Как сделать из мультиметра вольтметр

Обновлено: 07.07.2024

Переходим к работе над измерительными приборами. Здесь их будет задействовано достаточно много: тахометр, два прецизионных мультиметра с функцией True RMS, осциллограф, двухканальный тестер температуры, аналоговый вольтметр и аналоговый амперметр. Из всего перечисленного у нас в полноценном виде нет только двух последних. Поэтому будем их изготавливать самостоятельно.

Аналоговые приборы включены в состав стенда чтобы отслеживать динамику изменения напряжения и тока нагрузки в реальном времени. При работе цифровые мультиметры, в рамках некоторых процессоров, тратят значительное время на преобразование сигнала и его последующий вывод. Получается, что пока выполняются математические вычисления и отображение информации, значение тока или напряжения может существенно измениться, вернуться к ранее выведенному значению и данный факт замечен не будет. После того как будет завершена работа по созданию стенда, в качестве наглядного примера подобной ситуации, можно будет привести измерения параметров цепи при работе указателей поворотов.

Приступаем к изготовлению. Аналоговые приборы будем делать из промышленных измерительных головок, которые устанавливают в распределительные щиты. У нас есть вольтметр, который рассчитан на работу с напряжением до 250 вольт и амперметр с рабочим током до 150 амперметр. Амперметр конечно использовался с шунтирующем резистором. Для того, чтобы нам использовать эти приборы, их потребуется переделать. В цепях, в которые планируется включить амперметр и вольтметр, течёт переменный ток, а приборы рассчитаны на работу с постоянным. Таким образом нам придётся изменить не только предел измерения, но и адаптировать их для работы с переменным током.

Особых проблем с изменением рабочих диапазонов и типом тока мы не видим. Сами точные значения аналоговых приборов пока нам не требуются, поэтому новая шкала в процессе изготовления будет упрощена.

Работу начинаем с создания корпусов. Их мы сделаем из обрезков десятимиллиметровой фанеры. Процесс до безобразия прост, поэтому акцент на нём ставить не будем. Чтобы оценить масштабы переделки мы начали разбирать вольтметр.

Параллельно с переделкой приборов, сразу выполним покрасочные работы. После того как покрытие высохнет, в корпуса установим блоки клемм и приклеим ножки.

Продолжаем работу над вольтметром. Для полного понимания того, что потребуется сделать с измерительным прибором, снимаем пластину на которой находится его шкала.

Внутри корпуса расположены две катушки, измерительная головка и две клеммы которые вмонтированы в основание.

На этапе модернизации устройства стоит более подробно остановиться на принципиальных схемах.

Первой мы рассмотрим схему, которая позволит нам поменять предел измерения напряжения. Если погрузиться в схемотехнику, то мы обнаружим, что измерительная головка — это миллиамперметр. На базе его строятся абсолютно все стрелочные измерительные приборы и индикаторы. В зависимости от того какие радиокомпоненты окружают миллиамперметр и как впоследствии всё это включено в схему, и будет определять назначение измерительного прибора, станет ли он амперметром или вольтметром.

В магнитоэлектрических вольтметрах измеряемое напряжение Uизм. преобразует в ток. Цепь преобразование включает в себя сумму сопротивлений Rма и Rд, где Rма сопротивление измерительной головки, а Rд - добавочное сопротивление.

Rд и отвечает за максимальный предел измерений. Из этих двух сопротивлений и состоит сопротивление самого вольтметра - Rв.

Предел измерения максимального напряжения Uизм.макс. зависит от тока полного отклонения стрелки Iизм.макс. и внутреннего сопротивления измерительной головки Rма.

Вернёмся к нашему вольтметру и посмотрим, что там. Две катушки которые находятся внутри корпуса это и есть добавочные сопротивления. Каждая из них имеет сопротивление 16700 Ом. В последствии, нам потребуется эти две катушки отсоединить, а взамен установить построечный резистор. Им мы установим требуемый нам предел измерения.

Рассмотрим вторую схему, которая нам позволит адаптировать вольтметр для нашего стенда. Как ранее уже было замечено, вольтметр М309 предназначен для работы в цепях с постоянным током. В нашем случае ток будет переменный. Для того чтобы вольтметр мог измерять переменное напряжение есть несколько вариантов схем. Первая с однополупериодным выпрямителем, и вторая с двухполупериодным выпрямителем. Для вольтметров с выпрямителем расчёт Rд будет немного отличаться. Рассчитав добавочный резистор по основной формуле (её см. выше) мы полученное значение Rд должны разделитель на коэффициент. Для однополупериодной схемы этот коэффициент составляет от 2,5 до 3-х единиц, а для двухполупериодной схемы коэффициент составляет от 1,25 до 1,5.

Отсоединив добавочные сопротивления, мы к входным клеммам крепим диодный мост (двухполупериодная схема). Далее к одной из ножек диодного моста припаиваем построечный резистор. От резистора припаиваем провод к измерительной головки. От второй клеммы измерительной головки припаиваем провод к оставшейся клемме диодного моста.

Коммутация электрической схемы внутри вольтметра завершена.

Для проведения испытаний воспользуемся лабораторные автотрансформатором. Им совместно с мультиметром проверим работоспособность модернизированного вольтметра. Как и прогнозировалось, всё работает. Собираем конструкцию дальше. Устанавливаем шкалу обратно и прикручиваем два провода для коммутации клемм на корпусе с вольтметром.

Устанавливаем вольтметр в корпус и подключаем его к корпусным клеммам.

Закрутив заднюю крышку корпуса, мы ещё до изготовления шкалы протестируем вольтметр включив его в схему стенда. Прибор работает.

Переходим к изготовлению новой шкалы. Как уже ранее заявляли она будет иметь упрощённый вид. Её создадим в программе MS Visio и распечатаем на бумаге на принтере.

Наклеиваем шкалу на пластину и собираем прибор.

В следующей статье рассмотрим, что нам потребуется сделать, чтобы можно было включить амперметр М367 в схему нашего стенда.

Этот форум пока доступен, но не поддерживается, не модерируется, не обновляется. Прогноз не ясен.

Продолжаем общаться в спец.разделе на основном сайте Журнала. Новая тема = новая статья, посты = комментарии под статьями.

Такой же пов виду тестер, но плата отличается. Стал жаловаться на то, что сели батарейки. Поставил новые, на старых было что-то вроде 1.25. Поработал буквально неделю и стал отключатся с требованием о замене батарейки. в PoE порты не тыкал. На новых батарйках почти 1.6В, как и положено новым щелочным элементам. Как его полечить?

Важная тема поста, подобная проблема - отсутствие со временем заряда аккумулятора у радиотелефонов Панасоник (может и у других, не в курсе) - встечается у многих. Вот и меня догнало. Имею купленные когда-то две (разные) базы и три к ним трубки (оказались тоже схематически разные, хотя внешне похожие), одна база со своей трубой (подарил когда-то родне) и база с двумя трубами у меня. Прошли годы. И началась фигня, описанная в заглавном посте и ТУТ. Меняли аккумуляторы - пофиг. Полез искать рецепт в сети, нашел этот форум, ничем не помог, кроме как наличием схемы на версию трубы KX_TGA720.pdf как у меня (у меня их две). Третья труба у меня оказалась KX-TCD200, схематично похожа на схему KX-TGA720, особенно по схеме питания от батареи, схеме заряда аккумулятора и схемы контроля напряжения и управления зарядом. Чтоб долго не расписывать, оказалось, что все это не нужно, проблема в занижении напряжения блоком(ками) питания. Фиг знает отчего, но именно в них проблема, проявляемая со временем (хотя там обычные трансформаторы, никакого импульсного БП). На шильдике БП указано выходное 6V, хотя на холостом тестером меняем примерно 12V-13V. А вот под нагрузкой (с подключенной трубой) напряжение оказывается где-то 4V-4.5V, что не хватает для осуществления зарядки - процессор трубки имеет встроенные АЦП и на схемах легко проследить цепи от контролируемых входных напряжений к соответствующим ногам процессора, который определяет такое напряжение заниженным и не запускает процесс зарядки (на схеме видна цепь зарядки, управляемая процем). Достаточно или подмотать трансформатор, или заменить внешний блок питания на обычный внешний от любого мобильного (+5V с соответствующим током), а лучше найти такой же импульсник с +6V и все становится на свои места, зарядка батарей идет как и положено, на экране режим зарядки отображается бежит рисками внутри "батарейки". Так что копаем внешний блок питания трубки под нагрузкой (подключенная трубка), смотрим напряжение, и если оно меньше 5V, то даже нефиг трубу вскрывать и смотреть что там внутри, повышаем напряжение под нагрузкой другим внешним БП и будет вам счастье.

Есть ещё мысль понизить напряжение питания до даташитных ±15В. Это позволит использовать фильтрующие емкости БП на 16В. На мощности сильно не скажется, да и динамический диапазон не должен пострадать.

Возможно так и будет, если в цифре придется снижать более чем на 6дБ. Но пока не пробовал с основным источником.

Поставьте по входу вместо одного резистора два, - делитель напряжения с необходимым вам затуханием. :)

Типа того. Но получается так, что мне и при Ку=2 уже мощности через край, а ниже Ку нельзя. По сему Ку=2 предопределен. :) Перед ЦАП есть еще и процессор, который умеет управлять громкостью в цифре, вот он и будет снижать её до необходимого уровня. Главное чтоб звук при Ку=2 был стабилен и не хуже, чем при более высоком Ку. Понятно. Просто постоянный резистор 10К будет же аналогичен выкрученному в ноль потенциометру 10К.

Резистор нужен. Свободно "висящий" вывод конденсатора оставлять нельзя. Конденсатор может зарядиться до неизвестного напряжения статикой. Резистор "привязывает" левый вывод конденсатора С1 к "земле", конденсатор всегда разряжен. Без резистора могут быть эффекты типа громкого "щелчка" при подключении кабеля. В таком случае очень просто выбрать необходимый коэффициент усиления. Аудиокарта, в отличие от аналоговых источников, на выходе имеет ЦАП, и максимальная амплитуда выходного напряжения фиксирована и известна. Усиление УМ должно быть таким, чтобы при максимальном напряжении с выхода аудиокарты усилитель выдавал необходимое напряжение, соответствующее требуемой максимальной громкости (не обязательно близко к ограничению, определяется в основном динамиком, сколько ему надо). В таком случае перегрузки усилителя не будет никогда.

При работе оно еще немного падает, до 17,4 примерно. Так что можно жить. Ибо просаживать только резистором, наверное? Да и БП другой потом будет, этот чисто тестовый.

Поставил R4 680Ом и С3 10мкФ. Про басам вроде чуть хуже стало (по качеству), что ожидаемо, но по входу держит под 5В пик-ту-пик, поскольку на выходе Vpp=10В на синусе 1кГц показало на 4,5Ом нагрузке, синусоида ровная (на сколько позволяет осцил). Это и требовалось, теперь входные потенциометры почти не задействованы, для комфортной громкости (полочники 6Ом) достаточно подавать где-то 3,2В рр. Чтобы совсем убрать потенциометры (регулировка будет в цифре поканально) нужно поставить параллельно входу резистор 10К? По звуку тоже все хорошо, но буду ещё слушать внимательно.

Отлично, тогда меня даже 10мкФ устроит. Есть в наличии Nichicon ES 10мкФ 50В, их и поставлю. Как раз диaметр 8мм. Да я как бы без претензий, спасибо за подробный ответ. :) Мне и так много мощи, мои полочники 6Ом и им хватает на минимуме гейна. Сегодня изменю Ку и посмотрим. Вспоминаю свой первый ламповик с его 1,5Вт, вот тут нечто похожее.

Ecли R4 680 Ом, то С3 достаточно 22 мкФ. Нижняя частота среза по уровню 3 дБ будет примерно 10 Гц. А вы считать умеете? Мощность на нагрузке равна квадрату действующего напряжения, делённому на сопротивление нагрузки. При максимально-допустимом напряжении питания ±18 В и сопротивлении нагрузки 10 Ом, размах выходного напряжения до ограничения по даташиту ±11,5 В. Наверное для этого значения и посчитали, что на 8 Ом будет 7 Вт. Вот только при меньшем сопротивлении нагрузки у LT1210 и максимальное выходное напряжение будет меньше. Вот у вас пиковое (до ограничения) получилось 7 В. Значит, действующее - 5 В. На нагрузке 8 Ом максимальная мощность получится 5*5/8 = 3 Вт, на нагрузке 4 Ом - 5*5/4 = 6,25 Вт. Хотя вы что-то писали про ±15 В на выходе до клипа. В общем, измерьте максимальное выходное напряжение (это амплитудное), пересчитайте в действующее, умножив его на 0,707, и посчитайте сами, какая мощность будет на вашей нагрузке известного вам сопротивления.

