Радіоаматорові постійно доводиться проводити різноманітні вимірювання, не обмежуючись будь-яким одним електричним параметром. Необхідно вимірювати опору резисторів, ємності конденсаторів, постійні і змінні напруги, силу струму, індуктивність та ін Найбільш повно цю задачу можна вирішити за допомогою IP, які випускаються вітчизняною промисловістю. Але починаючому радіоаматорові придбати такі прилади буває дуже важко, тому можна зосередити увагу на створенні саморобних простих універсальних вимірювальних пристроїв.

На рис. 1.9 приведена принципова електрична схема універсального вимірювального пристрою, який дозволяє вимірювати постійні і змінні напруги на розтягнутих шкалах міліамперметраРА10,15; 0,5; 1,5; 5; 15; 50; 150; 500 В; постійний і змінний струм на шкалах 50; 150; 500 мкА, 1,5, 5, 15, 50, 150; 500; 1500 мА; опору до 2 МОм на п'яти шкалах (середини шкал відповідають 10; 100; 1000 Ом і 10, 100 кОм). Вхідний опір цього пристрою при вимірюванні постійного і змінного напруги дорівнює 20 кОм. Падіння напруги на внутрішньому опорі пристрою при вимірюванні струму не перевищує 100 мВ.

Цей пристрій складається з вхідних і вихідних

Рис. 1.9 Схема універсального вимірювального пристрою.

ланцюгів; мікроамперметраРА1чутливістю 50 мкА; підсилювача струму, зібраного на транзисторі VT1\детектора на випрямному діоді VD1і системи комутації.

При вимірі постійних напруг, струмів та опорів перемикач роду робіт S2встановлюють в положення /, яке позначається на лицьовій панелі знаком «=». У цьому випадку батарея живлення GB2 відключається від транзисторного підсилювача секцією перемикача S2.2, МікроамперметрРА1через контакти / і 3перемикача S2.3, Контакти / і 3секції перемикача S3або резистор R33 (на межі RX104) Підключається до повзунку перемикача S1.Одночасно секцією S2.1відключається вхід підсилювача.

Важливе місце у пристрої відведено перемикачу S1.На схемі показані позиційні позначення резисторів Rl—R23, Яким відповідають такі значення напруг, струмів та опорів: в положенні повзунка / вимірюється напруга на шкалі 0,15 В; в положенні 2– 0,5 В; в положенні 3– 1,5 В; в положенні 4– 5 В; в положенні 5– 15 В; в положенні 6– 50 В; в положенні 7 – 150 В; в положенні 8– 500 В; в положенні 9і далі вимірюється сила струму на шкалі міліамперметра РА1 – 1,5 А; в положенні 10– Сила струму на шкалі 0,5 А; в положенні 11– На шкалі 150 мА; в положенні 12– На шкалі 50 мА; в положенні 13– 15 мА; в положенні 14 — 5 мА; в положенні 15– 1,5 мА; в положенні 16– 500 мкА; в положенні 17– 150 мкА; в положенні 18– 50 мкА; в положенні 19вимірюється опір резисторів на шкалі RX1; в положенні 20– На шкалі RX10; в положенні 21– На шкалі RX102; В положенні 22– На шкалі RX103; В положенні 23– На шкалі RX104.

Вимірюється постійна напруга підводиться до гнізд XIіХ2.Межі виміру встановлюють перемикачем S /, який включає послідовно з вимірюваним напругою і микроамперметром один з резисторів Rl—R8.При вимірі постійних напруг утворюється ланцюг: гніздо XI(На лицьовій панелі позначено знаком «+»)» резистор R31y РА!, Контакти 3і / секції перемикача S2.3, Контакти 3і / перемикача S3, Перемикач S /, один з додаткових резисторів RlR8, ГніздоХ2(На лицьовій панелі пристрою позначено знаком «-»).

Для вимірювання постійного струму використовуються гнізда XIіХЗ.У цьому випадку утворюється електричний ланцюг: гніздо XI («+»), Один з шунтів R9– /? / 7, один з контактів 918 перемикача S /, гніздо ХЗ («-»). Падіння напруги на шунт вимірюється вольтметром, який утворений микроамперметром і додатковим резистором R3L Вхідний опір пристрою в цьому випадку становить 2 кОм, що відповідає шкалі вольтметра 100 мВ. На межі вимірювання струму 50 мкА шунт відсутній, і весь вимірюваний струм проходить через мікроамперметр.

