При конструюванні, ремонті та налагодженні різної радіоапаратури нерідко навіть досвідчені радіоаматори здійснюють елементарні помилки, які закінчуються плачевним фіналом для експлуатованих ними вимірювальних приладів. Одна з таких помилок – одвічне радіоаматорську бажання виміряти мережеве напруга 220 В, не переключивши авометр на відповідний рід робіт.

Це нескладне пристрій, принципова електрична схема якого показана на рис.1, призначене для контролю мережевого напруги змінного струму 220 В. Пристрій може зайняти гідне місце в радіоаматорського міні $ лабораторії або знайти застосування при доопрацюванні різної промислової побутової апаратури.

Рис.1. Схема вольтметра мережевої напруги з розтягнутою шкалою
Рис.1. Схема вольтметра мережевої напруги з розтягнутою шкалою

В якості прототипу використовувалося авторське пристрій, опис якого можна знайти на сторінках журналу "Електрик" [1]. Пропоноване пристрій, на додаток до функції індикації стрілочним мікроамперметра мережевої напруги, має можливість переривчастим звуковим сигналом інформувати оператора про значне перевищення мережевої напруги. Цей нескладний вузол також можна використовувати і для доопрацювання пристроїв автоматичного відключення споживачів електроенергії від мережі, підвищивши їх функціональність.

Пристрій живиться від мережі змінного струму 220 В. Надлишок енергії мережевої напруги гаситься високовольтних плівковим конденсатором C1, далі знижена напруга через струмообмежувальні резистор R4 надходить на однополуперіодний випрямляч напруги, виконаний на діод VD2 і світлодіодах HL1-HL3. Випрямлена напруга обмежується термокомпенсірованним стабілітронів VD3, а пульсації випрямленої напруги фільтруються оксидним конденсатором C4.

Пристрій працює наступним чином. Напруга через випрямляючий діод VD1 і обмежувальний резистор R1 поступає на конденсатор фільтра випрямленої напруги C2. Напруга, до якого заряджається цей конденсатор, майже прямо пропорційно залежить від напруги мережі. Шкалу малогабаритного мікроамперметра для відображення величини мережевої напруги бажано зробити розтягнутій, наприклад, розмістивши на ній найбільш важливу ділянку зі значеннями 180 … 250 В.

Транзистор VT1 працює як мікромощний мікрострумова стабілітрон з напругою стабілізації близько 40 … 50 В. Поки напруга на його перехід менше напруги оборотного лавинного пробою, цей транзистор закрито, напруга на виводі затвора VT2 щодо спільного проведення майже дорівнює нулю, VT2 закритий, показання мікроамперметра PA1 мінімальні. Також буде закритий і транзистор VT3.

Коли напруга на емітерний перехід VT1 стане більше порогового, цей транзистор відкриється, відкриється і істоковий повторювач на VT2, стрілка мікроамперметра відхилиться. Чим більше мережеве напруга, тим на більший кут відхиляється стрілка від початкового положення. У разі, якщо напруга мережі значно перевищує допустиму норму, наприклад 260 В, напруга на виході істокового повторювача на VT2 достатньо для відкривання p7канального польового транзистора VT3. У результаті миготливий світлодіод HL4 спалахує, в такт його спалахів пищить звуковий п'єзокерамічних випромінювач з вбудованим генератором HА1. Поріг включення звукової сигналізації встановлюють регулюванням підлаштування резистора R9. Світлодіоди зеленого кольору світіння HL1-HL3 крім виконуваної ними функції випрямлення мережевого напруги підсвічують шкалу приладу.

Деталі. Резистор R4 бажано застосувати невозгораемий Р177 або аналогічний імпортний розривною. Решта постійні резистори будь-які малогабаритні, наприклад, С174, МЛТ, С2723, С2733. Підлаштування резистори СП471, РП1763, СП3738 або аналогічні малогабаритні імпортні. Після остаточної налаштування пристрою підлаштування резистори бажано замінити постійними, що підвищить довготривалу точність настройки вимірювача. Конденсатор C1 на робочу напругу не менше 630 В. Підійдуть вітчизняні поліетилентерефталатні К73717, К73724, К73739. Також як C1 можна застосувати і пару послідовно включених імпортних конденсаторів типу GPF 250V ~ X2 ємністю 0,47 мкФ. Конденсатор C3 – будь-який малогабаритний керамічний, а C4 – імпортний аналог К5035.

Діоди 1N4004 можна замінити будь-якими з серій КД209, КД243Г-Ж, КД247В-Д, КД105Б-Г. Стабілітрон Д818Г можна замінити будь-яким з цієї серії або КС482А, КС510А, КС191М, Д814Б. Застосування стабілітрон в мініатюрному скляному корпусі небажано. Світлодіоди HL1-HL3 можна замінити практично будь-якими з допустимим прямим струмом від 20 мА, видимого кольору світіння, наприклад, КІПД66Д7Л, КІПД24Ж7Л, АЛ307Н7М. Миготливий світлодіод HL4 можна замінити будь-яким із серій L56B, L36В, L796B та іншими.

Біполярні транзистори серії КТ501 не зовсім звичайні, вони допускають щодо висока напруга база-емітер. Без господарювання при здійсненні опору резистора R2 можна використовувати транзистори КТ501Ж-КТ501М. При відсутності такого чи аналогічного транзистора мікрострумова стабілітрон на 30 … 50 В можна виготовити з декількох транзисторів типів КТ315, КТ312. Польові транзистори КП501Б замінимі будь-якими з цієї серії або КП504, КП505, К1014КТ1, ZVN2120.

Автор використав мікроамперметр типу М4761 з опором рамки близько 900 Ом, взятий із старого несправного побутового катушечная магнітофона "Сатурн". Підійдуть і інші аналогічні мікроамперметра від індикаторів рівня запису / відтворення. Застосування як VT2 польового транзистора робить практично незалежними раніше виставлені налаштування (крім регулювання R7) від типу вживаного стрілочного індикатора. П'єзокерамічні випромінювач звуку можна замінити споживають невеликий струм EFM7473, EFM7475, EFM7250.


Рис.2. Ескіз друкованої плати

Настроювання пристрою зводиться до встановлення необхідних чутливості приладу і "розтягнутості" його шкали, що досягається підбором і регулюванням опорів резисторів R2, R3, R5, R7. Резистором R10 можна встановити бажану гучність сигналу звукового випромінювача HA1. Ескіз друкованої плати показаний на рис.2.

Література

1. Бутов А.Л. Вольтметр мережевої напруги з розтягнутою шкалою / / Електрик. – 2002. – № 7. – С.14.

2. Бутов А.Л. Пристрій контролю напруги мережі / / Схемотехніка. – 2003. – № 2. – С.44.

А.Л. Бутов, Ярославська обл.
Радіоаматор 2005 № 08