А где тогда обещанные 7Вт? Но и на том спасибо. На 8Ом сильно упадет мощность? Предполагается именно такая нагрузка. Проверял сразу на 4Ом широкополоснике, потом последовательно кинул 3,3Ом 10Вт резистор, особо разницы не заметил. Логично поставить оба по 680 Ом, их есть у меня. Так и сделаю. Спасибо за помощь. За это отдельное спасибо. Мне НЧ в данном случае не важны (будет фильтрация активная, на СЧ от 300/12 примерно). Но если резистор изменили в 6,8 раз, то и емкость С3 уменьшать в 6,8 раз? То есть я спокойно могу поставить 47мкФ? А в моем случае даже наверное и 22мкФ без проблем. Ибо сейчас синус 20Гц динамик отрабатывал. С таким номиналом найдутся и биполярные с диaметром до 8мм. Спасибо, и вас также. :)

С Новым Годом! Действующее значение тока 0,4 А, пиковое - 0,58 А. Судя по фото (2V/дел.) - 7 В пиковое, пиковый ток 1,5 А, 5 Вт на вашем 4,7 Ом эквиваленте нагрузки. Не знаю, оригинальная - не оригинальная, но 1,5 А держит. Ну правильно. Питание-то ±17,7 В (кстати, уменьшить бы хотя бы на вольт, а то близко к предельно-допустимому), а LT1210 так устроена, что не может дотянуть выход до питания, несколько вольт ей нужно падения на выходном каскаде. Сколько точно при какой нагрузке - надо в даташите уточнить. Там диаграммы есть. Для схемы на рисунке ниже, хоть это и ОУ с токовой обратной связью, Ку = 1 + R5/R4. Поставьте R4 и R5 одинаковые, и будет Ку = 2. Номиналы резисторов (одинаковые) могут быть выбраны в диапазоне от 560 Ом до 750 Ом (по даташиту - диапазон оптимальных значений для R5). Усиление меньше 2 в этой схеме лучше не делать. Так как номинал R4 увеличится, нижняя граница частотного диапазона уедет в область инфразвуковых частот. Если это нежелательно (например, слушаете с вертушки, и желательно отрезать инфранизкочастотный рокот механизма), то пропорционально уменьшите ёмкость С3.

Подключил свой ЦАП, нагрузка 4,5Ом, результат на фото. Если добавить ещё до Vpp=15В и выше, то начинает подрезать нижнюю полуволну синуса. Теперь вроде уже можно сказать, что оригинал, или нет?

Эквивалент есть 4,6Ом и 7,5Ом. Измеряется потребляемый ток, так понимаю? В каждом плече? Сигнал наверное синусоидальный нужно подать? Чтоб на выходе 14В примерно было. Потребление будет около 1А в каждом плече?

Мне тоже интересно, кто что подскажет. Последовательно в разрыв провода, в котором надо измерить ток. Обычно при настройке применяют эквивалент нагрузки, собранный из мощных резисторов, с необходимым суммарным сопротивлением и мощностью.

Подскажите, плз, можно ли в этой схеме (и с этой платой) проверить LT1210 на оригинальность? Как? ЗЫ Так и не понял, куда включать амперметр и как нагрузить LT.

В принципе будет работать, но надёжность не гарантируется. В основном это касается пластмассы корпуса.

Спасибо, буду в любом случае сначала собирать как у всех. :) Просто корпус оч тесный, и заранее прикидываю варианты оптимизации внутри (тем более с учетом предыдущего проекта). А поскольку микросхема довольно капризная к схемотехнике и монтажу, вот и пытаюсь заранее граблей избежать.

Инструменты

Измерительные головки чётко информируют, сколько вольт и миллиампер идёт на заряжаемый аккумулятор. Вот только далеко не везде есть возможность их использовать, даже самые маленькие из них, зачастую всё равно будут непомерно большими для многих радиолюбительских самоделок. А вот стрелочные индикаторы от магнитофонов и других радиотехнических устройств прошлого века, которые не перевелись на базарах до сих пор, будут тут в самый раз. Вот некоторые из них:

Стрелочный индикатор М476 предназначен для работы в цепях постоянного тока, при любом положении шкалы. Ток полного отклонения (зависит от модели) 40 – 300 мкА. Внутреннее сопротивление 4000 Ом. Длина шкалы – 28 мм, масса 25 гр.

Стрелочный индикатор М4762 предназначен для работы при вертикальном положении шкалы. Ток отклонения 220 – 270 мкА. Внутреннее сопротивление 2800 Ом. Размеры 49 х 45 х 32 мм. Длина шкалы – 34 мм.

Стрелочный индикатор М68502 предназначен для работы при любом положении шкалы. Ток полного отклонения не более 250мкА. Внутреннее сопротивление 1000 Ом. Размеры 21,5 х 60 х 60,5 мм. Масса 30 гр. Эти индикаторы и им подобные объединяет:

небольшой размер
простота конструкции
низкая стоимость
и, конечно же, принцип действия

Принцип действия основан на взаимодействии двух магнитных полей. Поля постоянного магнита и поля, образованного током, проходящим по бескаркасной рамке, которая состоит из большого числа (115 – 150) витков медного провода диаметром всего 8 – 9 микрон. Не вникая в нюансы можно назвать два основных действия, которые необходимо произвести для того, чтобы стало возможным использовать имеющийся индикатор:

Оснастить его шунтом или добавочным сопротивлением (применяются для изменения верхнего предела измерения), в зависимости от того как будете его использовать (вольтметр / амперметр).
Изготовить новую шкалу.

Подбор шунта – подходящий по мощности низкоомный резистор ставим на контакты индикатора, параллельно ему переменный резистор с большим сопротивлением, выставляем ток, на который будет использоваться индикатор, вращением переменного резистора устанавливаем стрелку на крайнее правое деление шкалы.

Потому, насколько качественно эта операция выполнена и какой клей применён, можно судить о том родились ли Вы под счастливой звездой )). Будем открыть индикатор М4762, на мой взгляд, самый сложный вариант. Но даже если был применён дихлорэтан, отчаиваться не стоит, так как он наверняка растворил только верхний слой органического стекла – материала, из которого изготовлен корпус. Поэтому берём в руки надфиль с крупной насечкой и обтачиваем по периметру место соединения двух половинок корпуса, равномерно со всех сторон.

В процессе обтачивания периодически необходимо пробовать разъединить половинки корпуса, прилагая при этом какое-то усилие. В результате всё получилось.

Изготовить новую шкалу не сложно:

сканируем старую
вставляем изображение в специализированный графический редактор Sprint-Layout
обрисовываем
распечатываем
вырезаем и клеим по месту

Что там ни говори, а даже самый простой пробник с индикатором – это уже целый измерительный прибор!

Обсудить статью СТРЕЛОЧНЫЕ ПРИБОРЫ – ИНДИКАТОРЫ

Ситуации, когда под рукой должен находиться вольтметр, встречаются достаточно часто. Для этого нет необходимости использовать заводской сложный прибор. Изготовить простенький вольтметр своими руками – не проблема, потому что состоит он из двух элементов: стрелочный измерительный блок и резистор. Правда, необходимо отметить, что пригодность вольтметра определяется его входным сопротивлением, которое состоит из сопротивлений его элементов.

Но необходимо учитывать тот факт, что резисторы есть разные с разными номиналами, а это говорит о том, что от установленного резистора будет зависеть входное сопротивление. То есть, подобрав правильно резистор, можно сделать вольтметр под замеры определенных уровней напряжений сетей. Сам же измерительный прибор чаще оценивается по показателю – относительное входное сопротивления, приходящееся на один вольт напряжения, его единица измерения – кОм/В.

