НАЙПРОСТІШІ ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ З ВИКОРИСТАННЯМ Як індикатор неонових ламп

Вольтметр – один з основних вимірювальних приладів у практиці радіоаматора. Крім прямого призначення – вимірювання напруги – його можна використовувати для вимірювання непрямими методами струму, опору, а також і для деяких інших цілей.

Найчастіше радіоаматори, особливо початківці, не мають можливості придбати гарний стрілочний вольтметр або магнітоелектричні голівку з досить малим струмом повного відхилення стрілки, на базі якої можна було б зібрати такий вольтметр. Саме тому для них великий інтерес представляють практичні конструкції приладів, в яких як індикатора використовуються неонові лампи або лампи розжарювання.

Основною вимогою, що пред'являються до вольтметра будь-якого класу, є їх велика вхідний опір. Це пояснюється тим, що при вимірюванні напруги в тій чи іншій ланцюга вольтметр шунтується її і вносить певні помилки у вимір істинного напруги. Чим вище вхідний опір вольтметра, тим менше вноситься помилка.

Неонову лампу як індикатор можна застосувати тому, що вона починає світитися тільки в тому випадку, коли напруга на її електродах досягає напруги запалювання, при якій виникає тліючий розряд. До досягнення цієї напруги неонова лампа практично не споживає електричного струму. Напруга запалювання неонових ламп знаходиться в межах 50-150 В в залежності від типу ламп. Найбільш низька напруга запалювання 50-60 В у найпоширеніших ламп типу МН-3. Необхідно пам'ятати, що це напруга у різних ламп різний. Крім того, з часом воно змінюється і особливо різко протягом перших 50 годин роботи. У зв'язку з цим неонову лампу, обрану як індикатор, доцільно протягом 50-55 год піддати тренуванні. Для цієї мети її підключають через що обмежує резистор до мережі змінного струму напругою 220 В. Опір цього резистора вибирають таким, щоб воно забезпечувало номінальний струм, який у більшості неонових ламп не перевищує 1-3 мА.

Найбільш простий вольтметр (мал. 1) дозволяє вимірювати напругу постійного і змінного струму на, двох шкалах: 50-250 В і 100-500 В; при цьому передбачені різні шкали для постійного і змінного струму. Різниця в показах на змінному струмі пояснюється тим, що амплітудне значення змінної напруги, при якому запалюється лампа, в 1,41 рази більше його ефективного значення, що вимірюється еталонним вольтметром.

За допомогою щупів, з'єднаних з гніздами Гн2 і ГНЗ, вольтметр підключають до джерела вимірюваної напруги. Переміщуючи движок змінного резистора R2 знизу вгору (за схемою), добиваються запалювання неонової лампи. Величину вимірюваної напруги визначають за шкалою змінного резистора. Резистор R3 обмежує струм, що протікає через неонову лампу, запобігаючи пробою між електродами при подачі на них високої напруги. Конденсатор С1 сприяє більш яскравого світіння лампи в момент її запалювання. Підключивши щупи до гнізд Гн1 і ГНЗ, переходять на другий межа вимірювання напруги; при цьому послідовно з резистором R2 включається резистор R1 і ціна кожного ділення шкали подвоюється. Градуювання шкал проводять за допомогою еталонного вольтметра, подаючи на вхід різні напруги постійного струму, а потім і змінного. Подавши на вхід певну напругу, переміщують движок змінного резистора до моменту запалення неонової лампи і роблять відповідну відмітку на шкалі приладу.

Ускладнивши схему приладу (рис. 2), можна проводити вимірювання малих напруг постійного струму. До складу приладу входить або спеціальний випрямляч, або батареї, що дають напругу близько 200 – 300 В.

Градуювання шкали виробляють наступним чином. Закорачівают вхідні гнізда Гн1 і Гн2 і, переміщаючи движок змінного резистора R2, домагаються запалювання неонової лампи. Після цього вхідні затискачі розмикають і подають на них невелика напруга від вимірюваного джерела. Неонова лампа гасне. Підвищуючи компенсаційне напругу з допомогою змінного резистора R5, знову домагаються запалювання лампи,, що станеться, коли приріст компенсаційного напруги зрівняється з величиною вимірюваної напруги. Отечет вимірюваної напруги проводять за шкалою змінного резистора R5 в момент запалювання лампи.

Вхідний опір вольтметра, зібраного за першою схемою, визначається опором резистора R2 або сумою опорів резисторів R2 і R1; вхідний опір вольтметра, зібраного по другій схемою, значно вище і визначається лише витоком між висновками неонової лампи. У момент запалювання лампи цей опір різко падає.

Використовуючи зазначений принцип, можна розробити ряд схем вольтметрів з використанням неонових ламп. При бажанні початківець радіоаматор зможе це зробити самостійно.

У розглянутих конструкціях можна застосувати наступні деталі. Всі постійні резистори – типу МЛТ-0, 25, змінні резистори – типу СПО-1 або СП-1, конденсатори – типу МБМ. Транзистори повинні мати коефіцієнт передачі струму не менше 40.