Измерительный комплекс "М830" + 3

Рейтинг: 5 / 5

Подробности: Категория: Мультиметры тестеры; Опубликовано: 17.03.2017 20:25; Просмотров: 7507

Понравилась статья - поделись с друзьями

(Продолжение. Начало в +1-2)
Измерение температуры. На микросхеме DD1 собран генератор импульсов. На транзисторе VT1, диодах VD1, VD2 и конденсаторах С2, СЗ выполнен преобразователь полярности напряжения. Если на выходе генератора низкий уровень, транзистор VT1 закрыт. Конденсатор С2 заряжается через резистор R4 и диод VD1 до 2,4 В, что соответствует напряжению питания за вычетом падения на открытом диоде. Когда на выходе генератора низкий уровень сменяется высоким, транзистор открывается, и конденсатор С2 разряжается через диод VD2 и VT1, заряжая конденсатор СЗ до напряжения 1,5...1,6 В. Точное преобразование полярности напряжения не требуется, поскольку ток датчика температуры (диода VD3) задан стабилизатором тока на полевом транзисторе VT2. Важно, чтобы его напряжение отсечки на несколько десятых долей вольта было меньше напряжения на конденсаторе СЗ.

Последовательно с входным сопротивлением мультиметра (1...1.2 МОм для режима измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ) включены резисторы R9 и R10, образующие с ним резистивный делитель напряжения (1:2). Нагревание или охлаждение VD3 вызывает соответствующее изменение падения напряжения на нем, которое линейно зависит от температуры (при малом токе через диод, не вызывающем его дополнительного нагрева) и фиксируется мультиметром. Напряжение для питания приставки снимается с гнезда "Е PNP" (эмиттер p-n-р) колодки для проверки транзисторов в мультиметре.

Схема еще одной приставки для измерения температуры приведена на рис.14.

В устройстве применены полярные конденсаторы типа К53-1А (С2, СЗ), К50-35 (С4, С5), неполярный (С1) — керамический, КМ-6. Подстроечные резисторы R7, R9 — СПЗ-38а, остальные — МЛТ. Микросхему К561ЛЕ5 допустимо заменить на К561ЛА7. Вместо полевого транзистора КП103Е можно использовать КПЗ0ЗИ, однако его придется подобрать по напряжению отсечки.
Налаживание приставки начинают с установки тока диода VD3 в
пределах 90...110 мкА подбором сопротивления R5. Затем переключатель мультиметра устанавливают в положение 200 мВ и, поместив температурный датчик (VD3) в тающий снег или лед, резистором R7 устанавливают нулевые показания индикатора. Выводы диода при этом должны быть надежно защищены от попадания воды. После этого при плюсовой температуре (чем выше температура, тем точнее градуировка) временно перемычкой замыкают резисторы R9, R10 и запоминают показания прибора. После снятия перемычки резистором R9 устанавливают значение температуры, вдвое меньшее считанного
ранее показания. Если термодатчик предполагается использовать на значительном расстоянии, его следует соединить с платой витой парой проводников.
Приставка, в которой в качестве термодатчика используется миниатюрный транзистор в металлостеклянном корпусе (КТ312), представлена на рис.15.

Транзистор (в диодном включении) входит в состав инвертирующего сумматора на операционном усилителе DA1. Вторым элементом сумматора является подстроенный резистор R3. Обе цепочки подключены к стабилизаторам напряжения R1-VD1 и R2-VD2. Коэффициент усиления сумматора определяется цепью обратной связи R5-R6.
При калибровке датчик (загерметизированный) опускают в тающий лед и резистором R3 выставляют ноль на шкале мультиметра. Дальше датчик вместе с контрольным термометром помещают в нагретую духовку плиты и после достижения теплового равновесия резистором R6 устанавливают на шкале мультиметра (на пределе 200 мВ) значение, соответствующее показаниям контрольного термометра.
Измерение ВЧ-напряжений
Мультиметр "М830" имеет только два предела измерения переменного напряжения, к тому же, высоковольтных ("ACV 200 V" и "ACV 750 V") и низкочастотных. Для измерения малых высокочастотных (ВЧ) напряжений к нему можно изготовить детекторную приставку (рис.16).

Такая приставка позволяет измерять напряжения от нескольких сотен милливольт до напряжения пробоя диодов в приставке. На рис.16а показан параллельный диодный детектор, на рис.16б — последовательный. О преимуществе того или другого можно долго спорить, но для широкополосных измерений удобнее параллельный, если учесть конструкцию СВЧ-диодов, которые одним выводом должны быть непосредственно закреплены на корпусе устройства.
Конструкция приставки может быть выполнена по-разному, но детали должны быть соединены между собой короткими выводами и, желательно, помещены в экранированный корпус. Резисторный (активный) эквивалент нагрузки (например, 50 Ом) при необходимости может быть подключен параллельно входу.
В схемах можно использовать точечные германиевые диоды, например, 1 N60,1 N34,1 N23,1 N830... 1 N833, малосигнальные диоды Шоттки (1N5711) или аналогичные. Из-за "ступеньки" на начальном участке характеристики диода (рис.16в) при измерении малых напряжений возникает погрешность, которая для диода 1N5711 составляет около 100 мВ, а для германиевых — 60 мВ:.
Для.уменьшения погрешности (устранения "ступеньки") на диод подается отрицательное (компенсирующее) напряжение от отдельной батарейки (рис.17а).

Резисторы R2 и R3 обеспечивают его величину около 100 мВ, что хорошо подход ит для диода 1 N5711 (рис.176). Другие диоды требуют другого компенсирующего напряжения, которое подбирается изменением сопротивления R3. В принципе, вместо постоянного резистора можно установить потенциометр сопротивлением примерно 100 кОм для получения точного значения компенсирующего напряжения, но его паразитные параметры (индуктивность и емкость) ограничат широкополосность приставки. Для термокомпенсации схемы, поскольку напряжение "ступеньки" зависит от температуры, вместо R3 можно включить другой диод (или в комбинации с ним).

Вторая приставка (рис.18) представляет собой ВЧ-детектор с диодами, смещенными постоянным током. Цепочка R3-VD3-VD4 компенсирует постоянную составляющую так, чтобы она не влияла на показания мультиметра. Резистором R3 балансируют мост, т.е. устанавливают нулевые показания мультиметра при замкнутом входе. Дополнительный источник питания GB1 — отдельный от мультиметра. Мультиметр при измерениях включается на измерение малых постоянных напряжений (предел "DCV200 mV").

Третья приставка (рис.19) позволяет измерять переменное напряжение величиной до 2 В в частотном диапазоне 15 Гц... 150 кГц. К ней подключается мультиметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2000 мВ ("DCV 2000 mV").
Приставка представляет собой мостовой выпрямитель, включенный в цепь обратной связи операционного усилителя. За счет этого компенсируется нелинейность характеристики диодов на начальном участке. Цепочка R1-VD1-VD2 обеспечивает защиту прибора при подаче на вход большого напряжения.
При наладке приставки на вход подается переменное напряжение величиной 1990 мВ (по контрольному милливольтметру) и резистором R3 устанавливаются соответствующие показания на шкале мультиметра.

В приставке, схема которой приведена на рис.20, измеряемое высокочастотное напряжение выпрямляется диодом VD1 (в выносном щупе) и через резистор R1 поступает на вход усилителя на DA1, усиление которого из-за наличия в цепи отрицательной обратной связи диода VD2 при малых напряжениях на входе увеличивается. Благодаря этому выходное напряжение линеаризуется.
Диоды VD1, VD2 — германиевые, высокочастотные. Их можно заменить на Д311 или на Д9 (при сужении полосы частот). Конденсаторы С1, С2, диод VD1 и резистор R1 монтируют в выносной головке, которую соединяют с прибором экранированным проводом. Ось переменного резистора R7 выведена на лицевую панель.
Налаживание начинают с установки нулевых показаний мультиметра регулировкой резистора R7. Подбором сопротивления R2 добиваются совпадения показаний приставки с контрольным милливольтметром, подключенным параллельно входу.
Источники информации
4. Радиомир, 2001, №1,. С.ЗО.
5. Радиомир, 2011, №2, С.24.
6. http://vrtp.ru
7. http://www.grx.narod.ru
8. http://www.votshema.ru
9. http://www.cqham.ru
10. http://cxembl.net
11. http://www.votshema.ru
(Продолжение следует)
РМ 4/2013