То есть, получается так, что входное сопротивления на разных измеряемых участках разное, а относительная величина – показатель постоянный. К тому же, чем меньше отклоняется стрелка измерительного блока, тем больше относительная величина, а, значит, точнее будут измерения.

Прибор для измерения нескольких пределов

Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:

На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:

От 0 вольт до единицы.
От 0 вольт до 10В.
От 0 В до 100 вольт.
От 0 до 1000 В.

Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:

Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.

Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:

для первого предела – 1,5 кОм;
для второго – 19,5 кОм;
для третьего – 199,5;
для четвертого – 1999,5.

А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.

Как переделать вольтметр постоянного напряжения в переменное

Показанная на рисунке №1 схема – это вольтметр постоянного тока. Чтобы его сделать переменным или, как говорят специалисты, пульсирующим, необходимо в конструкцию установить выпрямитель, с помощью которого постоянное напряжение преобразуется в переменное. На рисунке №2 вольтметр переменного тока показан схематически.

Данная схема работает так:

когда на левом зажиме находится положительная полуволна, то открывается диод D1, D2 в этом случае закрыт;
напряжение проходит через амперметр к правому зажиму;
когда положительная полуволна находится на правом конце, то D1 закрывается, и напряжение через амперметр не проходит.

В схему обязательно добавляется резистор Rд, сопротивление которого рассчитывается точно так же, как и остальные элементы. Правда, его расчетное значение делится на коэффициент, равный 2,5-3. Это в том случае, если в вольтметр устанавливается однополупериодный выпрямитель. Если используется двухполупериодный выпрямитель, то значение сопротивления делится на коэффициент: 1,25-1,5. Кстати, схема последнего изображена на рисунке №3.

Как правильно подключить вольтметр

Тот, кто не знает, но хочет проверить напряжение на каком-то участке электрической сети, должен задаться вопросом – как подключить вольтметр? Это на самом деле серьезный вопрос, в ответе которого лежит простое требование – подключение вольтметра необходимо проводить только параллельно нагрузке. Если будет произведено последовательное подключение, то сам прибор просто выйдет из строя, и вас может ударить током.

Все дело в том, что при таком соединении уменьшается сила тока, действующая на сам измерительный прибор. При этом сопротивлении его не меняется, то есть, остается большим. Кстати, никогда не путайте вольтметр с амперметром. Последний подключается к цепи последовательно, чтобы снизить показатель сопротивления до минимума.

И последний вопрос темы – как пользоваться вольтметром, изготовленным самостоятельно. Итак, в вашем приборе два щупа. Один подключается к нулевому контуру, второй к фазе. Так же можно проверить напряжение через розетку, предварительно определив, к какому гнезду запитан ноль, а к какому фаза. Или соединяете параллельно прибор к измеряемому участку. Стрелка измерительного блока покажет величину напряжения в сети. Вот так пользуются этим самодельным измерительным прибором.

Рассмотрены не сложные схемы цифровых вольтметра и амперметра, построенных без использования микроконтроллеров на микросхемах СА3162, КР514ИД2. Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, – вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.

В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые. Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.

Микросхема СА3162Е

Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Например, есть микросхема СА3162Е, которая предназначена для создания измерителя аналоговой величины с отображением результата на трехразрядном цифровом индикаторе.

Чтобы получить законченный прибор нужно добавить дешифратор для работы на семисегментный индикатор и сборку из трех семисегментных индикаторов, включенных в матрицу для динамической индикации, а так же, трех управляющих ключей.

Тип индикаторов может быть любым, -светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, жидкокристаллические, все зависит от схемы выходного узла на дешифраторе и ключах. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.

Индикаторые включены по схеме динамической матрицы, то есть, все их сегментные (катодные) выводы включены параллельно. А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.

Принципиальная схема вольтметра

Теперь ближе к схеме. На рисунке 1 показана схема вольтметра, измеряющего напряжение от 0 до 100V (0. 99,9V). Измеряемое напряжение поступает на выводы 11-10 (вход) микросхемы D1 через делитель на резисторах R1-R3.

Конденсатор СЗ исключает влияние помех на результат измерения. Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор.

