Que peut-on faire avec un multimètre. Voltmètre et ampèremètre pour l'alimentation à partir d'un multimètre

Bonjour cher lecteur. Parfois, il devient nécessaire d'avoir un petit voltmètre simple "à portée de main". Fabriquer un tel voltmètre de vos propres mains n'est pas difficile.

La pertinence d'un voltmètre pour mesurer des tensions dans certains circuits est jugée par sa résistance d'entrée, qui est la somme de la résistance du cadre du dispositif de pointage et de la résistance de la résistance supplémentaire. Étant donné que les résistances supplémentaires ont des valeurs nominales différentes à des limites différentes, la résistance d'entrée de l'appareil sera différente. Le plus souvent, un voltmètre est évalué par sa résistance d'entrée relative, qui caractérise le rapport de la résistance d'entrée de l'appareil à 1 V de la tension mesurée, par exemple 5 kOhm/V. C'est plus pratique : la résistance d'entrée du voltmètre est différente à différentes limites de mesure, et la résistance d'entrée relative est constante. Plus le courant de la déviation totale de la flèche du dispositif de mesure Ii utilisé dans le voltmètre sera faible, plus sa résistance d'entrée relative sera grande, plus ses mesures seront précises. Dans les conceptions de transistors, il est nécessaire de mesurer la tension de fractions de volt à plusieurs dizaines de volts, et encore plus dans les conceptions de lampes. Par conséquent, un voltmètre à limite unique n'est pas pratique. Par exemple, même des tensions de 1 à 5 V ne peuvent pas être mesurées avec précision avec un voltmètre avec une échelle de 100 V, car la déviation de la flèche s'avérera à peine perceptible. Par conséquent, nous avons besoin d'un voltmètre qui a au moins trois à quatre limites de mesure. Un schéma d'un tel voltmètre CC est illustré à la Fig. 1. La présence de quatre résistances supplémentaires R1, R2, R3 et R4 indique que le voltmètre a quatre limites de mesure. Dans ce cas, la première limite est 0-1V, la seconde est 0-10V, la troisième est 0-100V et la quatrième est 0-1000V.
La résistance des résistances supplémentaires peut être calculée par la formule suivante de la loi d'Ohm: Rd \u003d Up / Ii - Rp, ici Up est la tension la plus élevée d'une limite de mesure donnée, Ii est le courant de déviation total de l'aiguille de la tête de mesure, et Rp est la résistance du bâti de la tête de mesure. Ainsi, par exemple, pour un appareil pour un courant Ii \u003d 500 μA (0,0005A) et un châssis avec une résistance de 500 Ohms, la résistance de la résistance supplémentaire R1, pour une limite de 0-1V doit être de 1,5 kOhm, pour une limite de 0-10V - 19,5 kOhm, pour une limite de 0 -100V - 199,5 kOhm, pour la limite 0-1000 - 1999,5 kOhm. La résistance d'entrée relative d'un tel voltmètre sera de 2 kOhm / V. Habituellement, des résistances supplémentaires avec des valeurs proches de celles calculées sont montées dans un voltmètre. Enfin, le "réglage" de leurs résistances est effectué lors de l'étalonnage du voltmètre en y connectant d'autres résistances en parallèle ou en série.