Значення вимірюваного опору визначають, підключаючи резистор до гнізд ^ («R»),Х5(«Ц») абоХ4 («RX104»), ^ (« Ц »). Опір вимірюють, визначаючи падіння напруги ла зразковому резисторі, який включають послідовно з вимірюваним. Перемикач S3виконаний так, що при вставлянні штирька щупа в гніздоХ5він автоматично замикає контакти3 і 2. При цьому послідовно з микроамперметром включається резистор R33, А паралельно йому – змінний резистор R32установки нуля омметра. При замкнутих гніздахХ5іХ6на один із зразкових резисторів R18— R20буде подана напруга батареї GB1по електричного кола: плюс акумулятора GS /, один з резисторів R18—R20>перемикач S /, гніздаХ5,Х6, Мінус GB1. Ця напруга вимірюється вольтметром, що складається з мікроамперметраРА1і резисторів R31—R33.У цьому режимі роботи чутливість вольтметра з допомогою змінного резистора R32встановлюють такий, щоб положення стрілки мікроамперметра за шкалою відповідало нулю омметра.

Якщо тепер у гніздаХ5іХ6включити вимірюваний резистор, то падіння напруги на зразковому резисторі зменшиться, що буде зафіксовано вольтметром, шкала якого градуируется в Омасі.

При визначенні великих опорів на останньому межі вимірювань використовуються гніздаХ5(«Ц»), Х4 («RX104») І послідовно з ІПРА1виявляютьсявключеними батарея GB2і зразкові резистори R24, R33.

Вимірюючи змінний струм і змінну напругу, перемикач S2встановлюють в положення 2(«Оо»). Секція перемикача S2.Iпідключає вхід підсилювача до гнізда XI, А через перемикач SIі один з резисторів RI—R8– До гнізда X2.Секція перемикача S2.2подає живлення від батареї GB2на підсилювач, зібраний на транзисторі VT1за схемою з загальним емітером.

Щоб зменшити залежність коефіцієнта посилення від напруги батареї GB2, Підсилювач охоплений двома ООС – по напрузі (R28) І струму (R29). Навантаженням підсилювача є резистор R27y з якого посилене змінну напругу через розділовий конденсатор СЗ надходить на детектор, виконаний на випрямному діоді VD1.Навантаження детектора – резистор R30і мікроамперметр, який разом з резистором R31 включається в ланцюг детектора секцією перемикача S2.3. МікроамперметрРА1вимірює постійну складову струму в ланцюзі детектора.

Для того щоб додаткові резистори Rl—R8використовувати при вимірюванні постійних і змінних напруг, вхідний опір підсилювача має дорівнювати опору ланцюга ІП (у нашому випадку опір рамки РА1 одно 1900 Ом, опір резистора R31– 100 Ом). Так як всі опору додаткових резисторів розраховані на вхідний опір ланцюга ИП 2 кОм, таке ж вхідний опір має бути і у підсилювача, на вході якого включений резистор /? 25, допомагає домогтися необхідної величини.

При виготовленні пристрої використані наступні комплектуючі ЕРЕ: транзистор vt1 типу П416; випрямний діод vd1 типу Д9Б; конденсатори С / типу К50-6-100В-15 мкФ, с2 – К50-6-100В-15 мкФ, сз – К50-6-100В-15 мкФ; резистори ri типу МЛТ-0 ,125-1 кОм, r2 – МЛТ-0 ,125-8 кОм, r3 — МЛТ-0 ,125-28 кОм, r4 – МЛТ-0, 125 – 98 кОм, r5 – МЛТ-0 ,125-298 кОм, r6 — МЛТ-0 ,125-1 МОм, r7 — МЛТ-0 ,5-3 МОм, r8 – МЛТ-0 ,5-10 МОм, r9 – Дротяний 0,0667 Ом, r/0 – Дротяний 0,2 Ом, r/1 – Дротяний 0,667 Ом, r12 — дротяний 2 Ом, r13 – Дротяний 6,680 Ом, r14 – Дротяний 20,2 Ом, ri5 – Дротяний 69 Ом, ri6 – Дротяний 222 Ом, r17 — дротяний 1 кОм (або МЛТ), r18 — МЛТ-0 ,125-100 Ом, r19 – Дротяний 10 Ом, r20 – МЛТ-0 ,125-100 Ом, r21 — МЛТ-0 ,125-1, 1 кОм, r22 — МЛТ-0 ,125-51 кОм, r23 – МЛТ-0 ,5-100 кОм, r24 — Улі-0, 125 – 90 кОм, r25 — МЛТ-0 ,5-3 кОм, r26 – МЛТ-0 ,25-4, 7 кОм, r27 — МЛТ-0,25-12 кОм, r28 – МЛТ-0 ,5-82 кОм, r29 — МЛТ-0 ,5-150 Ом, r30 — МЛТ-0 ,25-9, 1 кОм, r31 — МЛТ-0 ,25-100 Ом, r32 — СГЮ-0, 5В-5, 6 кОм, r33 – МЛТ-0 ,5-9, 1 кОм.