Рис. 1. Принципиальная схема цифрового вольтметра до 100В на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Если используется дешифратор ТТЛ, как, например, КР514ИД2, то его входы непосредственно подключаются к данным входам D1. Если же будет применен дешифратор логики КМОП или МОП, то его входы будет необходимо подтянуть к плюсу при помощи резисторов. Это нужно будет сделать, например, если вместо КР514ИД2 будет использован дешифратор К176ИД2 или CD4056.

Выходы дешифратора D2 через токоограничивающие резисторы R7-R13 подключены к сегментным выводам светодиодных индикаторов Н1-НЗ. Одноименные сегментные выводы всех трех индикаторов соединены вместе. Для опроса индикаторов используются транзисторные ключи VT1-VT3, на базы которых подаются команды с выходов Н1-НЗ микросхемы D1.

Эти выводы тоже сделаны по схеме с открытым коллектором. Активный ноль, поэтому используются транзисторы структуры р-п-р.

Принципиальная схема амперметра

Схема амперметра показана на рисунке 2. Схема практически такая же, за исключением входа. Здесь вместо делителя стоит шунт на пятиваттном резисторе R2 сопротивлением 0,1 От. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А (0. 9.99А). Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5.

Рис. 2. Принципиальная схема цифрового амперметра до 10А и более на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Выбрав другие делители и шунты можно задать другие пределы измерения, например, 0. 9.99V, 0. 999mA, 0. 999V, 0. 99.9А, это зависит от выходных параметров того лабораторного блока питания, в который будут установлены эти индикаторы. Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока (настольный мультиметр).

При этом нужно учесть, что даже используя жидкокристаллические индикаторы прибор будет потреблять существенный ток, так как логическая часть СА3162Е построена по ТТЛ-логике. Поэтому, хороший прибор с автономным питанием вряд ли получится. А вот автомобильный вольтметр (рис.4) выйдет неплохой.

Питаются приборы постоянным стабилизированным напряжением 5V. В источнике питания, в который будут они установлены, необходимо предусмотреть наличие такого напряжения при токе не ниже 150mA.

Подключение прибора

На рисунке 3 показана схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис. 3. Схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис.4. Самодельный автомобильный вольтметр на микросхемах.

Детали

Пожалуй, самое труднодоставаемое – это микросхемы СА3162Е. Из аналогов мне известна только NTE2054. Возможно есть и другие аналоги, о которых мне не известно.

С остальным значительно проще. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах. Например, если индикаторы будут с общим катодом, то нужно КР514ИД2 заменить на КР514ИД1 (цоколевка такая же), а транзисторы VТ1-VТЗ перетащить вниз, подсоединив их коллектора к минусу питания, а эмиттеры к общим катодам индикаторов. Можно использовать дешифраторы КМОП-логики, подтянув их входы к плюсу питания при помощи резисторов.

Налаживание

Регулируя напряжение на выходе источника, резистором R5 настраиваем калибровку прибора так, чтобы его показания совпадали с показаниями мультиметра. Далее, налаживаем амперметр. Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Теперь потребуется постоянный резистор сопротивлением 20 От и мощностью не ниже 5W.

Устанавливаем на блоке питания напряжение 10V и подключаем этот резистор в качестве нагрузки. Подстраиваем R5 так чтобы амперметр показал 0,50 А.

Можно выполнить калибровку и по образцовому амперметру, но мне показалось удобнее с резистором, хотя конечно на качество калибровки очень влияет погрешность сопротивления резистора.

По этой же схеме можно сделать и автомобильный вольтметр. Схема такого прибора показана на рисунке 4. Схема от показанной на рисунке 1 отличается только входом и схемой питания. Этот прибор теперь питается от измеряемого напряжения, то есть, измеряет напряжение, поступающее на него как питающее.

Напряжение от бортовой сети автомобиля через делитель R1-R2-R3 поступает на вход микросхемы D1. Параметры этого делителя такие же как в схеме на рисунке 1, то есть для измерения в пределах 0. 99.9V.

Но в автомобиле напряжение редко бывает более 18V (больше 14,5V уже неисправность). И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении. Поэтому прибор реально работает в интервале 7. 16V. Питание 5V формируется из того же источника, с помощью стабилизатора А1.

Цифровой мультиметр, самый важный инструмент любого радиолюбителя. Мультиметры бывают разными, разного класса точности, функционала, размера ну и естественно цена.

Как правило начинающие радиолюбители пользуются бюджетными мультиметрами, которые обладают невысокой точностью, но они популярны так, как стоят дешево и содержат в себе почти все необходимые измерители.

Что бы расширить функционал своего мультиметра я предлагаю изготовить несколько простых дополнений.

Первым по счету идет измеритель температуры

Измеритель температуры имеется не у всех мультиметров, но его можно сделать самому. Микросхема LM35 представляет из себя довольно высокоточный датчик температуры часто применяется в ардуино проектах.

Микросхема имеет простейшее подключение, выводы питания и выход, диапазон питающих напряжений от 4-х до 30 вольт.

Выходное напряжение микросхемы изменяется на 10 мВ с каждым градусом цельсия, то есть в таком подключении - скажем 200 мВ на выходе будет означать, что температура окружающей среды 20 градусов.

Даже в бюджетном мультиметре имеются диапазоны измерений 200 и 2000мВ, оба режима для наших целей отлично подходят.

Приставка питается от отдельной 9-и вольтовой батареи 6F22, на выходе микросхемы установлен делитель напряжения в виде подстроечного многооборотного резистора на 100кОм. Этим резистором выставляем температуру по контрольному термометру.

Регулирующий винт на подстроечном резисторе желательно зафиксировать, например термоклеем. Термометр готов.

Вторая схема - не менее полезная и представляет из себя детектор поля

Такое дополнение позволяет превратить высокочастотное излучение в постоянный ток для оценки мощности радиопередатчиков или раций.

Достаточно поднести антенну рации к антенне детектора, нажмать на передачу и мультиметр покажет цифры, это постоянное напряжение от вашей рации, чем мощнее сигнал от рации, тем больше цифра на дисплее мультиметра.

Естественно эти цифры ничего не значат и само устройство позволит осуществить только зрительный контроль, но оценить мощность и сравнивать разные передатчики между собой, а также находить источники электромагнитного излучения вполне возможно.

Детектор собран на базе одного германиевого диода старого образца и мелочевки. Антенной служит кусок медного провода с длиной 5-7 см и диаметром 1мм.

Приставка не нуждается в дополнительном источнике питания, что делает ее очень компактной, вставляется в среднее и нижнее гнездо мультиметра.

Как проверить стабилитрон знает каждый радиолюбитель, для этого необходим источник питания, ограничительный резистор и мультиметр.

Следующая приставка позволяет выявить напряжение стабилизации стабилитрона и в целом проверить его на работоспособность.

Для ее работы необходим дополнительный источник питания, в нашем случае обычная батарейка на 1,5 вольта, либо аккумулятор на 1,2 вольта.

Схема очень простая и не содержит дефицитных компонентов, построена всего на паре транзисторов. Это повышающий преобразователь напряжения, на вход подается напряжение от батарейки, а на выходе получаем около 30 вольт, все зависит от индуктивности дросселя.

Ток потребления схемы мизерный, 10-20 мА. Испытуемый стабилитрон подключается к выходу преобразователя через токоограничительный резистор, параллельно стабилитрону подключены щупы мультиметра, последний просто измерит напряжение на стабилитроне.

Дроссель намотан на ферритовой гантельке, точные размеры указать не могу, но они не критичны. Обмотка в моем случае намотана проводом 0,15мм и состоит из 150 витков, при этом напряжение самоиндукции с дросселя доходит до 40 вольт и будет увеличиваться вплоть до пробоя диэлектрического слоя конденсатора. Чтобы этого не случилось, к выходу преобразователя подключена нагрузка в виде резистора.

Для удобства проверки стабилитрона в конструкцию был добавлен отрезок от панельки для беспаячного монтажа.

Важно во время испытаний не перепутать полярность подключения стабилитрона, иначе он будет в роли обычного диода, но даже в этом случае не выйдет из строя, т.к. у нас имеется токоограничительный резистор.

Схема собрана на небольшом отрезке макетной платы, но если у кого то будет желание повторить ее, лучше сделать это на печатной плате, ее можно скачать вместе с общим архивом проекта.

Читайте также: