[PASTE_X]

Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 68

Главная » Мультиметр, пробники, индикаторы, тестеры » Высокоомный стрелочный вольтметр постоянного напряжения


Последние два десятка лет у радиолюбителей популярны малогабаритные цифровые мультиметры с ЖК дисплеем и автономным питанием. Мультиметры низшей ценовой категории, например, из серий М83х, DT83x дёшевы, но неудобны в использовании, имеют низкую точность измерения, не содержат элементов защит от неправильного использования.

vysokoomnyj-strelochnyj-voltmetr-postoyannogo-napryazheniyaБолее серьёзные мультиметры с автоматическим выбором диапазонов, защитой, повышенной точностью измерений стоят уже в несколько раз дороже. Даже если вы не сожжёте мультиметр, например, подключением к сети напряжения 220 В переменного тока, когда его переключатель рода работ находится в положении измерения сопротивлений, рано или поздно, а скорее рано, при интенсивной эксплуатации прибора печатные контакты переключателя придут в негодность от износа. Измерительные приборы с автоматическим выбором пределов измерений позволяют продлить срок службы переключателя рода работ.

Ещё более продлит срок службы мультиметров то, если на рабочем месте будет одновременно эксплуатироваться несколько мультиметров, каждый из которых большую часть времени производит измерения только одной электрической величины, что уменьшит необходимость пользоваться переключателем рода работ. Например, у автора один мультиметр измеряет сопротивления, другой ёмкость, третий измеряет переменный ток, четвёртый тестирует полупроводниковые переходы и т.д.

Но так получилось, что не было выделенного мультиметра для измерения напряжения постоянного тока. Чтобы лишний раз не переключать один из задействованных мультиметров на измерение напряжений, было решено изготовить несложный стрелочный вольтметр, который, имея только одну функцию измерения напряжения постоянного тока, частично разгрузил бы используемые мультиметры от «лишних» переключений рода работ.

Вольтметр было решено собирать по подобию схемы из [1], адаптировав её под имеющиеся детали и под конкретные потребности. Следует отметить, что около четверти века назад автор уже изготовил мультиметр по мотивам схемы из той публикации, который обычно используется как милливольтметр напряжения переменного тока и как фазометр [2]. Аналоговое представление измеряемого напряжения обычно более наглядно в случае его быстрого изменения — не требуется интерпретация «большеменьше», но предоставляет меньшую точность, чем цифровая индикация.

Вольтметр было решено делать с входным сопротивлением более 20 МОм, для сравнения, дешёвые цифровые мультиметры обычно имеют входное сопротивление в режиме измерения напряжений всего 1 МОм или 10 МОм, а магнитоэлектрический ТЛ4М всего около 300 кОм на диапазоне «30 В» постоянного тока. Число диапазонов для вольтметра было выбрано равным четырём, по числу положений имеющегося компактного галетного переключателя. Питается вольтметр от сети переменного тока, что исключает периодическую необходимость замены батарей.

Принципиальная схема прибора показана на сайте radiochipi.ru. Измеряемое напряжение постоянного тока поступает на неивертирующий вход операционного усилителя DA2 через последовательно включенные высокоомные резисторы R6, R7, которые совместно с резистором R8 образуют делитель входного напряжения. В случае, когда переключатель диапазонов SA1 находится в левом по схеме положении, вольтметр будет измерять напряжение до 0,3 В. В других положениях переключателя SA1 к общему проводу будет подключена одна из цепочек резисторов R12R13, R14R15 или R16R17, соответственно, от положения SA1 будет выбран диапазон измерений 0,3, 3,0, 30 или 300 Вольт.

Коэффициент усиления DA2 по напряжению зависит от соотношения сопротивлений резисторов R22/R18, выбран около 16, что необходимо для работы микроамперметра РА1 с относительно низкой чувствительностью. Микроамперметр включен в диагональ выпрямительного моста VD13 VD16. Диод VD17 снижает величину перегрузки РА1. Конденсатор С7 уменьшает чувствительность прибора к наводкам напряжения переменного тока. Диоды VD8 VD12 защищают DA2 от повреждения высоким входным напряжением.

При настройке этого прибора было выявлено, что температура защитных диодов VD8 — VD12 влияет на показания РА1, поэтому было установлено четыре защитных диода, а не два, как в публикации [1]. Резистор R26 ограничивает ток через микроамперметр, диоды выпрямительного моста и выход DA2. Переменным резистором R24 при замкнутых между собой щупах XI, Х2 устанавливают стрелку РА1 на нулевое деление шкалы.

На операционном усилителе DA1 собран индикатор полярности измеряемого напряжения. Если на щупе XI плюс, то светит «красный» светодиод HL2. Если на XI минус, то светит «синий» HL3. Подстроечным резистором R11 при замкнутых щупах XI, Х2 и установленной на ноль стрелке РА1 устанавливают минимально возможное напряжение на выходе DA1, вывод 6. Максимальное напряжение на щупах XI, Х2 не должно превышать 1000 В, иначе возможны пробои резисторов делителя напряжения и искровые пробои между контактами монтажа.

Микросхемы DAI, DA2 питаются двуполярным напряжением +/- 8,3 В от параметрических стабилизаторов напряжений положительной и отрицательной полярности, собранных на транзисторах VT1, VT2 и элементах их обвязки. Модуль стабилизаторов напряжений изготовлен на отдельной плате, на принципиальной схеме обозначен как А2. На стабилизаторы напряжений поступает напряжение переменного тока около 16 В от сетевого адаптера, обозначенного как модуль А1. Резисторы Rl, R2 уменьшают вероятность повреждения понижающего трансформатора Т1 и снижают его ток холостого хода. Светодиод HL1 светит при включении адаптера в сеть переменного тока 220 В. Светодиоды HL4, HL5 подсвечивают шкалу микроамперметра.

