Paprastas naminis voltmetras

Naminis voltmetras DC ir AC.

Sveiki mielas skaitytojau. Kartais prireikia „po ranka“ turėti nedidelį paprastą voltmetrą. Padaryti tokį voltmetrą savo rankomis nėra sunku.

Voltmetro tinkamumas tam tikrose grandinėse įtampai matuoti vertinamas pagal jo įėjimo varžą, kuri yra rodyklės įtaiso rėmo varžos ir papildomo rezistoriaus varžos suma. Kadangi papildomi rezistoriai turi skirtingus įvertinimus esant skirtingoms riboms, įrenginio įvesties varža bus skirtinga. Dažniau voltmetras vertinamas pagal jo santykinę įėjimo varžą, kuri apibūdina įrenginio įėjimo varžos santykį su 1 V išmatuotos įtampos, pavyzdžiui, 5 kOhm / V. Taip yra patogiau: voltmetro įėjimo varža skiriasi esant skirtingoms matavimo riboms, o santykinė įėjimo varža yra pastovi. Kuo mažesnė buvo voltmetre naudojamo matavimo prietaiso Ii rodyklės suminė nukreipimo srovė, tuo didesnė bus santykinė įėjimo varža, tuo tikslesni bus matavimai. Tranzistorių konstrukcijose būtina išmatuoti įtampą nuo voltų dalių iki kelių dešimčių voltų, o lempų konstrukcijose - dar daugiau. Todėl vienos ribos voltmetras yra nepatogus. Pavyzdžiui, net 1–5 V įtampos negalima tiksliai išmatuoti voltmetru, kurio skalė yra 100 V, nes rodyklės nuokrypis pasirodys sunkiai pastebimas. Todėl mums reikia voltmetro, turinčio bent tris ar keturias matavimo ribas. Tokio nuolatinės srovės voltmetro schema parodyta 1 pav. Keturių papildomų rezistorių R1, R2, R3 ir R4 buvimas rodo, kad voltmetras turi keturias matavimo ribas. Šiuo atveju pirmoji riba yra 0-1V, antroji - 0-10V, trečioji - 0-100V, o ketvirtoji - 0-1000V.
Papildomų rezistorių varžą galima apskaičiuoti pagal Omo dėsnio formulę: Rd \u003d Up / Ii - Rp, čia Up yra didžiausia tam tikros matavimo ribos įtampa, Ii yra bendra matavimo galvutės adatos nukreipimo srovė ir Rp – matavimo galvutės rėmo varža. Taigi, pavyzdžiui, įrenginiui, skirtam srovės Ii \u003d 500 μA (0,0005A) ir rėmui, kurio varža 500 omų, papildomo rezistoriaus R1 varža, esant 0–1 V ribai, turėtų būti 1,5 kOhm, 0-10V ribai - 19,5 kOhm, 0 -100 V ribai - 199,5 kOhm, ribai 0-1000 - 1999,5 kOhm. Santykinė tokio voltmetro įėjimo varža bus 2 kOhm / V. Paprastai voltmetre montuojami papildomi rezistoriai, kurių nominalai yra artimi apskaičiuotiesiems. Galiausiai, jų varžų „reguliavimas“ atliekamas kalibruojant voltmetrą, lygiagrečiai arba nuosekliai prie jų prijungiant kitus rezistorius.

Jei nuolatinės srovės voltmetras yra papildytas lygintuvu, kuris kintamosios srovės įtampą paverčia nuolatine (tiksliau, pulsuojančia), gauname kintamosios srovės voltmetrą. Galima tokio įrenginio grandinė su pusbangiu lygintuvu parodyta 2 pav. Prietaisas veikia taip. Tais momentais, kai kairiajame (pagal grandinę) įrenginio gnybtą yra teigiama kintamos įtampos pusbangis, srovė teka per diodą D1, o po to per mikroampermetrą į dešinįjį gnybtą. Šiuo metu diodas D2 yra uždarytas. Teigiamos pusės bangos metu dešiniajame spaustuke diodas D1 užsidaro, o teigiamos kintamosios įtampos pusbangos uždaromos per diodą D2, apeinant mikroampermetrą.
Papildomas rezistorius Rd skaičiuojamas taip pat, kaip ir pastovioms įtampoms, tačiau rezultatas dalijamas iš 2,5-3, jei įrenginio lygintuvas yra pusbangis, arba iš 1,25-1,5, jei įrenginio lygintuvas yra pilnabangis – 3 pav. . Tiksliau, šio rezistoriaus varža parenkama empiriškai kalibruojant prietaiso skalę. Rd galite apskaičiuoti naudodami kitas formules. Lygintuvo sistemos voltmetrų papildomų rezistorių varža, pagaminta pagal 2 pav. pateiktą grandinę, apskaičiuojama pagal formulę:
Rd \u003d 0,45 * Aukštyn / Ii - (Rp + rd);
3 pav. pavaizduotai grandinei formulė atrodo taip:
Rd \u003d 0,9 * Aukštyn / Ii - (Rp + 2rd); kur rd yra diodo varža į priekį.
Lygintuvo sistemos prietaisų rodmenys yra proporcingi vidutinei ištaisytai išmatuotų įtampų vertei. Jų svarstyklės kalibruojamos sinusinės įtampos efektinėse vertėse, todėl lygintuvo sistemos prietaisų rodmenys yra lygūs įtampos kvadratinei vertei tik matuojant sinusoidines įtampas. D9D germanio diodai naudojami kaip lygintuvai. Tokie voltmetrai taip pat gali išmatuoti garso dažnio įtampą iki kelių dešimčių kilohercų. Naminio voltmetro skalę galima nubraižyti naudojant FrontDesigner_3.0_setup programą.

