Шкала вольтметра своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Назначение выводов микросхемы:
1 – земля;
18 – питание до +18 Вольт;
17 – вход для измеряемого напряжения;
16 – эталонный нижний уровень измеряемого напряжения;
3 – эталонный верхний уровень;
2 – управлени яркостью свечения светодиодов;
4..15 – выводы управления включением светодиодами.

Микросхема делит разницу напряжений между 3й и 16й ногой на 12 диапазонов, и если напряжение на 17й ноге попадает в один из этих диапазонов, то зажигается соответствующий светодиод. Однако, есть ограничения: напряжения на измерительных выводах не могут быть больше 6 Вольт.
Чтобы ограничить измеряемое напряжение, соберём измерительную цепочку из стабилитрона и двух резисторов. Пусть V – напряжение в бортовой сети. В цепочке из стабилитрона VD1 и сопротивлений R1, R2 напряжение на стабилитроне будет постоянным 9 Вольт (приблизительно), а на мостике R1, R2 оно будет равно (V-9). При одинаковых сопротивлениях R1=R2 напряжение на сопротивлении R2 получится равным половине (V-9), т.е. если в сети напряжение V будет меняться от 10 до 15 Вольт, то напряжение в точке между R1 и R2 будет меняться от (10-9)/2 =0,5 до (15-9)/2 =3 Вольт.
Цепочка R3, R4, R5 и стабилитрон VD2 задают эталонные минимальное и максимальное напряжение. Минимальное ноль, т.к. 16 нога на земле. Максимальное устанавливается подстроечным резистором на уровне около 3 Вольт. При такой настройке получается возможным измерение напряжения бортовой сети в диапазоне от 9 до 15 Вольт с шагом 0,5 Вольта на один светодиод.
Цепочка R6, R7 просто задаёт яркость свечения диодов. При R6=50К яркость больше, при 100К меньше.

Настройка схемы выполняется следующим образом. Вольтметр нужно подключить к эталонному источнику 14,7В, повернуть подстроечный резистор так, чтобы загорелся столб из 11 светодиодов, затем медленно поворачивать подстроечник в обратную сторону до того положения, пока 11й светодиод не погаснет и в столбе останется только 10 включенных светодиодов.
Подразумевается, что шкала имеет масштаб 2 светодиода на 1 Вольт, и включение 11го светодиода соответствует достижению измеряемым напряжением уровня 14,7В так, как это показано на рисунке ниже.

Над светодиодами в передней панели вольтметра сделана цветная разметка диапазонов напряжения:
до 11,6В - красный, заряд АКБ менее 50%;
11,6-12,6В - красный пунктир, заряд АКБ 50-100%;
12,6В - зеленая точка, заряд 100%;
13,7-14,7В - зеленый, напряжение генератора в норме;
более 14,7В - красный, перезаряд.

Схему спаял в варианте "светящийся столб". На рисунке внизу общий вид того, что получилось. Подсветку сделал одной безцокольной автомобильной лампочкой на 12В.

Собиралось все приблизительно так, как на картинке ниже.

Рисунок платы. Сделано в зеркальном отражении, чтобы переводить отпечаток на фольгу для травления. Если печатать с плотностью 300 точек на дюйм, то получим картинку в масштабе 1:1.

Размещение деталей. Вид со стороны монтажа радиодеталей. Дорожки на самом деле с другой стороны платы, но здесь нарисованы видимыми, как будто плата прозрачная.

Во время работы прибора на автомобиле обнаружился недостаток.

Из-за дискретности шкалы последний в светящемся столбе светодиод часто работает в мерцающем режиме. Не всегда, но часто. По началу мигание отвлекает внимание, правда, потом привыкаешь, а мигание воспринимается, как попытка прибора изобразить половину деления дискретной шкалы.

Указатель остатка топлива на самом деле является омметром и измеряет сопротивление датчика-реостата. Если подключить переменное соротивление к указателю, то его показания должны соответствовать следующему:
0 Ом – стрелка лежит на левом краю шкалы;
15 Ом – стрелка на границе красной и белой зоны;
45 Ом – стрелка на линии 1/2;
90 Ом – стрелка на линии 1;
при разрыве стрелка на правом краю шкалы;

Из предыдущей схемы получается довольно простая схема указателя уровня топлива, т.к. в качестве омметра можно использовать вольтметр, который измеряет напряжение на сопротивлении, через которое протекает стабилизированный ток.

Стабилизатор 78L03 при таком подключении работает, как источник тока 30 мА. Стабилитрон на 3В нужен для защиты измерительного входа микросхемы от перенапряжения в случае "обрыва" провода датчика. При КЗ датчика показания должны быть, как для пустого бака.
Цепочка R3, C3 замедляет изменение напряжения на измерительном входе 17 микросхемы UAA180. Постоянная времени цепочки около 2 секунд. Такое замедление должно предотвращать скачки в показаниях прибора при колебаниях поплавка датчика вместе с уровнем бензина во время движения.
Для настройки прибора вместо датчика-реостата нужно подключить сопротивление 90 Ом и, вращая подстроечный резистор, найти момент включения полного светящегося столба.
На рисунке ниже передняя панель указателя.

После установки приборов на автомобиль был замечен такой недостаток в работе указателя остатка топлива.
При полном баке все хорошо, а, вот, когда бак становится пустым больше, чем на половину, то во время движения (в поворотах, или при разгоне/торможении) показания могут меняться на 3 деления (а это четверь шкалы!), например, от 1 до 4 светодиодов. Очевидно, что это связано с переливанием бензина по горизонтально расположенному баку под действием сил инерции. Как с этим бороться пока не очень понятно.

В книжках пишут, что зависимость сопротивления исправного датчика ТМ-100А (штатный датчик на УЗАМ) от температуры должна быть такой:

Зависимость обратная, да еще и не линейная. Но датчик логометрического типа. Такой датчик обеспечивает изменение тока в обмотке указателя пропорционально измеряемой величине. Получается интересная штука: если такой датчик включить последовательно с правильно подобранным дополнительным сопротивлением (равным сопротивлению обмотки измерителя), подать на эту цепочку стабилизированное напряжение, то на этом дополнительном сопротивлении напряжение будет пропорционально температуре. Это дополнительное сопротивление приблизительно равно 150 Ом. Из-за того, что датчик температуры должен устанавливаться на массу, схема простой не получилась. То, что получилось, представлено на рисунке.

Однако, оказалось, что в схеме термометра можно обойтись без стабилизации вообще. Ниже приведена гораздо более простая схема. Она основана на том, что как бы не изменялось напряжение питания схемы при постоянной температуре, пропорция напряжений на входах микросхемы U16:U17:U3 будет оставаьтся постоянной. Абсолютные величины будут меняться, но их отношение друг к другу нет.

Мостик R4-R5-R6 устанавливает границы измеряемого диапазона. Подстроечник R1 позволяет сдвигать показания в большую или меньшую сторону. Сопротивление R3 необходимо для понижения напряжения питания до уровня, при котором напряжение на входах DA1 не будет превышать предельно допустимого в 6В.

Такую схему можно использовать только в режиме светящаяся точка. Дело в том, что при минимальной температуре измеряемое в этой схеме напряжение максимально. С повышением температуры напряжение уменьшается до минимального. Чтобы светящаяся точка двигалась по шкале слева направо с увеличением температуры, а не наоборот, достаточно расположить светодиоды на индикаторе в обратном порядке. Но такое возможно только для светящейся точки. Светящийся столб в обратном порядке не зажигается.

Чтобы "перевернуть" напряжение относительно середины измеряемого диапазона можно добавить в схему инвертор на операционном усилителе.

Номиналы сопротивлений, задающих напряжения на входах 3 и 16, подобраны таким образом, чтобы полная шкала в 12 светодиодов соответствовала диапазону в 80оС.

Схема настраивается следующим образом. Можно опустить датчик температуры в кипящую воду, либо вместо датчика к схеме подсоединить сопротивление 91 Ом и подстроечным резистором найти момент переключения светящегося столба с 10 на 11 светодиодов, что должно соответствовать точке кипения воды - 100оС.

В общем номиналы сопротивлений и настройка должны соответствовать вот такой передней панели термометра.

У термометра обнаружился такой недостаток.

Т.к. шкала была рассчитана в масштабе 3 светодиода на 20оС, то один диод перекрывает диапазон приблизительно в 7 градусов. Если во время езды на шкале горит 10 диодов, то температура может быть от 93 до 100оС, а сколько именно, сказать нельзя. В то же время на автомобильном термометре не нужна растянутая левая часть шкалы для низких температур. Поэтому при повторении конструкции лучше будет сделать термометр с масштабом 5оС на диод, например, от 50 до 110оС так, как на рисунке ниже.

В статье: 1 видео (посмотреть) и

Одним из самых необходимых приборов в арсенале коротковолновика радиолюбителя безусловно является высокочастотный вольтметр.
В мультиметров от НЧ отличии и недорогих, компактных ЖК осциллографов такие значительно приборы более редки, а новые, фирменные, достаточно и еще дороги.
Поэтому было решено самодельный собрать прибор, с учетом обычно предъявляемых При.

требований выборе варианта индикации остановился на отличии. В аналоговой от цифровой, аналоговая индикация позволяет наглядно и легко оценивать изменения показаний количественно, а не путем только сравнения результатов. Это особенно при важно настройке схем, где амплитуда сигнала измеряемого постоянно меняется.
В то же время, точность при измерений соответствующей схемотехнике вполне достаточна.

правило Как разделяют два вида ВЧ вольтметров. В используются, первых широкополосные усилители [1], обеспечивающие работу элемента детекторного на линейном участке ВАХ, либо выпрямителя включением в цепь ООС такого усилителя.

Во используется, вторых простейший детектор, иногда с высокомным Шкала. УПТ такого ВЧ вольтметра нелинейна на нижних измерений пределах и требует применения специальных таблиц, индивидуальной либо калибровки шкалы[2].
Попытка линеаризировать в мере то какой шкалу, а также сдвинуть порог вниз чувствительности, за счет пропускания небольшого тока диод через не решает проблему. Полученные ВЧ вольтметры до линейного начала участки ВАХ остаются по сути, Тем. [3] индикаторами не менее, такие ВЧ вольтметры как в законченных виде приборов, так и в виде приставок к мультиметрам цифровым весьма популярны, о чем свидетельствуют публикации многочисленные в журналах и интернете.

Существует еще способ один линеаризации измерительной шкалы, когда элемент линеаризирующий включается в цепь ОС УПТ, обеспечивая изменение необходимое усиления в зависимости от амплитуды входного Подобные.
сигнала схемы нередко используются в узлах аппаратуры профессиональной, например, в широкополосных высоколинейных измерительных АРУ с усилителях. Именно на базе такого решения создан был описываемый здесь прибор [4].

Автором статьи данной впервые такой прибор был примерно собран в годы его публикации, недавно перенесен, пересобран в другой корпус, на новые печатные под и платы новые комплектующие.
При всей простоте очевидной схемы, данный ВЧ вольтметр обеспечивает неплохие очень параметры.
Диапазон измеряемых напряженией (деления конечные шкалы) от 10мВ до 20В. Диапазон 100Гц от частот, до 75МГц, входное сопротивление не менее при, 1МОм входной емкости не более нескольких пФ (основном, в определяется, конструктивом ВЧ головки). И, естественно, имеет шкалу линейную, избавляющую от проблем с градуировкой. Точность при, измерений качественной настройке, не хуже 5%.

Схема показана прибора на рисунке1.

Конструктивно прибор трех из состоит частей. Измерительный детектор (ВЧ головка), УПТ плата с узлом линеаризации и плата стабилизаторов.
узел Линеаризирующий выполнен на микросхеме ОР1 с диодом в ООС цепи. Из-за наличия в цепи отрицательной обратной диода связи D2, усиление этого каскада УПТ малых при входных напряжениях увеличивается. Благодаря уменьшение, этому выходного напряжения детектора компенсируется и прибора шкала оказывается линейной.

Конденсаторы С4, С5 предотвращают УПТ самовозбуждение и уменьшают возможные наводки.

Прибор вольтметре в примененный на ток 1мА.
Резисторы нестандартных состоят номиналов из 2-х. ОУ можно применить любые, с высоким сопротивлением входным. Конденсатор С3 монтируется непосредственно на входном разъеме BNC.
Резистор R7 случит для оперативной стрелки установки головки на 0. При этом ВЧ головка быть должна замкнута по входу.
Налаживание прибора балансировки с начинают усилителя на ОУ OP2. Для этого пределов переключатель измерения ставят на 5В, замыкают ВЧ головку и резистором подстроечным R13 устанавливают стрелку прибора на 0. переключаем, Далее на 10мВ, подаем такое же напряжение, резистором устанавливаем R14 стрелку на последнее деление Подаем. шкалы на вход 5мВ, стрелка должна примерно быть на середине шкалы. Линейности добиваемся резистора подбором R2.
Далее, калибруем прибор на всех соответствующими поддиапазонах подстроечными резисторами.

Внешний вид прибора готового:

Детекторная ВЧ головка

Рисунки печатных вольтметра плат и стабилизаторов можно взять здесь .

вопросы Любые по устройству можно задать на форуме Радио.

1. "ARCalc" №7 1982 с.31
2. "Радио" №8 2006, с.58, 59.
3. "Радио" №1 Радио, с.61, 62.
4. "2008" №7 1992, с.39

ВЧ вольтметр

Вольтметр постоянного и переменного тока предназначен для измерения переменных и постоянных высокочастотных напряжений при налаживании радиоэлектронных различных устройств в любительских условиях.

Принципиальная схема вольтметра приведена на Измеряемое.

рисунке напряжение подается на гнезда Х1 и Х2 и далее на контакт подвижный переключателя S1. Резисторы R1-R6 образуют делитель Стрелочный.

напряжения прибор РА1 включен в диагональ образованного, моста резисторами R7, R9, R10 и транзисторами V1, V3. Для балансировки начальной моста служит переменный резистор R9.

подаче При напряжения на затвор транзистора V1 мост цепи и в разбалансируется прибора РА1 протекает ток, входному пропорциональный напряжению.

При измерении переменного гнездам к напряжения Х1 и Х2 подключают вилки Х6 и Х7 выносного детектора. напряжение Высокочастотное подается на гнездо Х5.

Вольтметр собран в корпусе экранированном размерами 130х90х48 мм.

На передней панели микроамперметр установлен М2001 со шкалой 0…50 мкА.

При подав, налаживании напряжение питания, резистором R9 добиваются показаний нулевых микроамперметра. Затем на гнезда Х1 и Х2 подают устанавливают 0,25 В и напряжение переключатель S1 в положение 0,25. Подбирая резисторы R1 и R8, отклонения добиваются стрелки прибора на всю шкалу.

линейной с Милливольтметры шкалой, описанные в литературе, традиционно схеме по выполняют с диодным выпрямителем, включенным в цепь обратной отрицательной связи усилителя переменного тока. устройства Такие довольно сложны, требуют применения деталей дефицитных, кроме того, к ним предъявляются жесткие достаточно конструктивные требования.

Рис.1

На рис. 1 изображена упрощенная прибора схема. Измеряемое высокочастотное напряжение выпрямляется VD1 диодом в выносном щупе и через резистор R1 вход на поступает УПТ А1. Из-за наличия в цепи отрицательной связи обратной диода VD2 усиление УПТ малых при напряжениях на входе увеличивается. Благодаря уменьшение этому выпрямленного диодом VD1 напряжения шкала и компенсируется прибора линеаризируется.

Милливольтметр.2

Обращаем. Примечание внимание читателей, что согласно данным справочным максимальные постоянные и импульсное обратные для напряжения примененного автором статьи в выносном диод (щупе ГД507А) равны 20 В. Поэтому далеко не экземпляр каждый этого типа диодов сможет работу обеспечить прибора на двух последних поддиапазонах.

Видео: Детектор ВЧ

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.

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.

Стрелочный вольтметр на любое напряжение своими руками

Аналоговые измерительные приборы постепенно вытесняются цифровыми, но несмотря на это стрелочные головки все еще довольно широко распространены, причем используют их не только мастера самодельщики в своих самодельных конструкциях. Конечно такие приборы не славятся сверх высокой точностью, но тем не менее, в некоторых измерениях аналоговый прибор просто незаменим.

Такую головку можно изготовить своими руками, но процесс этот не такой уж и простой, поэтому более простым вариантом будет поиск уже готовой. Для данной самоделки подойдет буквально любой стрелочный индикатор любых размеров.

Так же желательно, чтобы индикатор имел линейную измерительную шкалу. В данном примере автор использовал головку высоковольтного вольтметра переменного напряжения, который благополучно был извлечен из стабилизатора.

В данном случае автор поставил задачу изготовить из высоковольтного вольтметра переменного напряжения низковольтный вольтметр постоянного напряжения со шкалой в 15-20 вольт. Как вы поняли данный образец рассчитан для работы в цепях переменного напряжения, а шкала 300В.

Первым делом необходимо вскрыть и разобрать электромагнитную измерительную головку.

Внутри мы можем увидеть выпрямительный диод и токоограничивающий резистор.

Напряжение с клемм вольтметра подается на обмотку измерительной головки именно через эту цепочку из диода и резистора. От них немного позднее мы избавимся, а сейчас аккуратно вынимаем шкалу, она крепится при помощи двухстороннего скотча.

После этого шкалу необходимо отсканировать.

В данном случае шкалу было решено сделать на 16В.

Затем берем линеечку и измеряем размеры родной шкалы.

После этого открываем Word, вставляем туда наш рисунок, указываем полученные размеры, ну и в конечно же распечатываем все это дело, лучше сразу несколько штук, мало ли что.

После чего приклеиваем ее на место любым подручным клеем.

Так, с этим вроде разобрались, теперь аккуратно откусываем цепочку из резистора и диода, о которой говорилось в начале статьи.

Таким образом, напряжение, которое мы подадим на клеммы вольтметра, непосредственно пойдет на обмотку измерительной головки. Данная электромагнитная измерительная головка довольно чувствительная, и стрелка полностью отклоняется если на клеммы подать напряжение всего лишь в 0,5В.

Далее необходимо замерить полученное сопротивление, и на место выпаянного подстроечного резистора устанавливаем постоянный резистор с таким же сопротивлением.

Если под рукой нет нужного резистора, то можно соединить несколько резисторов последовательно для получения необходимого значения сопротивления.

Для данного проекта желательно использовать резисторы с погрешностью в 1 и меньше процент.

Подстроечник конечно можно оставить, но перед этим необходимо будет заклеить регулирующий винт, чтобы предотвратить его смещение.

Очень часто для постройки и измерительных головок, в самом начале через ограничительное сопротивление на головку падают эталонное напряжение и на пустой шкале делают метки, которые учитываются во время создания шкалы в редакторе. Такой подход более предпочтителен, так как это позволяет построить измерительные головки довольно высокой точности.

А на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

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.

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.

Читать также: Шлифовка досок болгаркой видео

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

Для того, чтобы измерить напряжение аккумуляторной батареи автомобиля обычно используется цифровой прибор, поскольку обычный стрелочный не позволяет сделать это с необходимой точностью — ведь ошибка даже в несколько десятых вольта может привести к неправильной оценке состояния аккумулятора или работы генератора.

С другой стороны, для контроля напряжения аккумуляторной батареи совеем не нужна большая часть шкалы, поскольку измерять напряжение приходится в достаточно узком диапазоне – 10 … 15 В. Таким образом, если растянуть шкалу для измерения только в указанном интервале, то стрелочный прибор справится с задачей не хуже гораздо более дорогого цифрового. Постройкой именно такого вольтметра мы сегодня и займемся.

Резисторы типа СП3-36 нужного нам номинала широко использовались в электронных селекторах каналов телевизоров 3-4 поколения выпуска СССР

Поскольку шкала нашего прибора практически линейна, уже перед настройкой ее можно проградуировать, поставив в начало значение 10 В, а в верхний предел — 15 В. Всю шкалу между этими значениями равномерно градуируем с необходимой точностью.
Для настройки прибора понадобится регулируемый источник питания напряжением 0 … 15 В и контрольный вольтметр с наиболее возможной точностью измерения. Налаживание прибора выполняется в следующей последовательности:

1. Подключаем БП к зажимам нашего прибора (Х1 и Х2) и плавно увеличиваем напряжение до 10 В, постоянно контролируя его по образцовому вольтметру.
2. При напряжении 10 В подстройкой резистора R5 устанавливаем стрелку измерительного прибора РА1 на нулевую отметку.
3. Увеличиваем напряжение до 15 В и подстройкой резистора R2 устанавливаем стрелку прибора РА1 на конечную отметку шкалы.

При необходимости несколько раз повторяем пункты 2, 3 и при точных верхнем и нижнем показаниях прибора настройку можно считать законченной. На регулировочные винты наносим по капле краски или любого лака, а саму схему помещаем в ударопрочный корпус подходящих размеров.

Известно, что о степени заряженности автомобильного аккумулятора можно судить по его напряжению. Так, у полностью разряженного, разряженного наполовину и полностью заряженного аккумулятора оно соответствует 11,7, 12,2 и 12,63В. Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал. Данный прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие применения, где требуется контролировать напряжение в интервале 10. 15 В с точностью 0,1 В.

Схема, приведенная на рисунке, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10. 15 В.

Схема вольтметра не боится неправильного подключения полярности к измеряемой цепи (в этом случае показания прибора не будут соответствовать измеряемой величине).

Для предохранения микроамперметра РА1 от повреждения при перевозках используется включатель S1, который при закорачивании выводов измерительного прибора препятствует колебаниям стрелки.

В схеме использован прибор РА1 типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие. Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.

Вольтметр с растянутой шкалой для любого диапазона напряжений

Вольтметр с растянутой шкалой позволяет измерять узкий диапазон напряжений, например от 10 до 15 вольт. Это удобно в случае контроля заряда-разряда аккумулятора для автомобиля или других аналогичных случаев, когда важно отслеживать точные значения напряжений в небольшом диапазоне, их колебания. Рассчитать и сделать такой вольтметр несложно самостоятельно.

Суть вольтметра

В некоторых случаях применение обычного вольтметра с линейной шкалой может быть не очень удобным. Например для контроля напряжения заряда-разряда автомобильного или другого подобного аккумулятора более удобен вольтметр со шкалой не от нуля а, скажем, от значения 10 вольт. Так как до более низких значений такие аккумуляторы обычно не разряжаются, а если разряжаются, то это говорит лишь об их неправильной эксплуатации, вероятной неработоспособности и значительной потере ёмкости.

Таким образом, вольтметр с растянутой шкалой дает возможность отслеживать значения именно в рабочем диапазоне напряжений (например 10 … 15 вольт). И даже незначительные отклонения значений при этом хорошо видны, отображаются более наглядно.

В качестве стрелочного индикатора (измерительной головки) можно применить любой подходящий по размеру, например от старого тестера (вольтметра, амперметра, омметра и др.) или даже малогабаритные стрелочные индикатора уровня записи/воспроизведения от звуковой радиоэлектронной аппаратуры. При этом потребуется лишь рассчитать параметры номиналов используемых в схеме деталей и откалибровать шкалу индикатора под новые значения. Как это сделать и рассказываем ниже.

Схема вольтметра

Схема предельно простая, она показана на рисунке-иллюстрации ниже.

В основе схемы лежит пороговый элемент, в качестве которого применён стабилитрон VD1 с необходимым значением напряжения стабилизации. Второй аналогичный стабилитрон VD2 включён встречно-последовательно с первым чтобы снизить температурную нестабильность схемы при работе в условиях больших колебаний окружающей температуры.

Напряжение Uр (разностное) на резисторе R будет равно разности между значениями входного напряжения схемы и напряжением стабилизации стабилитронов (Uстаб). И прибор, соответственно, покажет изменение этой разницы в пределах от до 2Uр.
И тогда сопротивление резистора R можно рассчитать по следующей несложной схеме:

здесь 2Uр — предел измерения прибора в вольтах,
Iстаб — допустимый максимальный ток стабилитронов в амперах.

Значение сопротивления при этом получится в Омах)

Например в случае аккумуляторной батареи с номинальным рабочим напряжения 12 вольт подойдут два стабилитрона с напряжением стабилизации:

Вольтметр с растянутой шкалой. Расчёт диапазона измерений

Такой вольтметр в отличие от обычного позволяет с большой точностью измерить напряжение в некотором заданном диапазоне. Например для контроля напряжения автомобильного аккумулятора очень удобен будет вольтметр со шкалой от 10 до 15 вольт, так как он дает возможность отслеживать даже незначительные изменения напряжения в этом диапазоне.

Поскольку такой значок отсутствует на клавиатуре, я стану обозначать его как ^U.

Напряжение на входе схемы распределяется между резистором R и стабилитронами VD1 VD2. Если падение напряжения на стабилитронах неизменно, то на резисторе оно будет равно разности между входным значением и напряжением стабилизации стабилитронов Uстаб. И тогда прибор покажет не значение входного напряжения, а только его изменение в пределах от 0 до 2^U.

Сопротивление резистора R можно рассчитать обычным способом для схем стабилизации:

R = 2^U / Iстаб.max, где 2^U — предел измерения прибора, Iстаб — ток стабилитронов.

На практике, для контроля напряжения двенадцативольтовой кислотной аккумуляторной батареи можно использовать два стабилитрона с напряжением стабилизации каждого по 10 вольт, резистор R сопротивлением 120 Ом и вольтметр с пределом измерения 3 вольта. Шкалу вольтметра в этом случае следует проградуировать в значениях от 10 до 13 вольт.

Обсудим действующие стандарты радиосвязи, узнаем чем они отличаются, и когда использовать какие из них.

Простой переходник для корпусов TQFP с самоцентрированием микросхемы, собранный своими руками.

Стрелочный вольтметр с растянутой шкалой 10. 15 В

Прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие применения, где требуется контролировать напряжение в интервале 10. 15 В с точностью 0,01 В.

Рис. 1 Вольтметр с растянутой шкалой

Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал.

Схема, приведенная на рис. 1, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10. 15 В.

В схеме использован прибор РА1 с зеркальной шкалой, типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие. Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.

Рис. 2. Схема для более точного измерения сетевого напряжения

На основе данной схемы прибор можно выполнить многофункциональным. Так, если выводы микроамперметра подключать к схеме через галетный переключатель 6П2Н, можно сделать режим обычного вольтметра, подобрав добавочный резистор, а также тестер для проверки цепей и предохранителей.

Прибор можно дополнить схемой (рис. 2) для измерения перемен- ного сетевого напряжения. При этом шкала у него будет от 200 до 300 В, что позволяет более точно измерять сетевое напряжение.

Читайте также: