Фарадометр своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Электродинамические приборы - самые точные из всех измерительных приборов переменного тока. Используются они главным образом в качестве переносных амперметров, вольтметров и миллиамперметров переменного тока, ваттметров, счетчиков электрической энергии постоянного тока, фазометров, фарадометров и частотомеров. [31]

Отбраковка дефектных секций в пакетах путем измерения емкости фарадометром производится так же, как и методом амперметра - вольтметра. Отличие состоит в том, что при измерении емкости фарадометром к секциям прикладывается напряжение незначительной величины. Поэтому отбраковка секций фарадометром является менее эффективной ввиду того, что не могут быть обнаружены секции с частичным повреждением диэлектрика. Однако фарадометр более удобен в обращении, и при работе с ним не требуется принимать специальные меры по технике безопасности. [32]

Показывающие приборы, служащие для - непосредственного измерения электрической емкости, называют ф а - радометрами или микрофарадометрами. В качестве измерительного механизма в таких приборах используют электромагнитный или электродинамический логомет-ры. На рис. 7.8 представлена схема электродинамического фарадометра , питаемого переменным током. В электромагнитном поле неподвижных катушек А-А могут вращаться две рамки ( катушки) BI и В2, жестко связанные друг с другом под некоторым углом. Рамки включаются в схему с no - мощью безмоментных ленточек. Образцовые конденсаторы постоянной емкости С0 и С помещаются в корпусе прибора, а измеряемая емкость Сх подключается к зажимам х-х, расположенным снаружи фарадометра. [33]

Показывающие приборы, служащие для - непосредственного измерения электрической емкости, называют ф а - радометрами или микрофарадометрами. В качестве измерительного механизма в таких приборах используют электромагнитный или электродинамический логомет-ры. На рис. 7.8 представлена схема электродинамического фарадометра, питаемого переменным током. В электромагнитном поле неподвижных катушек А-А могут вращаться две рамки ( катушки) BI и В2, жестко связанные друг с другом под некоторым углом. Рамки включаются в схему с no - мощью безмоментных ленточек. Образцовые конденсаторы постоянной емкости С0 и С помещаются в корпусе прибора, а измеряемая емкость Сх подключается к зажимам х-х, расположенным снаружи фарадометра . [35]

В этих приборах для перемещения подвижной части используется энергия магнитного поля системы, состоящей из контура с измеряемым током и одного или нескольких сердечников, выполненных из ферромагнитных материалов. Они имеют большое собственное потребление мощности, невьюокую чувствительность, воздушное успокоение, неравномерную шкалу. Их отличают простота конструкции и невысокая стоимость. Эти приборы не боятся перегрузок, имеют высокую надежность и возможность работы в цепях постоянного и переменного тока. Однако при работе сказывается влияние внешних магнитных и температурных полей, а также частоты питающего напряжения. Они применяются в качестве амперметров, вольтметров, фазометров, частотомеров, генримет-ров и фарадометров . [37]

В этих приборах для перемещения подвижной части используется энергия магнитного поля системы, состоящей из контура с измеряемым током и одного или нескольких сердечников, выполненных из ферромагнитных материалов. Они имеют большое собственное потребление мощности, невысокую чувствительность, воздушное успокоение, неравномерную шкалу. Их отличают простота конструкции и невысокая стоимость. Эти приборы не боятся перегрузок, имеют высокую надежность и возможность работы в цепях постоянного и переменного тока. Однако при работе сказывается влияние внешних магнитных и температурных полей, а также частоты питающего напряжения. Они применяются в качестве амперметров, вольтметров, фазометров, частотомеров, генримет-ров и фарадометров . [39]