Si le voltmètre CC est complété par un redresseur qui convertit la tension CA en CC (ou plutôt en pulsation), nous obtenons un voltmètre CA. Un circuit possible d'un tel dispositif avec un redresseur demi-onde est illustré à la Fig. 2. L'appareil fonctionne comme suit. Aux moments où il y a une demi-onde positive de tension alternative sur la borne gauche (selon le circuit) de l'appareil, le courant circule à travers la diode D1 puis à travers le microampèremètre jusqu'à la borne droite. A ce moment, la diode D2 est fermée. Pendant la demi-onde positive sur la pince droite, la diode D1 se ferme et les demi-ondes positives de la tension alternative sont fermées à travers la diode D2, en contournant le microampèremètre.
La résistance supplémentaire Rd est calculée de la même manière que pour les tensions constantes, mais le résultat obtenu est divisé par 2,5-3 si le redresseur de l'appareil est à une alternance, ou par 1,25-1,5 si le redresseur de l'appareil est à deux alternances - Fig. 3. Plus précisément, la valeur de cette résistance est choisie empiriquement lors de l'étalonnage de la règle de l'instrument. Vous pouvez calculer Rd en utilisant d'autres formules. La résistance des résistances supplémentaires des voltmètres du système redresseur, réalisées selon le circuit de la Fig. 2, est calculée par la formule:
Rd \u003d 0,45 * Haut / Ii - (Rp + rd);
Pour le circuit de la Fig. 3, la formule ressemble à :
Rd \u003d 0,9 * Haut / Ii - (Rp + 2e); où rd est la résistance directe de la diode.
Les lectures des instruments du système redresseur sont proportionnelles à la valeur redressée moyenne des tensions mesurées. Leurs échelles sont calibrées dans les valeurs efficaces de la tension sinusoïdale, de sorte que les lectures des dispositifs du système redresseur sont égales à la valeur de tension efficace uniquement lors de la mesure de tensions sinusoïdales. Les diodes au germanium D9D sont utilisées comme diodes de redressement. De tels voltmètres peuvent également mesurer des tensions audiofréquences jusqu'à plusieurs dizaines de kilohertz. Une échelle pour un voltmètre fait maison peut être dessinée à l'aide du programme FrontDesigner_3.0_setup.

Pour le contrôle numérique de la tension et du courant dans l'alimentation, il n'est pas nécessaire de fabriquer vous-même l'ADC et l'indicateur. À cet effet, un multimètre chinois d'une valeur de 3 à 4 $ convient tout à fait, dont le prix est comparable au coût de fabrication de votre propre indication numérique.

Le populaire M830B a été choisi pour la refonte. Ci-dessous en détail, dans les images, la modification du multimètre est décrite pour indiquer la tension et le courant dans votre alimentation.

Le point principal de la modification était de réduire la taille du tableau avec l'indicateur, c'est-à-dire J'ai juste dû couper une partie de la planche. Pour les retouches, le multimètre chinois M830B le plus simple et le moins cher a été acheté. Le circuit multimètre M830B peut être téléchargé à partir de nos archives de fichiers. La limite de mesure de tension de notre conception sera de 200 V et la limite de courant sera de 10 A. Pour sélectionner le mode de mesure "Tension" - "Courant", le commutateur S1 avec deux groupes de contacts est utilisé. Le schéma montre la position du commutateur en mode de mesure de tension.
Vous devez d'abord démonter le multimètre et retirer la carte. Vous pouvez voir la vue du tableau du côté des détails sur la photo.

Et voici une photo du tableau du côté de l'indicateur.

Notre dessin sera placé sur deux planches. Une carte avec un indicateur, une autre carte avec les détails de la partie entrée du multimètre et un stabilisateur 9 volts supplémentaire. Le schéma de la deuxième carte est montré dans l'image. Les résistances soudées de la carte multimètre sont utilisées comme résistances de division. Leur désignation sur le schéma correspond aux désignations sur la carte multimètre M830B. Le diagramme fournit également des explications supplémentaires. Les lettres entourées correspondent aux points de connexion d'une carte à l'autre. Pour alimenter la structure, un stabilisateur de tension de faible puissance est utilisé, qui est connecté à un enroulement séparé du transformateur.

Commençons en fait. Nous soudons R18, R9, R6, R5. Nous réservons les résistances R6 et R5 pour la partie entrée de notre conception. Nous avons coupé le contact supérieur R10 du circuit et découpé une partie de la piste (marquée de croix sur la photo). Souder R10. Souder R12 et R11.

R12 et R11 sont connectés en série. Et soudez une extrémité au contact supérieur R10, et l'autre à la piste coupée de R10. Souder R20 et le souder à la place de R9. Souder R16 et percer de nouveaux trous (voir photo)

Souder R16 à un nouvel emplacement.

Et voici une vue de la soudure R16 du côté de l'indicateur.

Nous prenons des ciseaux pour le métal et coupons une partie de la planche.

Nous retournons le tableau avec l'indicateur vers nous. Le contact R9 le plus proche de l'indicateur (maintenant il y a R20) est coupé du circuit (marqué d'une croix). Nous connectons les contacts R9 les plus éloignés de l'indicateur (maintenant il y a R20) et R19 ensemble (du côté de l'indicateur), sur la photo, il est indiqué par un cavalier rouge. Le contact supérieur R10 (il y a maintenant R11 et R12) est relié au contact inférieur R13, indiqué par un cavalier rouge sur la photo. Supprimer une partie des pistes marquées de croix. Et soudez le cavalier au contact R9 le plus proche de l'indicateur (maintenant il y a R20), au lieu de la piste distante.

Nous supprimons les pistes marquées d'une croix et préparons les patchs de contact pour le dessoudage avec la deuxième carte, indiquée par des flèches sur la photo.

Soudez le cavalier. Nous soudons les fils de contact de la deuxième carte en respectant la correspondance des lettres (a-A, b-B, etc.)

Tout! Le design est assemblé, nous procédons au test. Nous nous connectons à une source d'alimentation et mesurons la tension de la batterie. Travaillant!

Sur cette photo, le design est intégré à l'alimentation pour laquelle il a été créé. Lorsque la charge est connectée, en appuyant sur le bouton "Tension-Courant", la valeur du courant circulant s'affiche sur l'indicateur.

Besoin d'un voltmètre - supprimez tout ce qui n'est pas nécessaire

Original

Qu'y a-t-il dans le paquet

Qu'y a-t-il à l'intérieur

schéma

Circuit imprimé

Altération

Garniture et pulls

En général, nous prenons des ciseaux et coupons le long du chemin au-dessus de l'inscription "830B.4C".
Ensuite, vous devrez rétablir une seule connexion avec le cavalier A-A et spécifier avec le deuxième cavalier B-B comment afficher les virgules à l'écran. Voir ci-dessous:

Commandes de virgule

1. cavalier de "BATT +" (sortie supérieure de R8) à la sortie inférieure de R2. Le résultat sera comme ceci :
2. cavalier de "BATT +" (sortie supérieure de R8) à la sortie inférieure de R3. Le résultat sera comme ceci :
3. cavalier de "BATT +" (sortie supérieure de R8) à la sortie inférieure de R4. Le résultat sera comme ceci :
4. si le cavalier n'est pas du tout installé, l'icône "HV" ne s'affichera pas.

Comme vous pouvez le voir, les virgules sont très faciles à gérer. Au moins un interrupteur (si nécessaire, bien sûr).

Dans le cas natif, le "stub multimètre" résultant ressemble maintenant à ceci :

Diviseur pour voltmètre

Il y a des résistances de précision inutilisées sur les côtés de la carte - elles peuvent être utilisées pour organiser le diviseur de tension nécessaire pour le voltmètre :

position	dénomination	diviseur	gamme 1 (résistance du voltmètre d'entrée)	gamme 2 (résistance du voltmètre d'entrée)
R22	100	1:1	0 - 200 mV / 0,1 kΩ	pas espagnol
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

Pour utiliser le diviseur, vous devez connecter la borne inférieure de R22 au bus "COM" (par exemple : la borne supérieure de C3 ou la borne inférieure de R7). Connectez l'entrée du microcircuit à la prise diviseuse souhaitée (connectez la sortie supérieure de R6 à la sortie inférieure de R21 si la gamme 1 est sélectionnée ou à la sortie supérieure de R21 si la gamme 2 est sélectionnée). La différence dans le choix des gammes sera dans la résistance d'entrée du voltmètre résultant. Les résistances R1 100 ohm et R2 900 ohm ne doivent pas être touchées, elles sont utilisées. La résistance R9 n'est pas utilisée. Il peut même être retiré ; mais impossible de s'y connecter.

