Простой авометр своими руками с линейной шкалой

Тестер Ц4325 включает в себя одновременно вольтметр, амперметр и омметр. Теперь такие приборы как Ц4325 называют мультиметрами. Схема измерительного прибора представлена на рисунке ниже:

Источник

Схемы простых многодиапазонных измерительных приборов

Универсальные измерительные приборы — ампервольтом-метры (авометры) — позволяют измерять при относительно простой схеме все необходимые в практике радиолюбителя электрические величины: напряжение, ток, сопротивление. На рис. 31.1, 31.2 и 31.5 показаны типичные схемы авометров без использования активных элементов (транзисторов) [Рл 3/97-10]. На рис. 31.1 и 31.2 номиналы элементов, входящих в схему, не указаны. Обозначены лишь значения диапазонов измерения. Сделано так потому, что при расчете значений элементов схем отталкиваются от параметров используемого электроизмерительного прибора (его чувствительности или тока полного отклонения и значения электрического сопротивления).

Расчет резистивных элементов авометров несложен, однако он не укладывается в короткое описание. Поэтому схемы (рис. 31.1 и 31.2) приведены лишь для примера, а для схемы аво-метра (рис. 31.5) значения указаны для измерительной головки магнитоэлектрического типа с током полного отклонения 100 мкА и внутренним сопротивлением 1 кОм.

Для схем на рис. 31.1 и 31.2 подобрать экспериментально значения элементов схемы можно следующим образом. Вначале при помощи вспомогательного милли- или микроамперметра определяют ток, при котором стрелка измерительного прибора отклоняется на 100% (ток полного отклонения). Для этого приборы включают последовательно, соблюдая полярность. Кроме того, последовательно с приборами включают пару сопротивлений, одно из которых ограничивает максимальный ток в цепи (1 . 10 кОм), а второе является переменным (10. 100 кОм). Полученную цепь подключают к батарейке и, с помощью потенциометра, устанавливают такое значение тока, чтобы ни один из приборов не зашкаливал. Например, если эталонный прибор показывает 50 мкА, а стрелка «аттестуемого» прибора отклонилась на 50% шкалы, то его чувствительность составляет 100 мкА.

Переключатель SA1 (рис. 31.1) устанавливают в нижнее по схеме положение (амперметр). Параллельно РА1 подключают потенциометр (реостат) сопротивлением до 100. 1000 Ом, вновь собирают измерительную цепь (см. выше), устанавливают ток в цепи 300 мкА и регулировкой потенциометра добиваются полного (на всю шкалу) отклонения стрелки настраиваемого прибора. После отпайки потенциометра измеряют его сопротивление Rn. Тогда значение сопротивления R9 равно 90% от Rn; R10 — 9% от Rn; R11 —0,9% от Rn; R12 —0,1% от Rn.

Для выбора величины сопротивлений R4 — R8 переключатель SA1 переводят в среднее положение (вольтметр). Вместо резистора R4 подключают потенциометр (реостат) сопротивлением 1. 10 кОм, на вход прибора подают напряжение 3 б и, вращая ручку потенциометра, добиваются установки стрелки прибора на конец шкалы. Затем, после отпайки потенциометра, измеряют его сопротивление и заменяют постоянным резистором, имеющим то же сопротивление. Если подобрать сопротивление по номиналу не удается, его можно составить из двух, трех последовательно соединенных сопротивлений. Аналогично подбирают (определяют) остальные сопротивления. Зачастую их значения соотносятся как 1:10:100, либо как 1:3:10:30:100 (см. рис. 31.1 — 31.5).

В режиме измерения сопротивлений (переключатель SA1 в верхнем по схеме положении) шкала измерительного прибора нелинейна, поэтому, подобрав значения сопротивлений R1 — R3, шкалу прибора калибруют (маркируют), используя набор сопротивлений известной величины.

Авометр (рис. 31.2) отличается тем, что позволяет дополнительно измерять напряжение переменного тока. Шкала прибора, особенно в начальной ее части, при измерении переменных напряжений довольно нелинейна. Это обусловлено нелинейностью вольт-амперных характеристик диодов выпрямителя VD1 и VD2. Для получения более линейной шкалы в качестве этих диодов желательно использовать германиевые диоды, способные работать при пониженных напряжениях.

На рис. 31.3 показана схема «линейного» омметра, позволяющего измерять сопротивления по единой линейной шкале на диапазонах 0. 100 O/w; 0. 1 кОм 0. 10 кОм; 0. 100 кОм: 0. 1 МОм [F 10/85-483]. Резисторы R1 — R5 задают стабильный ток: падение напряжения на измеряемом сопротивлении не превышает 5% от значения питающего напряжения (9 В). Поэтому напряжение на измеряемом сопротивлении прямо пропорционально

величине его сопротивления. Транзисторно-мостовая схема с использованием полевого транзистора позволяет с высокой степенью точности измерять напряжение на входе прибора (при нажатой кнопке SB1). Стрелку измерительного прибора устанавливают на нуль потенциометром R10, а регулировкой потенциометра R7 — на конец шкалы (100%) при измерении эталонного сопротивления, например, 1 кОм.

Авометр (рис. 31.5) (Р. Сворень) позволяет помимо основных электрических измерений (напряжения переменного и постоянного тока, силы постоянного тока, сопротивления) определять значения коэффициента передачи тока в пределах от 1 до 300 для транзисторов структуры р-п-р и п-р-п.

Измерители емкости. Измерение емкости конденсатора зачастую производят по времени разряда или заряда до определенного значения напряжения [Рл 2/95-23].

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Источник

Упрощенный авометр своими руками для начинающего радиолюбителя

Начинающим радиолюбителя можно рекомендовать изготовить не сложный прибор, наиболее часто используемым при ремонте или настройки радиотехнических устройств. Авометр объединяет в себе много­предельные амперметр и вольтметр по­стоянного и переменного тока, омметр, а иногда еще и испытатель маломощ­ных транзисторов.

Принципиальная схема подобного упрощенного измерительного при­бора показана на рис. ниже. Он позволя­ет измерять постоянные токи до 100мА, постоянные напряжения до 30 В и со­противления от 50 Ом до 50 кОм. Пе­реключение видов и пределов измере­ния осуществляется включением одного из щупов в гнезда Гн1—Гн10. Второй щуп, вставленный в гнездо Гн11 «Общ.», общий для всех видов и пре­делов измерения.

Омметр однопредельный. В него вхо­дят: микроамперметр ИП1, источник питания Э1 напряжением 1,5 В и добавочные рези­сторы R1 «Уст. 0» и R2. Перед изме­рением щупы прибора соединяют, и пе­ременным резистором R1 стрелку мик­роамперметра устанавливают на конеч­ную отметку шкалы, являющуюся ну­лем омметра. Затем щупами касаются выводов резистора, обмотки трансформа­тора или проводников участка цепи, сопротивление которых надо измерить, и по шкале омметра определяют ре­зультат измерения.

Четырехпредельный вольтметр обра­зуют тот же микроамперметр ИП1 и добавочные резисторы R3—R6. С ре­зистором R3 (при включении второго Щупа в гнездо Гн2) отклонение стрел­ки микроамперметра на всю шкалу соответствует напряжению 1 В, с ре­зистором R4—3 В, с резистором R5— 10 В, с резистором R6—30 В.

Миллиамперметр пятипредельный: 0—1, 0—3, 0—10, 0—30 и 0—100 мА. Его образует универсальный шунт составленный из резисторов R7—R11, к которому кнопкой Кн1 подключают микроамперметр ИП1. Так сделано для того, чтобы при измерении микро­амперметр подключался к шунту, через который течет большая часть измеряе­мого тока, а не наоборот.

Конструкция рекомендуемого комби­нированного измерительного прибора показана на рис. Микроамперметр типа М49 на ток полного отклонена стрелки 300 мкА с сопротивлением рам­ки 300 Ом. Переменный резистор R1 (СПО-0,5), кнопка КН (КМ1-1) и все гнезда прибора укреплены непосредст­венно на лицевой панели, выпиленной из листового текстолита толщиной 2 мм. Роль гнезд Гн1—Гн11 выполняет гнездовая часть десятиконтактного разъема. Низкоомные резисторы R9-R11 типа МОИ (или проволочные), остальные МЛТ на мощность рассеяния 0,5 или 0,25 Вт. Необходимые сопро­тивления резисторов подбирают при налаживании путем их замены, параллельным или последовательным соеди­нением нескольких резисторов. В опи­сываемом приборе каждый из резисто­ров R3 и R6, например, составлен из двух последовательно соединенных ре­зисторов, каждый из резисторов R5 и R11 также из двух резисторов, но со­единенных параллельно.

Калибровка вольтметра и миллиам­перметра заключается в подгонке со­противлений добавочных резисторов и универсального шунта под максималь­ные напряжения и токи соответствую­щих пределов измерения, а омметра — к разметке шкалы по образцовым ре­зисторам.

Калибровку вольтметра производите по схеме, показанной на рис. Па­раллельно батарее Б1 напряжением 13,5 В (или от БП) подключите пе­ременный резистор Rp сопротивлением 2—3 кОм, который будет выполнять роль регулировочного, а между его движком и нижним (по схеме) выво­дом,— параллельно соединенные само­дельный калибруемый (V_K) и образ­цовый (V₀) вольтметры. Образцовым может быть вольтметр заводского аво­метра. Предварительно движок регу­лировочного резистора поставьте в край­нее нижнее (по схеме) положение, а калибруемый вольтметр включите на первый предел измерений — до 1 В. Постепенно увеличивая напряжение, по­даваемое от батареи на вольтметры, установите на них по образцовому вольтметру напряжение, точно равное 1 В. Если при этом стрелка калибруе­мого вольтметра не доходит до ко­нечной отметки шкалы, это укажет на то, что сопротивление добавочного ре­зистора R3 оказалось больше, чем на­до, а если уходит за пределы шкалы, то — меньше. Подбирая этот резистор, добейтесь, чтобы при напряжении 1 В стрелка вольтметра устанавливалась точно против конечной отметки шкалы.

Точно так же, но при напряжениях 3 и 10 В, фиксируемых образцовым вольтметром, подгоняйте добавочные резисторы R4 и R5 следующих двух пределов измерений. Для калибровки четвертого предела измерений не обя­зательно подавать на вольтметры на­пряжение 30 В. Можно подать 10 В и подбором резистора R6 установить стрелку калибруемого вольтметра на отметку, соответствующую первой третьей части шкалы. При этом откло­нение его стрелки на всю шкалу будет соответствовать напряжению 30 В.

Для калибровки миллиамперметра потребуются: миллиамперметр на ток до 100 мА, свежий элемент 343 или 373 и два переменных резистора — пленочный (СП, СПО) сопротивлением 5—10 кОм и проволочный сопротивле­нием 50—100 Ом. Первый из этих ре­гулировочных резисторов будете ис­пользовать при подгонке резисторов R7—R9, второй — при подгонке рези-, сторов R10 и R11 универсального шунта.

Первым подгоняйте резистор R7 шунта. Для этого соедините последо­вательно (рис. б): образцовый мил­лиамперметр мА₀, калибруемый мА_к, включенный на первый предел изме­рений (до 1 мА), элемент Э1 и пере­менный резистор R_p. Нажмите кнопку Кн1 «/» (см. рис. 17) авометра и, плавно уменьшая вводимое сопротивле­ние регулировочного резистора R_v, ус­тановите в цепи ток, равный 1 мА. Сопротивление резистора R7 должно быть таким, чтобы при таком токе в цепи стрелка калибруемого миллиам­перметра была против конечной отмет­ки шкалы.

Аналогично подгоняйте: резистор R8 — на пределе 3 мА, резистор R9— на пределе 10 мА, а затем, заменив пленочный регулировочный резистор проволочным, резистор R10 — на пре­деле 30 мА и, наконец, резистор R11— на пределе 100 мА. Подбирая сопро­тивление очередного резистора шунта, уже подогнанные не трогайте — можно сбить калибровку прибора на первых пределах измерения.

Разметить шкалу омметра проще всего с помощью постоянных резисто­ров с допуском от номинала ±5%. Делайте это так. Сначала замкните Щупы и регулировочным резистором R1 «Уст. О» установите стрелку микро­амперметра на конечную отметку шкалы, соответствующую нулю омметра. За­тем разомкните щупы и подключайте к ним резисторы с номинальными со­противлениями: 50, 100, 200, 300, 400, 500 Ом, 1 «Ом и т. д. примерно до 50—60 кОм, замечая всякий раз на шкале точку, до которой отклоняется стрелка прибора. И в этом случае ре­зисторы нужных сопротивлений со­ставляйте из резисторов других номи­налов. Например, резистор сопротивле­нием 40 Ом можно составить из двух резисторов по 20 Ом, резистор на 50 кОм из резисторов сопротивлением 20 и 30 кОм. По точкам отклонений стрелки, соответствующим разным со­противлениям образцовых резисторов, размечайте (градуируйте) шкалу ом­метра.

Шкалы самодельного комбинирован­ного измерительного прибора должны иметь вид, показанный на рис.

Верхняя из них — шкала омметра, нижняя — общая шкала вольтметра и миллиамперметра. Их надо возможно точнее начертить на плотной лакиро­ванной бумаге по форме шкалы микро­амперметра. Затем осторожно извлечь магнитоэлектрическую систему прибора из корпуса и наклеить новую шкалу, точно совместив дугу шкалы омметра с прежней шкалой. Чтобы не разби­рать микроамперметр, шкалы самодель­ного прибора можно начертить на плотной бумаге в соответствующем масштабе прямолинейными и наклеить ее на лицевую или переднюю боковую стенку ящика прибора.

В описанном комбинированном при­боре использован микроамперметр на ток I_и=300 мкА с сопротивлением рамки Rи, равным 300 Ом. При таких параметрах микроамперметра относи­тельное входное сопротивление вольт­метра не превышает 3,5 кОм/В. Увели­чить относительное входное сопротив­ление и тем самым уменьшить влияние вольтметра на режим в измеряемой це­пи можно только использованием бо­лее чувствительного микроамперметра. Так, например, с микроамперметром на ток I=200 мкА относительное вход­ное сопротивление вольтметра будет 5, а с микроамперметром на ток I =100мка — 10кОм/В. С такими приборами расширится и предел измерения омметром. Но при замене микроамперметра более чувствительным надо с учетом его параметров I и К пересчитать сопротивление всех сопротивлений авометра.

Таким способом можно проверить или откалибровать любой стрелочный или цифровой вольтметр (амперметр). В качестве образцового рекомендуется использовать цифровой прибор заводского исполнения.

Такой прибор можно также положить в бардачок автомобиля. В поездке он может пригодиться для отыскания повреждений электропроводки, не годных ламп, соответствия бортового напряжения автомобиля.

Литература: В.Г.Борисов. Радиотехнический кружок и его работа.

Источник