Как сделать своими руками амперметр: Амперметр цифровой сделать самому своими руками. Цифровые амперметры и вольтметры

Амперметр цифровой сделать самому своими руками. Цифровые амперметры и вольтметры

Амперметры – это устройства, которые используются с целью определения силы тока в цепи. Цифровые модификации изготавливаются на базе компараторов. По точности измерения они различаются. Также важно отметить, что приборы могут устанавливаться в цепи с постоянным и переменным током.

По типу конструкции различают щитовые, переносные, а также встроенные модификации. По назначению есть импульсные и фазочувствительные устройства. В отдельную категорию выделены селективные модели. Для того чтобы более подробно разораться в приборах, важно узнать устройство амперметра.

Схема амперметра

Обычная схема цифрового амперметра включает в себя компаратор вместе с резисторами. Для преобразования напряжения применяется микроконтроллер. Чаще всего он используется с опорными диодами. Стабилизаторы устанавливаются только в селективных модификациях. Для увеличения точности измерений используются широкополосные фильтры. Фазовые устройства оснащаются трансиверами.

Модель своими руками

Собрать цифровой амперметр своими руками довольно сложно. В первую очередь для этого потребуется качественный компаратор. Параметр чувствительности должен составлять не менее 2.2 мк. Минимальное разрешение он обязан выдерживать на уровне в 1 мА. Микроконтроллер в устройстве устанавливается с опорными диодами. Система индикации подсоединяется к нему через фильтр. Далее, чтобы собрать цифровой амперметр своими руками нужно установить резисторы.

Чаще всего они подбираются коммутируемого типа. Шунт в данном случае должен располагаться за компаратором. Коэффициент деления прибора зависит от трансивера. Если говорить про простую модель, то он используется динамического типа. Современные устройства оснащаются сверхточными аналогами. Источником стабильного тока может выступать обычная батарейка литий-ионного типа.

Устройства постоянного тока

Цифровой амперметр постоянного тока выпускается на базе высокочувствительных компараторов. Также важно отметить, что в приборах устанавливаются стабилизаторы. Резисторы подходят только коммутируемого типа. Микроконтроллер в данном случае устанавливается с опорными диодами. Если говорить про параметры, то минимальное разрешение устройств равняется 1 мА.

Модификации переменного тока

Амперметр (цифровой) переменного тока можно сделать самостоятельно. Микроконтроллеры у моделей используются с выпрямителями. Для увеличения точности измерения применяются фильтры широкополосного типа. Сопротивление шунта в данном случае не должно быть меньше 2 Ом. Чувствительность у резисторов обязана составлять 3 мк. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Также важно отметить, что для сборки понадобится триод. Припаивать его необходимо непосредственно к компаратору. Допустимая ошибка приборов данного типа колеблется в районе 0.2 %.

Импульсные приборы измерения

Импульсные модификации отличаются наличием счетчиков. Современные модели выпускаются на базе трехразрядных устройств. Резисторы используются только ортогонального типа. Как правило, коэффициент деления у них равняется 0.8. Допустимая ошибка в свою очередь составляет 0.2%. К недостаткам устройств можно отнести чувствительность к влажности среды. Также их запрещается использовать при минусовых температурах. Самостоятельно собрать модификацию проблематично. Трансиверы в моделях применяются только динамического типа.

Устройство фазочувствительных модификаций

Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В. Параметр допустимой ошибки у моделей колеблется в районе 0.2%. Счетчики в устройствах применяются только двухразрядного типа. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Повышенной влажности амперметры данного типа не боятся. У некоторых модификаций имеются усилители. Если заниматься сборкой устройства, то потребуются коммутируемые резисторы. Источником стабильного тока может выступать обычная литий-ионная батарейка. Диод в данном случае не нужен.

Перед установкой микроконтроллера важно припаять фильтр. Преобразователь для литий-ионной потребуется переменного типа. Показатель чувствительности у него находится на уровне 4.5 мк. При резком падении напряжения в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в данном случае зависит от пропускной способности компаратора. Минимальное давление приборов данного типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.

Схема селективных устройств

Селективный цифровой амперметр постоянного тока изготавливается на базе компараторов с высокой пропускной способностью. Допустимая ошибка моделей равняется 0.3 %. Работают устройства по принципу одностадийного интегрирования. Счетчики используются только двухразрядного типа. Источники стабильного тока устанавливаются за компаратором.

Резисторы применяются коммутируемого типа. Для самостоятельной сборки модели потребуются два трансивера. Фильтры в данном случае могут значительно повысить точность измерений. Минимальное давление приборов лежит в районе 23 кПа. Резкое падение напряжения наблюдается довольно редко. Сопротивление шунта, как правило, не превышает 2 Ом. Токоизмерительная частота зависит от работы компаратора.

Универсальные приборы измерений

Универсальные приборы измерений подходят больше для бытового использования. Компараторы в устройствах часто устанавливаются не большой чувствительности. Таким образом, допустимая ошибка лежит в районе 0.5%. Счетчики используются трехразрядного типа. Резисторы применяются на базе конденсаторов. Триоды встречаются как фазового, так и импульсного типа.

Максимальное разрешение приборов не превышает 12 мА. Сопротивления шунта, как правило, лежит в районе 3 Ом. Допустимая влажность для устройств составляет 7 %. Предельное давление в данном случае зависит от установленной системы защиты.

Щитовые модели

Щитовые модификации производятся на 10 и 15 В. Компараторы в устройствах устанавливаются с выпрямителями. Допустимая ошибка приборов составляет не менее 0. 4 5. Минимальное давление устройств равняется около 10 кПа. Преобразователи применяются в основном переменного типа. Для самостоятельной сборки устройства не обойтись без двухразрядного счетчика. Резисторы в данном случае устанавливаются со стабилизаторами.

Встраиваемые модификации

Цифровой встраиваемый амперметр выпускается на базе опорных компараторов. Пропускная способность у моделей довольно высокая, и допустимая погрешность равняется около 0.2 %. Минимальное разрешение приборов не превышает 2 мА. Стабилизаторы используются как расширительного, так и импульсного типа. Резисторы устанавливаются высокой чувствительности. Микроконтроллеры часто применяются без выпрямителей. В среднем процесс преобразования тока не превышает 140 мс.

Модели DMK

Цифровые амперметры и вольтметры данной компании пользуются большим спросом. В ассортименте указанной фирмы имеется множество стационарных моделей. Если рассматривать вольтметры, то они выдерживают максимальное давление 35 кПа. В данном случае транзисторы применяются тороидального типа.

Микроконтроллеры, как правило, устанавливаются с преобразователями. Для лабораторных исследований устройства данного типа подходят идеально. Цифровые амперметры и вольтметры этой компании производятся с защищенными корпусами.

Устройство Торех

Указанный амперметр (цифровой) производится с повышенной проводимостью тока. Максимальное давление устройство выдерживает в 80 кПа. Минимальная допустимая температура амперметра равняется -10 градусов. Повышенной влажности указанный измерительный прибор не боится. Устанавливать его рекомендуется рядом с источником тока. Коэффициент деления равняется только 0.8. Максимальное давление амперметр (цифровой) выдерживает в 12 кПа. Потребляемый ток устройства составляет около 0.6 А. Триод используется фазового типа. Для бытового использования данная модификация подходит.

Устройство Lovat

Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2. 2 мк. Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно. Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом. Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.

Модель DigiTOP

Этот цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока выпускается с опорными диодами. Счетчик в нем предусмотрен двухразрядного типа. Проводимость компаратора находится на отметке в 3.5 мк. Микроконтроллер применяется с выпрямителем. Чувствительность тока у него довольно высокая. Источником питания выступает обычная батарейка.

Резисторы используются в приборе коммутируемого типа. Стабилизатор в данном случае не предусмотрен. Триод установлен только один. Непосредственно преобразование тока происходит довольно быстро. Для бытового использования этот прибор подходит хорошо. Фильтры для увеличения точности измерения предусмотрены.

Если говорить про параметры вольтметра–амперметра, то важно отметить, что рабочее напряжение находится на уровне 12 В. Потребление тока в данном случае равняется 0.5 А. Минимальное разрешение представленного прибора составляет 1 мА. Сопротивление шунта располагается на отметке в 2 Ом.

Коэффициент деления вольтметра-амперметра только 0.7. Максимальное разрешение указанной модели составляет 15 мА. Непосредственно процесс преобразования тока занимает не более 340 мс. Допустимая ошибка указанного прибора располагается на уровне в 0.1 %. Минимальное давление система выдерживает в 12 кПа.

изготовление своими руками, расчет шунта для амперметра постоянного тока, схема включения устройства

Амперметр – прибор, замеряющий силу проходящего в электрической цепи тока, который часто бывает немалым. По закону Ома, чтобы пропустить больший ток, амперметр должен иметь как можно меньшее сопротивление. Решение – включение параллельно прибору шунта, обеспечивающего такое низкое значение сопротивления.

Зачем нужен шунт?

Шунт – это полосковая линия (усиленная дорожка на плате) или отрезок провода с достаточно толстым сечением, низкоомная (менее 1 Ом) катушка или резистор с мощностью от 10 Вт. Он используется, когда, например, амперметр, рассчитанный на ток в 10 А, не может замерить, скажем, 50-амперный ток, потребляемый включёнными в электроцепь источника питания устройствами. На жаргоне электриков это явление называется «на шкале не хватает ампер». А точнее – диапазон замеров по току на этом же амперметре не охватывает такие высокие токи.

Расчёт сопротивления шунта

Кроме закона Ома для участка цепи – её разрыва, в который включён амперметр, – в расчёт берётся и формула Кирхгофа. Общий ток, протекающий в месте включения прибора, равен сумме токов, проходящих через сам амперметр и его шунт.

Сопротивление амперметра в разы больше внешнего шунта. Ток, проходящий по внешнему шунту, в эти же несколько раз больше, чем на самом амперметре.

В случае с цифровым прибором, где вместо измерительной головки используется датчик тока и аналого-цифровой преобразователь, распределение токов, составляющих общий ток цепи, не меняется.

Схема включения устройства

Амперметр включается последовательно в разрыв цепи. Последний может находиться в любом её месте. Сам прибор показывает, сколько ампер в час потребляет эта цепь. Внешний шунт также включается последовательно в цепь, но в тот же самый разрыв, получается, параллельно самому амперметру.

Что можно использовать?

В идеале используют отрезок провода или проволоки из металла или сплава, незначительно меняющего своё электрическое сопротивление при нагреве. А нагреваться шунт будет обязательно – хотя бы до нескольких десятков градусов, так как по нему протекает ток в единицы и десятки ампер. Специалисты рекомендуют использовать сплав манганина. Манганиновая проволока (или лента) считается наиболее устойчивым электротехническим элементом: её температурный коэффициент сопротивления в 200 раз меньше, чем у меди, и в 300 раз ниже по сравнению с железом. Использование медных и стальных шунтов способно нести ощутимую погрешность при значительных токах, вызывающих их нагрев.

Но для приблизительной оценки иногда используют распрямлённую канцелярскую скрепку или отрезок провода.

Если речь идёт о внушительной силе тока от сотен до тысяч ампер – например, при старте двигателя «КамАЗа», где создаётся пусковой ток в 500 и более ампер для раскручивания стартером вала двигателя, – простой шунт здесь попросту расплавится. Необходимо использовать токовые клещи – они являются более мощной версией шунта. Аналогично поступают в электроустановках и распределителях с высоким напряжением, где общий ток потребителей довольно высок.

Что требуется?

Для изготовления шунта, кроме проволоки, проводов, диэлектрика и крепежа, потребуются следующие приборы.

• Готовый миллиамперметр. Можно использовать и гальванометр – измерительную головку без внутренних шунтов, резисторов и так далее.
• Лабораторный блок питания, выдающий требуемый ампераж. Можно воспользоваться и автомобильным аккумулятором, в цепь с которым последовательно включена, например, фара на 100/90 Вт на основе лампы накаливания. Если такой фары нет, можно подключить отрезок нихромовой электроспирали или мощный керамический резистор на десятки ватт. Ни в коем случае не подключайте шунт с прибором «накоротко», без нагрузки.
• При работе с бытовой осветительной сетью – выпрямительный диодный мост (или одиночные высоковольтные диоды) и дополнительный защитный автомат на 16 А, плавкие предохранители на несколько ампер.

Напряжение подаётся только после правильной сборки цепи.

Шунт своими руками

Спирально сматывать проволоку (или эмальпровод) не рекомендуется – индуктивность получившейся катушки уменьшит точность амперметра. Катушечное шунтирование имеет недостаток – гашение скачков тока, особенно в случае дросселированной (с сердечником) катушки. Если отрезок проволоки слишком длинный, расположите его в виде волнистой «змейки».

В качестве диэлектрика подойдёт любой изолятор – от керамического до текстолитового. К тому же скрученный в виде катушки провод может перегреть диэлектрик, не выдерживающий повышенной – более 150 градусов – температуры. А к перегреву устойчивы лишь керамика и закалённое стекло.

• Сначала вырезается диэлектрическая пластина, в которой сверлятся отверстия под болты с шайбами и гайками. Материал – текстолит, гетинакс, дерево или композитные материалы.
• Для существенной изоляции тепла проволоки от несущей пластины на болты устанавливаются керамические колечки. После них ставятся шайбы, зажимающие проволоку.
• Для предотвращения самопроизвольного раскручивания и выпадения проволоки и проводов перед гайками проставляются гроверные шайбы.
• Наконец, вставляются провода и концы проволоки между шайбами, а гайки затягиваются.

Полученная деталь подключается параллельно амперметру или гальванометру.

Переградуировка прибора

Новую градуировку обновлённого стрелочного амперметра под новый шунт нужно произвести следующим образом.

1. Снимите переднюю часть корпуса (смотровое окно прибора) вместе со стеклом.
2. Подключите одну из лампочек известного номинала последовательно с амперметром к батарее или сетевому адаптеру питания. Так, на лампочках накаливания указывается ток в амперах и напряжение в вольтах. Если вы подключаете светодиодную панель или фару, на которой, например, указано напряжение 12 В и мощность в 24 Вт – вашим рабочим током будет 2 А (мощность, делённая на напряжение источника питания).
3. Отметьте, на какой угол отклонилась стрелка прибора, точкой с числом (в данном случае это 2).
4. Идеальный вариант – включите параллельно друг с другом одинаковые лампочки или фары, увеличивая их число каждый раз на одну. Так можно «прометить» всю шкалу амперметра. Этот способ хорош для переменного тока – шкала амперметра получается нелинейной за счёт влияния частоты тока и падения части напряжения на диодах. Разметка «на глаз» или с использованием транспортира (или по уже имеющейся «линейке» прибора), как часто делают при постоянном токе, не подойдёт. Лучше перестраховаться и сделать точнее.
5. Закончив разметку, соберите прибор и проверьте, надёжно ли держится крепление шунта, хорош ли электрический контакт между ним и амперметром. Если габариты амперметра позволяют, шунт часто заливают эпоксидным клеем, а затем получившийся элемент (в виде бруска) приклеивают к задней стенке измерительной головки.

Амперметр с новым шунтом готов к работе. Можно подключить щупы или токовые клещи.

С несколькими шунтами

Из амперметра получится и самодельный килоамперметр. Так, из 100-амперного прибора легко сделать амперметр на 2 кА. Более высокие значения на практике вряд ли понадобятся. Если у вас в наличии имеется прибор с одноамперным диапазоном измерений, сделайте несколько коммутируемых шунтов. Незачем переразмечать шкалу – достаточно подобрать шунты на 5, 10, 50, 100 и более ампер. Они помещаются в один внешний корпус вместе с выходными клеммами (для щупов) и многопозиционным переключателем, рассчитанным на такие значения тока.

Режимы помечаются маркером «x5», «x10» и так далее. Когда режим один, а амперметр переделан из одно- в десятиамперный, то слева от буквы «А» надпишите «x10» меньшим шрифтом.

При изготовлении многорежимного амперметра провода, соединяющие переключатель с шунтами и прибором, должны быть максимально короткими. Излишне длинные провода, подключённые к готовому шунту, имеющему точное сопротивление, и уже проградуированному прибору, приведут к заметной погрешности измерений – они включаются последовательно с шунтом и прибором, имеют своё, пусть и очень малое, сопротивление. Переключатель низкого качества со значительно окисленными контактами приведёт к тому, что прибор попросту начнёт «врать» – его токоведущие части и замыкающий подпружиненный шарик также вносят паразитное сопротивление.

Заводские амперметры проходят тщательную поверку, едва сойдя с конвейера. Недочёты учитываются при выпуске приборостроительным заводом следующей партии амперметров. Амперметры, имеющие значительную погрешность, бракуются и направляются на переработку.

О том, как произвести расчет шунта для амперметра, смотрите далее.

Все своими руками Самодельный шунт для амперметра

Опубликовал admin | Дата 29 ноября, 2011

Амперметр для самодельного блока питания.

Для того чтобы изготовить шунт, надо рассчитать его сопротивление. Заходим на страницу «Карта сайта», выбираем категорию «Программы», заходим в заметку «Программы» и скачиваем «Программу для работ с проволокой». Так, программа есть. Теперь берем измерительную  головку, лучше, если она будет с током полного отклонения стрелки 50 или 100 микроампер. Эти параметры называются чувствительностью  измерительной головки. Произведем расчет для головки с током в 50 микроампер. Зададимся измеряемым током, допустим 10А.

1)      Замеряем сопротивление прибора (головки), для моей оно равно 1454 Ома.
2)      В формулу 1 подставляем все имеющиеся данные: Ток прибора — Iприбора=0, 00005А; Ток измеряемый — Iизмеряемый=10А. Сопротивление прибора Rприбора= 1454 Ома.
3)      Определили сопротивление шунта Rш=0,00727 Ом.

Открываем программу. Нажимаем вверху на вторую клавишу для определения длины шунта. Справа из выпадающего списка выбираем материал для шунта. Я для таких амперметров в качестве материала всегда использую светлую луженую жесть от консервных банок из-под сгущенного молока. И так, выбираем  сталь.
Ее удельное сопротивление примерно в 10 раз больше чем у меди, поэтому геометрические размеры шунта будут меньше. Замеряем микрометром толщину жестянки, у моей она равна 0,2мм. Выбираем ширину полоски жести, девяти миллиметров для тока в десять ампер я думаю хватит, тем более, что плоский  проводник имеет большую площадь охлаждения.

Если будет уж очень сильно греться, то ширину можно увеличить и пересчитать шунт. Определяем площадь сечения нашего шунта S=0,2×9=1,8 квадратных мм. Выбираем величину ввода — «площадь поперечного сечения». Вводим это значение в соответствующее окно. Вводим величину необходимого сопротивления шунта. Нажимаем на «Результат» и получаем длину проводника равной 74 миллиметрам. Берем банку 1 (Фото 1) и вырезаем из ее жести соответствующую полоску. На фото я показал, какие формы можно придавать шунту. Под номером 4 шунт для печатного монтажа, концы полоски припаиваются к печатным площадкам. Вообще я всегда немного увеличиваю длину таких шунтов, что ведет к увеличению их сопротивления и в следствии с этим увеличению падения напряжения на на данном шунте при одном и том же токе. Зато появляется возможность точно отрегулировать показания амперметра с помощью добавочного резистора, включенного последовательно с измерительной головкой. См. фото2.

Фото_2

Конечно, в качестве шунтирующего резистора можно использовать и медный обмоточный провод, но тогда шунт будет очень длинным. Хотя давайте попробуем.  Вводим новые данные в соответствующие окна. Смотрим следующий скиншот_2. Получаем шунт в виде проволоки длиной 51см. Не стоит сматывать проволоку в катушку и концентрировать тепло в одном месте. Просто проденьте этот кусок проволоки во

Скриншот_2

фторопластовую трубочку и используйте его, как монтажный провод к выходной клемме вашего блока питания. Естественно от концов этого шунта пойдут два провода к измерительной головке.

Просмотров:60 935

Как сделать из вольтметра амперметр. Амперметр цифровой своими руками. Цифровые амперметры и вольтметры

И то, что ко всему привыкаешь и то, что с кем поведешься от того и наберешься — прописные истины. Вот и я привык к своему мультиметру и когда его кто-то хватает (извините, берёт попользоваться) — меня «жаба душит». Сказать ничего не могу, это от меня домочадцы подцепили некоторое количества вируса радиолюбительства и теперь имеют потребность померить напряжение батареек в пульте, аккумулятора в телефоне и т.д. Терпел. Пока не услышал, что некоторые граждане заинтересовались напряжением в розетках.

Откуда появилась эта измерительная головка уже не помню, но всегда считал её «убитой в ноль» — ошибался. При проверке выяснилась её полная адекватность. Вот только внешний вид…

Разобрал по максимуму. Корпус отмыл, верхнюю часть подклеил. Со шкалы кончиком лезвия маленького канцелярского ножа соскрёб лишние нолики. Получилась шкала на 15 вольт. Вместо сопротивления на 150к запаял в колодку перемычку. Отломанный кончик стрелки вернул на место при помощи кусочка изоляции и клея.

Стрелка, конечно, нуждалась в балансировке. Сделал по следующей технологии уравновешивания стрелки имеющимися противовесами с капельками припоя на них (двигаем хорошо разогретым паяльником, эти самые капельки).

1. Куда двигать
   — стрелку располагаем горизонтально и смотрим, что перевешивает, если стрелка, то каплю передвинуть от центра. Если противовес — то каплю к центру.
2. Какую каплю двигать
   — стрелку располагаем вертикально.
• а) нужно двигать «к центру». Стрелка отклонилась вправо — двигаем правую каплю. Влево — левую.
• б) нужно двигать «от центра». Стрелка отклонилась вправо — двигаем левую каплю. Влево — правую.

Имеющиеся углубления в верхней части корпуса заполнил при помощи паяльника пластмассой и выровнял напильником, затем мелкой и потом самой мелкой шкуркой, наконец, покрасил и вставил в неё на клей вырезанное стекло. Покрасил и внутреннюю металлическую планку (чтоб всё в цвет), просушил и собрал.

Внешний шарм появился. А для придания технического изыска дополнил измерительную головку переключателем на три положения и тремя резисторами.

Измерительная головка стала обладательницей трёх пределов измерения: на 3, 15 и 30 вольт. Вот картинка печатной платы и схемы по совместительству:

Остановлюсь на моменте сборки. Как оказалось, научиться выколупывать компаунд из зазора между нижней и верхней частями измерительных головок и тем самым их разъединять не проблема, проблема их соединить. Ну не заморачиваться же, в самом деле, их заливкой компаундом по новой. Соединяю так:

В самом уголке сверлю отверстие несколько меньшее диаметром, чем приготовленные саморезы (исключительно алюминиевые) и. .. А если кого смущает возможность проникновения вовнутрь пыли, то для этого есть пластилин. По готовности измерителя (назвал его вольтметром первого уровня) проинструктировал причастных и выдал в пользование. Прибор понравился, особенно тем, что всего одна «кнопочка». В розетку просил щупы не толкать — лучше сразу гвоздики. С пожеланием успеха, Babay
.

Обсудить статью СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Амперметры — это устройства, которые используются с целью определения силы тока в цепи. Цифровые модификации изготавливаются на базе компараторов. По точности измерения они различаются. Также важно отметить, что приборы могут устанавливаться в цепи с постоянным и переменным током.

По типу конструкции различают щитовые, переносные, а также встроенные модификации. По назначению есть импульсные и фазочувствительные устройства. В отдельную категорию выделены селективные модели. Для того чтобы более подробно разораться в приборах, важно узнать устройство амперметра.

Схема амперметра

Обычная схема цифрового амперметра включает в себя компаратор вместе с резисторами. Для преобразования напряжения применяется микроконтроллер. Чаще всего он используется с опорными диодами. Стабилизаторы устанавливаются только в селективных модификациях. Для увеличения точности измерений используются широкополосные фильтры. Фазовые устройства оснащаются трансиверами.

Модель своими руками

Собрать цифровой амперметр своими руками довольно сложно. В первую очередь для этого потребуется качественный компаратор. Параметр чувствительности должен составлять не менее 2.2 мк. Минимальное разрешение он обязан выдерживать на уровне в 1 мА. Микроконтроллер в устройстве устанавливается с опорными диодами. Система индикации подсоединяется к нему через фильтр. Далее, чтобы собрать цифровой амперметр своими руками нужно установить резисторы.

Чаще всего они подбираются коммутируемого типа. Шунт в данном случае должен располагаться за компаратором. Коэффициент деления прибора зависит от трансивера. Если говорить про простую модель, то он используется динамического типа. Современные устройства оснащаются сверхточными аналогами. Источником стабильного тока может выступать обычная батарейка литий-ионного типа.

Устройства постоянного тока

Цифровой амперметр постоянного тока выпускается на базе высокочувствительных компараторов. Также важно отметить, что в приборах устанавливаются стабилизаторы. Резисторы подходят только коммутируемого типа. Микроконтроллер в данном случае устанавливается с опорными диодами. Если говорить про параметры, то минимальное разрешение устройств равняется 1 мА.

Модификации переменного тока

Амперметр (цифровой) переменного тока можно сделать самостоятельно. Микроконтроллеры у моделей используются с выпрямителями. Для увеличения точности измерения применяются фильтры широкополосного типа. Сопротивление шунта в данном случае не должно быть меньше 2 Ом. Чувствительность у резисторов обязана составлять 3 мк. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Также важно отметить, что для сборки понадобится триод. Припаивать его необходимо непосредственно к компаратору. Допустимая ошибка приборов данного типа колеблется в районе 0.2 %.

Импульсные приборы измерения

Импульсные модификации отличаются наличием счетчиков. Современные модели выпускаются на базе трехразрядных устройств. Резисторы используются только ортогонального типа. Как правило, коэффициент деления у них равняется 0.8. Допустимая ошибка в свою очередь составляет 0.2%. К недостаткам устройств можно отнести чувствительность к влажности среды. Также их запрещается использовать при минусовых температурах. Самостоятельно собрать модификацию проблематично. Трансиверы в моделях применяются только динамического типа.

Устройство фазочувствительных модификаций

Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В. Параметр допустимой ошибки у моделей колеблется в районе 0.2%. Счетчики в устройствах применяются только двухразрядного типа. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Повышенной влажности амперметры данного типа не боятся. У некоторых модификаций имеются усилители. Если заниматься сборкой устройства, то потребуются коммутируемые резисторы. Источником стабильного тока может выступать обычная литий-ионная батарейка. Диод в данном случае не нужен.

Перед установкой микроконтроллера важно припаять фильтр. Преобразователь для литий-ионной потребуется переменного типа. Показатель чувствительности у него находится на уровне 4.5 мк. При резком в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в данном случае зависит от пропускной способности компаратора. Минимальное давление приборов данного типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.

Схема селективных устройств

Селективный цифровой амперметр постоянного тока изготавливается на базе компараторов с высокой пропускной способностью. Допустимая ошибка моделей равняется 0.3 %. Работают устройства по принципу одностадийного интегрирования. Счетчики используются только двухразрядного типа. Источники стабильного тока устанавливаются за компаратором.

Резисторы применяются коммутируемого типа. Для самостоятельной сборки модели потребуются два трансивера. Фильтры в данном случае могут значительно повысить точность измерений. Минимальное давление приборов лежит в районе 23 кПа. Резкое падение напряжения наблюдается довольно редко. Сопротивление шунта, как правило, не превышает 2 Ом. Токоизмерительная частота зависит от работы компаратора.

Универсальные приборы измерений

Универсальные приборы измерений подходят больше для бытового использования. Компараторы в устройствах часто устанавливаются не большой чувствительности. Таким образом, допустимая ошибка лежит в районе 0.5%. Счетчики используются трехразрядного типа. Резисторы применяются на базе конденсаторов. Триоды встречаются как фазового, так и импульсного типа.

Максимальное разрешение приборов не превышает 12 мА. Сопротивления шунта, как правило, лежит в районе 3 Ом. Допустимая влажность для устройств составляет 7 %. Предельное давление в данном случае зависит от установленной системы защиты.

Щитовые модели

Щитовые модификации производятся на 10 и 15 В. Компараторы в устройствах устанавливаются с выпрямителями. Допустимая ошибка приборов составляет не менее 0.4 5. Минимальное давление устройств равняется около 10 кПа. Преобразователи применяются в основном переменного типа. Для самостоятельной сборки устройства не обойтись без двухразрядного счетчика. Резисторы в данном случае устанавливаются со стабилизаторами.

Встраиваемые модификации

Цифровой встраиваемый амперметр выпускается на базе опорных компараторов. у моделей довольно высокая, и допустимая погрешность равняется около 0.2 %. Минимальное разрешение приборов не превышает 2 мА. Стабилизаторы используются как расширительного, так и импульсного типа. Резисторы устанавливаются высокой чувствительности. Микроконтроллеры часто применяются без выпрямителей. В среднем процесс преобразования тока не превышает 140 мс.

Модели DMK

Цифровые амперметры и вольтметры данной компании пользуются большим спросом. В ассортименте указанной фирмы имеется множество стационарных моделей. Если рассматривать вольтметры, то они выдерживают максимальное давление 35 кПа. В данном случае транзисторы применяются тороидального типа.

Микроконтроллеры, как правило, устанавливаются с преобразователями. Для лабораторных исследований устройства данного типа подходят идеально. Цифровые амперметры и вольтметры этой компании производятся с защищенными корпусами.

Устройство Торех

Указанный амперметр (цифровой) производится с повышенной проводимостью тока. Максимальное давление устройство выдерживает в 80 кПа. Минимальная допустимая температура амперметра равняется -10 градусов. Повышенной влажности указанный не боится. Устанавливать его рекомендуется рядом с источником тока. Коэффициент деления равняется только 0.8. Максимальное давление амперметр (цифровой) выдерживает в 12 кПа. Потребляемый ток устройства составляет около 0. 6 А. Триод используется фазового типа. Для бытового использования данная модификация подходит.

Устройство Lovat

Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2.2 мк. Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно. Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом. Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.

Модель DigiTOP

Этот постоянного тока выпускается с опорными диодами. Счетчик в нем предусмотрен двухразрядного типа. Проводимость компаратора находится на отметке в 3. 5 мк. Микроконтроллер применяется с выпрямителем. Чувствительность тока у него довольно высокая. Источником питания выступает обычная батарейка.

Резисторы используются в приборе коммутируемого типа. Стабилизатор в данном случае не предусмотрен. Триод установлен только один. Непосредственно преобразование тока происходит довольно быстро. Для бытового использования этот прибор подходит хорошо. Фильтры для увеличения точности измерения предусмотрены.

Если говорить про параметры вольтметра-амперметра, то важно отметить, что рабочее напряжение находится на уровне 12 В. Потребление тока в данном случае равняется 0.5 А. Минимальное разрешение представленного прибора составляет 1 мА. Сопротивление шунта располагается на отметке в 2 Ом.

Коэффициент деления вольтметра-амперметра только 0.7. Максимальное разрешение указанной модели составляет 15 мА. Непосредственно процесс преобразования тока занимает не более 340 мс. Допустимая ошибка указанного прибора располагается на уровне в 0. 1 %. Минимальное давление система выдерживает в 12 кПа.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет
отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

На трех операционных усилителях LM324 собраны компараторы напряжения. Их инверсные входы подсоединены к резисторному делителю напряжения, собранного на резисторах R1 и R2, через который на схему идет контролируемое напряжение.

На неинвертирующие входы операционных усилителей поступает опорное напряжение с делителя, выполненного на сопротивлениях R3 — R15. Если на входе вольтметра отсутствует напряжение, то на выходах ОУ будет высокий уровень сигнала и на выходах логических элементов будет логический ноль, поэтому светодиоды не светятся.

При поступление на вход светодиодного индикатора измеряемого напряжения, на определенных выходах компараторов ОУ установится низкий логический уровень, соответственно на светодиоды поступит высокий логический уровень, в результате чего загорится соответствующий светодиод. Для предотвращения подачи уровня напряжения на входе устройства имеется защитный стабилитрон на 12 вольт.

Этот вариант рассмотренной выше схемы отлично подойдет любому автовладельцу и даст ему наглядную информацию о состоянии заряда аккумуляторной батареи. В данном случае задействованы четыре встроенных компаратора микросборки LM324. Инвертирующими входами формируются опорные напряжения 5,6V, 5,2V, 4,8V, 4,4V соответственно. Напряжение аккумулятора напрямую поступает на инвертирующий вход через делитель на сопротивлениях R1 и R7.

Светодиоды выступают в роли мигающих индикаторов. Для настройки, вольтметр, подсоединяют к АКБ, затем регулируют переменный резистор R6 так, чтобы нужные напряжения присутствовали на инвертирующих выводах. Зафиксируйте индикаторные светодиоды на передней панели авто и нанесите рядом с ними напряжение аккумулятора, при котором загораются тот, или иной индикатор.

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект с применением микроконтроллеров, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровое устройство на современном микроконтроллере. Конструкция его была взята из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью перестроена под амперметр в случае необходимости.

Это простая конструкция автомобильного вольтметра используется для контроля напряжения бортовой сети автомобиля и расчитана на диапазон от 10,5В до 15 вольт. В роли индикатора применены десять светодиодов.

Сердцем схемы является ИМС LM3914. Она способна оценить уровень входное напряжение и отобразить приблизительный результат на светодиодах в режиме точка или столбик.

Светодиоды выводят текущее значение напряжения аккумулятора или бортовой сети в режиме точки (вывод 9 не подключен или подсоединен на минус) или столбика (вывод 9 к плюсу питания).

Сопротивление R4 регулирует яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный R1 образуют делитель напряжения. При помощи R1 осуществляется настройка верхнего порога напряжения, а при помощи резистора R3 нижнего.

Калибровка схемы делается по следующуму принципу. Подаем на вход вольтметра 15 вольт. Затем изменяя сопротивление R1, добивемся, зажигания светодиода VD10 (в режиме точка) или всех светодиодов(в режиме столбик).

Затем на вход подаем 10,5 вольт и R3 добиваемся свечения VD1. А затем увеличиваем уровень напряжение с шагом в половину вольта. Тумблер SA1 используется для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Если напряжение на аккумуляторной батареи ниже уровня 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего светится только HL1, говорящий о низком уровне напряжения бортовой сети автомобиля.

Если напряжение лежит в интервале от 12 до 14 вольт, стабилитрон VD1 отпирает VT1. HL2 горит, указывая на нормальный уровень АКБ. Если напряжение батареи выше 15 вольт, стабилитрон VD2 отпирает VT2, и загорается светодиод HL3, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

В роли индикатора, как и в предыдущей конструкции, применены три светодиода.

При низком напряжении уровне загорается HL1. Если норма HL2. А более 14 вольт, вспыхивает третий светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение для работы ОУ.

Цифровой вольтметр является довольно востребованным прибором. Предназначен он исключительно для определения напряжения, которое имеется в электрической цепи. Подключение цифрового вольтметра может осуществляться двумя способами. В первом варианте он устанавливается параллельно цепи. Второй способ подразумевает подсоединение прибора непосредственно к источнику электроэнергии. Особенность цифровых вольтметров заключается в удобстве использования. Дополнительно они имеют довольно большой показатель внутреннего сопротивления. Это крайне важно, поскольку данный параметр влияет на точность устройства.

Какие типы бывают?

Все вольтметры можно разделить по виду измеряемой величины. Основными типами считаются устройства постоянного, а также переменного тока. Первый вид, в свою очередь, делится на выпрямительные, а также квадратичные приборы. Дополнительно существуют импульсные вольтметры. Отличительной их особенностью является измерение радиоимпульсных сигналов. При этом замеры напряжения они могут проводить как постоянного, так и переменного тока.

Схема цифрового вольтметра

Обычная схема цифрового вольтметра основана на дискретных величинах. Важную роль в ней играет входное устройство. При этом управляющий прибор взаимодействует с цифровым отсчетным блоком через десятичные числа. Особенность входного устройства заключается в высоком делителе напряжения. Если работа сводится к определению переменного тока, то оно работает как обычный преобразователь. При этом на выходе получается постоянный ток.

В это время центральный блок занимается аналоговым сигналом. В данной системе он представлен в виде цифрового кода. Процесс преобразования свойственен не только вольтметрам, но и мультиметрам. В некоторых моделях устройств применяется двоичный код. В таком случае процесс получения сигнала значительно упрощается, и преобразование происходит значительно быстрее. Старые модели вольтметров работали исключительно с десятичными числами. При этом проводилась регистрация измерительной величины. Дополнительно схема цифрового вольтметра имеет в себе центральный блок, который отвечает за все важные узлы прибора.

Цифровые преобразователи вольтметров

На сегодняшний день существует множество различных типов преобразователей, которые устанавливаются в вольтметры. Наиболее распространенными считаются времяимпульсные модели. Дополнительно существуют кодоимпульсные преобразователи.

Отличительной их особенностью от прочих устройств является возможность заниматься поразрядным уравновешиванием. В это время частотно-импульсные модели такой привилегии лишены. Однако с их помощью можно проводить пространственное кодирование, а это в некоторых исследованиях может быть крайне важным. Особенно это касается замеров напряжения в закрытых цепях электричества.

Самодельные вольтметры

Вольтметр (цифровой) своими руками сделать можно. В первую очередь подбирают детектор, который предназначен для определения средневыпрямленного значения. При этом устанавливается он, как правило, рядом с преобразователем переменного тока. Минимум-напряжение детектором определяется от 100 МВ, однако некоторые модели способны распознавать силу тока до 1000 МВ. Дополнительно, для того чтобы сделать вольтметр (цифровой) своими руками, потребуется транзистор, который влияет на чувствительность устройства, а именно его порог. Связан он с уровнем квантовой амплитуды напряжения. Еще на чувствительность влияет дискретность прибора. Если напряжение составляет менее 100 МВ, то уровень сопротивления непременно растет и может составить, в конечном счете, 10 Ом.

Сопротивление электрической схемы

Сопротивление, которое образуется в системе, зависит от количества знаков в цепи. В данном случае следует понимать, что шкалы вольтметров могут сильно отличаться. Отношение измеряемой величины прямо пропорционально напряжению. Дополнительно нужно учитывать помехозащищенность, которая также влияет на сопротивление устройства. Тут следует отметить, что именно цифровой встраиваемый вольтметр отличается большими амплитудами.

В данном случае это оказывает большое влияние на возникновения помех в цепи. Наиболее частой причиной резкого скачка считают неправильную работу блока питания. При этом средняя частота устройства может нарушаться. Таким образом, на входе в цепи имелось, к примеру, 50 Гц, а на выходе получилось 10 Гц. Как результат, в соединительном проводе образуется сопротивление. Постепенно это приводит к утечке, а происходит это в месте, где находятся клеммы. В данном случае проблема может быть решена путем заземления этого участка. В итоге помехи переходят на входную цепь и частота в приборе стабилизируется.

Погрешности измерений

Погрешность измерений вольтметра напрямую связана с При этом следует учитывать напряжение наводки на выходе. Чаще всего помехи общего вида изменяют параметры сопротивления. В результате данный показатель может значительно уменьшиться. На сегодняшний день имеется три проверенных способа борьбы с разного рода помехами в вольтметрах. Первый прием заключается в применении проводов экранированного типа. При этом вход электрической цепи очень важно изолировать от оборудования.

Второй способ заключается в наличие интегрирующего элемента. В результате период помехи можно значительно уменьшить. Наконец, последним приемом принято считать установку специальных фильтров на вольтметры. Основной их задачей является повышение сопротивления в электрической цепи. В результате амплитуда помехи на выходе после блока значительно уменьшается. Также следует отметить, что многие системы преобразователей способны значительно увеличить скорость измерений. Однако при повышении производительности снижается точность регистрации данных. В итоге такие преобразователи могут быть причиной больших помех в электрической цепи.

Кодоимпульсные вольтметры

Кодоимплульсный цифровой вольтметр переменного тока работает по принципу поразрядного уравновешивания. При этом к данным устройствам применим метод компенсационного измерения напряжения. Процесс расчета в свою очередь осуществляется при помощи прецизионного делителя. Дополнительно рассчитывается опорное напряжение в электрической цепи.

В целом, компенсированный ток имеет несколько уровней. Согласно квантовой теории, исчисления производят в двоично-десятичной системе. Если использовать двухразрядный цифровой вольтметр для автомобиля, то напряжение распознается до 100 В. Весь процесс при этом осуществляется по командам. Особого внимания в работе заслуживает сравнение напряжений. Основано оно на принципе управляющих импульсов, а происходят они в системе через определенные интервалы времени. При этом есть возможность проводить переключение сопротивления одного делителя.

В результате на выходе происходит изменение предельной частоты. Одновременно есть возможность подключать отдельное устройство для сравнения показателей. Главное, не забывать учитывать размер делителя в звене. При этом сигнал устройства может не поступать. В итоге данные можно сравнить по положениям ключей. По сути, они являются кодом, который считывается вольтметром.

Упрощенная схема кодоимпульсного вольтметра-амперметра

Цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока схематически можно представить в виде взаимодействующих элементов электрической цепи. Наиболее важным является входное устройство, которое играет роль источника опорного напряжения. Таким образом, прецизионный делитель связан с прибором сравнения.

В свою очередь, механизмы цифрового отсчета показывают сопротивление электрической цепи. Далее управляющие устройства способны напрямую взаимодействовать с входным прибором и проводить сравнения показателей напряжения сети. Наиболее просто процесс измерения можно представить в виде весов. При этом в системе часто бывают сбои. Связаны они по большей мере из-за неправильного сравнения.

Точность измерений

Точность измерений вольтметра-амперметра напрямую связана со стабильностью опорного напряжения. Дополнительно должен быть учтен порог прецизионного делителя во входном устройстве. Защита от помех в цепочке также берется во внимание. Для этого в самом начале электрической цепи имеется фильтр. В результате качество проведений лабораторных работ можно значительно улучшить.

Вольтметры с времяимпульсными типами преобразователей

Данные типы вольтметров используют специальные преобразователи, которые измеряют напряжение только в определенных интервалах времени. При этом учитываются импульсные колебания в электрической цепи. Дополнительно просчитывается средняя частота напряжения в системе. Для ее стабилизации, как правило, применяется дискретный сигнал, который посылается с выхода преобразователя.

При этом счетные импульсы способны значительно сократиться. На погрешность измерения вольтметров влияет множество факторов. В первую очередь это касается дискретизации сигнала. Также проблема может заключаться в нестабильности частоты. Связана она с порогом чувствительности электрической цепи. В результате сравнение напряжения устройством осуществляется нелинейно.

Простая схема вольтметра-амперметра с преобразователем

Цифровой вольтметр-амперметр с частотным преобразователем включает в обязательном порядке генератор, который следит за изменениями напряжения в электрической цепи. При этом измерение осуществляется поэтапно с интервалами. Генератор в электрической цепи используется линейного типа. Для сравнения полученных данных в устройстве имеется триггер. В свою очередь, для расчета частоты важно использовать счетчик, который принимает дискретный сигнал. Происходит это на выходе преобразователя вольтметра-амперметра. При этом учитывается величина предельного напряжения.

Непосредственно информация поступает на вход вольтметра-амперметра. На этом этапе осуществляется процесс сравнения, а когда возникает импульс, то система фиксирует нулевой уровень. Непосредственно сигнал в вольтметре-амперметре попадает на триггер, и в результате на выходе получается положительное напряжение. Возвращается импульс в исходное положение только после проведения устройством сравнения. При этом учитываются любые изменения предельной частоты, которые сформировались в данном промежутке времени. Также принимается во внимание коэффициент преобразования. Рассчитывается он исходя из показателя силы сигнала.

Дополнительно в формуле имеется счетный импульс, который появляется на выходе генератора. В результате напряжение может отображаться только при наличии определенных колебаний, которые возникают в электрической цепи. В конечном счете, сигнал должен дойти до выхода триггера и там считаться. При этом количество импульсов фиксируется в вольтметре-амперметре. Как результат, срабатывает индикатор, который оповещает о наличии напряжения.

Вольтметры двойного интегрирования

Цифровой вольтметр постоянного тока двойного интегрирования работает по принципу периодического повторения. При этом возврат исходного кода в цепи осуществляется автоматически. Работает данная система исключительно с постоянным током. При этом частота предварительно выпрямляется и подается на выходное устройство.

Погрешности дискретизации в вольтметрах не учитываются. Таким образом, могут возникнуть моменты несовпадений счетных импульсов. В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. Однако, как правило, погрешность не является критичной из-за работы преобразователя.

Особая проблема состоит именно в шумовой помехе. В результате она способна значительно искривить показатель напряжения. В конечном счете, это находит свое отображение в величине импульса, а именно его длительности. Таким образом, среди цифровых вольтметров данные типы не пользуются большой популярностью.

Придумать все самому не получается – пока знаний программирования микропроцессоров не достаточно (только учусь), а отставать не хочется. Серфинг Интернета дал несколько разных вариантов как по сложности схемотехники и выполняемых функций, так и самих процессоров. Анализ ситуации на местных радиорынках и трезвый подход (покупать то что по карману; делать то, что реально сможешь, а процесс изготовления да время настройки не затянется на неограниченное время) остановил мой выбор на схеме вольтметра описанного на www. CoolCircuit.com.

Итак, нижеприведенная принципиальная схема уже исправлена

. Прошивка осталась родная (main.HEX — приобщаю).

Те, кто процессоры «держит в руках часто» дальше могут не читать, а остальным, особенно кто в первый раз, расскажу, как все сделать хоть и не оптимально (да простят мне профессионалы стиль изложения), но в итоге правильно.
Итак, для справки: семейство процессоров РІC на 14 ножек имеют разную распиновку поэтому нужно проверить подходит ли имеющийся у Вас программатор с панельками под этот чип. Обратите внимание именно на 8-пиновую панельку, как правило, именно она и подходит, а крайние справа выводы просто висят. Я пользовался обычным программатором «PonyProg» .

Следует учесть при пограммировании РІС важно не затереть калибровочную константу внутреннего генератора чипа ибо внешний кварц здесь не используется. Она записана в последней ячейке (адресе) памяти процессора. Если использовать IcProg, выбрав тип МК, то в окне – «Адрес программного кода» в последней строке обозначенной адресом — 03F8 крайние справа четыре символа и есть указанная индивидуальная константа. (Если микросхема новая и ни разу не программированная то после кучи символов 3FFF – последним будет что то типа 3454 – это самое то).

Чтобы расчет показаний вольтметра соответствовал истине, все сделать правильно и понять процесс происходящего предлагаю хоть не оптимальный но надеюсь понятный алгоритм:

Перед программированием МК, необходимо в IcProg сначала дать команду «Читать все» и посмотреть на вышеуказанную ячейку памяти – там будет значится индивидуальная константа этого чипа. Ее надо переписать на бумажку (в памяти не держать!- забудешь).
— загрузить программный файл прошивки МК – с расширением *.hex (в даном случае -«main.hex») и проверить какая константа записана в той же ячейке в данном программном продукте. Если она отличается – поставить курсор и ввести туда данные, ранее записанные на бумажке.
— нажимаем команду программировать — после появившегося вопроса типа: «использовать ли данные осцилятора из файла» – соглашаетесь. Ибо Вы уже проверили, что там то что надо.

Еще раз прошу прощения у тех, кто программирует много и так не делает, но я пытаюсь донести до начинающих информацию о достаточно важном программном элементе данного микропроцессора и не потерять его из-за разных иногда совсем непонятных, а то и необъяснимых потом ситуаций. Особенно если дрожащими от волнения руками воткнул чип в только что сооруженный и впервые соединенный с компом программатор и, волнуясь, нажимаешь кнопку программировать, а оное чудо техники начинает еще и непонятные вопросы задавать – вот тут то все неприятности и начинаются.

Итак, если все этапы пройдены верно, – микросхема МК готова к использованию. Дальше дело техники.
От себя хочу добавить, что транзисторы здесь не критичные – подходят любые р-n-р структуры, в т.ч. советские, в пластмассовом корпусе. Я использовал выпаянные из импортной бытовой техники после проверки на соответствие структуры проводимости. В этом случае присущ еще один нюанс – расположение вывода базы транзистора может быть по середине корпуса или с краю. Для работы схемы это безразлично, нужно только соответственно формировать выводы при пайке. Постоянные резисторы для делителя напряжения – именно указанного номинала. Если найти импортный подстроечный резистор на 50 кОм не удастся, то советского производства желательно взять чуточку больше — 68 кОм, а 47 кОм брать не рекомендую ибо в случае одновременного совпадения пониженных номиналов — потеряется расчетное соотношение сопротивлений делителя напряжения, которое может быть трудно исправить подстоечником.

Как я уже писал у моего блока питания два плеча – поэтому сделал сразу два вольтметра на одной плате, а индикаторы вывел на отдельную плату для экономии места на лицевой панели. Развел под обычные элементы. Файлы с разводкой плат, исходник и hex прилагаются в архиве. У Вас — SMD, то переделать ее не трудно, если надо обращайтесь.

Для тех, кто захочет повторить этот вольтметр и имеет, как у меня, двухполярный блок питания с общей средней точкой — напоминаю о необходимости питания обоих вольтметров от двух отдельных (гальванически разделенных) источников. Скажем — отдельных обмоток сылового трансформатора или, как вариант – импульсный преобразователь, но обязательно с двумя обмотками по 7 Вольт (нестабилизированных). Для тех, кто будет делать «импульсник»: ток потребления вольтметра от 70 до 100 мА в зависимости от размера и цвета индикатора. Иначе никак ибо на порт МК нельзя подавать отрицательное напряжение.
Если кому понадобится и схема преобразователя, спрашивайте на форуме, я сейчас над этим вопросом работаю.

Архив с нужными даными и печатками в SLayout-5rus:

▼

⚖ 33,04 Kb ⋅ ⇣ 745

Доработка амперметра переменного тока — RadioRadar

Электромагнитные амперметры Э8025, Э8030, Э8031 обычно рассчитаны на измерение переменного тока в несколько десятков ампер. Они неприхотливы в эксплуатации, долговечны, не требуют обслуживания, не нуждаются в источнике питания. Для обычного домашнего применения такие измерители малоэффективны, поскольку бытовые электроприборы нечасто по отдельности или даже суммарно потребляют ток более 10. ..15 А. Однако если необходимо часто измерять переменный ток в сети 50 Гц меньшей силы, то такие амперметры несложно сделать более чувствительными.

Доработке подвергся амперметр Э8030, изначально рассчитанный на измерение переменного тока 20…50 А.

Для этого амперметр разбирают и с металлического основания снимают каркас с катушкой. Последняя намотана многослойной медной лентой и состоит из трёх витков. Вместо неё наматывают новую обмотку, которая должна содержать 37 витков жгута из свитых вместе десяти отрезков провода ПЭВ-2 0,27 или другого аналогичного (рис. 1). С такой катушкой амперметр будет измерять переменный ток 2…5 А (это значение выбрано, чтобы не изготавливать новую шкалу, но может быть и другим). При установке катушки на металлический каркас прибора не забудьте установить овальный металлический регулировочный рычаг (рис. 2,внизу справа).

Рис. 1. Новая обмотка катушки

 

Рис. 2. Овальный металлический регулировочный рычаг

 

Для калибровки прибора удобно применить понижающий трансформатор с габаритной мощностью от 90 В·А и вторичной обмоткой на 12 В. К ней подключают последовательную цепь, составленную из калибруемого прибора, образцового амперметра переменного тока и нагрузки, в качестве которой могут быть использованы лампы накаливания, мощные постоянные резисторы или реостат. У переделываемого амперметра середина шкалы соответствует значению около 3 А. Установив в цепи такой ток, переводят регулировочный рычаг в среднее положение и, отматывая поштучно витки с катушки, подводят стрелку амперметра к отметке шкалы 3 А. Добившись этого и увеличив ток в цепи до 5 А, перемещением регулировочного рычага устанавливают стрелку на соответствующую отметку шкалы. Обе регулировки частично взаимозависимы, поэтому их придётся повторить несколько раз. Для перемещения регулировочного рычага следует использовать немагнитный инструмент.

Закончив калибровку, выводы катушки максимально укорачивают и припаивают к контактным винтам. Готовую катушку необходимо пропитать лаком ХВ-784 или аналогичным. Вид амперметра в сборе показан на рис. 3.

Рис. 3. Вид амперметра в сборе

 

Такие измерители удобно применять для контроля работы различного оборудования в домашней мастерской, гараже. Например, можно вовремя отследить перегрузку в работе металло- и деревообрабатывающих станков.

Для переделки амперметров на больший ток число витков катушки пропорционально уменьшают, а суммарное сечение обмоточного провода увеличивают. Падение напряжения переменного тока на амперметре при переделке его на предел 5 А должно быть не более 0,3 В, т. е. рассеиваемая измерительной катушкой мощность не должна превышать 1,5 Вт. Иначе катушку следует перемотать проводом с большим сечением по меди. При эксплуатации таких и подобных амперметров следует учитывать, что они являются источником акустического шума, он тихий, но в ночное время в жилом помещении может быть заметен.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.

Амперметр автомобильный на светодиодах своими руками. Цифровой амперметр на светодиодах в столбик. Устройство фазочувствительных модификаций

В сборке которой поможет кит-набор, ссылка на него будет в конце статьи. Данный амперметр пригодится для различных самоделок, где нужно контролировать ампераж. Корпус радиоконструктора выполнен специально с защелками для установки на щиток или панель, что является несомненным плюсом.

Перед прочтением статьи предлагаю посмотреть видеоролик с подробным процессом сборки и проверкой в работе кит-набора.

Для того, чтобы сделать амперметр своими руками, понадобится:

* Кит-набор
* Паяльник, флюс, припой
* Мультиметр
* Приспособление для пайки «третья рука»
* Крестовая отвертка
* Бокорезы

Шаг первый.

Весь монтаж будет производиться на печатной плате, на которой нанесена маркировка всех компонентов, так что в данном случае инструкция не нужна, само качество изготовления платы на высоком уровне, также она имеет металлизированные отверстия.

Помимо самой платы здесь имеется не так много радиодеталей, таких как, конденсаторы, микросхема и панелька под нее, корпус с красным светофильтром и другие компоненты.

Разобравшись с комплектом кит-набора, переходим непосредственно к сборке.

Шаг второй.

Первым делом на плату устанавливаем резисторы. Для установки резисторов необходимо измерить их номиналы, сделать это можно при помощи мультиметра, цветовой маркировки с справочной таблицей или онлайн-калькулятора. Определив сопротивление каждого резистора, устанавливаем их на свои места, согласно маркировке на плате, с обратной стороны загинаем выводы, чтобы при пайке детали не выпали.

После установки резисторов переходим к конденсаторам, устанавливаем полярные и неполярные конденсаторы, полярные ставим с соблюдением полярности, плюс это длиная ножка, минус-короткая, также минус на плате обозначен заштрихованным полукругом.

Керамические неполярные конденсаторы вставляем согласно цифровой маркировке на их корпусе и на самой плате. Далее вставляем диоды, на плате один их них выделен жирной полоской, которая также нанесена черным на корпусе диода, остальные три все одинаковые и перепутать их не получится, а затем ставим индуктивность.

Шаг третий.

Теперь закрепляем плату в приспособлении для пайки «третья рука» и наносим флюс на контакты, после чего припаиваем их при помощи паяльника, добавляя припой по мере необходимости.

Далее при помощи бокорезов откусываем лишнюю часть выводов, чтобы в дальнейшем они не мешали. При удалении выводов бокорезами будьте аккуратны, так как дорожки на плате держатся не очень крепко и есть возможность их нечаянно оторвать.
После этого устанавливаем оставшиеся элементы. Вставляем на плату панельку для установки микросхемы, ориентируясь по ключу, затем два транзистора, на плате изображена маркировка в виде их корпусов. Для калибрования прибора устанавливаем подстроечный резистор, и под подключение входа и выхода вставляем разъемы.

Припаиваем установленные радиодетали с обратной стороны платы паяльником аналогично предыдущему шагу.

Шаг четвертый.

После пайки вставляем семисегментные индикаторы на плату, ориентируясь по точке на их корпусе и на маркировке платы, но перед этим очищаем плату от остатков флюса, для этого отлично подойдет растворитель или бензин «калоша».

Закрепляем плату в «третьей руке» , наносим флюс и припаиваем выводы индикаторов, при этом стараемся не перегревать их.

Удалять выводы на данном этапе не нужно, так как они не мешают.

Вставляем микросхему, ориентируясь по ключу в виде полукруглой выемки на ее корпусе, а также на самой плате.

Отклеиваем защитные пленки с семисегментных индикаторов.

Затем устанавливаем собранную плату в корпус с светофильтром красного цвета, который служит антибликом.

Плату закрепляем в корпусе с помощью четырех винтиков их комплекта, вкручиваем их крестовой отверткой.

Вот и готов кит-набор, теперь его можно проверить в действии.

Шаг пятый.

Чтобы проверить данный радиоконструктор необходимо подсоединить провода к питанию, для этого будет достаточно аккумуляторной батареи типа 18650, а тестируемое устройство подсоединяем в разрыв к входу прибора.

В данной статье приводится описание простого вольтметра, индикатором которого являются двенадцать светодиодов. Данный позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении не превышает 2 процентов.

Наиболее подходящая область применения данного светодиодного вольтметра-индикатора — это использование в регулируемых блоках питания. Если под рукой имеются все необходимые радиодетали, то схему возможно собрать буквально за час-два.

Описание устройства светодиодного вольтметра

будет логический ноль, поэтому светодиоды не горят.

При подаче на вход вольтметра напряжения, на определенных выходах компараторов DA1…DA3 (в соответствии с уровнем на напряжения на неинвертирующих выводах ОУ) появится низкий логический уровень.

Как следует из принципиальной схемы, при различных уровнях напряжения на входах интегральных микросхем DD1…DD3, на их выходах устанавливается высокий логический уровень, в результате чего начинает светиться соответствующий светодиод. Для ограничения напряжения на входе вольтметра до 12 вольт в схему включен стабилитрон VD2.

Детали светодиодного вольтметра

В схеме в качестве компараторов использованы ОУ LM324. Их применение способствовало снижению общего числа микросхем и прочих радиоэлементов для сопряжения аналоговой части схемы с интегральными микросхемами. Конденсаторы — КМ. Все сопротивления — МЛТ-0,125, МЛТ-0,25.

Светодиоды HL1 — HL12 можно применить АЛ307. Интегральный стабилизатор напряжения DA5 78L12 возможно заменить на КРЕН8Б или 7812. Стабилитрон VD2 можно поменять на КС212 с буквой Е или Ж. Схема вольтметра запитана от нестабилизированного источника постоянного напряжения от 13 до16 вольт с током нагрузки не ниже 12 мА.

Источник Радиоаматор, 8/2001

Схема бортового автомобильного вольтметра с
индикацией на приведена на рисунке ниже:

Прибор представляет собой шестиуровневый линейный
индикатор, в интервале от 10 до 15 вольт. DA1, на К142ЕН5Б на выводе 8, выдает
напряжение 6 вольт для питания цифровой микросхемы DD1 типа
К561ЛН2. Инверторы микросхемы К561ЛН2 служат пороговыми элементами,
представляя собой нелинейные усилители напряжения, а резисторы R1 –
R7 задают смещение на входах этих элементов. входное напряжение инвертора превысит пороговый
уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня,
светодиод на выходе соответствующего инвертора будет светиться.

Печатная плата бортового светодиодного вольтметра со
схемой расположения деталей на ней, размером 80х45 мм изображена на
рисунках ниже:

При налаживании бортового светодиодного вольтметра,
вместо аккумулятора подключают лабораторный стабилизированный
источник на 10 вольт, установив временно
подстроечный резистор, вместо резистора R1. Изменяя сопротивление
R1, добиваются момента включения светодиода HL1. Остальные уровни
устанавливаются автоматически. При детальной проверке остальных
уровней, уточняются сопротивления R2 – R6, соответственно.

♦ В предыдущей статье: для контроля зарядного тока применяется амперметр на 5 — 8 ампер.

Амперметр довольно дефицитная вещь и не всегда подберешь его на такой ток. Попробуем изготовить амперметр своими руками.
Для этого потребуется стрелочный измерительный прибор магнитно-электрической системы на любой ток полного отклонения стрелки по шкале.

Необходимо посмотреть, чтоб у него не было внутреннего шунта или добавочного сопротивления для вольтметра.
♦ Измерительный стрелочный прибор имеет внутреннее сопротивление подвижной рамки и ток полного отклонения стрелки. Стрелочный прибор может использоваться как вольтметр (добавочное сопротивление включается последовательно с прибором)
и как амперметр (добавочное сопротивление включается параллельно с прибором)
.

♦ Схема для амперметра справа на рисунке.

Добавочное сопротивление — шунт
рассчитывается по специальным формулам… Мы же изготовим его практическим путем, применив только калибровочный амперметр на ток до 5 — 8 ампер
, или применив тестер, если он имеет такой предел измерения.

♦ Соберем несложную схему из зарядного выпрямителя, образцового амперметра, провода для шунта и заряжаемого аккумулятора. Смотрите рисунок…

♦ В качестве шунта можно использовать толстый провод из стали или меди. Лучше всего и проще, взять тот же провод, каким наматывалась вторичная обмотка, или чуть-чуть потолще.

Необходимо взять отрезок медного или стального провода длиной около 80
сантиметров, снять с него изоляцию. На двух концах отрезка сделать колечки для болтового крепления. Включить этот отрезок последовательно в цепь с образцовым амперметром.

Один конец от нашего стрелочного прибора припаять к концу шунта, а другим проводить по проводу шунта. Включить питание, установить регулятором или тумблерами ток заряда по контрольному амперметру — 5 ампер.

Начиная от места пайки, другим концом от стрелочного прибора проводить по проводу. Установить одинаковые показания обоих амперметров. В зависимости от сопротивления рамки вашего стрелочного прибора, разные стрелочные приборы будут иметь разную длину провода шунта, иногда до одного метра.
Это конечно не всегда удобно, но если у вас будет свободное место в корпусе, можно аккуратно разместить.

♦ Провод шунта можно смотать в спираль как на рисунке, или еще как нибудь по обстоятельствам. Витки немного растянуть, чтоб не касались друг друга или надеть колечки из хлорвиниловой трубочки по всей длине шунта.

♦ Можно предварительно определить длину провода шунта, а потом вместо голого применить провод в изоляции и намотать уже в навал на заготовку.
Подбирать надо тщательно, проделывая все операции несколько раз, тем точнее будут показания вашего амперметра.
Соединительные провода от прибора необходимо обязательно припаивать непосредственно к шунту, иначе будут неправильные показания стрелки прибора.

♦ Соединительные провода могут быть любой длины, а потому шунт может быть расположен в любом месте корпуса выпрямителя.
♦ Необходимо подобрать шкалу к амперметру. Шкала у амперметра для измерения постоянного тока равномерная.

Простой цифровой вольтметр своими руками. Стрелочный вольтметр

Цифровой амперметр на светодиодах – удобный способ отображения информации, при котором имеет значение не только модуль измеряемой величины (что, кстати, значительно удобнее определять не по отклонению стрелочного индикатора, а по величине столбчатой диаграммы, или при помощи мини-дисплея), но и частоту изменения этого параметра.

Описание схемы

Светодиоды не отличаются большой мощностью, но использовать их в слаботочных электрических цепях допустимо и целесообразно. В качестве примера можно рассмотреть схему получения цифрового амперметра для определения силы тока в аккумуляторной батарее автомобиля, при номинальном диапазоне значений в 40…60 мА.

Вариант внешнего вида амперметра на светодиодах в столбик

Количество использованных светодиодов определит пороговое значение тока, при котором в работу будет включаться один из светодиодов. В качестве операционного усилителя можно использовать LM3915, либо подходящий по параметрам микроконтроллер. На вход будет подаваться напряжение через любой низкоомный резистор.

Удобно отражать результаты измерения в виде столбчатой диаграммы, где весь, практически используемый диапазон тока будет разделяться на несколько сегментов по 5…10 мА. Плюсом LED является то, что в схеме можно использовать элементы разного цвета – красного, зелёного, синего и т. д.

Для работы цифрового амперметра потребуются следующие компоненты:

1. Микроконтроллер типа PIC16F686 с АЦП на 16 бит.
2. Настраиваемые джамперы для выхода конечного сигнала. Можно, как альтернативу, применить DIP-переключатели, которые используются в качестве электронных шунтов или сигнальных замыканий в обычных электронных цепях.
3. Источник питания постоянного тока, который рассчитан на рабочее напряжение от 5 до 15 В (при наличии стабильного напряжения, что контролируется вольтметром, подойдёт и 6 В).
4. Контактная плата, где можно разместить до 20 светодиодов типа SMD.

Электрическая схема амперметра на LED источниках

Последовательность размещения и монтажа амперметра

Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности
.

Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10 х от обычной сварочной маски).

Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.

Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:

Как настраивать регулировочный резистор

Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.

Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.

Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.

Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.

В статье описан вольтметр, с пределом измерения 50 вольт, сделанный на PIC16F676 или как использовать АЦП этого микроконтроллера.

Схема

На резисторах R1 и R2 собран делитель напряжения, многооборотный построечный резистор R3 служит для калибровки вольтметра. Конденсатор C1 защищает вольтметр от импульсной помехи и сглаживает входной сигнал. Стабилитрон VD1 служит для ограничения входного напряжения на входе микроконтроллера, что бы вход МК не сгорел при превышении напряжения по входу.

На транзисторе VT1 (КТ3102 или SMD вариант BC847) и резисторах R11, R12 и R13 собран инвертирующий элемент, который зажигает точку на индикаторе вместе со вторым разрядом.

В схеме применён индикатор с общим анодом BA56-12GWA, который через токоограничивающие резисторы подключен к МК. Этот индикатор отличается низким потреблением тока. При использование более мощных (крупнее сегменты или другого цвета) индикаторов рекомендуется поставить ключи на аноды.

В бесконечном цикле постоянно происходит получение данных с АЦП, их преобразование и вывод на 7-ми сегментный индикатор в режиме ШИМа.

Печатка

Настройка вольтметра производиться с помощью подстроечного резистора R3 (желательно применить многооборотник).

.


Внимание

У некоторых программаторов была обнаружена проблема в порче микроконтроллеров. Это выражается в том, что они затирают заводскую калибровочную константу внутренней RC цепочки, после чего МК начинает работать некорректно или перестаёт работать вообще. Поэтому перед прошивкой микроконтроллера сначала прочитайте его память и выпишите последние слово (2 байта) из flash памяти контроллера. После прошивки проверьте, сохранилась ли значение, если нет, то прошейте контроллер, но уже с ранее выписанной калибровочной константой.

Прошивки

Представляю вам новые от 10 апреля 2012 года, версии прошивок вольтметра V3.2. Убран первый разряд, если он равен 0 и в 100В версии установлено максимальное значение индикатора 99,9В.

Общий анод:

Общий катод:

Проверенная версия прошивки V3. 1 — убрано мерцание индикатора.

Общий анод:

Общий катод:

Старые версии прошивок (общий анод):

Добавлены новые прошивки 10.04.2012

А теперь немного практики, что можно сделать из этой схемы, вот один из вариантов….

В печатку включена подсветка пиктограмм согласно моего прибора.


Перенос дорожек для травления

На фотографии пример использования фотобумаги. Как видно тонер переносится весь и без размачивания. Бумага просто отлетает.

Дальше травление и лужение дорожек


готовая

Спустя часик плата была собрана. При разводке платы было принято решение сделать экран как и микроконтроллер разборным в гнезде а не впаивать.

Идея получилась очень удачной так как при обычном монтаже экран занимал 50% места на печатной плате. При монтаже в гнездо, экран разместился на высоте 8-10 мм над печатной платой что дало возможность разместить под ним полноценный стабилизатор напряжения и некоторые радиоэлементы. Это хорошо видно на следующих фотографиях.


Размещение радиодеталей

вид сверху с экраном

А вот именно в этот корпус нам и нужно вместить этот прибор.


корпус прибора ваз 2106

Лицевую панель изготовил тем же методом. коробка с диска и вырезанная в рекламном агентстве пленка с пиктограммами.


Лицевая панель

Позже я решил отказаться от крепления лицевой части к плате винтами и остановился на пленке. Надежность тут не нудна нужно чтобы просто панель не сместилась относительно экрана при сборке прибора.


Для фиксации платы в корпусе и предотвращению замыкания платы на корпус отрезал кусочек вибро- или шумоизоляции и проклеил им окружность низа корпуса.


Отрезок для поклейки

Поклейка

Вот вид собранной платы с лицевой панелью.


Вот так центрируется устройство в корпусе.


Вольтметр автомобильный — это полезное устройство, позволяющее автомобилисту всегда знать о том, какое напряжение в бортовой сети его транспортного средства. Многих автолюбителей сегодня интересует вопрос, как соорудить такой девайс самостоятельно в домашних условиях. Ниже вы сможете найти пошаговую инструкцию по изготовлению прибора своими руками.




Характеристика автомобильного вольтметра


Как сделать вольтметр? Как правильно должен подключаться сделанный электронный вольтметр в прикуриватель, какая схема подключения? Для начала давайте ознакомимся с основными характеристиками устройства.

Описание устройства


Как мы уже сказали, цифровой вольтметр предназначен для измерения напряжения. Аналоговое устройство представляет собой девайс, оснащенный стрелочным указателем, а также шкалой. На сегодняшний день такие устройства используются очень редко, в последнее время все большую популярность набирают цифровые девайсы.

Виды


Что касается непосредственно видов, то в продаже можно найти либо простые устройства, либо комбинированные.

1. Простой.
   Такой девайс характеризуется сравнительно небольшими размерами, в результате чего его монтаж допускается фактически в любом место транспортного средства. Поэтому обычно подключение вольтметра такого типа производится в прикуриватель. Таким образом, девайс позволяет производить мониторинг состояния уровня напряжения аккумуляторной батарее как при заглушенном, так и при заведенном двигателе. Если вы решили установить вольтметр своими руками, то вам будет полезно знать, что при заглушенном моторе напряжение должно составлять 12.5 вольт, в то время как на заведенном — 13.5-14.5 вольт.
   В том случае, если данный параметр будет более высоким или низким, потребуется произвести диагностику бортовой сети машины. Вольтметр в авто будет незаменимым, будь то стрелочный вариант или цифровой автомобильный, станет незаменимым атрибутом для тех, кто любит отдыхать на природе. С его помощью вы всегда будете знать, какое напряжение в сети вашего транспортного средства и как не допустить его снижения ниже нормы. Ни для кого не секрет, что ориентироваться на штатные сигнализаторы о разряде АКБ — это не совсем правильно, поскольку такие устройства обычно предупреждают водителя тогда, когда предпринимать какие-то действия уже поздно. Схема вольтметра может быть подключена к специальному выносному дисплею, который можно установить в любом месте автомобиле, например, прямо в центральную консоль.
2. Комбинированный.
   Что касается комбинированных приборов, то они могут быть дополнительно оснащены термометрами, тахометрами, амперметрами и т.д. Благодаря термометру водитель всегда сможет знать, какая температура в салоне авто или на улице, в моторном отсеке транспортного средства. С помощью тахометра у автолюбителя всегда будет возможность мониторинга количества оборотов мотора. Как правило, если вы покупаете комбинированный гаджет с тахометром, в комплекте должны идти все необходимые датчики, которые позволяют производить замер данного показателя от 50 градусов мороза до 120 градусов тепла. В целом процедура монтажа прибора такого типа в свою автомобиль — не особо сложная процедура, с которой вполне можно справиться своими силами.

Руководство по изготовлению самодельного вольтметра в авто


Схема


Итак, если вы решили соорудить вольтметр автомобильный из калькулятора, светодиодный из ламп или любой другой, вы должны как минимум разбираться в этой теме. Ламповый вольтметр или вольтметр на светодиодах можно приобрести в любом тематическом магазине автоэлектроники. Но если вы решили все сделать своими руками, то учтите, что просто взять плату и установить ее в авто — не выход, нужна определенные познания в области электроники. Мы рассмотрим пример схемы цифрового девайса в автомобиле, в частности, вольтметр на pic16f676. Ниже приведена схема устройства с пределом измерения 50 вольт, этого вполне достаточно.

На двух резисторах — R1 и R2 — обустроен делитель напряжения, а элемент R3 предназначен для калибровки девайса. Еще один компонент С1 (конденсатор) используется для защиты системы от сигнальных помех, также он позволяет сглаживать входной импульс. VD1 — это стабилитрон, предназначенный для ограничения уровня входного напряжения на входе контроллера, его использование необходимо для того, чтобы вход МК не сгорел, когда напряжение в сети увеличится.

Инвертирующий компонент девайса собран на резисторах R11-R13, а также транзисторе VT1. Инвертор зажигает точку непосредственно на самом индикаторе вместе со вторым разрядом. К МК подключается индикатор с анодом, характеризующийся минимальным потреблением тока. Что касается непосредственно настройки девайса, то она осуществляется при помощи подстроечного резистора R3 (автор видео о том, как своими руками соорудить вольтметр — Руслан К).

Подключение своими руками


Чтобы подключить вольтметр на микроконтроллере в свой автомобиль самостоятельно, для начала следует определиться с местом монтажа. Установка осуществляется в любом удобное для водителя место. В нашем случае мы установим вольтметр в машину в центральную консоль.

Процесс описан на примере автомобиля ВАЗ 2113:

1. Произведите демонтаж пластиковой накладки справа от панели приборов, над магнитолой. В случае с ВАЗ 2113 эта пластмасса снимается без проблем, крепится она на пластиковых фиксаторах, поэтому при демонтаже будьте осторожны, чтобы не повредить их.
2. Используя электрический лобзик, вам необходимо прорезать прямоугольное отверстие на заглушке. Вырезайте отверстие в соответствии с размерами дисплея вашего вольтметра — устройство должно идеально подходить для прорезанного отверстия.
3. С обратной стороны пластиковой заглушки произведите установку девайса. Для начала его можно зафиксировать при помощи обычных канцелярских резинок. Разумеется, ездить так вы не будете, ведь это совсем не эстетично и только испортит вид в салоне авто. Поэтому свободное пространство с обратной стороны необходимо будет залить специальным сантехническим герметиком, чтобы плата хорошо держалась на заглушке. Когда вольтметр схватится, резинки можно убрать.
4. Чтобы подключить устройство к бортовой сети, можно использовать специальный разъем от блока питания компьютера. Он может подойти, а может и не подойти — если не подошел, придется прибегнуть к пайке. Установите обратно пластмассовую заглушку вокруг дисплея можно дополнительно установить рамку, чтобы улучшить внешний вид экрана. Важно, чтобы вольтметр не отвлекал водителя во время езды, поэтому если свет цифр слишком яркий, с этим необходимо что-то сделать. Можно затемнить экран с помощью обычного лака либо небольшого кусочка тонировочной пленки.
5. Подключить устройство можно либо напрямую к аккумулятору, чтобы вольтметр функционировал всегда, либо к зажиганию. Второй вариант более приемлемый, в этом случае девайс будет активироваться при включении автомагнитолы, то есть вы всегда сможете следить за состоянием напряжения при включенной аудиосистеме.

Видео «Установка цифрового вольтметра своими руками»


Подробнее о том, как осуществляется монтаж цифрового вольтметра своими силами, вы можете узнать из видео ниже (автор видео — Авто мир).

Амперметры — это устройства, которые используются с целью определения силы тока в цепи. Цифровые модификации изготавливаются на базе компараторов. По точности измерения они различаются. Также важно отметить, что приборы могут устанавливаться в цепи с постоянным и переменным током.

По типу конструкции различают щитовые, переносные, а также встроенные модификации. По назначению есть импульсные и фазочувствительные устройства. В отдельную категорию выделены селективные модели. Для того чтобы более подробно разораться в приборах, важно узнать устройство амперметра.

Схема амперметра

Обычная схема цифрового амперметра включает в себя компаратор вместе с резисторами. Для преобразования напряжения применяется микроконтроллер. Чаще всего он используется с опорными диодами. Стабилизаторы устанавливаются только в селективных модификациях. Для увеличения точности измерений используются широкополосные фильтры. Фазовые устройства оснащаются трансиверами.

Модель своими руками

Собрать цифровой амперметр своими руками довольно сложно. В первую очередь для этого потребуется качественный компаратор. Параметр чувствительности должен составлять не менее 2.2 мк. Минимальное разрешение он обязан выдерживать на уровне в 1 мА. Микроконтроллер в устройстве устанавливается с опорными диодами. Система индикации подсоединяется к нему через фильтр. Далее, чтобы собрать цифровой амперметр своими руками нужно установить резисторы.

Чаще всего они подбираются коммутируемого типа. Шунт в данном случае должен располагаться за компаратором. Коэффициент деления прибора зависит от трансивера. Если говорить про простую модель, то он используется динамического типа. Современные устройства оснащаются сверхточными аналогами. Источником стабильного тока может выступать обычная батарейка литий-ионного типа.

Устройства постоянного тока

Цифровой амперметр постоянного тока выпускается на базе высокочувствительных компараторов. Также важно отметить, что в приборах устанавливаются стабилизаторы. Резисторы подходят только коммутируемого типа. Микроконтроллер в данном случае устанавливается с опорными диодами. Если говорить про параметры, то минимальное разрешение устройств равняется 1 мА.

Модификации переменного тока

Амперметр (цифровой) переменного тока можно сделать самостоятельно. Микроконтроллеры у моделей используются с выпрямителями. Для увеличения точности измерения применяются фильтры широкополосного типа. Сопротивление шунта в данном случае не должно быть меньше 2 Ом. Чувствительность у резисторов обязана составлять 3 мк. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Также важно отметить, что для сборки понадобится триод. Припаивать его необходимо непосредственно к компаратору. Допустимая ошибка приборов данного типа колеблется в районе 0.2 %.

Импульсные приборы измерения

Импульсные модификации отличаются наличием счетчиков. Современные модели выпускаются на базе трехразрядных устройств. Резисторы используются только ортогонального типа. Как правило, коэффициент деления у них равняется 0.8. Допустимая ошибка в свою очередь составляет 0.2%. К недостаткам устройств можно отнести чувствительность к влажности среды. Также их запрещается использовать при минусовых температурах. Самостоятельно собрать модификацию проблематично. Трансиверы в моделях применяются только динамического типа.

Устройство фазочувствительных модификаций

Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В. Параметр допустимой ошибки у моделей колеблется в районе 0.2%. Счетчики в устройствах применяются только двухразрядного типа. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Повышенной влажности амперметры данного типа не боятся. У некоторых модификаций имеются усилители. Если заниматься сборкой устройства, то потребуются коммутируемые резисторы. Источником стабильного тока может выступать обычная литий-ионная батарейка. Диод в данном случае не нужен.

Перед установкой микроконтроллера важно припаять фильтр. Преобразователь для литий-ионной потребуется переменного типа. Показатель чувствительности у него находится на уровне 4.5 мк. При резком в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в данном случае зависит от пропускной способности компаратора. Минимальное давление приборов данного типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.

Схема селективных устройств

Селективный цифровой амперметр постоянного тока изготавливается на базе компараторов с высокой пропускной способностью. Допустимая ошибка моделей равняется 0.3 %. Работают устройства по принципу одностадийного интегрирования. Счетчики используются только двухразрядного типа. Источники стабильного тока устанавливаются за компаратором.

Резисторы применяются коммутируемого типа. Для самостоятельной сборки модели потребуются два трансивера. Фильтры в данном случае могут значительно повысить точность измерений. Минимальное давление приборов лежит в районе 23 кПа. Резкое падение напряжения наблюдается довольно редко. Сопротивление шунта, как правило, не превышает 2 Ом. Токоизмерительная частота зависит от работы компаратора.

Универсальные приборы измерений

Универсальные приборы измерений подходят больше для бытового использования. Компараторы в устройствах часто устанавливаются не большой чувствительности. Таким образом, допустимая ошибка лежит в районе 0.5%. Счетчики используются трехразрядного типа. Резисторы применяются на базе конденсаторов. Триоды встречаются как фазового, так и импульсного типа.

Максимальное разрешение приборов не превышает 12 мА. Сопротивления шунта, как правило, лежит в районе 3 Ом. Допустимая влажность для устройств составляет 7 %. Предельное давление в данном случае зависит от установленной системы защиты.

Щитовые модели

Щитовые модификации производятся на 10 и 15 В. Компараторы в устройствах устанавливаются с выпрямителями. Допустимая ошибка приборов составляет не менее 0.4 5. Минимальное давление устройств равняется около 10 кПа. Преобразователи применяются в основном переменного типа. Для самостоятельной сборки устройства не обойтись без двухразрядного счетчика. Резисторы в данном случае устанавливаются со стабилизаторами.

Встраиваемые модификации

Цифровой встраиваемый амперметр выпускается на базе опорных компараторов. у моделей довольно высокая, и допустимая погрешность равняется около 0.2 %. Минимальное разрешение приборов не превышает 2 мА. Стабилизаторы используются как расширительного, так и импульсного типа. Резисторы устанавливаются высокой чувствительности. Микроконтроллеры часто применяются без выпрямителей. В среднем процесс преобразования тока не превышает 140 мс.

Модели DMK

Цифровые амперметры и вольтметры данной компании пользуются большим спросом. В ассортименте указанной фирмы имеется множество стационарных моделей. Если рассматривать вольтметры, то они выдерживают максимальное давление 35 кПа. В данном случае транзисторы применяются тороидального типа.

Микроконтроллеры, как правило, устанавливаются с преобразователями. Для лабораторных исследований устройства данного типа подходят идеально. Цифровые амперметры и вольтметры этой компании производятся с защищенными корпусами.

Устройство Торех

Указанный амперметр (цифровой) производится с повышенной проводимостью тока. Максимальное давление устройство выдерживает в 80 кПа. Минимальная допустимая температура амперметра равняется -10 градусов. Повышенной влажности указанный не боится. Устанавливать его рекомендуется рядом с источником тока. Коэффициент деления равняется только 0.8. Максимальное давление амперметр (цифровой) выдерживает в 12 кПа. Потребляемый ток устройства составляет около 0.6 А. Триод используется фазового типа. Для бытового использования данная модификация подходит.

Устройство Lovat

Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2.2 мк. Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно. Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом. Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.

Модель DigiTOP

Этот постоянного тока выпускается с опорными диодами. Счетчик в нем предусмотрен двухразрядного типа. Проводимость компаратора находится на отметке в 3.5 мк. Микроконтроллер применяется с выпрямителем. Чувствительность тока у него довольно высокая. Источником питания выступает обычная батарейка.

Резисторы используются в приборе коммутируемого типа. Стабилизатор в данном случае не предусмотрен. Триод установлен только один. Непосредственно преобразование тока происходит довольно быстро. Для бытового использования этот прибор подходит хорошо. Фильтры для увеличения точности измерения предусмотрены.

Если говорить про параметры вольтметра-амперметра, то важно отметить, что рабочее напряжение находится на уровне 12 В. Потребление тока в данном случае равняется 0.5 А. Минимальное разрешение представленного прибора составляет 1 мА. Сопротивление шунта располагается на отметке в 2 Ом.

Коэффициент деления вольтметра-амперметра только 0. 7. Максимальное разрешение указанной модели составляет 15 мА. Непосредственно процесс преобразования тока занимает не более 340 мс. Допустимая ошибка указанного прибора располагается на уровне в 0.1 %. Минимальное давление система выдерживает в 12 кПа.

И то, что ко всему привыкаешь и то, что с кем поведешься от того и наберешься — прописные истины. Вот и я привык к своему мультиметру и когда его кто-то хватает (извините, берёт попользоваться) — меня «жаба душит». Сказать ничего не могу, это от меня домочадцы подцепили некоторое количества вируса радиолюбительства и теперь имеют потребность померить напряжение батареек в пульте, аккумулятора в телефоне и т.д. Терпел. Пока не услышал, что некоторые граждане заинтересовались напряжением в розетках.

Откуда появилась эта измерительная головка уже не помню, но всегда считал её «убитой в ноль» — ошибался. При проверке выяснилась её полная адекватность. Вот только внешний вид…

Разобрал по максимуму. Корпус отмыл, верхнюю часть подклеил. Со шкалы кончиком лезвия маленького канцелярского ножа соскрёб лишние нолики. Получилась шкала на 15 вольт. Вместо сопротивления на 150к запаял в колодку перемычку. Отломанный кончик стрелки вернул на место при помощи кусочка изоляции и клея.

Стрелка, конечно, нуждалась в балансировке. Сделал по следующей технологии уравновешивания стрелки имеющимися противовесами с капельками припоя на них (двигаем хорошо разогретым паяльником, эти самые капельки).

1. Куда двигать
   — стрелку располагаем горизонтально и смотрим, что перевешивает, если стрелка, то каплю передвинуть от центра. Если противовес — то каплю к центру.
2. Какую каплю двигать
   — стрелку располагаем вертикально.
• а) нужно двигать «к центру». Стрелка отклонилась вправо — двигаем правую каплю. Влево — левую.
• б) нужно двигать «от центра». Стрелка отклонилась вправо — двигаем левую каплю. Влево — правую.

Имеющиеся углубления в верхней части корпуса заполнил при помощи паяльника пластмассой и выровнял напильником, затем мелкой и потом самой мелкой шкуркой, наконец, покрасил и вставил в неё на клей вырезанное стекло. Покрасил и внутреннюю металлическую планку (чтоб всё в цвет), просушил и собрал.

Внешний шарм появился. А для придания технического изыска дополнил измерительную головку переключателем на три положения и тремя резисторами.

Измерительная головка стала обладательницей трёх пределов измерения: на 3, 15 и 30 вольт. Вот картинка печатной платы и схемы по совместительству:

Остановлюсь на моменте сборки. Как оказалось, научиться выколупывать компаунд из зазора между нижней и верхней частями измерительных головок и тем самым их разъединять не проблема, проблема их соединить. Ну не заморачиваться же, в самом деле, их заливкой компаундом по новой. Соединяю так:

В самом уголке сверлю отверстие несколько меньшее диаметром, чем приготовленные саморезы (исключительно алюминиевые) и… А если кого смущает возможность проникновения вовнутрь пыли, то для этого есть пластилин. По готовности измерителя (назвал его вольтметром первого уровня) проинструктировал причастных и выдал в пользование. Прибор понравился, особенно тем, что всего одна «кнопочка». В розетку просил щупы не толкать — лучше сразу гвоздики. С пожеланием успеха, Babay
.

Обсудить статью СТРЕЛОЧНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Как собрать свой собственный амперметр

Амперметр используется для измерения силы электрического тока, проходящего через определенную цепь. Они использовались в течение многих лет за счет использования катушек из проволоки и магнитного поля. Покупка универсального тестера также будет выполнять те же функции, но может быть не в рамках вашего бюджета или недоступна в вашем регионе. Вы можете легко сделать свой собственный амперметр с легкими для поиска предметами. Вот шаги, которые нужно предпринять, чтобы домовладелец, сделавший сам, мог построить свой собственный амперметр у себя дома.

Шаг 1. Отрежьте трубку и катушку ветра

После того, как вы соберете все материалы, вы можете приступить к созданию собственного амперметра. Начните с наматывания магнитного провода на трубку от туалетной бумаги. Убедитесь, что вокруг него есть не менее 100 витков. Они должны быть плотно намотаны на трубку, не сдавливая ее. Оставьте примерно 0,5 дюйма проволоки на концах.

Шаг 2 — Установите трубку на подставку

Поместите трубку на кусок картона и закрепите ее горячим клеем.Удалите концы магнитного провода кусочком наждачной бумаги, чтобы обнажить провод внутри изоляции. Вы не хотите обрезать изоляцию провода, так как вы часто надрезаете провод внутри изоляции. Это приведет к неправильной работе амперметра.

Шаг 3 — Вставьте петлю в провод

Возьмите конец магнитного провода и сформируйте на нем петлю. Конец нужно будет несколько раз перекрутить. Сделайте небольшой квадрат из алюминиевой фольги и оберните им конец, на котором вы только что образовали петлю.Прикрепите его к картонной основе с помощью маленькой кнопки. Повторите этот процесс, накрыв алюминиевой фольгой петлю провода с другим концом провода и пометьте его знаком «+».

Шаг 4 — Свяжите магниты

Вырежьте небольшие прорези в трубке от туалетной бумаги рядом с проводами. Наденьте 2 магнитных диска на резьбу с внутренней стороны трубки и подвесьте их в середине трубки. Обвяжите нить снаружи трубки. Нить должна иметь достаточно слабину в ней, чтобы диски не касались друг друга.

Шаг 5 — Поверните сборку

Теперь, когда у вас есть магниты, вы должны повернуть всю сборку так, чтобы вы могли видеть только самые края дисков. Это означает, что амперметр на нуле.

Шаг 6 — Подключение проводов

Теперь, когда у вас есть амперметр, вам нужно его опробовать. Возьмите положительный конец батареи и подключите его к проводу, который вы обозначили как положительный. Возьмите отрицательный конец батареи и подключите его к отрицательному концу магнитного провода.После того, как 2 соединения будут выполнены, вы должны увидеть вращающиеся магнитные диски внутри трубки. Если это произойдет, вы узнаете, что через ваш амперметр протекает ток.

Рабочий лист для проектирования амперметра

— электрические цепи постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу.Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: учащиеся должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не достигли бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для следования этому методу практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся. Обсудите эти проблемы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать.Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог преподавателя)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое студентам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах. Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планирует, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичных исследований , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их студенты применяли передовую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставит ваших учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Видеоурок: Устройство амперметра

Стенограмма видео

В этом видео мы собираемся
Говоря о конструкции амперметра, устройства, которое мы используем для измерения тока
в цепи.Посмотрим, как сделать
амперметр с использованием гальванометра и резистора, известного как шунтирующий резистор. И мы увидим, как рассчитать
требуемое сопротивление шунтирующего резистора в зависимости от свойств
гальванометр и величину тока, которую мы хотим измерить. Поскольку конструкция амперметра основана на
вокруг гальванометра, давайте начнем с того, что напомним себе, как гальванометр
ведет себя.

Гальванометр — это
электромеханическое устройство, которое реагирует на направление и величину
Текущий. Если мы применим разность потенциалов
к гальванометру, то возникающий ток заставляет стрелку на гальванометре
отклониться к одному концу шкалы. Если мы затем изменим полярность
эта разность потенциалов, которая меняет направление тока, затем
стрелка гальванометра отклоняется к другому концу шкалы. На данный момент мы видим, что
игла полностью направлена ​​к одному концу шкалы.Можно сказать, что это максимум
прогиб.

Но если уменьшить размер
разность потенциалов, которая уменьшает величину тока, тогда мы видим, что
игла отодвигается от конца шкалы. Мы действительно находим это для небольших
токах прогиб стрелки гальванометра пропорционален величине
тока. Это означает, что гальванометр может
эффективно измерять величину тока, пока этот ток невелик
достаточно.Обычно мы обнаруживаем, что
гальванометр достигнет полного отклонения для тока в микроампер или
область миллиампер.

Значит, если этот гальванометр дошел
полное отклонение для тока величиной 100 мкА в любом направлении, затем
он сможет точно измерить размер и направление тока до тех пор, пока
так как он был меньше 100 мкА. Так похоже на маленькие
тока, мы могли бы просто использовать гальванометр как амперметр.И если бы мы могли найти способ
расширить диапазон гальванометра, тогда мы могли бы использовать его для больших токов как
Что ж. Однако, если бы мы попытались просто использовать
гальванометр как амперметр, мы сталкиваемся с проблемой из-за того, что
гальванометр имеет собственное внутреннее сопротивление.

Чтобы показать, почему мы не можем просто использовать
гальванометр, который действует как амперметр, давайте рассмотрим эту простую схему, содержащую
просто ячейка и резистор.Здесь ячейка дает некоторую
напряжение 𝑉 на нашем резисторе, которое, можно сказать, имеет сопротивление 𝑅. И это создает ток, который
мы позвоним 𝐼. А закон Ома гласит, что
размер нашего тока равен размеру нашего напряжения 𝑉, деленному на размер
наше сопротивление 𝑅. А теперь посмотрим, что произойдет, если
мы вводим в схему гальванометр и пытаемся использовать его для измерения
текущий 𝐼. И облегчить жизнь
мы скажем, что 𝑉 и 𝑅 таковы, что 𝐼 меньше полной
ток отклонения гальванометра.

Хорошо, вот наш гальванометр
соединены последовательно с другими компонентами. Теперь, к сожалению, мы сталкиваемся с
Проблема здесь в том, что у гальванометра есть собственное сопротивление. Это означает, что как только мы
подключите его к цепи, он изменяет общее сопротивление цепи. И поэтому он меняет ток, который
мы пытались измерить в первую очередь. Так что это явно не очень
полезный. Это почти как с линейкой
который изменяет длину объекта, когда мы пытаемся его измерить. Мы можем сделать это явным в нашем
принципиальная схема путем подключения дополнительного резистора с сопротивлением G, то есть
сопротивление нашего гальванометра. И это дает понять, что
Фактически, теперь в нашей схеме два резистора.

На этом этапе полезно
напомним, что когда у нас есть резисторы, соединенные последовательно, общее сопротивление, которое
мы могли бы назвать 𝑅 T, равным сумме отдельных включенных сопротивлений.Для ясности скажем, что это
оригинальный резистор имеет сопротивление единицы. Затем мы можем написать, что общая
сопротивление цепи 𝑅 T равно 𝑅 один плюс 𝑅 G. И мы можем видеть, как это
влияет на ток в цепи, применяя к ней закон Ома как
все. Теперь разность потенциалов
примененный к схеме не изменился; это все еще 𝑉. Но сопротивление теперь равно
𝑅 один плюс 𝑅 G.А поскольку один плюс 𝑅 G больше, чем единицы, это означает
что мы делим 𝑉 на большее число, что означает, что текущий 𝐼 равен
меньше.

К счастью, есть способ справиться
с проблемой гальванометра, изменяющего ток в цепи. Мы делаем это, добавляя
второй резистор параллельно гальванометру. Когда мы добавляем параллельную ветвь к
Таким образом, мы обнаруживаем, что ток делится между двумя ветвями.Некоторые из нынешних еще пройдут
через гальванометр, а остальная часть пойдет по гальванометру через
этот новый резистор. Предлагая альтернативу
маршрут, по которому нужно следовать по цепи, мы фактически уменьшаем сопротивление цепи
в целом. Таким образом, добавление этого резистора уменьшает
общее сопротивление всего в этом желтом квадрате.

Потому что эффект этого нового
резистор состоит в том, что часть тока теперь шунтируется вокруг гальванометра, мы называем
это шунтирующий резистор.И мы можем сказать, что у него есть сопротивление
S. Если мы выберем сопротивление шунта так, чтобы его сопротивление было намного меньше, чем
гальванометра, то есть мы выбираем 𝑅 S так, чтобы оно было намного меньше 𝑅 G,
тогда мы обнаруживаем, что большая часть тока проходит через шунтирующий резистор
потому что он имеет меньшее сопротивление и через
гальванометр. Потому что большая часть заряда сейчас
течет по пути с очень низким сопротивлением, это означает, что все в
желтый прямоугольник в целом незначительно влияет на сопротивление цепи, что означает
что на ток почти не влияет.

Кроме того, потому что небольшой, но
фиксированная доля тока проходит через гальванометр, что означает
Стрелка гальванометра пропорциональна току в цепи. Итак, тщательно выбирая
сопротивление этого шунтирующего резистора, мы контролируем, как ток распределяется между
две параллельные ветви. Это означает, что мы можем убедиться, что
ток в гальванометре достаточно высок, чтобы стрелка показывала четкую
чтение, но достаточно низкое, чтобы игла не отклонялась полностью.И это базовая конструкция
принцип амперметра. При построении амперметра в этом
Кстати, важно, чтобы сопротивление шунтирующего резистора было тщательно выбрано, чтобы
получить наилучшие результаты. И найти лучшее соотношение цены и качества
это сопротивление, мы можем использовать закон Ома.

Итак, поскольку мы пытаемся найти
Сопротивление, давайте изменим закон Ома, чтобы сделать 𝑅 субъектом. Это дает нам равно 𝑉 над
𝐼.И потому что мы хотим найти
сопротивление шунтирующего резистора 𝑅 S, это означает, что 𝑉 в нашем уравнении должно быть
напряжение, приложенное к шунтирующему резистору — мы можем назвать это 𝑉 S — и
𝐼 в нашем уравнении будет ток в шунтирующем резисторе; мы можем назвать это S. Давайте обозначим S на нашей принципиальной схеме, и мы также можем обозначить 𝐼 G, ток в
гальванометр. Теперь мы можем сделать некоторые замены
в это выражение, чтобы сделать его более полезным.

Во-первых, мы можем признать, что
напряжение на шунтирующем резисторе, то есть S, такое же, как и приложенное напряжение
через гальванометр. Мы знаем это, потому что двое
параллельные ветви подключаются к остальной цепи в тех же точках. Итак, есть фиксированный потенциал
разница между этими двумя точками. Итак, в нашем выражении мы можем
замените 𝑉 S на 𝑉 G, напряжение на гальванометре.Во-вторых, потому что входящие
ток 𝐼 разделен на две части, 𝐼 G и 𝐼 S, можно сказать, что 𝐼 равно 𝐼 G
плюс 𝐼 S. Вычитание 𝐼 G из обеих частей этого выражения дает нам минус 𝐼
G равно 𝐼 S. И мы можем подставить это в наше выражение, чтобы получить 𝑅 S равно
G больше 𝐼 минус 𝐼 G.

Наш последний шаг в этом выводе
заключается в замене 𝑉 G, напряжения на гальванометре.Преобразуя закон Ома, чтобы сделать 𝑉
испытуемый дает нам 𝑉 равно 𝐼 𝑅, что означает, что G, напряжение на
гальванометр, равен 𝐼 G, ток в гальванометре, умноженный на G,
сопротивление гальванометра. Подставляя это вместо 𝑉 G
в нашем выражении остается S равно 𝐼 G 𝑅 G, деленное на 𝐼 минус G,
где 𝑅 S — сопротивление шунтирующего резистора, 𝐼 G — ток в
гальванометра, 𝑅 G — сопротивление гальванометра, 𝐼 — ток в
схема.

Сейчас на практике амперметры имеют
максимальное значение 𝐼, которое они могут измерить. И для этого значения 𝐼 мы ожидаем
стрелка амперметра должна быть полностью отклонена. Другими словами, для нашего амперметра
максимальный номинальный ток, мы хотим, чтобы ток в гальванометре 𝐼 G был
полный ток отклонения гальванометра. Учитывая этот конкретный случай
дает нам другой способ интерпретации переменных в этом уравнении.Мы можем думать о 𝐼 как о
максимальный ток, который может измерить наш амперметр, другими словами, диапазон нашего
амперметр. И мы можем думать о 𝐼 G как о
полный ток отклонения нашего гальванометра, другими словами, диапазон нашего
гальванометр.

Итак, уравнение теперь сообщает нам
сопротивление шунта, которое нам нужно использовать, чтобы иметь возможность измерять ток 𝐼,
учитывая гальванометр с максимальным током отклонения G и сопротивлением
𝑅 Г.Мы также можем изменить это уравнение, чтобы получить формулу для максимального диапазона
амперметра исходя из свойств его компонентов. Для этого нам просто нужно сделать 𝐼
предмет. Итак, мы можем начать с умножения обоих
части уравнения на знаменатель в правой части, затем разделите обе
сторон на 𝑅 S, и, наконец, добавьте 𝐼 G к обеим сторонам, чтобы получить равное 𝐼 G раз
𝑅 G больше 𝑅 S плюс 𝐼 G.

Эта формула сообщает нам диапазон
наш амперметр 𝐼 с точки зрения диапазона нашего гальванометра 𝐼 G, сопротивление
гальванометр G, а сопротивление шунтирующего резистора S.Теперь есть один
более важный момент, на который следует обратить внимание, когда мы строим амперметр таким образом. Схема, которую мы показываем в
желтый прямоугольник — это амперметр постоянного или постоянного тока, что означает, что он измеряет величину
ток в одном направлении. Однако большинство гальванометров
сделано, чтобы указать величину тока, текущего в любом направлении. Это означает, что ноль стремится к
быть посередине, и игла будет отклоняться либо влево, либо вправо,
в зависимости от направления тока.

Потому что здесь мы создаем DC
амперметр, нас интересует только ток, идущий в одном направлении. Это означает, что мы фактически хотим только
использовать половину шкалы. Затем мы можем вычислить максимальное
ток отклонения, который идет здесь по шкале, по формуле в верхнем левом углу
экрана. В результате получается амперметр, который
точно измеряет ток в одном направлении. Хорошо, теперь, когда мы рассмотрели
принципы, лежащие в основе конструкции амперметра, давайте попробуем ответить на вопрос.

Какая из следующих цепей
на схемах наиболее правильно изображен гальванометр совмещенный с шунтирующим резистором
используется в качестве амперметра для измерения тока в цепи с прямым
Источник тока?

Итак, мы видим, что нам дали
три разные принципиальные схемы на выбор. И каждый из них содержит
гальванометр, обозначенный буквой G внутри круга. Каждая из схем также содержит
ячейка, которая представляет собой источник постоянного тока.И каждая из схем также
содержит один или два резистора, подключенных по-разному. Вопрос просит нас идентифицировать
в какой из этих схем показан гальванометр в сочетании с шунтирующим резистором
используется как амперметр. А амперметр — это, конечно,
устройство для измерения силы тока.

Термин шунтирующий резистор относится к
резистор со специальной функцией внутри амперметра. Но важно отметить, что
шунтирующий резистор на самом деле просто нормальный резистор.Итак, давайте начнем с напоминания о том, что
гальванометр — это устройство, которое указывает величину и направление тока
внутри. Гальванометры обычно имеют циферблат.
с нулем посередине. И ток, проходящий через
гальванометр приведет к отклонению стрелки. Теперь до некоторого максимального тока
отклонение стрелки гальванометра пропорционально проходящему току
через это. Так уменьшая размер текущего
уменьшит прогиб иглы. И изменив направление движения
ток вызовет отклонение иглы в другом направлении.

Поскольку гальванометр реагирует на
текущий предсказуемым образом, кажется разумным предположить, что мы могли бы просто использовать
гальванометр как амперметр. Однако есть два основных
проблемы с этим. Первая проблема в том, что
гальванометры очень чувствительны, а это означает, что максимальный ток, который они могут
указывают в любом направлении, как правило, находятся в области микроампер или миллиампер.Вторая проблема с попыткой
использовать гальванометр в качестве амперметра в том, что гальванометры имеют свои внутренние
сопротивление, поэтому на принципиальных схемах мы часто видим гальванометры
представлен не только буквой G в круге, но и дополнительным резистором с
сопротивление 𝑅 Г.

Наличие этой дополнительной
сопротивление означает, что когда мы подключаем гальванометр к цепи, он может
кардинально влияют на сопротивление цепи в целом, а значит меняется
ток, который мы пытаемся измерить. Мы можем увидеть этот эффект в действии, если
рассмотрим принципиальную схему (А). На этой принципиальной схеме мы
просто включите последовательно ячейку, гальванометр и резистор.

Теперь, поскольку любая цепь, в которой мы
попытка измерения с помощью гальванометра должна первоначально иметь некоторое сопротивление
до того, как мы добавили гальванометр, мы можем предположить, что схема должна иметь
так выглядело до появления гальванометра.Итак, есть ячейка, в которой
напряжение, которое мы назовем 𝑉, на резистор, который, как мы скажем, имеет сопротивление 𝑅
один. И мы знаем, что это должно произвести
ток 𝐼 в соответствии с законом Ома, который гласит, что ток через
резистор 𝐼 равен напряжению на этом резисторе 𝑉, деленному на
сопротивление этого резистора 𝑅.

Но если мы хотим измерить размер
этого тока, то подключение к гальванометру, как это, на самом деле плохой способ
делаю это. Это связано с тем, что
гальванометр имеет собственное сопротивление G. Когда мы подключаемся к сопротивлению последовательно,
общее сопротивление этих резисторов равно сумме отдельных
сопротивления. Это означает, что до того, как мы подключили
гальванометр к нашей цепи, полное сопротивление цепи было всего
один. Но после того, как мы подключили
гальванометра, полное сопротивление один плюс G.Это означает, что текущий
тоже меняется по закону Ома. Так что просто подключив гальванометр
последовательно с другими компонентами изменит ток, который мы пытаемся
мера. Итак, мы знаем, что (A) не
правильный ответ.

Теперь мы можем предотвратить
проблема сопротивления гальванометра, вносящего вклад в общее сопротивление
схему, добавив еще один резистор, известный как шунтирующий резистор.Подключив этот резистор в
параллельно гальванометру означает, что входящий ток разделяется между
две параллельные ветви. Можно сказать, что некоторые из
ток шунтируется вокруг гальванометра, поэтому этот резистор известен как
шунтирующий резистор. И можно сказать, что у него есть
сопротивление 𝑅 S. Теперь относительные величины тока через
гальванометр, который мы можем назвать 𝐼 G, и ток в шунтирующем резисторе, который
мы можем назвать S, зависит от относительных сопротивлений гальванометра и
шунтирующий резистор.

Большая часть тока пойдет
по пути наименьшего сопротивления. Итак, если шунтирующий резистор имел
большее сопротивление по сравнению с гальванометром, тогда мы найдем большую часть тока
проходит через гальванометр, что не повлияет на то, как схема
вел себя. Однако если мы убедимся, что
сопротивление шунтирующего резистора намного меньше, чем сопротивление
гальванометра, то обнаруживаем, что большая часть тока проходит через шунт
резистор. И только небольшое количество тока
проходит через гальванометр.

Это идеальный вариант по двум причинам. Во-первых, потому что большинство
ток проходит через шунтирующий резистор, но шунтирующий резистор имеет только очень
небольшое сопротивление, это означает, что ток практически не изменяется. А во-вторых, потому что небольшой
часть тока проходит через гальванометр, мы можем использовать
гальванометр для индикации общего тока в цепи.И тщательно выбирая
сопротивление шунтирующего резистора, мы можем убедиться, что ток в
гальванометр никогда не превышает максимальный ток отклонения, что фактически решает наши проблемы.
Первоначальная проблема гальванометра была слишком чувствительна к большим токам.

Действительно, подключение шунтирующего резистора
параллельно с таким гальванометром и делаются амперметры. Чтобы мы могли рассмотреть все
в этой розовой рамке, чтобы соответствовать амперметру. Теперь, если мы посмотрим на два
оставшиеся варианты ответа (B) и (C), мы видим, что обе эти принципиальные схемы
эффективно содержать амперметр, то есть до тех пор, пока сопротивления этих
резисторы значительно ниже сопротивлений гальванометров. Однако, если рассматривать вариант (Б),
мы видим, что если все в розовой рамке — амперметр, то это просто
амперметр, подключенный к ячейке, поскольку в цепи нет других резисторов
диаграмма.

Теперь, имея ячейку в цепи
без сопротивления — не очень реалистичная ситуация, так как во всех цепях есть
сопротивление. Таким образом, мы должны предположить, что
исходная схема выглядела так. И в попытке измерить
ток в этом резисторе, гальванометр был подключен параллельно, вот так. Однако подключение гальванометра
таким образом разделит ток на две параллельные ветви, снова
изменение силы тока, которую мы пытались измерить в первую очередь. Фактически, единственный разумный ответ
ответ на этот вопрос показан на принципиальной схеме (C), где сборка, состоящая из
гальванометр и резистор, подключенные параллельно, похоже, были подключены к
оригинальная схема, состоящая из последовательно соединенных ячейки и резистора.

Крепление гальванометра и
шунтирующий резистор в цепь, как это означает, что ток в исходном
Схема в основном без изменений.Но очень небольшая часть этого
через гальванометр проходит ток, что вызывает отклонение стрелки
который мы можем использовать, чтобы вывести ток. Итак, правильный ответ на это
вопрос есть вариант (C).

А теперь давайте подведем итоги некоторых ключевых моментов.
моменты, которые мы усвоили на этом уроке. Во-первых, мы видели, что амперметр
можно сделать, подключив гальванометр и резистор, известный как шунтирующий резистор,
параллельно друг другу. Сопротивление шунта
резистор 𝑅 S должен быть намного меньше, чем сопротивление гальванометра 𝑅 G, поскольку
представлен этим неравенством. Наконец, мы увидели, что если у нас есть
гальванометр с максимальным измеряемым током G и сопротивлением G, затем
построить амперметр с диапазоном 𝐼, нам понадобится шунтирующий резистор с
сопротивление 𝑅 S, заданное этим выражением. Мы также можем переставить это
выражение, подобное этому, чтобы вычислить диапазон данного амперметра.Это краткое изложение конструкции
амперметр.

Глава 16 Концепции

Глава 16 Концепции

ГЛАВА 18

Концептуальные вопросы: 4, 6, 9, 10, 13, 17, 21, 22, 23

| ВЕРНУТЬСЯ К ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ |

4. Джеффу нужен резистор на 100 Ом для схемы, но у него есть только набор резисторов на 300 Ом. Что он может сделать?

У Джеффа есть несколько вариантов. Во-первых, он мог пойти в магазин резисторов и купить другую коробку, на этот раз резисторы на 100 Ом, как в первый раз.Но на самом деле мы не к этому подошли с этим вопросом.

Джефф должен уменьшить общее сопротивление. Если он соединит резисторы последовательно, они только увеличат общее сопротивление. Однако, если он соединит их параллельно друг с другом, они уменьшат общее сопротивление. Три резистора по 300 Ом, включенные параллельно, в сумме будут иметь сопротивление 100 Ом, поскольку 1/100 = 1/300 + 1/300 + 1/300. (Попробуйте сами.)

6.Сравните сопротивление идеального амперметра с сопротивлением идеального вольтметра. У кого большее сопротивление? Почему?

Амперметр должен измерять ток без изменения величины тока, который обычно проходит через определенную марку цепи. В результате у него должно быть очень низкое сопротивление. С другой стороны, вольтметр измеряет разность напряжений между двумя разными точками (скажем, на разных сторонах резистора), но он не должен изменять количество тока, проходящего через элемент между этими двумя точками. Таким образом, он должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы не «протягивать» через него ток. Вопрос 10 (ниже) предлагает более подробную информацию по этому поводу, и на него действительно следует ответить одновременно с этим вопросом, поэтому давайте перейдем к этому:

10. Почему амперметры соединены последовательно с элементом схемы, в котором должен измеряться ток, и вольтметры, подключенными параллельно к элементу, для которого должна быть измерена разность потенциалов?

Амперметры измеряют ток, поэтому им нужно «войти» в цепь, фактически перехватить и подсчитать все проходящие заряды.Вы разрываете ветвь цепи, в которой измеряете ток, а затем вставляете этот измеритель, повторно соединяя цепь с ним, «видя» все эти заряды, проходящие через него. (В этом случае он должен иметь очень-очень низкое сопротивление, чтобы не изменять условия цепи и не изменять ток.) ​​

Вольтметрам

необходимо сравнить две разные точки и их напряжения. Сравнивая две точки, вы должны подключиться к ним одновременно, что требует параллельного подключения. (Вольтметр должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы не пропускать ток через него и, таким образом, изменять токи в остальной части цепи.)

Что произойдет, если вы подключите амперметр в конфигурации, предназначенной для вольтметра (т. Е. Параллельно)? Это действительно хороший экзаменационный вопрос.

9. Почему электрические плиты и сушилки для одежды питаются напряжением 240 В, а светильники, радио и часы — напряжением 120 В?

Поскольку мощность (величина энергии) является произведением I и V, вы можете получить больше энергии от этих печей и сушилок, просто увеличив ток (уменьшив сопротивление элементов внутри них).Однако не всегда лучше просто продолжать увеличивать ток, потому что это требует физических усилий: большее количество зарядов, движущихся по проводу, означает, что вам нужен более толстый провод с меньшим сопротивлением, иначе провод может слишком сильно нагреться и расплавить изоляция. Итак, другой способ увеличить мощность, не увеличивая слишком сильно ток, — это увеличить напряжение. Это не обязательно для большинства электрических устройств, но хорошо подходит для мощных устройств.

13.Некоторые батареи можно «перезарядить». Означает ли это, что батарея имеет запас заряда, который истощается по мере использования батареи? Если «подзарядка» не означает буквально вернуть заряд аккумулятора, что означает , ?

Мы не создаем и не уничтожаем заряд. И батарея всегда заряжена нейтрально. Он перемещает заряд, но всегда с тем же током, идущим на одном конце батареи, что и на противоположном конце.

С аккумулятором повышается его потенциальная энергия по мере «перезарядки».»В батареях это означает, что происходят какие-то химические изменения, и энергия, хранящаяся в них, позже собирается в виде электрической энергии.

17. Электрик, работающий с «живыми» цепями, носит изолированную обувь и держит одну руку за спиной. Почему?

Изолированная обувь удерживает электрика изолированным от земли, и мы надеемся, что повысит сопротивление в цепи, которая соединит его с землей. Это более высокое сопротивление приведет к низкому (надеюсь, близкому к нулю) току.Тот же человек держит одну руку за спиной, просто чтобы покрасоваться. Нет, на самом деле, вторая рука была бы отличным способом соединить полную цепь, проходящую прямо через сердце, и, если держать ее за спиной, это гарантирует, что вы не делаете этого соединения. (Позже в семестре я создам схему с рассолом, по причинам, которые вы тогда поймете, и вы увидите похожую технику. Надеюсь.)

21. а. Если сопротивление R1 уменьшается, что происходит с падением напряжения на R3? Выключатель S по-прежнему открыт, как на рисунке.

Ток будет больше в R3, увеличивая падение напряжения.

21. б. Если сопротивление R1 уменьшается, что происходит с падением напряжения на R2? Выключатель S по-прежнему открыт, как на рисунке.

Он уменьшается в результате большего тока, проходящего через R1 (а R2 должен делиться с R1).

21. с. В показанных схемах, если переключатель S замкнут, что происходит с током через R1?

Увеличивается.В этом случае ток не пройдет через R3 — мы говорим, что он «закорочен». Это означает, что в цепи меньше общего сопротивления, поэтому больший ток будет делиться с R1 и R2.

22. Четыре одинаковые лампочки помещены в две разные цепи с одинаковыми батареями. Лампочки A и B подключены последовательно с аккумулятором. Лампочки C и D подключены параллельно к батарее.

а. Оцените яркость лампочек.

C и D будут одинаково яркими и ярче, чем A и B; А и В одинаково яркие.

г. Что произойдет с яркостью лампы B, если лампочку A заменить на провод?

B увеличивается в яркости.

г. Что произойдет с яркостью лампочки C, если лампочку D вынуть из цепи?

Его яркость остается прежней.

23. Три одинаковые лампочки соединены в цепь, как показано на схеме.

а. Что произойдет с яркостью остальных лампочек, если лампу A вынуть из цепи и заменить на провод?

Лампы B и C становятся ярче.

г. Что произойдет с яркостью лампы накаливания, если лампочка B будет отключена от цепи?

Лампа A становится ярче, а лампа C становится ярче. При всех трех сопротивлениях в цепи токи равны
I A = 2 V / (3 R ), I B = I C = V / (3 R ).Когда B удаляется, ток как в A , так и в C составляет В / (2 R ). (Вы все это поняли?)

г. Что произойдет с яркостью лампы накаливания, если лампочку B заменить на провод?

Лампа A становится ярче, лампа C полностью перестает светиться. (Лампа C закорочена проводом с нулевым сопротивлением, поэтому ток не идет на C.)

| ВЕРНУТЬСЯ К ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ |

Как безопасно пользоваться мультиметром ?.

Мультиметры — самая распространенная штука… | by Multimeter Pro

Как пользоваться мультиметром — Советы по безопасности мультиметра

Мультиметры — это наиболее распространенная часть оборудования для электрических испытаний. И, как следует из названия, он может измерять множество переменных, таких как напряжение, сопротивление, ток и многие другие.

Цифровой мультиметр может быть защитным устройством и эффективным рабочим инструментом в руках квалифицированного специалиста, но он также может стать источником несчастных случаев, связанных с электричеством, в руках неосторожного или невежественного человека.

Эффективное и безопасное использование мультиметра — вероятно, самый важный навык, которым может овладеть техник или электрик, как для профессионального мастерства, так и для личной безопасности.

Небрежность — главный фактор, приводящий к несчастным случаям с электричеством. И независимо от того, являетесь ли вы профессиональным техником или любителем электроники, совершенно необходимо соблюдать меры предосторожности для мультиметра, чтобы не попасть в эту нежелательную ситуацию.

Существуют разные модели и бренды мультиметров, каждая из которых имеет свой набор функций.

В этом разделе мы обсудим, как безопасно использовать мультиметр для различных приложений. Однако используемые здесь иллюстрации представляют собой общий дизайн и не относятся к какой-либо торговой марке, а просто объясняют основные принципы использования.

На вашем цифровом мультиметре вы заметите поворотный переключатель, который можно установить на три основных параметра измерения: напряжение «V», сопротивление «Ω» и ток «A».

Настройки «V» и «A» дополнительно разделены на два уникальных положения: либо волнистой кривой с пунктирной линией под ней (которая представляет переменный ток), либо парой пунктирных и сплошных горизонтальных линий (DC).

Измерение напряжения с помощью цифрового мультиметра — Изображение: allaboutcircuits.com

Всего получается пять позиций, и вам необходимо выбрать тип измеряемого тока (A) или напряжения (V) с помощью поворотного переключателя.

Во избежание ошибок и поражения электрическим током всегда помните об этом различии при настройках счетчика.

Вы также заметите розетки на устройстве, к которым вы можете подключить свои измерительные провода (изолированный черный и красный провод с острыми и заостренными щупами).

Вставьте черный измерительный провод в гнездо с маркировкой «COM» на мультиметре, а красный провод в красный разъем с маркировкой для сопротивления и напряжения или с маркировкой для тока в зависимости от параметра, который вы собираетесь измерять.

Советы по безопасности при измерении напряжения с помощью мультиметра

• Вам необходимо понимать величину, которую вы хотите измерить, и не вставлять измерительный провод в неправильную розетку, чтобы избежать риска поражения электрическим током.
• Помните о измеряемом напряжении.Например, при измерении переменного напряжения не позволяйте наконечникам щупов касаться друг друга, когда они все еще подключены к соответствующей точке в электрической цепи. Это необходимо для предотвращения короткого замыкания цепи, которое может вызвать искру или огненный шар, которые могут нанести вам вред.

Избегайте соприкосновения наконечников щупов друг с другом при подключении к электрической цепи — Изображение: allaboutcircuits.com

• Не используйте измерительные провода, если защитная изоляция на выводах или пробниках потрескалась или изношена.Ваши пальцы могут прикоснуться к проводнику зонда, что может привести к сильному электрошоку.
• Перемещение тока из одной руки в другую при поражении электрическим током является наиболее опасным. Если возможно, удерживайте щупы одной рукой или зафиксируйте наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы вы могли держать другой рукой и установить его на место.
• Напряжение постоянного и переменного тока может быть очень опасным. Даже если вы не ожидаете найти и то, и другое, вы всегда должны выполнять проверку безопасности при использовании мультиметра, проверяя наличие как постоянного, так и переменного напряжения.

>>> См. Также: Обзор лучшего мультиметра для электроники

Измерение сопротивления с помощью мультиметра — гораздо более простая задача.

• Поместите щупы в правые гнезда (черный тест в гнезде с маркировкой «COM» и красный тест в красном гнезде, отмеченном для сопротивления).
• Установите переключатель в положение «Ω» и прикоснитесь к зондам на устройстве, которое вы собираетесь измерять, чтобы отобразить показания на вашем глюкометре.

Однако вы всегда должны помнить, что измерение сопротивления должно производиться только на обесточенном компоненте .

Это связано с тем, что измеритель, установленный в режим сопротивления, использует небольшую внутреннюю батарею для пропускания небольшого тока через компонент, который вы собираетесь измерять. Сложность прохождения этих токов через компонент затем записывается и отображается измерителем как сопротивление.

Если есть дополнительный источник напряжения или цепь находится под напряжением, счетчик выдаст неверные показания. В некоторых случаях это дополнительное напряжение может повредить счетчик.

Это наиболее сложное и опасное применение мультиметров.Причина этого не надумана; это потому, что вы должны заставить ток, который вы собираетесь измерять, пройти через измеритель.

Это означает, что вы не просто подключите измеритель где-нибудь сбоку, как вы это делаете при измерении напряжения, но скорее сделаете свой мультиметр частью пути тока в цепи.

Для этого необходимо разорвать исходную цепь и подключить счетчик к двум точкам открытого разрыва.

Чтобы измерить ток, вы должны установить измеритель так, чтобы он указывал на переменный или постоянный ток «A» с помощью переключателя, и вставьте красный измерительный провод в розетку с маркировкой «A.На рисунке ниже показано, как измерить ток в цепи.

Измерьте токи с помощью мультиметра — Изображение: allaboutcircuits.com

Разорвите цепь батарейка-лампа и подключите щупы мультиметра к разорванным концам цепи. (подключите красный щуп к концу провода, который ведет к лампе, а черный щуп к «-ve» клемме аккумулятора, чтобы измерить ток).

Подключите щупы к цепи для измерения тока — Изображение: allaboutcircuits.com

Схема на этой иллюстрации имеет напряжение 9 В, что вряд ли приведет к поражению электрическим током, поэтому можно безопасно разомкнуть цепь голыми руками. .

Но это может быть очень опасно, если вы попробуете это, когда вы работаете с цепями более высокой мощности. Даже если напряжение в цепи низкое, ток, протекающий через нее, может быть достаточно высоким, чтобы вызвать опасную искру после того, как вы установите последнее соединение датчика измерителя.

Другой возможной причиной электрических несчастных случаев при использовании измерителя является невозможность вывести его из режима измерения тока и вернуть обратно в нормальную конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью.

Конечно, легко установить селекторный переключатель из положения тока в положение напряжения и забыть изменить положение красного светодиода с ампер на напряжение. Измеритель будет препятствовать потоку электронов в цепи, что приведет к короткому замыканию внутри измерителя.

Некоторые счетчики имеют функцию предупреждения и звуковой сигнал, когда измерительный провод подключается к разъему «A», когда селекторный переключатель указывает на положение напряжения.

Какими бы хорошими ни были эти функции, они не заменяют ясного мышления и соблюдения необходимых мер безопасности при работе с цифровым мультиметром.

Советы по безопасности для мультиметра

Совет 1. Выберите правильный измеритель

Очень важно выбрать мультиметр, который может справиться с вашей работой. Это помогает избежать ошибок, повреждения счетчика или несчастных случаев с электричеством.

Всегда выбирайте счетчик, который подходит для вашего места измерения и имеет самые высокие оценки CAT, в которых он потенциально может использоваться, или счетчик с рейтингом, который выше, чем вам требуется.

Например, если вы хотите измерить электрическую распределительную панель с напряжением 500 В, используйте счетчик с CAT IV-600 В, CAT-III-1000 В или CAT III-600 В.

>>> Подробнее: Какой мультиметр лучше всего подходит для начинающих?

Совет 2. Осмотрите измеритель перед его использованием

• Начните с поиска признаков физических повреждений.
• Не предполагайте, что мультиметр находится в хорошем рабочем состоянии. Перед работой с высокоэнергетической цепью под напряжением следует проверить, правильно ли он работает. Используйте испытательный стенд или известный источник напряжения.
• После использования отключите измерительные щупы и храните прибор и его аксессуары в защитном футляре.

Совет 3. Осмотрите измерительные щупы

• Начните с физического осмотра щупов, убедитесь, что они закрыты кожухом и не изношены, не треснуты и не повреждены.
• Убедитесь, что соединение должно быть прочным и надежным, когда вы вставляете их в гнезда.
• Убедитесь, что металлические части измерительных выводов минимально оголены на наконечнике, чтобы избежать короткого замыкания.
• Не используйте поврежденный измерительный щуп и не пытайтесь его отремонтировать. Поврежденные зонды необходимо заменить.

Совет 4:

Избегайте поражения электрическим током

Удар электрическим током происходит, когда тело оператора становится частью электрической цепи. По этой причине вы всегда должны предполагать, что все компоненты электрической цепи находятся под напряжением.

Вы также должны знать положение своего тела, когда попадаете в электрическую среду.

Серьезность поражения электрическим током зависит от:

• количества тока, протекающего по цепи
• Как долго тело подвергается воздействию тока
• Площадь, подверженная контакту, и путь, по которому ток потоки
• Состояние области, подверженной воздействию тока (например, сухие руки имеют большее сопротивление току, чем влажные руки).

Чтобы избежать поражения электрическим током, следуйте приведенным ниже советам:

• Используйте свои средства индивидуальной защиты. Надевайте перчатки и головной убор, а также используйте изолированные резиновые коврики при работе рядом с источниками питания или с электрическими цепями с напряжением 50 В или выше.
• При работе рядом с находящейся под напряжением или открытой цепью, не работайте в одиночку.
• Избегайте эксплуатации глюкометра во влажной или влажной среде.
• Следите за звуковыми или визуальными предупреждениями на дисплее мультиметра.

Совет 5. Понять опасность

Переходное перенапряжение (скачок напряжения) : это кратковременный нежелательный скачок энергии, который может достигать тысяч вольт. Удары молнии, включение и выключение питания, двигатели и нефильтрованное электрическое оборудование — главные генераторы всплесков. Переходные перенапряжения — это почти неизбежная опасность тестирования электрических устройств.

Возникновение дуги, вспышки дуги : это текущий разряд через воздушный зазор. Они вызваны а) случайным контактом между проводниками или б) избыточным напряжением, ионизирующим воздух между проводниками.

Примечание. Возникновение дуги или вспышка дуги могут возникнуть в электрической системе, когда происходит переходный процесс в линии электропередачи, поскольку для регистрации напряжения используется мультиметр. Мультиметры с рейтингом CAT предназначены для уменьшения, снижения или предотвращения возникновения такой ситуации в пределах счетчика.

Совет 6. Знайте рейтинги CAT

Рейтинг CAT — это величина временного скачка напряжения, который может выдержать счетчик.Категория перенапряжения

или рейтинги CAT — Источник: Азбука безопасности мультиметра — Fluke

• Категории CAT зависят от того факта, что опасный всплеск высокой энергии, такой как удар молнии, будет подавляться или ослабляться по мере прохождения через сопротивление электрического устройства.
• Ключ к оценке CAT — это местоположение. Когда всплеск энергии (переходный процесс) проходит через электрическую систему, сопротивление переменному току (импеданс) будет уменьшать его.
• Как правило, чем ближе вы находитесь к источнику питания, тем выше будет номер CAT, что означает более высокие переходные процессы потенциальной энергии в электрической среде.Счетчик с рейтингом CAT IV более устойчив к более высоким энергетическим переходным процессам, чем счетчик со стандартами CAT III.

Совет 7. Знайте номинальное напряжение

Более высокое номинальное напряжение в категории CAT означает способность выдерживать более высокие всплески энергии.

Например, мультиметр CAT III-1000 В имеет более высокую степень защиты, чем мультиметр CAT III-600 В. В то время как измеритель CAT III-600 В обеспечивает большую защиту, чем CAT II-1000 В.

Дополнительные обзоры цифровых мультиметров и советы по использованию можно найти здесь

Мультиметр может быть устройством безопасности и эффективным рабочим инструментом, особенно в руками опытного техника.Хотя этот инструмент может эффективно измерять некоторые электрические параметры, обнаруживать электрические неисправности и повышать вашу квалификацию в своей профессии, он также может быть источником электрических несчастных случаев, если вы неосторожны или невежественны.

В этой статье были показаны некоторые факторы, вызывающие несчастные случаи с электрическим током, а также показано, как можно использовать мультиметр и избежать нежелательных ситуаций.

Почему бы не соблюдать эти меры безопасности и не попрощаться с потенциальными опасностями, связанными с вашим инструментом?

Помните, вы можете больше получить, чем потерять.

Амперметр цифровой своими руками. Амперметры и вольтметры цифровые

Амперметры — это устройства, которые используются для определения силы тока в цепи. Цифровые модификации производятся на базе компараторов. Они отличаются точностью измерения. Также важно отметить, что устройства можно устанавливать в цепи постоянного и переменного тока.

По типу конструкции переносные, а также встраиваемые модификации. По назначению бывают импульсные и фазочувствительные устройства.В отдельную категорию выделены селективные модели. Чтобы более основательно испортить приборы, важно выяснить устройство амперметра.

Схема амперметра

Типичная схема цифрового амперметра включает в себя компаратор вместе с резисторами. Для преобразования напряжения используется микроконтроллер. Чаще всего его используют с опорными диодами. Стабилизаторы устанавливаются только в выборочных модификациях. Широкополосные фильтры используются для повышения точности измерений.Фазовые устройства оснащены трансиверами.

Модель своими руками

Собрать цифровой амперметр своими руками довольно сложно. Прежде всего, для этого нужен качественный компаратор. Параметр чувствительности должен быть не менее 2,2 мкм. Минимальное разрешение, которое требуется выдерживать на уровне 1 мА. Микроконтроллер в приборе установлен с эталонными диодами. Система отображения подключена к нему через фильтр. Далее, чтобы собрать цифровой амперметр своими руками, необходимо установить резисторы.

Чаще всего они выбираются по коммутируемому типу. Шунт в этом случае должен располагаться за компаратором. Коэффициент деления устройства зависит от трансивера. Если говорить о простой модели, то она используется динамически. Современные устройства комплектуются сверхточными аналогами. Обычный литий-ионный аккумулятор может служить источником стабильного тока.

Устройства постоянного тока

Цифровой амперметр постоянного тока доступен на основе высокочувствительных компараторов.Также важно отметить, что в устройства устанавливаются стабилизаторы. Резисторы подходят только коммутационного типа. В микроконтроллере в этом случае установлены опорные диоды. Если говорить о параметрах, то минимальное разрешение устройств составляет 1 мА.

AC Модификации

Амперметр (цифровой) переменного тока можно подобрать самостоятельно. Микроконтроллеры для моделей используются с выпрямителями. Для повышения точности измерения используются широкополосные фильтры.Сопротивление шунта в этом случае должно быть не менее 2 Ом. Чувствительность резисторов должна быть 3 мкм. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Также важно отметить, что для сборки потребуется триод. Припаиваем прямо к компаратору. Допустимая погрешность устройств этого типа колеблется в районе 0,2%.

Измерители пульса

Импульсные модификации отличаются счетчиками присутствия. Современные модели производятся на базе трехзначных устройств.Резисторы используются только ортогонального типа. Как правило, коэффициент деления равен 0,8. Погрешность, в свою очередь, составляет 0,2%. К недостаткам устройств можно отнести чувствительность к влажности окружающей среды. Также их запрещено использовать при минусовых температурах. Самостоятельно собрать модификацию проблематично. Трансиверы в моделях относятся только к динамическому типу.

Устройство фазочувствительных модификаций

Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В.Параметр допустимой погрешности для моделей колеблется в районе 0,2%. Счетчики в приборах только двузначные. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Амперметры повышенной влажности такого типа не боятся. В некоторых модификациях есть усилители. Если вы собираетесь собирать устройство, то вам понадобится коммутируемый резистор. Источником стабильного тока может служить обычный литий-ионный аккумулятор. В этом случае диод не нужен.

Перед установкой микроконтроллера важно пропаять фильтр.Для преобразователя на литий-ионный потребуется переменный тип. Индекс чувствительности — 4,5 мкм. При резком падении напряжения в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в этом случае зависит от емкости компаратора. Минимальное давление в приборах этого типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.

Схема селективных приборов

Селективный цифровой амперметр постоянного тока Изготовлен на базе компараторов с высокой производительностью.Допустимая погрешность модели составляет 0,3%. Работают устройства по принципу одношаговой интеграции. Счетчики используются только в двузначном виде. Источники стабильного тока устанавливаются за компаратором.

Резисторы коммутируемые. Для самостоятельной сборки модели потребуются два трансивера. Фильтры в этом случае позволяют значительно повысить точность измерений. Минимальное давление устройств находится в районе 23 кПа. Резкое падение напряжения наблюдается довольно редко.Сопротивление шунта, как правило, не превышает 2 Ом. Текущая частота зависит от работы компаратора.

Универсальные измерительные приборы

Универсальные измерительные приборы подходят больше для домашнего использования. Компараторы в устройствах часто не имеют высокой чувствительности. Таким образом, допустимая погрешность находится в районе 0,5%. Счетчики трехзначные. Резисторы используются на основе конденсаторов. Триоды бывают как фазного, так и импульсного типа.

Максимальное разрешение устройств не превышает 12 мА.Сопротивление шунта, как правило, лежит в районе 3 Ом. Допустимая влажность для устройств 7%. Предельное давление в этом случае зависит от установленной системы защиты.

Модели распределительных щитов

Модификации щитов производятся на 10 и 15 В. Компараторы в приборах устанавливаются с выпрямителями. Допустимая погрешность устройств не менее 0,4 5. Минимальное давление устройств около 10 кПа. Преобразователи в основном бывают переменного типа. Для самостоятельной сборки не обойтись без двузначного счетчика.Резисторы в этом случае устанавливаются со стабилизаторами.

Встраиваемые модификации

Амперметр встроенный цифровой доступен в базе эталонных компараторов. Грузоподъемность моделей довольно высокая, а допустимая погрешность составляет около 0,2%. Минимальное разрешение устройств не превышает 2 мА. Стабилизаторы используются как расширительного, так и импульсного типа. В резисторах установлена ​​высокая чувствительность. Микроконтроллеры часто используются без выпрямителей. В среднем текущий процесс преобразования не превышает 140 мс.

Модели DMK

Амперметры и вольтметры цифровые этой фирмы пользуются большим спросом. В ассортименте этой компании много стационарных моделей. Если рассматривать вольтметры, они выдерживают максимальное давление 35 кПа. В данном случае транзисторы тороидального типа.

Микроконтроллеры обычно устанавливаются с преобразователями. Для лабораторных исследований этот тип устройства идеален. Цифровые амперметры и вольтметры этой компании выпускаются в защищенных корпусах.

Toreh Device

Указанный амперметр (цифровой) изготавливается с повышенной проводимостью по току. Максимальное давление, которое устройство может выдержать, составляет 80 кПа. Минимально допустимая температура амперметра -10 градусов. Указанный измерительный прибор не боится повышенной влажности. Рекомендуется устанавливать рядом с источником тока. Коэффициент деления всего 0,8. Амперметр максимального давления (цифровой) выдерживает 12 кПа. Ток потребления устройства около 0.6 А. Триод используется фазного типа. Для бытового использования подойдет данная модификация.

Прибор Ловат

Указанный амперметр (цифровой) выполнен на основе двухразрядного счетчика. Проводимость модельного тока составляет всего 2,2 мкм. Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система отображения проста, а прибор очень удобен в использовании. Резисторы в амперметре (цифровые) — коммутируемые.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большие нагрузки.Сопротивление шунта в этом случае не превышает 3 Ом. Процесс трансформации тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима устройства. Допустимая влажность этого амперметра составляет целых 70%. В свою очередь, максимальное разрешение составляет 10 мА.

DigiTOP модель

Цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока производится с опорными диодами. Счетчик представлен в двухразрядном виде.Электропроводность компаратора на уровне 3,5 мкм. Микроконтроллер используется с выпрямителем. Чувствительность по току достаточно высокая. Блок питания — нормальный аккумулятор.

Резисторы используются в наборном типе устройств. Стабилизатора в этом случае не предусмотрено. На триоде установлен только один. Сама трансформация тока происходит довольно быстро. Для бытового использования это устройство хорошо подходит. Предусмотрены фильтры для повышения точности измерения.

Если говорить о параметрах вольтметр-амперметр, важно отметить, что рабочее напряжение находится на уровне 12 В. Потребляемый ток в данном случае составляет 0,5 А. Минимальная разрешающая способность представленного прибора — 1 мА. Сопротивление шунта составляет 2 Ом.

Коэффициент деления вольтметра-амперметра всего 0,7. Максимальное разрешение этой модели — 15 мА. Непосредственно текущий процесс преобразования занимает не более 340 мс. Допустимая погрешность этого устройства — 0.1%. Система выдерживает минимальное давление 12 кПа.

3.9: Безопасное использование счетчика — рабочая сила LibreTexts

Самым распространенным электрическим испытательным оборудованием является счетчик, называемый мультиметром . Мультиметры названы так потому, что они могут измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности. В руках обученного техника мультиметр является одновременно эффективным рабочим инструментом и защитным устройством.Однако в руках невежественного и / или неосторожного человека мультиметр может стать источником опасности при подключении к «действующей» цепи.

Существует много разных марок мультиметров, причем каждый производитель выпускает несколько моделей с разными наборами функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «общую» конструкцию, не специфичную для какого-либо производителя, но достаточно общую, чтобы научить основным принципам использования:

Вы заметите, что дисплей этого измерителя имеет «цифровой» тип: числовые значения отображаются с использованием четырех цифр, как на цифровых часах.Поворотный селекторный переключатель (теперь установлен в положение Off ) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два значения «V», два значения «A» и одно положение посередине с забавной «подковой». Символ на нем, представляющий «сопротивление». Символ «подкова» — это греческая буква «Омега» (Ω), которая является общим символом для электрической единицы измерения ом.

Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над Это.Параллельные линии представляют «постоянный ток», а волнистая кривая — «переменный ток». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» означает «сила тока» (ток). В измерителе для измерения постоянного тока используются другие методы, чем для измерения переменного тока, поэтому пользователю необходимо выбрать тип напряжения (В) или тока (А) для измерения. Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических деталях, это различие в настройках счетчика важно помнить.

На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, к которым мы можем подключить наши измерительные провода . Измерительные провода — это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой кодировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводов, а кончики зондов представляют собой острые жесткие кусочки проволоки:

Черный измерительный провод всегда вставляется в черный разъем на мультиметре: тот, который отмечен «COM» для «общего».Красный измерительный провод подключается либо к красной розетке с маркировкой для напряжения и сопротивления, либо к красной розетке с маркировкой для тока, в зависимости от того, какое количество вы собираетесь измерить с помощью мультиметра.

Чтобы увидеть, как это работает, давайте рассмотрим несколько примеров, показывающих, как используется счетчик. Сначала мы настроим измеритель для измерения постоянного напряжения от батареи:

Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим гнездам на измерителе напряжения, а селекторный переключатель установлен на «V» постоянного тока. Теперь рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой электрической розетки (настенной розетки):

Единственное отличие в настройке измерителя — это расположение селекторного переключателя: теперь он установлен на переменный ток «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, измерительные провода останутся подключенными к тем же гнездам. В обоих этих примерах настоятельно рекомендуется, , чтобы вы не позволяли наконечникам пробников соприкасаться друг с другом, пока они оба находятся в контакте со своими соответствующими точками на цепи.Если это произойдет, произойдет короткое замыкание, создающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен обеспечить достаточный ток! Следующее изображение иллюстрирует потенциальную опасность:

Это лишь один из способов, которым счетчик может стать источником опасности при неправильном использовании.

Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, первичное измерение, выполняемое в целях безопасности (часть процедуры блокировки / маркировки), и оно должно быть хорошо понято оператором счетчика.Поскольку напряжение между двумя точками всегда является относительным, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он будет обеспечивать надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть схвачены руками пользователя и прижаты к правильным точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.

Поскольку путь электрического тока из рук в руки является наиболее опасным, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет потенциальную опасность .Если защитная изоляция на датчиках изношена или потрескалась, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками датчика во время испытания, что приведет к сильному удару. Это более безопасный вариант, если можно использовать только одну руку для захвата зондов. Иногда можно «защелкнуть» один наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы его можно было отпустить, а другой установить на место, используя только одну руку. Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зонда, такие как пружинные зажимы.

Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования, и что с ними следует обращаться так же осторожно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужен специальный аксессуар для ваших измерительных проводов, такой как пружинный зажим или другой специальный наконечник зонда, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь проявить изобретательность и изготавливать свои собственные пробники , так как вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.

Также следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо справляются с различением измерений переменного и постоянного тока, поскольку они настраиваются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, напряжение и ток как переменного, так и постоянного тока могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти и то, и другое. ! Кроме того, при проверке наличия опасного напряжения вы должны обязательно проверить всех пар точек, о которых идет речь.

Например, предположим, что вы открыли шкаф с электропроводкой и обнаружили три больших проводника, подающих питание переменного тока на нагрузку. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), был отключен, заблокирован и помечен. Вы дважды проверили отсутствие питания, нажав кнопку Start для нагрузки. Ничего не произошло, поэтому теперь вы переходите к третьему этапу проверки безопасности: проверке измерителя напряжения.

Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно. Любая ближайшая электрическая розетка должна обеспечивать удобный источник переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает как следует. Затем вам нужно проверить наличие напряжения между этими тремя проводами в шкафу. Но напряжение измеряется между двумя точками, так где же проверить?

Ответ — проверить все комбинации этих трех точек. Как видите, на рисунке точки обозначены буквами «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (установленный в режиме вольтметра) и проверить его между точками A и B, B и C, а также A и C.Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, цепь не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать напряжение постоянного тока, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам необходимо проверить эти три пары точек в в каждом режиме , в общей сложности шесть проверок напряжения для завершения!

Однако, даже несмотря на всю эту проверку, мы еще не охватили все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одиночным проводом и землей (в этом случае металлический каркас шкафа будет хорошей точкой отсчета заземления) в энергосистеме.Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы не только должны проверять между A и B, B и C, и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверять между A и землей, B и землей, и C и заземление (как в режимах переменного, так и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария с использованием всего трех проводов. Затем, конечно же, после того, как мы завершили все эти проверки, нам нужно взять мультиметр и повторно проверить его на известном источнике напряжения, таком как розетка, чтобы убедиться, что он по-прежнему в хорошем рабочем состоянии.

Использование мультиметра для проверки сопротивления — гораздо более простая задача. Измерительные провода будут оставаться подключенными к тем же розеткам, что и при проверке напряжения, но селекторный переключатель необходимо повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления «подкова». Касаясь щупами устройства, сопротивление которого необходимо измерить, прибор должен правильно отображать сопротивление в омах:

При измерении сопротивления следует помнить, что это нужно делать только на обесточенных компонентах ! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации крошечного тока через измеряемый компонент.Путем определения того, насколько сложно пропустить этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если есть какой-либо дополнительный источник напряжения в цепи измеритель-вывод-компонент-вывод-измеритель, чтобы помочь или противодействовать току измерения сопротивления, производимому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям. В худшем случае счетчик может даже выйти из строя из-за внешнего напряжения.

Режим «сопротивления» мультиметра очень полезен для определения целостности проводов, а также для точных измерений сопротивления. Когда между наконечниками пробников имеется хорошее, прочное соединение (моделируется путем их соприкосновения), измеритель показывает почти нулевое сопротивление. Если бы измерительные провода не имели сопротивления, он показывал бы ровно ноль:

.

Если выводы не контактируют друг с другом или не касаются противоположных концов разорванного провода, измеритель покажет бесконечное сопротивление (обычно путем отображения пунктирных линий или аббревиатуры «O.L.», что означает «разомкнутый контур»):

Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока.Причина этого довольно проста: для того, чтобы измеритель мог измерять ток, измеряемый ток должен проходить с по счетчика. Это означает, что измеритель должен быть частью цепи тока, а не просто подключаться к какой-либо стороне, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать счетчик частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а счетчик подсоединен к двум точкам разомкнутого разрыва. Чтобы настроить измеритель на это, переключатель должен указывать на переменный или постоянный ток «A», а красный измерительный провод должен быть вставлен в красную розетку с меткой «A». На следующем рисунке показан измеритель, полностью готовый к измерению тока, и проверяемая цепь:

Сейчас цепь разомкнута при подготовке к подключению счетчика:

Следующий шаг — вставить измеритель в линию со схемой, подключив два наконечника щупа к разорванным концам цепи, черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи, а красный щуп к свободный конец провода к лампе:

Этот пример показывает очень безопасную схему для работы.Напряжение 9 вольт вряд ли представляет опасность поражения электрическим током, поэтому не стоит бояться разомкнуть эту цепь (не менее, голыми руками) и подключить счетчик к потоку электронов. Однако для цепей более высокой мощности это действительно может быть опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, чтобы возникла опасная искра в момент установления последнего подключения датчика измерителя.

Еще одна потенциальная опасность использования мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») — это неспособность правильно вернуть его в конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью.Причины этого зависят от конструкции и работы амперметра. При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока, лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление потоку электронов или не оказывал его вообще. В противном случае любое дополнительное сопротивление, предлагаемое измерителем, будет препятствовать потоку электронов и изменить работу схем. Таким образом, мультиметр спроектирован так, чтобы сопротивление между наконечниками измерительного щупа было практически нулевым, когда красный щуп был вставлен в красное гнездо «А» (для измерения тока).В режиме измерения напряжения (красный провод вставлен в красное гнездо «V») между наконечниками измерительных щупов имеется большое количество мегаомов сопротивления, потому что вольтметры рассчитаны на сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не работают). t потребляет значительный ток из тестируемой цепи).

При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко повернуть селекторный переключатель из положения «A» в положение «V» и забыть, соответственно, переключить положение разъема красного измерительного провода с «A» на положение «V». «V».В результате — если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения — произойдет короткое замыкание счетчика!

Чтобы предотвратить это, большинство мультиметров имеют функцию предупреждения, которая издает звуковой сигнал, если когда-либо в гнездо «A» вставлен провод, а селекторный переключатель установлен в положение «V». Однако какими бы удобными ни были эти функции, они по-прежнему не заменяют ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.

Все качественные мультиметры содержат внутри предохранители, которые спроектированы так, чтобы «перегорать» в случае чрезмерного тока через них, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства максимальной токовой защиты, эти предохранители в первую очередь предназначены для защиты оборудования (в данном случае, самого счетчика) от чрезмерного повреждения и только во вторую очередь для защиты пользователя от повреждений. Мультиметр можно использовать для проверки собственного предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:

Исправный предохранитель покажет очень маленькое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда покажет «O.Л. » (или любое другое указание, которое используется в этой модели мультиметра для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое количество Ом, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, пока оно является произвольно низким.

Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального испытательного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и познакомитесь с ним. Ничто не заменит регулярных занятий со сложными инструментами, такими как эти, поэтому не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.

Обзор

• Измеритель, способный проверять напряжение, ток и сопротивление, называется мультиметром .
• Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель напряжения («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи для получения точных показаний. Будьте осторожны, не касайтесь оголенных наконечников щупов вместе при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
• Не забывайте всегда проверять напряжение переменного и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи.Убедитесь, что вы проверяете напряжение между всеми комбинациями пар проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
• В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
• Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или обрыв цепи с помощью мультиметра в цепи, которая находится под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, которые вы получаете от измерителя, будут неточными, а в худшем случае измеритель может быть поврежден, а вы можете получить травму.
• Измерители тока («амперметры») всегда подключены в цепь, поэтому электроны должны проходить через через счетчик .
• В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это сделано для того, чтобы электроны могли проходить через счетчик с наименьшими трудностями. Если бы это было не так, измеритель добавлял бы дополнительное сопротивление в цепи, тем самым влияя на ток.

.