Мілівольтметр постійного і змінного струмів та омметр з лінійною шкалою

Принципова схема мілівольтметри постійного і змінного струмів та омметра з лінійною шкалою наведена на рис. 49. Основним елементом мілівольтметри є підсилювач змінного струму. Він складається з істокового повторювача на польовому транзисторі Т17, емітерний повторювача на транзисторі Т18 і трехкаскадного підсилювача, зібраного за схемою з загальним емітером, на транзисторах Т18-Т20. На виході підсилювача включений випрямляч і стрілочний індикатор.

Для оберігання стрілочного індикатора від можливих перевантажень, що виникають при неправильному виборі межі вимірювання, паралельно йому включений кремнієвий діод Д25. Для забезпечення стабільності коефіцієнта посилення підсилювач охоплений глибокою негативним зворотним зв'язком. Ця ж зворотній зв'язок дозволяє і істотно поліпшити лінійність шкали стрілочного індикатора, особливо на її початку.

Вимірюється напруга, подане на вхід мілівольтметри, надходить через контакти реле Р1 – перетворювач постійної напруги в змінну і резистор R93, що визначає вхідний опір мілівольтметри, на кнопковий перемикач меж вимірювання і далі на вхід істокового повторювача. Встановлення верхніх меж вимірюваних напруг проводиться за допомогою підлаштування резисторів R86, R88, R90, R92 і R95. Початковий коефіцієнт посилення підсилювача змінного струму для вимірювання змінних напруг встановлюється за допомогою підлаштування резистора R104, включеного в ланцюг негативного зворотного зв'язку.

При вимірі змінної напруги кнопка перемикача В4 з фіксацією повинна знаходитися в ненажатом положенні. Для вимірювання постійних напруг або опорів резисторів кнопку натискають. У цьому випадку на обмотку реле-перетворювача через діод Д20 подається змінна напруга 27 В з обмотки силового трансформатора. Одночасно в ланцюг негативного зворотного зв'язку включається другий підлаштування резистор R106, за допомогою якого збільшується коефіцієнт посилення підсилювача змінного струму. Відбувається це завдяки тому, що ефективне значення пульсуючого напруги на виході перетворювача відрізняється від ефективного значення синусоїдальної напруги.

Принцип вимірювання опорів заснований на вимірюванні падіння напруги постійного струму на відповідному резистори. Для цієї мети до складу приладу введений стабілізатор струму на транзисторі Т21. У залежності від межі вимірювання за допомогою кнопкового перемикача В2 (див. мал. 47) встановлюється робочий струм 1; 0,1 мА або 10 мкА. При цьому на межах вимірювання 0-30, 0-300 та 0-3000 Ом використовується робочий струм 1 мА, на межі 0-30 кОм – 0,1 мА, а на межі 0-300 кОм – 10 мкА. Відповідно на першому межі максимальне падіння напруги складає 30 мВ, другому – 0,3 В і на інших – 3 В. Для вимірювання опорів необхідно встановити необхідну межу вимірювання, натиснути кнопку регулювання В4 з фіксацією, підключити до вхідних клем вимірюваний резистор і натиснути кнопку В5, тоді вхід мілівольтметри Гн5 підключиться до вимірюваному резистори.

Падіння напруги на вимірюваної резистори перетвориться в пульсуюче за допомогою перетворювача постійної напруги в змінну і вимірюється мілівольтметри змінного струму. У зв'язку з тим що через вимірюваний резистор протікає постійний струм строго фіксованої величини, падіння напруги на ньому виявляється прямо пропорційним його опору. Тому шкала омметра виходить лінійної і можна використовувати шкалу стрілочного мікроамперметра.

До складу блоку живлення (мал. 48) входить однополуперіодний випрямляч зібраний на діод Д17. Напруга стабілізується параметричним стабілізатором на діодах Д18, Д19. На транзисторі Т16 виконаний буферний повторювач, що дозволяє виключити вплив схеми на параметри стабілізатора.

У конструкції замість рекомендованих транзисторів типу МП416 можна використовувати транзистори широкого застосування, такі як МП402-МП403, МП422-МП423, ГТ308-ГТ309 і т. д. Замість транзистора КТЗ15 – транзистори типів КТ301, КТ312, з коефіцієнтами передачі струму У не менш 50. Замість польового транзистора КП103 можна застосувати транзистори типу КП102 з будь-якою буквою, змінивши полярність напруги живлення. Всі транзистори, за винятком транзистора типу КТ315, на якому зібрано стабілізатор струму, можуть мати коефіцієнти передачі струму У не менш 20.

Як кнопкових перемикачів найбільш зручно застосувати перемикач типу П2-К з кроком 10 мм або в крайньому випадку з кроком 15 мм. Всі змінні резистори – типу СП-0, 5, а підлаштування резистори – Типу СПЗ-46. Електролітичні конденсатори-типу К50-6 на напругу 15 і 25 В. Решта конденсатори – типу К10-7В і МБМ. Всі постійні резистори – типу МЛТ.

Силовий трансформатор зібраний на залізі Ш-26, набір сердечника 50 мм. Первинна обмотка, розрахована на напругу 220 В, містить 1000 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,27 мм, вторинна 26 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,64 мм.

Як стрілочного мікроамперметра застосований прилад типу М4206 зі струмом повного відхилення 300 мкА і опором рамки 240 Ом, шкала приладу має 30 поділок. Замість нього можна застосувати мікроамперметра будь-якого типу з струмом повного відхилення 50 – 500 мкА і опором рамки не більше 2000 Ом.

При використанні мікроамперметра зі шкалою, що має інше число поділок, можна або заново виготовити шкалу з 30 діленнями, або змінити межі виміру напруг і опорів резисторів, змінивши величини резисторів у вхідному дільнику. Наприклад, застосувавши мікроамперметр з 50 діленнями шкали, доцільно зробити наступні межі вимірів: 0-0,05; 0-0,5; 0-5; 0-50 і 0-500 В, а омметра 0-50; 0-500 Ом, 0-5, 0-50 та 0-500 кОм.

Для налагодження мілівольтметри відключають лівий по схемі конденсатор С57 (див. рис. 49) від вхідного аттенюатора і з звукового генератора подають на нього напругу 7,5 мВ частотою 1-5 кГц. Підлаштування резистором R106 добиваються відхилення стрілки приладу на останнє поділ шкали. Відновивши ланцюг, подають на вхід мілівольтметри зі звукового генератора напруга 30 мВ, включають межа вимірювання 0 – 30 мВ і за допомогою підлаштування резистора R95 встановлюють стрілку на останнє поділ шкали. Потім збільшують вихідну напругу звукового генератора і, перемикаючи Піддіапазони вхідного аттенюатора, за допомогою підстроєні резисторів R92, R90, R88 і R86 встановлюють верхні межі піддіапазонів вимірювання напруги змінного струму.

Для калібрування приладу в режимі вимірювання постійної напруги на його вхід подають напругу, відповідне верхній межі того чи іншого піддіапазону, і за допомогою підлаштування резистора R104 встановлюють стрілку приладу на останнє поділ шкали.

Налагодження омметра зводиться до підбору необхідних значень струму стабілізатора. Для цього паралельно вхідних терміналів (Гн5, Гн6) приладу підключають еталонний міліамперметр постійного струму з межами виміру 1; 0,1; 0,01 мА, встановлюють режим вимірювання опорів або напруг постійного струму і натискають кнопку Кн1 ("вимір"). За допомогою одного з підлаштування резисторів R115, R117, R118 відповідно до вибраного піддіапазонів встановлюють струми стабілізатора 1; 0,1 і 0,01 мА.

Якщо відсутній еталонний міліамперметр постійного струму, калібрування омметра можна зробити наступним чином. Беруть резистори з опорами, рівними верхнім межам омметра (3, 30 і 300 кОм) з допуском не гірше 0,5-1%, і, послідовно підключаючи їх до входу приладу, встановлюють відповідні межі вимірювань. Потім натискають кнопку Кн1 і за допомогою зазначених раніше підлаштування резисторів добиваються відхилення стрілки приладу на останнє поділ шкали.

Мілівольтметр можна виготовити у вигляді окремого самостійного приладу або ввести до складу звукового генератора. Для цього необхідно виготовити окремий джерело живлення з напругою близько 15-24 В. Якщо застосувати більш чутливий мікроамперметр, наприклад, зі струмом повного відхилення 50 – 150 мкА і замість зазначеного стабілітрон Д21 – типу КС133 або КС139, то напруга джерела живлення можна знизити до 9 В.