Que se passa-t-il en fin de compte

En fait, il s'est avéré être une tête de mesure, également appelée voltmètre DC numérique, avec les paramètres suivants :

• plage de tension d'entrée -199-0-199 mV (les deux polarités sont mesurées avec indication de signe);
• indication de surcharge ;
• erreur de linéarité pas plus de ±0,2 unités ;
• erreur de mise à zéro pas plus de ± 0,2 unités ;
• le courant d'entrée ne dépassant pas 1pA (valeur typique pour ICL7106/7107), correspondant à la valeur de la résistance d'entrée est garanti à des centaines de mégaohms ;
• la consommation de courant du voltmètre est d'environ 1mA pour chaque bras, ce qui correspond à une autonomie de plusieurs centaines d'heures par rapport à la norme "Krona".
• Le filtre passe-bas à l'entrée (R6 1MΩ et C3 0.1uF) fournit un temps d'établissement de 0.1 sec.
  

Il reste maintenant à classer soigneusement le boîtier le long du périmètre du tableau - et vous pouvez le coller quelque part. Si vous souhaitez abandonner complètement le boîtier en plastique d'origine, il vous suffit d'assurer un bon contact électrique du pavé d'affichage à travers la bande de caoutchouc conductrice utilisée dans le multimètre. Vous ne pouvez pas souder des fils sur du verre.

S'il est nécessaire d'alimenter le voltmètre à partir de l'appareil où il sera installé, il est à noter que la tension à la broche "BATT +" du microcircuit (par rapport à "COM" bien sûr) sera toujours de 3.0V car elle est stabilisé par le stabilisateur de référence interne dans le microcircuit lui-même et ne peut être dépassé ; la tension négative "BATT-" est formée comme la tension sur la batterie moins 3,0V. Les deux tensions peuvent être formées par des stabilisateurs paramétriques utilisant deux résistances et n'importe quelle diode Zener, même verte ou meilleure qu'une LED blanche. Mais le mieux est de prévoir une alimentation galvaniquement indépendante pour le voltmètre, d'autant plus que la consommation de courant est négligeable.

Application

Thermomètre -55...+150С avec résolution 0.1С

En tant que capteur, nous utilisons la puce de capteur LM35 dans l'inclusion suivante :

Le prix estimé de la puce est d'environ 200 roubles (6 $) pour le LM35CZ.

Schéma de principe d'un thermomètre

Plage de température de fonctionnement, erreur et indice de puce

marquage*	écart de température	erreur typique à 25C**	bâtiment TO-46	bâtiment TO-92	boîtier SO-8 (CMS)	boîtier 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

Noter:
*L'indice A signifie une précision et une linéarité améliorées.
**aux limites de la plage, l'erreur est environ 2 fois plus élevée, pour plus de détails, voir

Prélude

En étudiant d'une manière ou d'une autre les vastes étendues d'Internet pour l'utilité chinoise, je suis tombé sur un module de voltmètre numérique :

Les Chinois ont "déployé" ces caractéristiques de performance : affichage couleur rouge à 3 chiffres ; Tension : 3,2 ~ 30 V ; Température de fonctionnement : -10~65"C. Application : test de tension.

Cela ne me correspondait pas tout à fait dans l'alimentation (les lectures ne partent pas de zéro - mais c'est une rétribution pour la puissance du circuit mesuré), mais c'est peu coûteux.
J'ai décidé de le prendre et de le trier sur place.

Schéma de principe du module voltmètre

En fait, le module n'était pas si mal. J'ai soudé l'indicateur, dessiné un schéma (la numérotation des pièces est indiquée conditionnellement):

Malheureusement, la puce est restée non identifiée - il n'y a pas de marquage. C'est peut-être une sorte de microcontrôleur. La valeur du condensateur C3 est inconnue, je n'ai pas commencé à le mesurer. C2 - vraisemblablement 0,1 mk, n'a pas non plus soudé.

Dossier en place...

Et maintenant, parlons des améliorations nécessaires pour rappeler cet "affichage".

