Измерительный комплекс "М830" + 2

Рейтинг:  5 / 5

Подробности

Категория: Мультиметры тестеры

Опубликовано: 17.03.2017 20:30

Просмотров: 7452

(Продолжение. Начало в +1)
Высоковольтный пробник
Верхний предел напряжения, измеряемый мультиметром, составляет 1000 В. При ремонте старых телевизоров, мониторов и другой высоковольтной аппаратуры приходится измерять напряжение до 10... 15 кВ. В этих случаях полезно оснастить мультиметр выносным пробником — делителем напряжения (рис.7).
Он состоит из шести резисторов по 8,2 МОм и одного сопротивлением около 50 кОм. Коэффициент деления — 1000:1. Точное значение сопротивления R1 подбирают при настройке, подав на клеммы пробника напряжение 100 В. Показания прибора при этом — 100 мВ.
Детали пробника можно разместить в подходящей коробочке из диэлектрика или в корпусе фломастера или маркера. Расстояние между резисторами должно быть не менее 1 мм.

Измерение больших токов
Для измерения больших токов обычно пользуются бесконтактным способом — специальными "токовыми клещами". В этом случае, чтобы измерить силу тока, не нужно разрывать цепь.
"Токовые клещи" для мультиметра можно сделать самостоятельно, взяв в качестве чувствительного элемента датчик Холла, например, UGN3503 или SS496A. Конструкция
самодельных "клещей" показана на рис.8.
 
 Помимо датчика Холла, потребуется ферритовое кольцо диаметром 20...25 мм и большая при-щепка-"крокодил", например, для подключения зарядного устройства к автомобильному аккумулятору. Кольцо нужно разломать на две половинки. Для этого на нем надфилем или медицинской пилкой для ампул наносятся четыре канавки, кольцо зажимается в тисках на уровне канавок и резким ударом раскалывается. Поверхности излома обрабатываются мелкой шкуркой. На одну из половинок кольца наклеивается прокладка из толстой бумаги, на вторую — датчик Холла. Клеить удобнее всего эпоксидным клеем так, чтобы датчик плотно прилегал к месту разлома. Затем обе половинки кольца складываются и
приклеиваются к "челюстям крокодила" тем же эпоксидным клеем. При нажиме на ручки зажима ферритовое кольцо должно раскрываться.
Схема измерительной приставки к мультиметру показана на рис.9.
 
 При прохождении тока по проводу вокруг него возникает магнитное поле, силовые линии которого пронизывают датчик Холла, и на его выходе появляется постоянное напряжение, пропорциональное току Это напряжение усиливается операционным усилителем DA1 и поступает на вход мультиметра. Току 1 А соответствует выходное напряжение примерно 1 мВ. Подстроечные резисторы R3 и R6 должны быть многооборотными.
Для налаживания приставки нужен лабораторный источник питания с выходным током не менее 3 А и контрольный амперметр. Сначала приставка подключается к мультиметру и подстройкой R3 выставляется ноль при среднем положении движка R2. В дальнейшем, перед каждым измерением нужно устанавливать ноль переменным резистором R2.
К источнику подключается мощная нагрузка, например, лампа от автомобильной фары. Один из проводов, идущий к этой лампе, пропускается через кольцо "клещей". Ток в цепи доводится до 2...2,5 А, и подстройкой R6 добиваются, чтобы показания мультиметра (в милливольтах) были равны показанию амперметра. При помощи данной приставки можно измерять ток до 200...300 А.
Измерение малых сопротивлений
При конструировании измерительных приборов, усилителей и пр. необходимы прецизионные резисторы сопротивлением доли ома. Мультиметр измеряет сопротивления с приемлемой точностью, начиная с 1 Ом. Для измерения малых сопротивлений можно воспользоваться приставкой, схема которой приведена на рис.10.
 
 Она позволяет измерять сопротивления от 10 мОм до 1.. .2 Ом.
На микросхеме DA1 собран источник тока, максимальный ток которого ограничен резистором R4 на уровне 200 мА. Падение напряжения на измеряемом резисторе Rx и контактных щупах подается на инвертирующий вход дифференциального усилителя DA2. Его коэффициент усиления определяется отношением R9/R6 и равен 10. В результате, коэффициент преобразования составляет 1 Ом — 1 В, т.е. 1 В на индикаторе мультиметра соответствует измеряемому сопротивлению 1 Ом.
На неинвертирующий вход DA2 поступает образцовое напряжение с движка потенциометра R3 (желательно многооборотного). Стабильность этого напряжения обеспечивает параметрический стабилизатор R1-VD1. К выходу ОУ подключается мультиметр.
Налаживание устройства следует производить в собранном виде, с теми щупами, с которыми будут производиться измерения. Вначале вместо Rx включается миллиамперметр и резистором R5 устанавливается ток через него, равный 100 мА. Затем к выходу подключается мультиметр, щупы приставки замыкаются между собой и с помощью R3 на выходе устанавливается ноль. Для калибровки приставки измеряется резистор с известным сопротивлением (можно спаять параллельно несколько низко-омных резисторов) и подстройкой R5 на индикаторе мультиметра устанавливаются соответствующие показания.
Схема другой приставки для измерения малых сопротивлений представлена на рис.11.
 
 Генератор тока вырабатывает на выходе стабилизированный постоянный ток величиной 100 мА. Измеряемый резистор подключается к приставке посредством зажимов "крокодил". Мультиметром фиксируется падение напряжения на измеряемом резисторе Rx, и по закону Ома вычисляется значение его сопротивления. Для удобства вычислений и выбрана величина тока (100 мА). Диод VD2, подключенный параллельно выходу, защищает выходной транзистор от броска напряжения при измерении омического сопротивления индуктивностей.
В принципе, этот генератор тока способен выдать ток и 1 А, если его обеспечит источник питания, но практика показала, что 100 мА вполне достаточно для точного измерения большинства низкоомных резисторов.
 Измерение температуры
 На рис.12 показана схема термометрической приставки к мультиметру.
 
 Приставку подключают к входным гнездам мультиметра, и на его дисплее индицируется в цифровом виде значение температуры. Режим работы мультиметра — измерение постоянного напряжения на пределе 2 В.
С помощью такого электронного термометра можно измерять температуру в диапазоне от -50 до +100°С с дискретностью 1°С одновременно в двух различных точках объекта. Достигается это наличием в приставке двух термочувствительных элементов — диодов VD1, VD2. Каждый из диодов входит в свою, независимую от другой измерительную цепь. Ее подключают к мультиметру с помощью переключателя SA3. В основу работы приставки положена мостовая система измерения, которую образуют для первого канала элементы R1-R2-R9-R10-VD1, а для второго — R1-R2-R11-R12-VD2.
При разбалансе моста (например, первого) через его диагональ — цепочку резисторов R4-R5-R8 — протекает ток, создающий падение напряжения на резисторе R5. Это напряжение измеряют вольтметром, подключенным к резистору R5 и точке Б диагонали моста. Оно соответствует значению измеряемой температуры. Для второго канала переключатель SA3 устанавливают в положение "Канал 2" и вольтметром измеряют падение напряжения в диагонали второго моста — на цепочке резисторов R3-R6-R7.
Напряжение в точке Б моста постоянно и не зависит от измеряемой температуры, а напряжения в точках В и Г зависят от температуры среды, в которой находятся термодатчики VD1 и VD2. При плюсовой температуре переключатель SA1 устанавливают в верхнее по схеме положение (как показано на рис.12). Если же измеряемая температура меньше 0°С, то SA1 переводят в нижнее положение. Переключатель SA1 может отсутствовать, если в качестве вольтметра применить прибор с автоматическим переключением знака измеряемой величины.
В качестве термодатчиков использованы кремниевые диоды серии Д226. Для изготовления термодатчика нужно кусачками удалить вывод катода диода и отшлифовать это место. Затем, как показано на рис.13, припаять соединительные провода к выводу анода диода и к его корпусу.
 
 Провода и корпус диода помещают в полихлорвиниловые, трубки соответствующего диаметра. Пространство между трубками заливают клеем БФ-2 или, что лучше, эпоксидной смолой. Налаживание приставки начинают с того, что движки подстроечных резисторов R5 и R6 устанавливают в крайнее правое по схеме положение. Оба термодатчика опускают в сосуд, заполненный водой с тающим снегом или льдом. Включают питание приставки и переводят переключатель SA2 в положение "Калибровка". Переменным резистором R13 устанавливают по вольтметру напряжение 1,200 В, после чего переключатель SA2 переводят в положение "Измерение".
Непрерывно помешивая деревянной палочкой воду в сосуде, подстроечным резистором R9 устанавливают на дисплее мультиметра напряжение 0,000 В, что соответствует температуре 0°С (режим измерения мультиметра — постоянное напряжение до 2 В). Затем переключатель SA3 переводят в положение "Канал 2" и подстроечным резистором R11 проводят аналогичную операцию для второго канала.
Если добиться нулевого напряжения не удается ни в первом, ни во втором канале, подбирают резистор R2. А если нуль не устанавливается только в одном из каналов, подбирают резистор R10 (для первого канала) или R12 (для второго канала), после чего вновь калибруют приставку и повторяют операцию по установке нуля.
Затем термодатчики опускают в сосуд с кипящей водой. Калибруют приставку, и подстроечными резисторами R5 и R6 выставляют на дисплее мультиметра значение напряжения 0,1 В, что соответствует температуре +100°С. Если подстроечными резисторами этого сделать не удается, нужно подобрать резисторы R8 и R7.
При эксплуатации перед началом измерений приставку необходимо откалибровать. В приставке нельзя менять местами термодатчики или заменять их на другие диоды, иначе ее придется налаживать заново. Питают приставку от источника постоянного напряжения 1,5 В, при этом потребляемый приставкой ток не превышает 3 мА.
Длительная эксплуатация приставки выявила, что на точность измерений влияют сопротивления контактов используемых переключателей и надежность подключения элемента питания G1. Для уменьшения влияния этих сопротивлений в конструкции приставки желательно применить двухполюсные переключатели типов МТЗ, ТП1-2, ТЗ-С и т.п. или кнопочные переключатели П2К, задействованные группы контактов которых необходимо запараллелить.
(Продолжение следует)
РМ 3/2013