Токи, напруги та опору радіоаматор вимірює зазвичай одним комбінованим приладом – авометром Такий прилад суміщає в собі амперметр, міліамперметр, вольтметр і омметр, основи побудови яких розглянуто в попередньому розділі книги

Які види і межі вимірювань повинні забезпечувати такий комбінований прилад

Налагоджуючи або ремонтуючи радіоапаратуру, радіоаматору доводиться вимірювати постійні і змінні напруги від часток вольта до декількох сотей вольт Якщо ж мова йде тільки про транзисторних конструкція ^, то в цьому випадку верхня межа вимірювань напруг вбирається, як правило,

20 . 30 В

Постійні струми доводиться вимірювати в межах від часток міліампера до сотень Міліампер або навіть декількох ампер, якщо, наприклад, мають справу з потужними транзисторами Вимірювати змінні ^ струми звуковий частоти доводиться значно рідше Тому t описуваних авометром не передбачено вимір змінних струмів

Нарешті, опору, з вимірюванням яких радіоаматори доводиться стикатися, можуть бути в межах від одиниць ом до декількох мега

Описуваних авометром можна вимірювати: постійний струм до 500 мА (межі вимірів: 1 * 10, 100 і 500 мА), постійні напруги до 500В (межі: 1, 10, 100 і 500В), змінні напруги до 500В (1, 10, 100 і 500В) і опору від 1 Ом до 6 МОм (межі: 1 Ом .. 5 кОм 10 Ом .. 50 кОм, 100 Ом500 кОм і 1 кОм .. 5 МОм) Відносне вхідний опір вольтметра постійного струму – близько 10 кОм / В

Рис 21 Принципова схема авометра (а) і схеми утворюються потім із нього міліамперметра (б), вольтметрів постійного (в) і переменногр (г) струмів до омметра (д)

Принципова схема авометра зображена на рис 21, а Щоб легше розібратися в роботі приладу, окремо показані його спрощені схеми, що використовуються при вимірюванні постійного струму (рис 21,6), постійних напруг (рис 21, в), змінних напруг (рис 21, г) і опорів (рис 21, д)

Вимірювальним приладом авометра служить мікроамперметр М24 (РА1) із струмом повного відхилення стрілки 1І= 100 мкА і опором рамки RH == 645 Ом Для мікроамперметра з іншими значеннями 1і і RH опору всіх резисторів авометра треба, природно, перерассчитать

При вимірі постійного струму паралельно мікроамперметра підключають універсальний шунт, що складається з резисторів R2-R9 із загальним (розрахунковим) опором 4355 Ом Відведення від точок зєднання резисторів R2 і R3, R4 і R5, R6 і R7 не використовуються (вони потрібні при вимірюванні опорів), тому на рис 21,6 ці елементи шунта замінені резисторами R2 4 – +-R3, R4-f-R5 і R6 + R7

При вимірі постійних і змінних напруг універсальний шунт відключається, що необхідно для збереження високого вхідного опору вольтметра, В залежності від роду (постійне або змінне) і значення вимірюваної напруги послідовно з микроамперметром включається один з додаткових резисторів R14-R17 (рис 21, в) або RIO-R13 (рис 21, г)

Вольтметр відрізняється від вольтметра постійного струму наявністю в ньому діодів VD1, VD2 і опорами додаткових резисторів, які, як вказувалося раніше, менше опорів відповідних ре-зістора вольтметра постійного струму приблизно в 2,2 рази

Прилад для вимірювання опорів помітно відрізняється від найпростіших омметрів, схеми яких були розглянуті в попередньому розділі (див рис 13) У цьому приладі при вимірюванні опорів паралельно мікроамперметра підключається універсальний шунт, що складається з резістордв, R2, R3 + R4, R5-bR6 і R7 + R8 + R9 Опору резисторів Шуит і додаткових резисторів R18 – R21 підібрані так, що вхідний опір омметра RBX на другому межі («ХЮ») в 10 разів більше RBX перший межі («XI»), рівного S0 Ом, на третьому («XI ТОВ»)-в 10 разів більше RBX другий межі, а на четвертому («+1000»)-в 10 разів більше RBX третій межі Функції шунта омметра виконують резистори універсального шунта мікроамперметра Але відводи від точок зєднання резисторів R3 і R4, R5 і R6, R7-R9 при вимірюванні опорів не використовуються х

На церви трьох межах омметра («Χ1» ν «Х10», «Х100») до універсального шунту підключені ланцюга, кожна з яких складається з одного елемента 332 (Gl, G2 або G3) і резистора (R19, R20 або R21) Для вимірювань на четвертому межі («Х1000») до омметру через гнізда XS1, XS2 підключають зовнішнє джерело живлення напругою 9 В Їм можуть бути дві батареї 3336J1, зєднані послідовно, або блок живлення, що входить в комплект описуваних приладів Вся комутація в аБометре (підключення та відключення універсального Шунта, резистора R1, за допомогою якого встановлюють на ну Пь стрілку приладу при вимірюванні опорів) здійснюється за допомогою одного перемикача SA1 У положенні «Ώ» до мікроамперметра підключається універсальний шунт і резистор R1, а в положенні «та» – тільки універсальний шунт Діоди VD1 і VD2 постійно підключені до мікроамперметра, але, оскільки їх зворотне опір складає сотні килоом * вони практично не чинять на нього шунтирующего дії Елементи Gl-G3 омметра при вимірюванні струму і напруги не відключаються від шунта, що також зроблено з метою спрощення комутації авометра

Описуваний прилад – універсальний І не тільки тому, що з його по * міццю можна вимірювати струм, напруга і опір, але ще й тому, ■ що його мікроамперметр може бути використаний в деяких інших вимірюв

Рис 22 Зовнішній вигляд аваметра

рительное приладах радіоаматорського лабораторії З цією метою на передню панель авометра виведені гнізда XS3 і XS4 («100 мкА»), зєднані безпосередньо з затискачами мікроамперметра Треба тільки памятати, що при такому використанні мікроамперметра перемикач SA1 повинен знаходитися в положенні «V»

Конструкція і деталі Загальний вигляд авометра показаний на рис 22, а конст рукція його корпусу і розміщення в ньому деталей дано на рис 23 Несучим елементом конструкції є корпус 2 На його передній стінці з внутрішньої сторони закріплений мікроамперметр 5 Корпус останнього має спереду опуклість висотою близько 3 мм, тому до ^ передній стінці він кріпиться не безпосередньо, а через прокладку 4 На передній стінці авометра закріплені також чдві колодки 15 з гніздами XS5-XS20, колодка 12 з гніздами XS3, XS4 і XS21, змінний резистор R1 («Уст 0») й перемикач виду вимірювань SA1 Для кріплення колонок з гніздами використані гвинти МЗХ8 з потайною голівкою Куточки 7 і 13 для кріплення кришки 6 зєднані з корпусом заклепками 8, а ніжки 10 – заклепками 9

Монтажна плата 16 (на рис 23 показана штриховими лініями) з резисторами R2-R21, діодами VD1, VD2 і елементами Gl-G3 закріплена гвинтами М3 Ж 28 з потайними голівками Гвинти пропущені через трубчасті стійки 11 і угвинчені в середні різьбові отвори колодок

Написи, що пояснюють призначення ручок управління і гнізд, виконані на смугах кольорового паперу й прикриті накладкою 1 з прозорого безбарвного органічного скла Для крепленія накладки до передньої стінки корпусу використані гайки змінного резистора і перемикача, один з гвинтів кріплення колодки 12 і два гвинти 3 (М2Х5), які угвинчені із зворотного боку стінки Колодка 14 з гніздами XS1 і XS2 закріплена на куточку 13 одним гвинтом МЗХ6

Рис 23 Конструкція корпусу і розміщення в ньому Деталей лвометра:

1 – накладка 2 – корпус 3 – гвинти кріплення накладки 4 – прокладка 5 – Мікроамнерметр М24 6 – кришка 7, 13 – куточки кріплення кришки 8 – заклепки кріплення куточків 9 – гвинти кріплення ніжок 10 – Ніжки 11-стійки кріплення монтажної плати 12, 14, 15-гніздові колодки 16 – монтажна плата

Рис 24 Розмітка передньої стінки » корпуса

Корпус, кришка і куточки виготовлені з листового алюмінієвого сплаву АМц-П придатний також мякий дюралюіміній Розмітка передньої стінки корпусу показана на рис 24

Виготовляючи кришку, треба домагатися сполучення її з корпусом, тобто так підігнати розміри, щоб вона не виступала за габарити корпусу

Найбільш відповідальні деталі авометра – гнізда Від ретельності їх виготовлення багато в чому залежить надійність роботи приладу Конструктивно всі гнізда однакові Для зручності виготовлення вони обєднані в ^ зетире групи, кожна з яких змонтована на окремій колодці Пристрій однієї з таких груп показано на рис 25 Кожне гніздо (рис 25, а) утворене отверстіемв колодці 15 і контактом 20, закріпленим па ній гвинтом 21 Форма контакту така, що його нижня (по малюнку) частина наполовину перекриває отвір рід штепсель, тому при підключенні ця частина контакту піднімається (рис, 25, б) і тисне на штепсель, завдяки чому забезпечується надійний електричний контакт

Колодки 12, 14 і 15 {рис 25, в) виготовляють з листового гетинаксу, текстоліту, склотекстоліти або органічного скла Всього для авометра потрібно виготовити дві колодки 15 і по одній колодці 12 і 14

Для контактів (їх буде потрібно 21 шт) Треба використовувати тверду латунь (налрімер, ЛС59-1) або бронзу товщиною 0,5 мм

Куточки 7 і 13 (див рис 26) виготовляють з того ж матеріалу, що і корпус авометра, ніжки 10 – з будь-якої пластмаси підходящої товщини Штепселя 23 і шупи 26 виточують з латунного прутка діаметром 4 мм, а їх корпуси 24 і 25 – з текстоліту, органічного скла або іншого ізоляціонногб матеріалу Більш докладно про технологію виготовлення деталей кор

Рис 25 Гніздові колодки та їх деталі (а, б-пристрій і принцип дії гнізда, в – креслення деталей:

12, 14, 15 – колодки 20 – контакт гнізда 21 – гвинт М2Х4 23 – штепсель 24 – корпус штепселя

пуса, гнізд і деяких інших деталей, що використовуються не тільки для авометра, йдеться в розділі «Технологічні поради» «

Всі резистори (крім змінного R1), діоди VD1, VD2 і елементи Gl-: G3 змонтовані на платі, виготовленої з листового гетинаксу (можна * іспользовть стеклотекстолит) товщиною 2,5 мм Розмітка плати та її-монтажна схема показані на рис 27 Монтажними стійками 17 служать відрізки мідної лудженої дроту діаметром 1,5 мм, запресовані в отвори в платі 16 Зєднання на платі виконані голим мідним проводом діаметром * 0,8 мм *

Рис 26 Деталі корпусу авометра і штепселів сполучних проводів:

омметра 19 – пустотілі заклепки

Рис 27 Розмітка монтажної платич авометра та розміщення деталей на ній:

16-плата 17 – монтажна стійка Ϊ8 – контакт-тримач елементів GI-G3 батареї »

7, 13-кутки 10 – ніжка 18 – контакт-тримач елементів батареї 23 – штепсель длят підключення зєднувального проводу ^ до авометра 24 – корпус штепселя для підключення до авометра 25 – корпус штепселя-щупа 26 – штепсель-щуп для підключення авометра до ланцюга, що перевіряється