Большинство деталей вольтметра установлено на монтажной плате размерами 79×35 мм. Монтаж двусторонний навесной. Детали стабилизатора напряжений установлены на монтажной плате размерами 73×32 мм. Прибор помещён в пластмассовый корпус размерами 85x85x42 мм, вид на компоновку деталей в корпусе показан на рисунке на последней странице обложки журнала. Корпус изнутри частично оклеен липкой алюминиевой фольгой, электрически соединённой с общим проводом, точка подключения — резистор R8, к которому также подключен щуп Х2.

В качестве сетевого адаптера применён источник питания для телевизионного антенного усилителя. Не разбирая сердечника трансформатора, с вторичной обмотки Т1 отматывают около 120 витков провода с тем расчётом, чтобы в режиме холостого хода на выводах обмотки II было напряжение около 18 В. Стабилизатор напряжения +12 В удаляют. Диоды мостового выпрямителя можно применить для сборки индикаторного узла VD1 — VD4, HL1, R3. Сетевой адаптер потребляет от сети 220 В ток около 8 мА. Ток через вторичную обмотку Т1 около ЗОмА.

Постоянные резисторы типов Cl-14, С2-14, С2-23, 0-4, МЯТ, РПМ соответствующей мощности. Переменный резистор R24 типа СП4- 1, СПЗ-9. Подстроечный резистор R11 малогабаритный импортный или СПЗ-39а, СП5-2, СП5-16ВА сопротивлением 4,7…100 кОм. Конденсатор С7 малогабаритный плёночный. Остальные неполярные К10-17, К10-50 или импортные аналоги. Оксидные конденсаторы малогабаритные импортные или К53-19, К53- 30. Диоды 1N4148 можно заменить любыми из 1SS176, 1SS244, КД521, КД522. Вместо диодов 1N4007 подойдут любые из 1N4001  1N4006, UF4001  UF4007, КД209, КД243, КД247. Германиевые диоды Д9Е можно заменить любыми из серий Д9, Д18, ГД507, 2Д507 или маломощными диодами Шотки, например, SB 140, 1N5818.

Вместо стабилитронов BZV55C9V1 подойдут 1N4739A, TZMC9V1, Д814Б1, КС191Ф, КС191Ж. Светодиоды серии RL30 относятся к сверхъярким, можно заменить любыми аналогичными непрерывного свечения. «Белые» светодиоды HL4, HL5 приклеены к боковым стенкам микроамперметра РА1. Вместо транзистора 2SD1616 подойдёт любой из 2SC2331, 2SC2500, SS8050, КТ646, КТ6114, КТ503. Транзистор 2SA1271 можно заменить на любой из серий SS8550, 2SA916, 2SA931, КТ502, КТ6115, КТ684.

Упомянутые транзисторы имеют отличия 8 цоколёвке выводов и типе корпуса. Вместо микросхем КР544УД2Б подойдут любые из КР544УД2, К544УД2, LF355, LF255, LF155, LF356, LF256, LF156, LF357, LF257, LF157. Все эти микросхемы имеют одинаковые схемы включения и близкие параметры, содержат полевые транзисторы на входах. При отсутствии ненужного сетевого адаптера для антенного усилителя, на месте Т1 можно применить унифицированный понижающий трансформатор ТПК 212В.

shkala-voltmetraГалетный переключатель малогабаритный импортный, идущий к нему кабель должен быть экранирован. Микроамперметр применён типа М4167 от индикатора уровня Записи/Воспроизведения катушечного магнитофона «Сатурн». Следует учитывать, что шкала с таким микроамперметром будет нелинейной. Пример шкалы показан на рис. 2, размер шкалы 54×44 мм. Нулевое деление шкалы должно быть в месте нахождения стрелки при обесточенной катушке. Максимальное деление шкалы должно находиться в правой части, не доходя около 5… 10 градусов до ограничителя хода подвижной стрелки.

Для настройки изготовленного прибора щупы XI, Х2 соединяют вместе. После чего, подбором сопротивлений резисторов R21, R23 добиваются того, чтобы при перемещении движка переменного резистора R24 из конца в конец, стрелка РА1 перемещалась от нулевого деления шкалы до примерно ее середины в обоих крайних положениях R24. Установив стрелку РА1 на нулевое деление шкалы, подбором сопротивления резистора R8 настраивают работу прибора на диапазоне 0,3 В.

Затем изготавливают рабочую копию шкалы РА1. После сборки микроамперметра подбором резисторов R12  R17 настраивают работу вольтметра на других диапазонах. При настройке прибора измеряемое напряжение не должно содержать переменной составляющей. Если будет применён более чувствительный микроамперметр, то усиление DA2 можно уменьшить, установив резистор R18 большего сопротивления.

Читайте также статьи: Автомобильный вольтметр,


Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками фото. Поделитесь новостью Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками с друзьями!
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 22
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 53
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 5
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 91
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 85
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 18
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 16
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 64
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 64
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 85
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 20
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 100
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 31
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 81
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 82
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 12
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 90
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 99
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 48
Стрелочный вольтметр переменного напряжения своими руками 63