Всі дротяні резистори намотані константан-вим або манганінового проводом в ізоляції на високо-омних резисторах (понад 100 кОм). Намотування всіх дротяних резисторів біфілярного. Всі зразкові резистори повинні бути підібрані з точністю не гірше 1% від зображених на схемі величин. Мікроамперметр повинен мати опір рамки 1900 Ом і зі шкалою на 50 мкА. При використанні мікроамперметра з опором рамки більше 2 кОм необхідно виконати перерахунок всіх зразкових резисторів і шунтів. Перемикач S2одноплатний типу ПМ має два положення і чотири напрями. Перемикач S1галетного типу або телефонний на двадцять три положення.

У пристрої можна застосувати транзистори типів П416А, П416Б, П417 та інші з початковим струмом колектора 3-5 мкА і статичним коефіцієнтом передачі не менше 40. Як джерела живлення використовуються елементи типу 332 і батарея «Крона».

Мікроамперметр має три шкали: для постійних напруг і струмів, змінних напруг і струмів, опорів. Для приладів магнітоелектричної системи з рівномірною шкалою основним завданням градуювання шкали для вимірювань постійних напруг і струмів є встановлення відповідності кінцевого розподілу шкали граничному значенню вимірюваної величини. Шкалу омметра градуіруют шляхом вимірювання зразкових опорів на основній шкалі («RX1»). На інших межах вимірювань опорів показання за шкалою треба помножити на.соответствующіе множники.

Після завершення монтажних робіт переходять до налагодження пристрою для роботи в режимах вимірювання змінних напруг (струмів), яке зводиться до регулювання підсилювача. Для цього, встановивши перемикач S2в положення «с» », підбором опору резистора домагаються напруги на колекторі мінус 3,5 В. Підгонку чутливості підсилювача по напрузі виробляють резистором R26.Підключивши до точокAw Бнизькоомний вихід звукового генератора при вихідній напрузі 100 мВ, зміною опору R26домагаються, щоб стрілка мікроамперметра РА1 відхилилася на всю шкалу.

Потім переходять до калібрування вхідного опору підсилювача. Не змінюючи величини напруги, що подається з виходу звукового генератора (100 мВ), послідовно з ним включають резистор опором 2 кОм, і напруга від звукового генератора подвоюють, тобто встановлюють його рівним 200 мВ. Підбираючи опір резистора R25, Домагаються, щоб стрілка мікроамперметра РА1 знову відхилилася на всю шкалу. Очевидно, що в цьому випадку вхідний опір підсилювача змінного струму виявиться рівним 2 кОм.

Після цього відключають звуковий генератор і вдруге перевіряють напругу на колекторі транзистора VT1 (Вольтметр повинен бути високоомним). Якщо воно змінилося більш ніж на 15-20%, треба заново підібрати опору резисторів R25, R26, R28.Остаточну калібрування посилення виробляють підбором опору резистора R30.

Налагоджують підсилювач на частоті 50 Гц. Ніяких додаткових ^ робіт з регулювання пристрою в режимі змінного струму проводити не слід. Потрібно лише відградуювати шкалу по напрузі. У неробочому стані перемикач S2повинен перебувати в положенні, відповідному виміру постійного струму, оскільки живлення підсилювача при цьому відключається.

Технічна характеристика

пристрою вимірювального універсального

Номінальна напруга живлення пристрою, В:

від основного джерела живлення ………………………. 9

від допоміжного джерела живлення …………… .1,2

Межі допустимого зміни напруги

основного джерела живлення, В ……………….. 7,5-10

Межі виміру постійної напруги, В. . . .0,1-500

Межі вимірювання змінної напруги, В. . . .0,1-500

Вхідний опір, кОм ………………………. 20

Межі виміру струму на шкалах:

50, 150, 500 мкА …………………………………….. ……. 0,1-500

1,5; 5; 15; 50; 150; 500; 1500 м А. …………………….. 0,5-1500

Чутливість пристрою, мкА, не гірше ……. 25

Точність пристрою,%, не менше ……………….. 2

Частотний діапазон пристрою, кГц ……………. 0,01 – 1

Межі вимірювання опору на шкалах:

10, 100, 1000, Ом ………………………………….. •. . . .0,1 – 1000

10, 100 кОм ………………………………………. ………… 1 – 100

Термін служби пристрою, ч, не менш …………… 10000

Ймовірність безвідмовної роботи. ……………….. 0,92

Перешкодозахищеність при впливі зовнішнього

електромагнітного поля, дБ, не менш ……….. 100

Опір ізоляції струмоведучих провідників,

МОм, не менш ………………………………………. . 10

Ккд,%, не менше …………………………………….. . 95

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.