Великий русский ученый-естествоиспытатель И. В. Мичурин говорил: „Мы не можем ждать милостей у природы; взять их у нее — наша задача". Но для того, чтобы взять все полезное, что может дать нам природа, надо прежде всего уметь находить полезное, для чего необходимы знания и богатый опыт. Только при этом условии возможно использовать природные богатства на пользу человека, на благо социалистического общества.
Подтверждением этому являются известные работы русских ученых—Мичурина, Павлова, Лысенко и других, научные открытия которых советский народ с успехом использует для дальнейшего расцвета нашей великой социалистической Родины. Наконец, воздвигаемые трудом советского народа грандиозные гидростанции, создание морей и каналов, которые коренным образом изменят природу засушливых районов нашей страны, доказывают всю широту и глубину научной мысли советских ученых, их стремление преодолеть все трудности и заставить природу служить человеку.
Каждый ученый, исследователь, изобретатель не сразу стал им. Он много учился, прежде чем смог сам создать что-то новое в науке и технике. Поэтому, тот кто хочет много знать, должен много учиться и уметь наблюдать явления природы, делать правильные выводы из наблюдений и с пользой применять их в жизни.
Начинать же эти наблюдения природы и учиться правильно использовать их в практических делах на пользу обществу надо со школьной скамьи, когда уже приобретены первые знания законов природы. В этом большую пользу окажет самостоятельное изготовление различных приборов и приспособлений, необходимых для наблюдений и исследований природных явлений. Кроме того, некоторые приборы могут быть практически применены в повседневной жизни, чем будет оказана большая помощь детским коллективам.
В первой книге „Сделай сам*, выпущенной Горьковским книжным издательством в 1951 году, рассказывалось о способах изготовления самых простых физических приборов, которые могут быть использованы как в школьной практике, так и в быту.
При изготовлении описываемых здесь приборов желательно соблюдать приведенные в книге расчеты и технические наставления. Однако это не значит, что пытливый и догадливый школьник не должен применять своей выдумки и инициативы. Наоборот, если ему придет мысль сделать прибор несколько измененной конструкции, по его мнению более удобной, чем описанная здесь,— тем лучше. Вдумчивое, серьезное отношение и творческое дерзание необходимы в любом деле.

ЧУДО психоанализа: заработать на модных профессиях не прочь даже бывший священник

15 глупых инструкций, которые больше путают, чем помогают

В Анапе таксист обиделся на клиента за ожидание и, покатав по городу, привез его назад к дому

Идеальные соседи существуют, или когда повезло жить рядом с кладбищем

Российский зрительный нейроимплант впервые установлен обезьяне

30 оригинальных снежных скульптур, которые могли бы стать экспонатами музея

Известные бренды с неизвестными лицами: как выглядели люди, основавшие знаменитые компании

Боль и разорение: как обстоят дела у начинающих инвесторов

Redkey W12: пылесос который может одновременно пылесосить, мыть шваброй и самоочищаться

Как 19-летняя летчица стала самой молодой кругосветной путешественницей в истории

Дворник из Красноярска стал звездой после очистки чужих машин (2 фото + видео)

Лжец, лжец: что такое эффект Пиноккио и как он помогает найти вруна

Когда выгорание подкралось незаметно: с юмором о модном нынче термине

Юмор на грани: Гарольд, скрывающий боль, оценил бы этот пост

Девочка-маугли из подмосковной Электростали оказалась взрослой

14-летние пубертаты и бабушки — самые агрессивные пользователи рунета

ОИ-2022 в Пекине еще не стартовали, а уже полны скандалов

Слабоумие и отвага: 17-летнего парня, укравшего пиво, нашли по потерянным бутылкам

В Таиланде банкет обезьян закончился массовым бегством приматов

"Мы без России и месяца не проживем": Кадыров рассказал о сумме ежегодных дотаций для Чечни

Мать назвала дочь Икеа, а спустя годы та сменила имя из-за издевательств

Квартиры для детей: канадец создает игровые домики со всеми удобствами настоящих жилищ

Project Ara: похороненное будущее модульных смартфонов

В Тимашевске инвалид сам почистил снег, чтобы проехать

"Студебеккер" 1931 года - самый большой автомобиль в мире

Калимба — волшебный музыкальный инструмент из Зимбабве

Студент Гнесинки собирал коллекцию из краденых баянов

Жесткие кадры падения итальянской лыжницы Софии Годжи на скоростной трассе

Приоденься, свинья: подборка нарядов для морских свинок

20 потрясающих фотографий с первых зимних Олимпийских игр, 1924 год

Очнулся — в гипсе: что ответит суд по иску о травме на удаленке?

15 актеров, которые снялись в фильмах вопреки своему желанию

Старшеклассница в гимназии решила снять пранк, но учитель шутки не оценила

После государственного переворота жители Буркина-Фасо вышли на улицы с российскими флагами

"Что за тупой сукин сын!". Президен Байден оскорбил репортера Fox News

В Саратове пенсионерка невозмутимо шла по рельсам, не пропуская трамвай

Увлечения людей бывают разными, и среди различных видов хобби встречается поиск кладов, старинных монет, артефактов и просто металлических предметов. Для получения эффективного результата действий изыскателей применяется особый вид оборудования – металлоискатель. Профессиональные заводские инструменты, с различными наборами функций, стоят недешево и могут не окупить себя в тех случаях, когда приобретаются в целях заработка на продаже металлов. Если человек обладает даже небольшим запасом начальных сведений из области радио-механики, то сможет самостоятельно собрать полезный инструмент, потратив на него намного меньше средств.

Назначение и особенности металлоискателя

Первые попытки создать детектор для обнаружения металлов в различных средах предпринимались еще в начале 20-го века. Поначалу с его помощью владельцы заводов следили за утечкой деталей с производства. Но впоследствии появились различные разновидности прибора, которые приносили пользу военным и промышленным специалистам. Слишком объемные габариты затрудняли широкое использование приборов, но в 60-х годах начали появляться легкие модели с более простым устройством, принципы которых сохранились до сих пор.

Действие детекторного устройства основано на силе притяжения металлов 2-мя магнитными катушками, первая из которых создает магнитный импульс, направляя его в почву. Другая играет роль приемника отраженного сигнала от находящихся на глубине предметов с сильной проводимостью электрического тока, к которым относятся практически все металлы.

Для предотвращения попадания издаваемого магнитного излучения сразу на приемный элемент прибора, создается индукционное равновесие, в котором система сбалансирована таким образом, что на выходе сигнал равен 0. При условии, что в такую уравновешенную схему попадает металлический предмет, происходит дисбаланс, о чем сообщает поступающий сигнал.

Когда искомые предметы оказываются в зоне воздействия магнитного импульса, возникает соответствующий сигнал, который передается через наушники.

Его сила может меняться, в зависимости от дальности нахождения или глубины залегания металлических фрагментов.

Чувствительность металлоискателя напрямую зависит от величины первой катушки, создающей магнитное поле – увеличение ее размеров расширяет возможности приборов.

С помощью простого электронного устройства можно находить, недоступные обычному восприятию, ценные предметы и металлолом в нейтральной среде, а также влажной почве, обладающей слабой проводимостью. Металлоискатель подает сигнал о наличии железа, серебра, меди или подобных материалов в различных грунтах, воде, старых стенах, среди свалки разных вещей и в живых организмах.

Материалы и инструменты для работы

Современные металлодетекторы отличаются от своих предшественников компактными габаритами и легким весом, что делает их максимально удобными для длительной работы в поле.

Уменьшить механические параметры прибора помогло развитие микроэлектроники, которая усиливает действие электрических импульсов.

Многие искатели кладов, имеющие представление о физической науке в объеме школьной программы, самостоятельно собирают детекторы для обнаружения металлов.

Некоторые детали для сборки прибора, а также обычные инструменты из запаса умелого хозяина, можно найти практически в каждом доме. Для работы потребуются следующие предметы:

медные провода разного сечения;
два генератора тока, или магнитные катушки;
паяльник с припоем и канифолью;
отвертки;
кусачки;
плоскогубцы;
изоляционная лента;
кусок трубы или деревянного штыря для корпуса.

Радио-детали для электронной системы устройства можно найти в старых приборах, хранящихся в кладовке, или приобрести на рынке.

Надо запастись куском текстолита для платы, несколькими резисторами 100 кОм, транзисторами КТ 315, конденсаторами С1, 2, 3, 4, стереонаушниками и батарейкой, мощностью 4,5 В.

Конструкция металлоискателя

В отличие от локаторов, где применяется принцип отражения эха, в металлоискателях издаваемый и принимаемый импульсы работают на одних частотах. Одновременная реакция обеих катушек, в этом случае, возникает только на обнаруженные металлические предметы.

Устройство, работа которого основана на отлаженном принципе передачи и приема, воспринимает отраженный от искомых предметов сигнал, который исследователь слышит в наушниках.

Простая схема, в которой присутствуют источник питания в виде батарейки или аккумулятора, передающая и приемная магнитные катушки, прерыватель и наушники, отличается хорошей эффективностью на практике.

Из недостатков простейших детекторов исследователи отмечают излишнюю чувствительность приборов к геологическим особенностям почвы, в которой производится поиск металлов.

Основа или штанга прибора должна быть удобной для длительного ношения и делается из материалов, не проводящих электричество, таких как резина, пластиковый шланг или дерево.

Катушка, передающая энергию, крепится к нижней части держателя, образуя нужный угол наклона к земле.

Средняя штанга может состоять из двух частей с резьбой, чтобы регулировать высоту устройства. Верхняя часть состоит из подлокотника, а также на ней крепится пульт управления.

Блок электронного управления прибором нужен для обработки поступающих данных, а сложность его устройства может быть разной, в зависимости от потребностей изготовителя. От нижней катушки к верхней проходит изолированный провод, который подключается с помощью штекера.

Все элементы детектора должны быть защищены от влаги изолирующими материалами, чтобы избегать многочисленные помехи и замыкание электрических приборов.

Металлоискатель в домашних условиях своими руками

Многие самодеятельные мастера делятся своим опытом по созданию металлодетекторов своими руками на просторах интернета и в технических журналах.

Среди примеров можно встретить много интересных технических решений, от самых простых, собранных на основе мобильного телефона – до сложных, работающих на глубине 4 метра и производящих дискриминацию металлов.

Простой способ

Если любитель сборки приборов своими руками далек от работы с паяльником, то лучше найти готовые платы. Можно решить проблему, взяв небольшой приемник и калькулятор. Для крепления их на плотную основу подойдет сложенный в виде книжной обложки кусок картона, к которому они крепятся изнутри, при помощи скотча.

Радио надо настроить на частоте АМ, выбрав свободную волну.

Если одновременно включить калькулятор, то динамик радио будет издавать звук помех. Его можно снизить, если сближать два прибора, зафиксировав их на уроне самого низкого шума. Такой прибор начнет издавать более сильные звуки в месте нахождения металлических предметов.

Сложный способ

На изготовление более сложного прибора потребуется больше навыков мастера по радио-технике. В основе устройства должна находиться плата с несколькими электронными деталями, которые надо припаять по определенной схеме.

Среди них – генератор электрического тока, к которому подключается первая катушка. Затем второй генератор эталонного типа, питающий воспринимающую магнитную катушку и работающий на одной частоте с первым. С обоих генераторов сигнал должен поступать на смеситель IС1.2 и далее передаваться на фильтр и усилитель звука для наушников.

С дискриминацией металлов

Некоторые сложные грунтовые детекторы создаются по индукционной технологии, что позволяет им обладать такой функцией, как дискриминатор разных металлов.

С его помощью можно приблизительно оценить качество металла, сразу исключив ненужные виды находок, на глубине от 0,2 до 1,0 метра.

Глубинный металлоискатель

Данный вид детекторов может состоять из одной рамы с большой магнитной катушкой, или из двух разделенных, как в обычном варианте.

С помощью приема и передачи электрических импульсов, глубинный прибор может реагировать не только на залегающие металлы, но также на наличие других материалов, находящихся под землей, таких как камень или бетон.

Правильно собранное устройство может работать на глубине от 0,5 до 3,0 метра.

Благодаря простому и удобному в использовании прибору, можно проводить свободное время с пользой, находя интересные исторические предметы или собирая металлолом, оплата за который может стать хорошим дополнением к личному бюджету.

Сделать барометр своими руками под силу каждому. Самодельные модели из еловых веток, лампочки или электронные устройства могут с достаточной точностью фиксировать изменения атмосферного давления. А для их сборки не нужны специальные инструменты и особые знания.

Меры предосторожности

Главное при изготовлении такого прибора – соблюдать технику безопасности. Работать нужно в хорошо проветриваемом помещении с постоянной температурой. Желательно использовать защитные очки и перчатки.

И главное – не бойтесь фантазировать. Тогда барометр, который вы сделаете своими руками, будет не только функциональным, но и стильным.

Конечно, точность самодельного прибора будет ниже, чем у промышленных образцов. Но ее будет достаточно для предсказывания погоды на ближайшее время.

Да и не всегда перемена давления провоцирует смену погоды, это тоже нужно учитывать.

Способы изготовления

Приборы для определения изменения давления можно собрать из самых простых материалов, которые можно найти в любом доме. Они могут пригодиться в домашних или полевых условиях, на даче или для рыбалки. Например, если давление медленно возрастает, клев будет хорошим, а если оно уже высокое или быстро растет – рыбалка не увенчается успехом.

Простейшие модели барометров можно собрать из нескольких подручных предметов.

Из лампочки накаливания

Для изготовления барометра в лампе необходимо просверлить отверстие диаметром 2-3 мм, обязательно в колбе возле стыка с ней металлического цоколя. Для того чтобы это сделать, нужно нанести каплю машинного масла на место будущего отверстия и затем развести его абразивным порошком до вязкого состояния.

Его можно взять от наждачной бумаги. Затем, прилагая минимальные усилия, сверлить стекло медной проволокой нужного диаметра.

Для сверления желательно обмотать цоколь мягким материалом, например, несколькими слоями ткани или бумаги, и аккуратно закрепить в тисках. Желательно добиться полной неподвижности, иначе при сверлении может возникнуть вибрация (особенно если патрон на дрели не очень точно центрирует сверло), и тонкое стекло может треснуть.

Или можно сверлить обычным сверлом, полностью погрузив лампу в воду. Тогда нужно крепко держать лампу руками, а работу проводить не одному. В обоих случаях применяется электродрель.

Жидкость обязательно должна быть очищенной, иначе она зацветет. Для большей наглядности вы можете добавить в нее немного марганцовки или чернил с авторучки.

Правила пользования таким барометром:

мелкими каплями покрыты стенки колбы – завтра будет облачно, но без осадков;
хорошо видны средние капли, между которыми есть сухие вертикальные промежутки – ожидается переменная облачность;
если капли крупные – будет небольшой дождь;
капли текут сверху вниз, сливаясь друг с другом – будет гроза;
капли есть только у поверхности воды, а возле цоколя сухо – осадки будут, но на расстоянии от вас;
когда стенки полностью сухие, а за окном дождь – завтра будет хорошая погода;
влажность только на северной стороне колбы – дождь будет после обеда;
стенки сухие, а дождя нет – погода будет отличной.

Если нужен более удобный прибор со стрелкой – тогда вам подойдут другие конструкции.

Из еловой ветки

Определить изменение давления можно, глядя на ветви ели и других хвойных деревьев. Перед дождем они опускаются, а перед солнечной погодой поднимаются. Такие свойства сохраняются даже у сухой ветки.

На стенку нужно приклеить шкалу, нарисованную на картоне или плотной бумаге.

Далее приготовьте ветку длиной около 10 см. Снимите с нее все иголки, за исключением одной. Далее прикрепите ее на основание так, чтобы иголка могла свободно перемещаться вдоль шкалы.

Затем прибор нужно проградуировать. Для этого на шкале при ясной солнечной погоде нанесите метку. Другую метку нужно сделать во время сильного дождя. Ну и разделите расстояние между ними на несколько равных частей и поставьте черточки. Прибор готов.

Из шишки

Не хочется отламывать ветку от дерева? Не беда, для оригинального барометра отлично подойдет крупная еловая или сосновая шишка. Принцип действия основан на том, что она может открываться в ясную погоду и закрываться перед дождем.

Основа ничем не отличается от предыдущей конструкции. Вместо ветки на нижнюю грань крепится шишка, к одной из чешуек которой нужно приклеить картонную или бумажную стрелку. Конструкция основания и способ градуировки аналогичны варианту из ветки.

Из бутылки или стеклянной банки

Когда рядом нет леса, хороший барометр можно сделать из большой стеклянной бутылки или банки. Пластиковая тара не подойдет, так как она не обладает достаточной жесткостью. К выбранной емкости нужно найти деревянную или резиновую пробку, которая плотно ее закрывает.

Для начала сделайте в пробке отверстие и вставьте в нее стеклянную трубку, которая должна доходить почти до дна. Ее диаметр должен быть достаточно большим, чтобы при перепадах давления через нее не выливалась вода.

Подойдет и прозрачная пластиковая соломинка, но результат будет хуже. Крепить ее можно герметиком, пластилином, скотчем или термоклеем. Главная задача – обеспечить герметичность так, чтобы воздух не мог попасть в бутылку через стыки.

Далее следует залить подкрашенную воду на 2/3 бутылки. Затем откорректируйте давление воздуха внутри прибора, если уровень воды не дошел до середины трубки. Делать это надо, когда атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст. Для этого нужно вдуть воздух через трубку или, для большей точности, использовать шприц с иголкой.

После этого проградуируйте прибор, сверившись с заводской моделью или по прогнозу погоды. Общее правило – при повышении давления уровень жидкости в трубке падает, и погода будет солнечной.

Иногда вода из соломинки может выливаться. В этом случае давление атмосферы низкое, а внутри прибора – высокое. Значит, нужно выпустить лишний воздух. Когда из нее выделяются пузырьки, то давление воздуха внутри необходимо повысить. А если попеременно наблюдаются оба этих явления, уменьшите количество воды либо найдите более широкую трубку.

Из жестяной масленки

Это более компактный вариант, по принципу действия аналогичный устройству из бутылки. Точность его измерения ниже.

Прибор состоит из масленки, пробки и стеклянной трубки. Для изготовления проделайте в пробке отверстие и вставьте в него трубку. После этого заполните масленку подкрашенной водой и закройте пробкой. Промажьте все стыки герметиком или термоклеем, для уплотнения можете даже использовать резину с детского надувного шарика.

Вообще, подобную конструкцию можно соорудить и из медицинских шприцев. Но подойдут для этого только стеклянные, которые сложно найти. Точность измерения у таких устройств будет еще ниже.

Можно ли сделать электронный барометр?

Можно, при этом сборка не отличается сложностью, с ней справится даже начинающий радиолюбитель. Компоненты для его изготовления можно купить на любом радиорынке. Такие устройства обладают большей точностью измерения и удобством использования, стильным дизайном и компактными размерами.

Датчиком нашего прибора служит пластина из кремния, которая работает как тензометр.

Для регистрации изменений атмосферного давления можно использовать точный вольтметр или, как в нашем случае, несколько светодиодов разного цвета.

На рисунке показана принципиальная схема прибора.

Для усиления сигнала тензометра в схеме используется дифференциальный усилитель, состоящий из двух операционных усилителей DA2.1 и DA2.2 в корпусе (LM 324). Для точной их работы предусмотрен переменный резистор R4. Выходное напряжение усилителя составляет около 1 V.

Для удобства список деталей и их характеристики сведены в таблицу.

Самое сложное для изготовления – печатная плата. Она выполнена на одностороннем фольгированном стеклотекстолите. Ее схема представлена ниже.

В качестве индикатора выступает дискриминатор модели LM 3914, который состоит из 10 компараторов.

Для настройки прибора при известном атмосферном давлении медленно покрутите движок резистора R6 так, чтобы при нажатой клавише питания светились средние светодиоды HL5 и HL6. Это будет соответствовать средней точке отсчета.

При повышении атмосферного давления загорятся диоды от HL7 до HL10, при этом чем больше разница, тем больше диодов светится. При его снижении начнут светиться диоды с HL4 до HL1.

Для увеличения наглядности блоки диодов HL1 – HL4, HL5 – HL6, и HL7 – HL10 можно сделать разноцветными. Для корпуса можно использовать распределительную коробку, при этом ее необязательно делать герметичной.