectare, merită să respectați polaritatea dacă voltmetrul este proiectat să măsoare tensiunea continuă. De regulă, bornele (sau cel puțin unul) indică polaritatea - plus „+” sau minus „-”. Când conectați voltmetre concepute pentru a măsura tensiunea alternativă, polaritatea conexiunii nu contează.
Sper că acum vă va fi mai ușor să determinați principalele caracteristici ale unui voltmetru cu indicator și, cel mai important, să îl utilizați în produsele dvs. de casă, de exemplu, prin încorporarea lui într-o sursă de alimentare cu o tensiune de ieșire reglabilă. Și dacă faceți iluminarea de fundal cu LED la scara sa, atunci va arăta în general superb! De acord, un astfel de voltmetru indicator va arăta elegant și impresionant.
XP1 R1 W R2* 51X
Cum să „întinzi” scara unui voltmetru. Controlând o oarecare tensiune. uneori este necesar fie să-i monitorizezi fluctuațiile, fie să-l măsoare mai precis. De exemplu, atunci când se operează o baterie de mașină, este important să se monitorizeze * o schimbare a tensiunii acesteia în intervalul de 12 .. L 5 V. Ar fi de dorit să se plaseze acest interval pe întreaga scară a indicatorului cadran al voltmetrului. Dar. După cum știți, citirea pe oricare dintre intervalele de aproape toate instrumentele de măsurare merge de la zero și este imposibil să obțineți o precizie mai mare a citirii în zona de interes.
Cu toate acestea, există o modalitate de a „întinde” aproape orice secțiune a scalei (început, mijloc, sfârșit) a unui voltmetru DC. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați PROPRIETATE a diodei zener pentru a deschide la o anumită tensiune egală cu tensiunea de stabilizare. De exemplu, pentru a întinde capătul scării din intervalul 0 ... 15 V, este suficient să folosiți o diodă zener în același rol ca în experimentul anterior.
Aruncă o privire la fig. 4. Dioda zener VD1 este conectată în serie cu un voltmetru cu limită unică, compus dintr-un indicator indicator PA1 și un rezistor de finisare R2. Ca și în experimentul anterior, dioda zener „mâncă” o parte din tensiunea măsurată, care este egală cu tensiunea de stabilizare. Ca urmare, o tensiune care depășește tensiunea de stabilizare va fi furnizată voltmetrului.
IRADISG-ÎNCEPĂTORI«_
Această tensiune va deveni un fel de zero de referință, ceea ce înseamnă că doar diferența dintre cea mai mare tensiune măsurată și tensiunea de stabilizare a diodei zener se va „întinde” pe scară.
Dispozitivul prezentat în figură este conceput pentru a controla tensiunea bateriei în intervalul de la 10 la 15 V. dar acest interval poate fi schimbat după alegerea corespunzătoare a diodei zener și a rezistenței R2.
Care este scopul rezistorului R1? Practic, nu este necesar. Dar fără ea, în timp ce dioda zener este închisă, săgeata indicatorului rămâne la marcajul glonțului. Introducerea unui rezistor vă permite să observați o tensiune de până la 10 V în secțiunea inițială a scalei, dar această secțiune va fi puternic „comprimată”.
După ce au asamblat piesele prezentate în diagramă și le-au conectat la cadranul indicator PA1 (microampermetru M2003 cu o deformare totală a acului de 100 μA și o rezistență internă de 450 ohmi), conectați sondele XP1 și XP2 la sursa de alimentare cu tensiune de ieșire reglabilă. Prin creșterea lină a tensiunii la 9 ... 9,5 V, veți observa o ușoară abatere a acului indicator - doar câteva diviziuni la începutul scalei. De îndată ce, cu o creștere suplimentară a tensiunii, depășește tensiunea de stabilizare, unghiul de deviere al săgeții va crește brusc. Aproximativ de la o tensiune de 10,5 la 15 V, săgeata va trece aproape toată scara.
Pentru a verifica rolul rezistorului R1, opriți-l și repetați experimentul. Până la o anumită tensiune de intrare, acul indicator va rămâne la zero.
S-ar putea să fiți interesat de acest mod de a „întinde” scara și doriți să o implementați practic pentru a controla alte tensiuni. Atunci trebuie să folosești cele mai simple calcule. Datele inițiale pentru acestea vor fi domeniul de măsurare a tensiunii (l)m>x), curentul total de deviere al săgeții indicator (11Pah), curentul punctului de referință (1pc) și tensiunea de referință corespunzătoare (UIIljn).
De exemplu, „să calculăm * dispozitivul nostru prezentat în diagramă. Să presupunem că întreaga țesătură a dispozitivului CImex \u003d 100 μA) este destinată controlului tensiunilor de la 10 la 15 V, dar numărătoarea inversă va începe de la diviziunea corespunzătoare curentului YumkA (1Sh) P \u003d 10 μA), ceea ce înseamnă o tensiune de 10,5 V (Urnin == 10,5 V).
Mai întâi, determinăm coeficienții p și k, care vor fi necesari pentru operațiile ulterioare:
P=lmi„/ln, "= 10/100=0,1; k=Um,„/Un,„>=)0.S/15=0,7.
Calculează tensiunea de stabilizare necesară a viitoarei diode zener:
UrT=Uninx(k-p)/(l-p) =
15*0,6/0,9=10V.
Diodele Zener D810 și D814V au această tensiune (vezi tabelul de referință din articolul „Dioda Zener”).
Determinăm rezistența rezistorului R2 în kiloohmi, exprimând curentul în miliamperi. R2=U,nax(l-K)/lmils(l-p) =
15.0.3 / 0.1-0.9 \u003d 50 kOhm.
În general, rezistența internă a indicatorului indicator (450 ohmi) ar trebui să fie scăzută din valoarea obținută, dar nu este necesar să faceți acest lucru, rezistența rezistorului R2 este selectată practic la configurarea unui voltmetru.
În concluzie, se determină rezistența rezistenței R1: Rl = Uer/p.lmax=10/0,1 = = 1000 kΩ=1 MΩ.
V. MASLAEV
Zelenograd
Spune în:Dispozitivul va fi util șoferilor pentru a măsura tensiunea bateriei cu mare precizie, dar poate găsi și alte aplicații. 4.6 Voltmetru cu o scară extinsă unde este necesar să se controleze tensiunea în intervalul 10 ... 15 V cu o precizie de 0,01 V. Se știe că gradul de încărcare a bateriei unei mașini poate fi judecat după tensiunea acesteia. Deci, pentru o baterie complet descărcată, pe jumătate descărcată și complet încărcată, corespunde intervalului de 11,7, 12,18 și 12,66 V. Schema prezentată în fig. 4.6, permite, folosind orice microampermetru cu o scară de 50 μA sau 100 μA, să se facă din acesta un voltmetru cu o scară de măsurare de 10 ... ). Pentru a proteja microampermetrul PA1 de deteriorarea în timpul transportului, se folosește comutatorul S1. , care, atunci când cablurile dispozitivului de măsurare sunt scurtcircuitate, împiedică fluctuația săgeții.Circuitul folosește un dispozitiv PA1 cu o scală în oglindă, tip M1690A (50 μA), dar sunt potrivite și multe altele. (D818D) poate fi cu orice ultim litera din desemnare. Rezistorii de tuns sunt cel mai bine utilizate multi-turn, de exemplu, R2 tip SPZ-36, R5 tip SP5-2V. Setarea constă în conectarea sursei de alimentare la bornele X1, X2 și creșterea treptată a tensiunii până la 10 V, pentru a obține poziția „zero” a săgeții dispozitivului PA1 cu rezistență R5. După aceea, creștem tensiunea sursei de alimentare la 15 V și, cu rezistorul R2, setăm săgeata la valoarea limită a scalei dispozitivului de măsurare. Această setare poate fi considerată completă.
Orez. 4.7. Schemă pentru măsurarea mai precisă a tensiunii de rețeaPe baza acestei scheme, dispozitivul poate fi făcut multifuncțional. Deci, dacă ieșirile microampermetrului sunt conectate la circuit printr-un comutator de biscuit 6P2N, puteți face modul unui voltmetru convențional alegând o rezistență suplimentară, precum și un tester pentru verificarea circuitelor și siguranțelor.Dispozitivul poate fi completat cu un circuit (Fig. 4.7) pentru măsurarea tensiunii rețelei de curent alternativ. În acest caz, va avea o scară de la 200 la 300 V, ceea ce vă permite să măsurați mai precis tensiunea rețelei. Capitol: Voltmetru - dicționar electrotehnic cu litera V
Un voltmetru este un dispozitiv electric care este conceput pentru a măsura EMF, tensiunea citită, a unei secțiuni a unui circuit electric. Un voltmetru dintr-un circuit electric este indicat printr-un cerc în care este plasată litera latină V sau rusă B, care se citește „volt”. În onoarea celebrului om de știință Alessandro Volta.
Astfel, un voltmetru măsoară tensiunea în unități de volți.
Continuând tema istoriei, putem spune că primul analog al unui voltmetru a fost inventat de omul de știință rus G.V. Richman. în secolul al XVIII-lea. Acel dispozitiv a fost numit „indicator de forță electrică” și principiul său de funcționare este încă stabilit în activitatea unui voltmetru electrostatic.
Cum este conectat un voltmetru la un circuit
Voltmetrul este conectat la circuit paralel cu secțiunea circuitului care se măsoară. Mai jos este un circuit simplu pentru conectarea unui voltmetru la un circuit și un circuit pentru conectarea printr-un transformator de măsurare.
Tipuri de voltmetre
Voltmetrele au o gamă largă de tipuri, în funcție de principiul de funcționare și domeniul de aplicare.
După clasa tensiunii măsurate
- - nanovoltmetru (pentru măsurarea tensiunilor ultra joase, până la 1nV, și poate fi folosit în scopuri științifice și metrologice)
- - microvoltmetru
- - milivoltmetru
- - voltmetru (12, 24, 30, 100, 220, 300, 500 V)
- - kilovoltmetru (pentru a determina valori de tensiune de ordinul unităților sau zeci de kilovolți, poate fi utilizat la testarea echipamentelor de înaltă tensiune)
- - vectormetru (un dispozitiv care măsoară puterea curentului, tensiunea și unghiul de fază și poate fi utilizat în testarea proprietăților magnetice ale oțelurilor și studii de laborator ale circuitelor și dispozitivelor complexe)
- - voltmetrele selective sunt utilizate pentru a măsura tensiunea alternativă în intervalul de frecvență de la 20 Hz la 35 MHz, conform GOST 9781-85
Conform principiului acţiunii
(principiul de funcționare a unui voltmetru este similar cu principiul de funcționare a unui ampermetru, care este descris în detaliu la link)
- - voltmetre electromecanice
- - magnetoelectric Mxx (acest tip de voltmetru este destul de precis și are o sensibilitate ridicată, totuși, citirile sunt puternic influențate de forma curbei tensiunii și sunt utilizate numai pentru circuite DC)
- - Exx electromagnetic (utilizat ca dispozitive de panou, ușor de fabricat, consumă aproximativ 5 W de putere și citirile lor depind foarte mult de frecvență)
- - electrodinamic Dxx (cel mai precis, măsoară valoarea efectivă a tensiunii de curent continuu și alternativ)
- - Cxx electrostatic (utilizat pentru a măsura tensiuni înalte de valori constante și variabile)
- - redresor (măsurarea tensiunii de joasă frecvență,)
- - termoelectric Txx (au rezistență scăzută de intrare și capacitate scăzută de suprasarcină)
- - electronice Фxx, Шxx
- - analogic
- - digital
Prin programare
- - curent continuu
- - curent alternativ
- - impuls
- - sensibil la faza
- - selectiv
- - universal
De proiectare
- - panou
- - portabil
- - staționar
Voltmetru cu scară extinsă
Un circuit voltmetru cu scară extinsă va măsura abateri mici de tensiune (delta U) în raport cu tensiunea de intrare. Pentru un voltmetru obișnuit, această sarcină nu este simplă.
Unde poate fi folosit un circuit de voltmetru cu scară extinsă?
- - controlul tensiunii de alimentare
- - controlul tensiunii pe echipamentul de control
- - evaluarea descarcarii bateriilor
Cu ajutorul diodei Zener D1, secțiunea de lucru a scalei voltmetrului este extinsă. Valoarea de prag a tensiunii diodei zener D1 va fi UCT \u003d U - DU. Când tensiunea de intrare atinge valoarea de prag, dioda Zener se sparge. Curentul prin dioda zener crește, iar tensiunea nu se schimbă mult. A doua diodă Zener de contor D2 este pornită în direcția opusă și o astfel de includere permite reducerea instabilității temperaturii.
Tensiunea de intrare este împărțită între rezistorul R și diodele zener. Deoarece căderea de tensiune pe diodele Zener rămâne neschimbată, căderea de tensiune pe rezistor va fi egală cu diferența dintre tensiunea de intrare și tensiunea diodei Zener.
Rezistența rezistorului este determinată ca R \u003d 2DU / Ist.max
unde 2DU este limita de măsurare a dispozitivului, Istab este curentul de stabilizare