Paprastas kintamosios srovės voltmetras, kurio dažnis yra 50 Hz, yra suprojektuotas kaip įmontuotas modulis, kurį galima naudoti tiek atskirai, tiek įmontuoti į gatavą įrenginį.
Voltmetras yra surinktas ant PIC16F676 mikrovaldiklio ir 3 skaitmenų indikatoriaus ir jame nėra labai daug detalių.

Pagrindinės voltmetro charakteristikos:
Išmatuotos įtampos forma yra sinusinė
Didžiausia išmatuotos įtampos vertė yra 250 V;
Matuojamos įtampos dažnis - 40 ... 60 Hz;
Diskretus matavimo rezultato rodymas - 1 V;
Voltmetro maitinimo įtampa - 7 ... 15 V.
Vidutinis srovės suvartojimas - 20 mA
Du dizaino variantai: su maitinimo šaltiniu ir be jo
Vienpusė PCB
Kompaktiškas dizainas
Išmatuotų verčių rodymas 3 skaitmenų LED ekrane

Kintamosios srovės įtampos matavimo voltmetro schema

Rezistoriai R6 ir R7 sukuria 2,5 volto (pusės galios) įtampą ADC įėjime. Santykinai mažas kondensatorius C5 šuntuoja ADC įvestį ir padeda sumažinti matavimo paklaidą. Mikrovaldiklis organizuoja indikatoriaus veikimą dinaminiu režimu pertraukimais iš laikmačio.

--
Ačiū už dėmesį!
Igoris Kotovas, žurnalo „Datagor“ įkūrėjas

Gerai! Dovana baigėsi. Jei norite failų ir naudingų straipsnių - padėk man!

Savo praktikoje labai dažnai susiduriu su užduotimi išmatuoti aukštos įtampos žemos srovės grandines. Paprastai PMT dozimetruose ir maitinimo šaltiniuose naudoju keitiklius, skirtus labai mažoms vartojimo srovėms. Dėl to jų neįmanoma išmatuoti klasikiniais metodais naudojant multimetrus, kurių įėjimo varža yra 1 arba 10 megaomų, jie sukuria didelę apkrovą išmatuotai grandinei ir atsiranda įtampos kritimas, o tai reiškia, kad matavimas atliekamas su klaida. , kartais reikšmingas.

Norėdami išspręsti šią problemą, sukūriau paprastą voltmetrą, kurio įėjimo varža yra 5 GigaOhm, o maksimali išmatuojama 2,5 kV įtampa.

Maitinimo posistemis surenkamas ant elementų U1, U2, U3.
U1 lustas yra atsakingas už įmontuotos Li-Po baterijos įkrovimą. U2 lustas yra paprastas LDO reguliatorius, užtikrinantis stabilų 3,0 V įtampą visoms įrenginio sistemoms maitinti. U3 mikroschemoje yra sumontuotas keitiklis, kuris konvertuoja + 3 V į -3 V, kad maitintų ekraną. Faktas yra tas, kad grandinėje naudojamam išoriniam „Nokia 2760“ ekranui reikia 6 V, kad maitintų foninį apšvietimą, o naudojant U3 keitiklio sukurtą potencialų skirtumą, gauname du maitinimo taškus -3V ir +3V, ir tai suteikia mums reikiamą. 6V potencialo skirtumas. Rezistorius R1 parenkamas atskirai kiekvienam ekranui, kad srovė neviršytų 11-14 mA. Paprastai pakanka 10 mA, kad foninis apšvietimas švytėtų esant normaliam ryškumui.

Ant operacinio stiprintuvo U5 surenkamas įtampos sekiklis, kuris pagerina aukštos įtampos didelės varžos įtampos daliklio R7, R5 srovės charakteristikas iki pakankamų verčių, kad vėliau būtų galima apdoroti analoginiu-skaitmeniniu keitikliu MK.
U4 mikrovaldiklis atlieka šias užduotis: operacinės stiprintuvo poslinkio įtampos kompensavimą, signalo iš įtampos daliklio apdorojimą, minimumo, maksimumo apskaičiavimą, įtampos bangos formos nubrėžimą ir kt.

1 straipsnis

Įvairūs:

Naujausia plokštės versija jau įkelta į OSHPark ir ją galima užsisakyti ten „vienu paspaudimu“ nuoroda .

Draugas ne taip seniai jį surinko ir apie tai padarė trumpą filmuką, kurį galima rasti „Youtube“ po fraze „Homemade high-resistance voltmeter“.

Nerekomenduoju keisti detalių į analogus, visos detalės puikiai derinamos viena prie kitos, o keičiant analogus gali atsirasti įvairių neakivaizdžių niuansų.
Lituoti geriausia fliusu EFD FLUX PLUS 6-412-A, nes jis turi didelį garsumo pasipriešinimą.

Verta atkreipti dėmesį į vieną niuansą. Voltmetras nemėgsta staigių įtampos šuolių nuo nulio iki kelių kilovoltų įėjime, o kartais dėl staigaus viršįtampio sukeliamų trukdžių MK gali užšalti. Todėl norint išmatuoti aukštos įtampos pakopas, kurių įtampa viršija 500 V, rekomenduoju iš anksto, prieš įjungiant, prie jų prijungti (arba lituoti) įrenginį. Tai užtikrins šiek tiek sklandesnį įtampos kilimą ir nesukels problemų eksploatacijos metu. Vis tiek galite padidinti C8 talpą, tačiau adatos su kilovoltų potencialu vis tiek labai gerai pasklinda ant tokios mažos plokštės. Todėl geriau nejungti „karštų“ prie grandinių, kurių potencialas didesnis nei 500 V, ir prijungti iš anksto, prieš įjungiant grandinę.

Maitinimo jungiklis yra prijungtas tarp Batt + ir SW2 kontaktų, bet kuris jums patogus.

Kad būtų patogiau dirbti su SMD dalimis, plokštė yra sujungta su galimybe lituoti bandomuosius kaiščius kaip įmontuotus matavimo zondus.

Naudojamas klasikinis Micron kūrimo serijos dėklas, tai yra kiniškas dėklas iš RFBAT pardavėjo su EBAY, jie paprastai vadinami "Plastic Project Box Enclosure Case DIY - -1.94"*1.08"*0.55"(L*W*H). )"

Įjungimo momentu vyksta prietaiso savaiminis kalibravimas, reikia pažymėti, kad šiuo metu įrenginio zondų potencialas turėtų būti lygus nuliui.

Matuojant neigiamą įtampą (pavyzdžiui, dirbant su PMT) Būk atsargus, grandinė nėra atsieta "-" kontaktu, o tai reiškia, kad USB jungtyje ir jungiklyje bus didelis neigiamas potencialas. Tokius matavimus atlieku neliesdamas prietaiso plikomis rankomis, ką jums patariu.

Ekrane 4 sekundes rodoma esama įtampa, didžiausia ir mažiausia. Taip pat įtampos grafikas-oscilograma su automatiniu langų reguliavimu.

Charakteristikos:
Išmatuotų įtampų diapazonas: nuo +100 iki +2500 voltų
Matavimo tikslumas: + -2% + -6u
Atsparumas įėjimui: ne mažiau 4,95 GΩ (priklauso nuo tekstolito, valymo, padengimo lako kokybės)
Baterijos veikimo laikas: mažiausiai 4 valandos.

Naujoje plokštės versijoje (v.2.02) iš šio straipsnio tekstolite yra išpjovų, kad padidėtų tekstolito tūrinis atsparumas kritinėse vietose.

Lentos v.2.00

Radijo elementų sąrašas

Paprastą kilovoltmetrą, skirtą iki 50 - 100 kilovoltų ar didesnei įtampai matuoti, galite pasigaminti patys. Toks įrenginys gali praversti reguliuojant katodinių spindulių vamzdžių, oro jonizatorių, flokatorių ir kitų aukštą maitinimo įtampą naudojančių įrenginių režimus.

Norėdami pagaminti kilovoltmetrą, jums reikės šių pagrindinių komponentų:

Stiklo pluošto slidinėjimo lazda yra tuščiavidurė (Tokios lazdos kažkada buvo parduodamos su pigiausiomis slidėmis. Gali būti, kad tokia lazda guli jūsų balkone).

C3-14-1-(B) tipo aukštos įtampos rezistoriai (Būtent šie rezistoriai tiksliai atitinka vidinį slidinėjimo lazdos skersmenį).

Multimetras „Kiniškas“, kurio įėjimo varža 10 MΩ. Mažesni multimetrai nei pavaizduoti paveikslėlyje paprastai kainuoja pigiau, o jų įėjimo varža yra tik 1 MΩ.

Kai kurios smulkmenos.

Scheminė kilovoltmetro schema.

Rezistoriai R1 - Rn - viršutinė įtampos daliklio svirtis;
- Rezistoriai R*(stambioji), R*(fine) ir matavimo prietaiso įėjimo varža (10 MΩ) – apatinė skirstytuvo svirtis.
- Neoninė lempa apsaugo kilovoltmetrą nuo saugios įtampos viršijimo apatinėje skirstytuvo svirties, kai pastaroji sugenda. Jei apskaičiuota įtampa, tiekiama į multimetrą, yra didesnė nei 50 voltų (pavyzdžiui, 100 voltų), tada nuosekliai reikia prijungti dar vieną neoninę lemputę.

Apie skirstytuvo viršutinės svirties rezistorius.

Rezistoriai S3-14-1 (B grupė) Tai vieno vato rezistoriai, galintys atlaikyti iki 10 kilovoltų įtampą. Atsparumo diapazonas nuo 470 MΩ iki 5,6 GΩ. Pirkdami turėtumėte žinoti, kad šie rezistoriai nėra labai patikimi tiek veikiant, tiek sandėliuojant. Todėl geriau juos įsigyti su tam tikra marža. Rekomenduočiau pirkti dvigubai daugiau nei reikia.

Kaip apskaičiuoti aukštos įtampos daliklį?

Mėgėjų praktikoje dažniausiai tokius įrenginius tenka surinkti pagal turimas dalis. Todėl aukštos įtampos daliklio zondo gamybą reikia tęsti tik tada, kai rezistoriai yra įsigyti ir išbandyti. Remiantis turimais aukštos įtampos rezistoriais, reikia atlikti galutinį daliklio skaičiavimą.

Apytikslis, preliminarus daliklio žasto apskaičiavimas.

Mes pasirenkame maksimalią įtampą, pavyzdžiui, 50 kilovoltų. Esant tokiai įtampai, turime naudoti 5–6 rezistorius, kurių kiekvienas gali atlaikyti iki 10 kilovoltų.

Apskaičiuojame multimetro skalės įtampos daliklį, pavyzdžiui, 200 voltų. Kad būtų lengviau skaityti, pageidautina, kad vienam skalės voltui būtų vienas kilovoltas išmatuotos įtampos.

Multimetro įėjimo varža yra 10 MΩ. Tačiau norėdami sureguliuoti skirstytuvą, turime apeiti šį petį.

Todėl imkime šį pečių lygų, pavyzdžiui, 8 MΩ.

8 (MΩ) * 50 000 (Voltų) / 50 (Voltų) = X + 8 (MΩ)

X \u003d 7992 MΩ

7992 (MΩ) / 6 (gabalai) = 1332 MΩ

Žinoma, vargu ar pavyks rasti reikiamą rezistoriaus reikšmę ir gali tekti rinktis iš parduodamų rezistorių. Skirstytuvą taip pat galima surinkti iš skirtingų rezistorių reikšmių, tačiau tada reikia apskaičiuoti kiekvieno rezistoriaus įtampos kritimą. Iš savo patirties galiu pridurti, kad S3-14-1-B rezistoriai, kurių ilgis 29 mm, gali atlaikyti pusantro ir net du kartus didesnę nei leistiną įtampą, tačiau jų patikimumas mažėja.

Norėdami sumažinti srovę, tekančią per kilovoltmetrą, galite padidinti skirstytuvo viršutinės svirties varžą viena ar dviem dydžiais. Tokiu atveju turėsite pasirinkti įrenginio skalę, atitinkamai, 20 voltų arba 2 voltų.

Preliminarus šunto į multimetrą apskaičiavimas (R* grubus + R* smulkus).

R testeris + R šuntas = 8 MΩ;

R šuntas = 10 * 8 / 10 - 8 = 40 (MΩ)

Kilovoltmetro zondo dalies pjūvio vaizdas.

Kilovoltmetro zondo dalies pjūvio vaizdas.

1. Antgalis;
2. Riešutas;
3. Getinax arba stiklo pluošto poveržlė (tinka nuo PEV rezistorių tvirtinimo taško);
4. Metalinė įvorė su sriegiu viduje (tinka bet koks tinkamas dydis su vidiniu sriegiu M2,5 - M3 (mm);
5. Tinkamo dydžio moteriška jungtis, skirta prijungti prie aukštos įtampos rezistoriaus išėjimo. Jungtis reikalinga tam, kad prietaiso veikimo metu būtų lengva pakeisti sugedusį rezistorių;
6. Pirmas skirstytuvo viršutinės svirties rezistorius;
7. Slidinėjimo lazdos segmentas (Ruošinio ilgį rekomenduoju rinktis priklausomai nuo anksčiau paskaičiuotų ir jau turimų rezistorių skaičiaus).

Mes pereiname prie galutinio surinkimo.

Pirmiausia pagaminame antgalio tvirtinimo mazgą, kurio jungtį „5“ prilituojame prie įvorės „4“.

Tada epoksidine derva klijuojame dalis „3“ ir „4“ vamzdžio gale.

Klijuojant reikia pasirūpinti, kad epoksidinė medžiaga nepatektų į jungtį „5“.

Daliklio viršutinės svirties rezistorius lituojame nuosekliai ir įkišame į slidinėjimo lazdos vidų, kad pirmasis rezistorius patektų į viduje esančią jungtį. Paskutinį rezistorių pritvirtiname lituodami prie zondo pagrindo.

Surenkame likusius grandinės elementus, įdedame juos į tinkamą metalinę arba plastikinę dėžutę.

1. Du gnybtai įžeminimui;
2. Jungtis SR-50 testeriui ar osciloskopui prijungti;
3. Rezistorius R * (apytiksliai);
4. Rezistorius R* (tiksliai);
5. Neoninė lempa;
6. Keičiamas antgalis.

Kalibruokite skirstytuvą.

Kalibravimui patogu naudoti 1000 voltų pastovios atskaitos įtampos šaltinį, nes tai yra didžiausia įtampa, kurią galima išmatuoti, paprastai naudojant radijo mėgėjų turimus prietaisus. Jei to nėra, galite naudoti kitą žemesnės įtampos šaltinį.

Kalibravimas sumažinamas iki rezistorių pasirinkimo apatinėje ir viršutinėje skirstytuvo svirties. Didelio megaomų rezistorių parametrų svyravimai yra dideli, todėl norint atlikti pataisymus, gali prireikti iš naujo perskaičiuoti išankstinio kalibravimo rezultatą.

Naudojant kilovoltmetrą.

1. Surinktas kilovoltmetro zondas;
2. Įžeminimo ir multimetro prijungimo laidai;
3. Du arbatpinigių variantai;
4. Kilovoltmetro prijungimo prie kineskopo anodo pavyzdys, naudojant keičiamą antgalį kablio pavidalu.

Naudojant prietaisą reikia laikytis saugos priemonių.

Kilovoltmetro prijungimas ir atjungimas turėtų būti atliekamas išjungus įrangą, nuėmus įkrovą iš aukštos įtampos srovę nešančių dalių.

Jungiant kilovoltmetrą prie išmatuotų grandinių, pirmiausia reikia prijungti įžeminimą!

Atjungiant zondą nuo išmatuotų grandinių, įžeminimas turi būti atjungtas paskutinis!

Jungiant kilovoltmetrą prie kineskopo anodo, vienas įžeminimo gnybtas turi būti prijungtas prie kineskopo grafito dangos, o kitas - prie bendro televizoriaus korpuso laido.

info – oldoctober.com/en/kilovolt

Aš netrukdžiau talpos matavimo vienetui nei programinei, nei techninei įrangai, išskyrus rezistoriaus pridėjimą nuosekliai su P2.
Dar nenubraižiau scheminės schemos, atspindinčios visus patobulinimus.
Prietaisas buvo labai jautrus drėgmei! kvėpuojant ant jo, rodmenys pradeda "plaukti". To priežastis - didelis R19, R18, R25, R22 atsparumas. Beje, ar kas nors gali man paaiškinti, kodėl U5a kaskados tokia didelė įvesties varža?
Trumpai tariant, analoginė dalis buvo užpildyta laku – po to jautrumas visiškai dingo.

Žurnalas ELEKTOR kiek žinau vokiškas, straipsnių autoriai vokiečiai ir leidžia Vokietijoje, bent jau vokišką variantą.
m.ix, pajuokaujam liepsnoje