1. Pour qu'il commence à mesurer une tension inférieure à 3 Volts, vous devez dessouder la résistance de cavalier R1 et appliquer une tension de 5-12V à partir d'une source externe à sa droite (selon le schéma) plot de contact (supérieur est possible, mais indésirable - le stabilisateur DA1 est très chaud). Appliquez le moins de la source externe au fil commun du circuit. Appliquez la tension mesurée au fil standard (qui a été soudé à l'origine par les Chinois).

2. Après la révision selon le point 1, la plage de tension mesurée passe à 99,9 V (auparavant, elle était limitée par la tension d'entrée maximale du stabilisateur DA1 - 30 V). Le facteur de division du diviseur d'entrée est d'environ 33, ce qui nous donne un maximum de 3 volts à l'entrée de DD1 à 99,9V à l'entrée du diviseur. J'ai appliqué un maximum de 56V - je n'en ai plus, rien n'a grillé :-), mais l'erreur a également augmenté.

4. Pour déplacer ou éteindre complètement le point, vous devez souder la résistance de puce R13 10kΩ, qui est située à côté du transistor, et souder à la place une résistance régulière de 10kΩ 0,125W entre le pad le plus éloigné de la résistance de puce de réglage et le correspondant sortie de segment de commande DD1 - 8, 9 ou 10.
Normalement, le point est éclairé au chiffre du milieu et la base du transistor VT1, respectivement, est connectée à la broche via une puce de 10 kΩ. 9DD1.

Le courant consommé par le voltmètre était d'environ 15mA et variait en fonction du nombre de segments éclairés.
Après la modification décrite, tout ce courant sera consommé à partir d'une source d'alimentation externe, sans charger le circuit mesuré.

Total

Et en conclusion, quelques photos supplémentaires du voltmètre.

état d'usine

Avec indicateur soudé, vue de face

Avec clignotant soudé, vue arrière

L'indicateur est teinté avec un film de teinte automobile (20%) pour réduire la luminosité et améliorer la visibilité de l'indicateur à la lumière.
Je recommande vivement de le tonifier. Des morceaux de film teinté se feront un plaisir de vous donner gratuitement à tout service automobile engagé dans la teinture.

Il existe également d'autres modifications de ce module sur Internet, mais l'essence des modifications ne change pas - si vous rencontrez un module différent, corrigez simplement le circuit en fonction de la carte en laissant tomber l'indicateur ou en faisant sonner le circuit avec un testez et c'est parti !

Les situations où un voltmètre doit être à portée de main sont assez courantes. Pour cela, il n'est pas nécessaire d'utiliser un appareil d'usine complexe. Fabriquer un simple voltmètre de vos propres mains n'est pas un problème, car il se compose de deux éléments: une unité de mesure à aiguille et une résistance. Certes, il convient de noter que l'adéquation d'un voltmètre est déterminée par sa résistance d'entrée, qui se compose des résistances de ses éléments.

Mais il faut tenir compte du fait qu'il existe différentes résistances avec des valeurs nominales différentes, ce qui suggère que la résistance d'entrée dépendra de la résistance installée. Autrement dit, en choisissant la bonne résistance, vous pouvez fabriquer un voltmètre pour mesurer certains niveaux de tensions de réseau. L'appareil de mesure lui-même est souvent évalué par l'indicateur - la résistance d'entrée relative par volt de tension, son unité de mesure est kOhm / V.

Autrement dit, il s'avère que la résistance d'entrée dans différentes sections mesurées est différente et que la valeur relative est un indicateur constant. De plus, moins la flèche de l'unité de mesure dévie, plus la valeur relative est grande et, par conséquent, les mesures seront plus précises.

Instrument de mesure de limites multiples

Quiconque a rencontré plus d'une fois des conceptions et des circuits de transistors sait que très souvent, un voltmètre doit mesurer des circuits avec des tensions allant de dizaines de fractions de volt à des centaines de volts. Un simple appareil de bricolage avec une résistance ne pourra pas le faire, vous devrez donc connecter plusieurs éléments avec des résistances différentes au circuit. Pour que vous compreniez de quoi on parle, nous vous proposons de vous familiariser avec le schéma ci-dessous :

Il montre que quatre résistances sont installées dans le circuit, chacune étant responsable de sa propre plage de mesure :

1. De 0 volt à un.
2. De 0 volt à 10V.
3. 0 V à 100 volts.
4. 0 à 1000 V.

La valeur de chaque résistance peut être calculée, sur la base de la loi d'Ohm. La formule suivante est utilisée ici :

R \u003d (Haut / Ii) - Rp, où

• Rp est la résistance de l'unité de mesure, prenons, par exemple. 500 ohms;
• Up est la tension maximale de la limite mesurée ;
• Ii est l'intensité du courant à laquelle la flèche dévie vers la fin de l'échelle, dans notre cas - 0,0005 ampère.

Pour un simple voltmètre d'un ampèremètre chinois, vous pouvez choisir les résistances suivantes :

• pour la première limite - 1,5 kOhm;
• pour le second - 19,5 kOhms;
• pour le troisième - 199,5 ;
• pour le quatrième - 1999.5.

Mais la valeur relative de la résistance de cet appareil sera égale à 2 kOhm/V. Bien entendu, les valeurs calculées ne correspondent pas aux valeurs standard, les résistances devront donc être sélectionnées à une valeur proche. Ensuite, un réglage final est effectué, au cours duquel l'étalonnage de l'appareil lui-même est effectué.

Comment convertir un voltmètre DC en AC

Le circuit illustré à la figure 1 est un voltmètre à courant continu. Pour le rendre variable ou, comme le disent les experts, pulsé, il est nécessaire d'installer un redresseur dans la conception, à l'aide duquel la tension continue est convertie en tension alternative. Sur la figure 2, un voltmètre CA est représenté schématiquement.

Ce schéma fonctionne comme ceci :

• lorsqu'il y a une alternance positive sur la borne gauche, alors la diode D1 s'ouvre, D2 dans ce cas est fermée ;
• la tension traverse l'ampèremètre jusqu'à la borne droite ;
• lorsque l'alternance positive est à l'extrémité droite, alors D1 se ferme et aucune tension ne traverse l'ampèremètre.

Une résistance Rd est nécessairement ajoutée au circuit, dont la résistance est calculée exactement de la même manière que le reste des éléments. Certes, sa valeur calculée est divisée par un facteur égal à 2,5-3. C'est le cas si un redresseur demi-onde est installé dans le voltmètre. Si un redresseur pleine onde est utilisé, la valeur de résistance est divisée par un facteur : 1,25-1,5. Soit dit en passant, le schéma de ce dernier est illustré à la figure 3.

Comment brancher correctement un voltmètre

Quiconque ne sait pas, mais souhaite vérifier la tension dans une section du réseau électrique, doit se poser la question - comment connecter un voltmètre? C'est en fait une question sérieuse, dont la réponse réside dans une exigence simple - la connexion d'un voltmètre doit être effectuée uniquement en parallèle avec la charge. Si une connexion série est établie, l'appareil lui-même tombera simplement en panne et vous risquez d'être choqué.

Le fait est qu'avec une telle connexion, l'intensité du courant agissant sur l'appareil de mesure lui-même diminue. Avec cette résistance, elle ne change pas, c'est-à-dire qu'elle reste grande. Au fait, ne confondez jamais un voltmètre avec un ampèremètre. Ce dernier est connecté au circuit en série pour réduire la résistance au minimum.

Et la dernière question du sujet est de savoir comment utiliser un voltmètre fabriqué par vous-même. Donc, dans votre appareil, il y a deux sondes. L'un est connecté au circuit zéro, le second à la phase. Vous pouvez également vérifier la tension à travers la prise, après avoir déterminé quelle prise est alimentée par zéro et quelle phase. Ou connectez l'appareil en parallèle à la zone mesurée. La flèche du bloc de mesure indiquera la valeur de la tension dans le réseau. C'est ainsi qu'ils utilisent cet appareil de mesure fait maison.