Hvad kan man gøre med et multimeter. Voltmeter og amperemeter til strømforsyning fra multimeter

Hej kære læser. Nogle gange bliver det nødvendigt at have et lille simpelt voltmeter "ved hånden". At lave et sådant voltmeter med egne hænder er ikke svært.

Et voltmeters egnethed til måling af spændinger i visse kredsløb bedømmes ud fra dets indgangsmodstand, som er summen af ​​modstanden af ​​rammen på markøren og modstanden af ​​den ekstra modstand. Da de ekstra modstande har forskellige klassificeringer ved forskellige grænser, vil enhedens inputmodstand være anderledes. Oftere evalueres et voltmeter ud fra dets relative inputmodstand, som karakteriserer forholdet mellem enhedens inputmodstand og 1 V af den målte spænding, for eksempel 5 kOhm / V. Dette er mere bekvemt: voltmeterets inputmodstand er forskellig ved forskellige målegrænser, og den relative inputmodstand er konstant. Jo mindre strømmen af ​​den totale afbøjning af pilen på måleanordningen Ii, der bruges i voltmeteret, jo større vil dens relative indgangsmodstand være, jo mere nøjagtige vil dens målinger være. I transistordesign er det nødvendigt at måle spænding fra brøkdele af en volt til flere titusinder af volt, og endnu mere i lampedesign. Derfor er et enkelt-grænsevoltmeter ubelejligt. For eksempel kan selv spændinger på 1-5V ikke måles nøjagtigt med et voltmeter med en skala på 100V, da pilens afvigelse vil vise sig at være næppe mærkbar. Derfor har vi brug for et voltmeter, der har mindst tre til fire målegrænser. Et diagram over et sådant DC-voltmeter er vist i fig. 1. Tilstedeværelsen af ​​fire ekstra modstande R1, R2, R3 og R4 indikerer, at voltmeteret har fire målegrænser. I dette tilfælde er den første grænse 0-1V, den anden er 0-10V, den tredje er 0-100V, og den fjerde er 0-1000V.
Modstanden for yderligere modstande kan beregnes med formlen efter Ohms lov: Rd \u003d Up / Ii - Rp, her Up er den højeste spænding af en given målegrænse, Ii er den totale afbøjningsstrøm for målehovednålen, og Rp er modstanden af ​​rammen af ​​målehovedet. Så for eksempel for en enhed til en strøm Ii \u003d 500 μA (0,0005A) og en ramme med en modstand på 500 ohm, skal modstanden af ​​den ekstra modstand R1, for en grænse på 0-1V, være 1,5 kOhm, for en grænse på 0-10V - 19,5 kOhm, for en grænse på 0 -100V - 199,5 kOhm, for grænsen 0-1000 - 1999,5 kOhm. Den relative indgangsmodstand for et sådant voltmeter vil være 2 kOhm / V. Normalt er yderligere modstande med ratings tæt på de beregnede monteret i et voltmeter. Endelig udføres "justeringen" af deres modstande, når voltmeteret kalibreres ved at forbinde andre modstande til dem parallelt eller i serie.

Suppleres DC-voltmeteret med en ensretter, der omdanner vekselspænding til direkte (mere præcist pulserende), får vi et vekselstrømsvoltmeter. Et muligt kredsløb af en sådan enhed med en halvbølge-ensretter er vist i fig. Enheden fungerer som følger. På de tidspunkter, hvor der er en positiv halvbølge af vekselspænding på enhedens venstre (ifølge kredsløbet) terminal, strømmer strømmen gennem diode D1 og derefter gennem mikroamperemeteret til højre terminal. På dette tidspunkt er diode D2 lukket. Under den positive halvbølge på højre klemme lukkes dioden D1, og de positive halvbølger af vekselspændingen lukkes gennem dioden D2, uden om mikroamperemeteret.
Den ekstra modstand Rd beregnes på samme måde som for konstante spændinger, men det opnåede resultat divideres med 2,5-3, hvis enhedens ensretter er halvbølget, eller med 1,25-1,5, hvis enhedens ensretter er to-halvbølge - Fig. 3. Mere præcist vælges modstanden af ​​denne modstand empirisk under kalibreringen af ​​instrumentskalaen. Du kan beregne Rd ved hjælp af andre formler. Modstanden af ​​de ekstra modstande af ensrettersystemets voltmetre, lavet i henhold til kredsløbet i fig. 2, beregnes med formlen:
Rd \u003d 0,45 * Op / Ii - (Rp + rd);
For kredsløbet i fig. 3 ser formlen ud som:
Rd \u003d 0,9 * Op / Ii - (Rp + 2.); hvor rd er diodens fremadgående modstand.
Aflæsningerne af ensrettersystemets instrumenter er proportionale med den gennemsnitlige ensrettede værdi af de målte spændinger. Deres skalaer er kalibreret i rms-værdierne for den sinusformede spænding, så aflæsningerne af ensrettersystemets enheder er kun lig med rms-spændingsværdien ved måling af sinusformede spændinger. D9D germaniumdioder bruges som ensretterdioder. Sådanne voltmetre kan også måle lydfrekvensspændinger op til flere tiere kilohertz. En skala til et hjemmelavet voltmeter kan tegnes ved hjælp af programmet FrontDesigner_3.0_setup.

For digital styring af spænding og strøm i strømforsyningen er det ikke nødvendigt at fremstille ADC og indikator selv. Til dette formål er et kinesisk multimeter til en værdi af 3-4 dollars ret velegnet, som i pris kan sammenlignes med omkostningerne ved at fremstille din egen digitale indikation.

Den populære M830B blev valgt til omarbejdet. Nedenfor i detaljer, på billederne, er ændringen af ​​multimeteret beskrevet for at angive spændingen og strømmen i din strømforsyning.

Hovedpointen i ændringen var at reducere størrelsen af ​​tavlen med indikatoren, dvs. Jeg skulle bare skære en del af brættet af. Til efterbearbejdning blev det enkleste og billigste kinesiske multimeter M830B købt. M830B multimeterkredsløbet kan downloades fra vores filarkiv. Spændingsmålegrænsen for vores design vil være 200 V, og strømgrænsen vil være 10 A. For at vælge måletilstanden "Spænding" - "Strøm", bruges switch S1 med to grupper af kontakter. Diagrammet viser kontaktens position i spændingsmålingstilstand.
Først skal du skille multimeteret ad og trække brættet ud. Du kan se visningen af ​​tavlen fra siden af ​​detaljerne på billedet.

Og her er et foto af tavlen fra siden af ​​indikatoren.

Vores design vil blive placeret på to brædder. Et bræt med en indikator, et andet bræt med detaljer om inputdelen af ​​multimeteret og en ekstra 9 volt stabilisator. Diagrammet af det andet bræt er vist på billedet. Loddede modstande fra multimeterkortet bruges som skillemodstande. Deres betegnelse på diagrammet svarer til betegnelserne på M830B multimeterkortet. Diagrammet giver også yderligere forklaringer. Bogstaver i cirkler svarer til forbindelsespunkterne på en tavle til en anden. For at drive strukturen bruges en laveffektspændingsstabilisator, som er forbundet med en separat vikling af transformeren.

Lad os faktisk komme i gang. Vi lodder R18, R9, R6, R5. Vi gemmer modstande R6 og R5 til input-delen af ​​vores design. Vi afskærer den øvre kontakt R10 fra kredsløbet og skærer en del af sporet ud (markeret med kryds på billedet). Loddet R10. Loddet R12 og R11.

R12 og R11 er forbundet i serie. Og lod den ene ende til den øverste kontakt R10, og den anden til sporet afskåret fra R10. Lod R20 og lod den i stedet for R9. Lod R16 og bor nye huller til den (se billede)

Lod R16 til et nyt sted.

Og her er et billede af R16-lodning fra siden af ​​indikatoren.

Vi tager en saks til metal og skærer en del af brættet af.

Vi vender tavlen med indikatoren mod os. Kontakten R9 tættest på indikatoren (nu er der R20) er afskåret fra kredsløbet (markeret med et kryds). Vi forbinder kontakterne R9 længst fra indikatoren (nu er der R20) og R19 sammen (fra siden af ​​indikatoren), på billedet er det angivet med en rød jumper. Den øverste kontakt R10 (der er nu R11 og R12) er forbundet til den nederste kontakt R13, angivet med en rød jumper på billedet. Slet en del af sporene markeret med kryds. Og lod jumperen til kontakten R9 tættest på indikatoren (nu er der R20) i stedet for fjernsporet.

Vi fjerner sporene markeret med et kryds og forbereder kontaktlapperne til aflodning med det andet bræt, angivet med pile på billedet.

Lod jumperen. Vi lodder kontaktledningerne fra det andet bord og observerer korrespondancen mellem bogstaverne (a-A, b-B osv.)

Alt! Designet er samlet, vi går videre til testen. Vi forbinder til en strømkilde og måler batteriets spænding. Arbejder!

På dette billede er designet indbygget i strømforsyningen, som det er skabt til. Når belastningen er tilsluttet, vises værdien af ​​den strømmende strøm på indikatoren ved at trykke på knappen "Voltage-Current".

Brug for et voltmeter - fjern alt unødvendigt

Original

Hvad er der i pakken

Hvad er indeni

kredsløbsdiagram

Printplade

Ændring

Trimning og jumpere

Generelt tager vi en saks og skærer langs stien over inskriptionen "830B.4C".
Så skal du kun genoprette én forbindelse med jumper A-A og angive med den anden jumper B-B, hvordan kommaer vises på skærmen. Se nedenunder:

Komma kontroller

1. jumper fra "BATT +" (øvre udgang på R8) til den nederste udgang på R2. Resultatet bliver således:
2. jumper fra "BATT +" (øvre udgang på R8) til den nederste udgang på R3. Resultatet bliver således:
3. jumper fra "BATT +" (øvre udgang på R8) til den nederste udgang på R4. Resultatet bliver således:
4. hvis jumperen slet ikke er installeret, vil "HV"-ikonet ikke blive vist.

Som du kan se, er kommaer meget nemme at administrere. I hvert fald en kontakt (hvis det er nødvendigt, selvfølgelig).

I det oprindelige tilfælde ser den resulterende "multimeterstump" nu sådan ud:

Skillebånd til voltmeter

Der er ubrugte præcisionsmodstande på siderne af brættet - de kan bruges til at organisere den nødvendige spændingsdeler til voltmeteret:

position	pålydende	skillevæg	område 1 (indgangsvoltmeter modstand)	rækkevidde 2 (indgangsvoltmeter modstand)
R22	100	1:1	0 - 200 mV / 0,1 kΩ	ikke spansk
R21	900	1:10	0 - 2 V / 1 kΩ	0 - 200 mV / 1 kΩ
R13	9k	1:100	0 - 20 V / 10 kΩ	0 - 2 V / 10 kΩ
R14	90k	1:1000HV	0 - 200 V / 100 kΩ	0 - 20V / 100 kOhm

For at bruge skillelinjen skal du forbinde den nederste terminal på R22 til "COM"-bussen (for eksempel: den øvre terminal på C3 eller den nedre terminal på R7). Tilslut mikrokredsløbets indgang til den ønskede delehane (tilslut den øvre terminal på R6 til den nedre terminal på R21, hvis område 1 er valgt, eller til den øvre terminal på R21, hvis område 2 er valgt). Forskellen i valget af områder vil være i indgangsmodstanden for det resulterende voltmeter. Modstande R1 100 ohm og R2 900 ohm må ikke røres, de bruges. Modstand R9 bruges ikke. Det kan endda fjernes; men du kan ikke oprette forbindelse til det.

Hvad skete der som følge heraf

Faktisk viste det sig at være et målehoved, også kendt som et digitalt DC-voltmeter, med følgende parametre:

• indgangsspændingsområde -199-0-199 mV (begge polariteter måles med tegnindikation);
• overbelastningsindikation;
• linearitetsfejl ikke mere end ±0,2 enheder;
• nulstillingsfejl ikke mere end ±0,2 enheder;
• indgangsstrøm ikke mere end 1pA (typisk værdi for ICL7106/7107), svarende til værdien af ​​indgangsmodstanden er garanteret hundredvis af megaohm;
• strømforbruget af voltmeteret er omkring 1mA for hver arm, hvilket svarer til en driftstid på hundredvis af timer fra standarden "Krona".
• Lavpasfilteret ved indgangen (R6 1MΩ og C3 0,1uF) giver en afviklingstid på 0,1 sek.
  

Nu er det tilbage at omhyggeligt arkivere sagen langs brættets omkreds - og du kan indsætte den et sted. Hvis du helt vil opgive den originale plastikkasse, skal du blot sikre god elektrisk kontakt af displaypuden gennem den ledende gummistrimmel, der bruges i multimeteret. Du kan ikke lodde ledninger til glas.

Hvis det er nødvendigt at forsyne voltmeteret fra den enhed, hvor det skal installeres, skal det bemærkes, at spændingen ved "BATT +"-pinden på mikrokredsløbet (i forhold til "COM" selvfølgelig) altid vil være 3,0V, fordi den stabiliseres af den interne referencestabilisator i selve mikrokredsløbet og kan ikke overskrides; den negative spænding "BATT-" dannes som spændingen på batteriet minus 3,0V. Begge spændinger kan dannes af parametriske stabilisatorer ved hjælp af to modstande og enhver zenerdiode, endda grøn eller bedre end en hvid LED. Men det bedste er at sørge for en galvanisk uafhængig strømforsyning til voltmeteret, især da strømforbruget er ubetydeligt.

Ansøgning

Termometer -55...+150С med opløsning 0,1С

Som sensor bruger vi LM35 sensorchippen i følgende inklusion:

Den anslåede pris på chippen er omkring 200 rubler ($6) for LM35CZ.

Skematisk diagram af et termometer

Driftstemperaturområde, fejl og chipindeks

markering*	temperaturområde	typisk fejl ved 25C**	bygning TO-46	bygning TO-92	hus SO-8 (SMD)	bolig TO-220
LM35	-55...+155	0.4	LM35H
LM35A	-55...+155	0.2	LM35AH
LM35C	-40...+110	0.4	LM35CH	LM35CZ
LM35CA	-40...+110	0.2	LM35CAH	LM35CAZ
LM35D	0...+100	0.4	LM35DH	LM35DZ	LM35DM	LM35DT

Bemærk:
*Indeks A betyder forbedret nøjagtighed og linearitet.
**i kanten af ​​området er fejlen cirka 2 gange større, se detaljer

Optakt

Mens jeg på en eller anden måde studerede internettets store vidder for kinesisk anvendelighed, stødte jeg på et digitalt voltmetermodul:

Kineserne "rullede ud" disse præstationskarakteristika: 3-cifret rødt farvedisplay; Spænding: 3,2~30V; Arbejdstemperatur: -10~65"C. Anvendelse: Spændingstest.

Det passede ikke helt til mig i strømforsyningen (aflæsningerne er ikke fra nul - men dette er en gengældelse for strømmen fra kredsløbet, der måles), men det er billigt.
Jeg besluttede at tage det og ordne det på stedet.

Skematisk diagram af voltmetermodulet

Faktisk var modulet ikke så dårligt. Jeg loddede indikatoren, tegnede et diagram (nummereringen af ​​dele er vist betinget):

Desværre forblev chippen uidentificeret - der er ingen mærkning. Måske er det en slags mikrocontroller. Værdien af ​​kondensatoren C3 er ukendt, jeg begyndte ikke at måle den. C2 - formentlig 0,1mk, loddede heller ikke.

Fil på plads...

Og nu om de forbedringer, der er nødvendige for at bringe denne "skærm" i tankerne.

1. For at den kan begynde at måle en spænding på mindre end 3 volt, skal du aflodde jumpermodstanden R1 og påføre en spænding på 5-12V fra en ekstern kilde til højre (ifølge diagrammet) kontaktpude (højere) er muligt, men uønsket - DA1-stabilisatoren er meget varm). Påfør minus af den eksterne kilde til den fælles ledning af kredsløbet. Påfør den målte spænding på standardledningen (som oprindeligt blev loddet af kineserne).

2. Efter revisionen i henhold til punkt 1 stiger det målte spændingsområde til 99,9V (tidligere var det begrænset af DA1-stabilisatorens maksimale indgangsspænding - 30V). Indgangsdelerens divisionsfaktor er omkring 33, hvilket giver os maksimalt 3 volt ved indgangen til DD1 ved 99,9V ved indgangen til divideren. Jeg brugte maksimalt 56V - jeg har ikke mere, intet brændte ud :-), men fejlen steg også.

4. For at flytte eller helt slukke for punktet, skal du lodde R13 10kΩ chipmodstanden, som er placeret ved siden af ​​transistoren, og i stedet lodde en almindelig 10kΩ 0,125W modstand mellem puden længst væk fra tuning chip modstanden og den tilsvarende modstand. styresegmentudgang DD1 - 8, 9 eller 10.
Normalt er punktet belyst ved det midterste ciffer, og bunden af ​​henholdsvis transistoren VT1 er forbundet til stiften gennem en 10kΩ CHIP. 9DD1.

Strømmen forbrugt af voltmeteret var omkring 15mA og varierede afhængigt af antallet af oplyste segmenter.
Efter den beskrevne ændring vil al denne strøm blive forbrugt fra en ekstern strømkilde uden at belaste det målte kredsløb.

Total

Og afslutningsvis et par billeder mere af voltmeteret.

fabrikstilstand

Med loddet indikator, set forfra

Med loddet indikator, set bagfra

Indikatoren er tonet med en bilfarvet film (20%) for at reducere lysstyrken og forbedre synligheden af ​​indikatoren i lyset.
Jeg kan varmt anbefale at tone den. Stumper af tonefilm vil med glæde give dig gratis ved enhver bilservice, der beskæftiger sig med toning.

Der er også andre modifikationer af dette modul på internettet, men essensen af ​​ændringerne ændrer sig ikke fra dette - hvis du støder på et andet modul, skal du bare rette kredsløbet i henhold til kortet ved at droppe indikatoren eller ringe til kredsløbet med en tester og gå!

Situationer, hvor et voltmeter skal være ved hånden, er ret almindelige. Til dette er der ingen grund til at bruge en kompleks fabriksenhed. At lave et simpelt voltmeter med dine egne hænder er ikke et problem, fordi det består af to elementer: en pointer-måleenhed og en modstand. Sandt nok skal det bemærkes, at et voltmeters egnethed bestemmes af dets inputmodstand, som består af modstandene af dets elementer.

Men det er nødvendigt at tage højde for det faktum, at der er forskellige modstande med forskellige klassificeringer, og det tyder på, at indgangsmodstanden vil afhænge af den installerede modstand. Det vil sige, at du ved at vælge den rigtige modstand kan lave et voltmeter til måling af bestemte niveauer af netværksspændinger. Selve måleanordningen evalueres ofte af indikatoren - den relative indgangsmodstand pr. volt spænding, dens måleenhed er kOhm / V.

Det vil sige, det viser sig, at inputmodstanden i forskellige målte sektioner er forskellig, og den relative værdi er en konstant indikator. Desuden, jo mindre pilen på måleenheden afviger, jo større er den relative værdi, og derfor vil målingerne være mere nøjagtige.

Instrument til måling af flere grænser

Enhver, der er stødt på transistordesign og -kredsløb mere end én gang, ved, at et voltmeter meget ofte skal måle kredsløb med spændinger fra snesevis af brøkdele af en volt til hundredvis af volt. En simpel gør-det-selv-enhed med en modstand vil ikke kunne gøre dette, så flere elementer med forskellige modstande skal tilsluttes kredsløbet. For at du skal forstå, hvad vi taler om, foreslår vi, at du gør dig bekendt med nedenstående diagram:

Det viser, at der er installeret fire modstande i kredsløbet, som hver er ansvarlige for sit eget måleområde:

1. Fra 0 volt til en.
2. Fra 0 volt til 10V.
3. 0 V til 100 volt.
4. 0 til 1000 V.

Værdien af ​​hver modstand kan beregnes, hvilket er baseret på Ohms lov. Følgende formel bruges her:

R \u003d (Op / Ii) - Rp, hvor

• Rp er modstanden af ​​måleenheden, tag f.eks. 500 ohm;
• Op er den maksimale spænding af den målte grænse;
• Ii er den strømstyrke, ved hvilken pilen afviger til slutningen af ​​skalaen, i vores tilfælde - 0,0005 ampere.

For et simpelt voltmeter fra et kinesisk amperemeter kan du vælge følgende modstande:

• for den første grænse - 1,5 kOhm;
• for den anden - 19,5 kOhm;
• for den tredje - 199,5;
• for den fjerde - 1999.5.

Men den relative værdi af modstanden af ​​denne enhed vil være lig med 2 kOhm / V. Selvfølgelig svarer de beregnede værdier ikke til standardværdierne, så modstandene skal vælges tæt i værdi. Dernæst udføres en sidste justering, hvorunder kalibreringen af ​​selve enheden udføres.

Sådan konverteres et DC-voltmeter til AC

Kredsløbet vist i figur 1 er et DC voltmeter. For at gøre det variabel eller, som eksperter siger, pulserende, er det nødvendigt at installere en ensretter i designet, ved hjælp af hvilken jævnspændingen omdannes til vekselspænding. I figur 2 er et AC-voltmeter vist skematisk.

Denne ordning fungerer således:

• når der er en positiv halvbølge på venstre terminal, åbner dioden D1, i dette tilfælde er D2 lukket;
• spænding passerer gennem amperemeteret til højre terminal;
• når den positive halvbølge er i højre ende, så lukker D1, og der går ingen spænding gennem amperemeteret.

En modstand Rd tilføjes nødvendigvis til kredsløbet, hvis modstand beregnes på nøjagtig samme måde som resten af ​​elementerne. Sandt nok er dens beregnede værdi divideret med en faktor svarende til 2,5-3. Dette er tilfældet, hvis der er installeret en halvbølge ensretter i voltmeteret. Hvis der anvendes en fuldbølgeensretter, divideres modstandsværdien med en faktor: 1,25-1,5. Forresten er skemaet for sidstnævnte vist i figur 3.

Sådan tilsluttes et voltmeter korrekt

Enhver, der ikke ved det, men ønsker at tjekke spændingen i en del af det elektriske netværk, må stille sig selv spørgsmålet - hvordan tilslutter man et voltmeter? Dette er faktisk et seriøst spørgsmål, hvis svar ligger i et simpelt krav - tilslutningen af ​​et voltmeter skal kun udføres parallelt med belastningen. Hvis der oprettes en seriel forbindelse, vil selve enheden simpelthen fejle, og du kan blive chokeret.

Sagen er, at med en sådan forbindelse falder den strømstyrke, der virker på selve måleanordningen. Med denne modstand ændrer den sig ikke, det vil sige, den forbliver stor. I øvrigt må du aldrig forveksle et voltmeter med et amperemeter. Sidstnævnte er forbundet til kredsløbet i serie for at reducere modstanden til et minimum.

Og det sidste spørgsmål om emnet er, hvordan man bruger et voltmeter lavet af dig selv. Så i din enhed er der to sonder. Den ene er forbundet til nulkredsløbet, den anden til fasen. Du kan også tjekke spændingen gennem stikkontakten, efter at du tidligere har bestemt, hvilken stikkontakt der er drevet af nul, og hvilken fase. Eller tilslut enheden parallelt med det målte område. Pilen på måleblokken vil vise spændingsværdien i netværket. Sådan bruger de dette hjemmelavede måleapparat.