У місцях перетинань на нього надіті відрізки полівініхлорідной трубки Для зєднань плати з іншими деталями авометра використаний багатожильний монтажний провід МГШВ перетином 0,35 мм2

Контакти-держателі 18 елементів Gl-G3 виготовляють з того ж матеріалу, що і контакти гнізд, і закріплюють на платі 16 порожнистими заклепками 19 Стійки 11, що створюють необхідний зазор ме & ду монтажної платою «гніздовими колодками 15, виготовлені з органічного скла (можна застосувати гетинакс або текстоліт) Їх нрружний діаметр 6, а довжина – 20 мм

Резистори R4 і R6-R9 універсального шунта виготовлені з манганінового дроти в емалевої і шовкової ізоляції (ПЕШОММ, ПЕГОМТ) Для резисторів R4, R6 і R7 треба використовувати провід діаметром 0,08 .. 0,1 мм, а для резисторів R8 і R9 – 0,15 .. 0,2 мм -Придатні, зрозуміло, інші високоомні дроти, наприклад, з константана Каркасами служать резистори MJIT-0, 5 опором не менше 200 кОм

Довжину проводь, необхідну для отримання заданого опору, можна визначити за допомогою моста для вимірювання опорів або зразкового омметра Щоб при калібруванні шкали приладу можна було більш точно підібрати опору резисторів, довжину їх проводів збільшують на 5 .. 10%

Резистор R1 може бути як дротяним, так і недротяних (наприклад, СП-I) Важливо лишедо щоб його опір було 2 .. 3 кОм, а габарити не перевищували розмірів резистора СП-1

Решта резистори, застосовані в авометра, – MJIT-0, 5 Для спрощення налагодження авометра щ слід взяти з дещо більшим (приблизно на

10 . 15%) опором, ніж вказано на принциповій схемі Тоді при калібруванні легко підібрати потрібне опір, підключаючи паралельно їм резистори опором в 7-10 разів великим Можна поступити і поіншому: кожен окремий резистор замінити двома-трьома зєднаними по ^ отже і при калібруванні підбирати резистори меншого опору Так, резистор R2 можна скласти з двох резисторів опором 1,5 кОм і 240 Ом, резистор R3 – з резисторів опором 2 кОм і 110 Ом, R14 – з резисторів опором 9,1 кОм і 270 Ом і т д

Перемикач виду вимірювань SA1-тумблер ВТЗ на три положення і два напрямки Можна використовувати будь-який інший перемикач, що забезпечує необхідну комутацію, наприклад галетний, але в цьому * випадку доведеться дещо збільшити розміри авометра

Градуювання Повністю змонтувавши авометр, перевіряють правильність всіх зєднань і тільки після цього приступають до градуюванні його шкал Починають її з калібрування шкали постійних струмів за схемою, показаної на рис 28, а Тут GB – батарея, складена з трьох елементів 373, РАГ -Градуйованих міліамперметр, РАі – Зразковий прилад, наприклад промисловий міліамперметр класу 0,2 .. 0,5 або авометр в режимі вимірювання струму, Ка – дротяний змінний резистор опором 50 .. 100 Ом, R0Резистор СП-I опором 5 .. 10 кОм, SA – вимикач будь-якого типу Перед калібруванням резистор Ra повністю вводять (движок у верхньому – за схемою-положенні), a Re – виводять Перемикач SA1 авометра встановлюють

Рис 28 Схеми градуювання шкал міліамперметра (а) і вольтметра постійного струму авометра (б)

в положення «та», штепсели сполучних проводів вставляють у гнізда «Заг» і «500» мА Потім, плавно змінюючи опір резистора Ra, Встановлюють за шкалою зразкового приладу струм 500 мА і порівнюють його з показанням вимірювального приладу авометра-Якщо опір резистора R9 універсального шунта більше расчетпого, то стрілка налагоджуваного приладу піде за останню відмітку шкали Відмотуючи провід з резистора R9 і Стежачи за показаннями зразкового міліамперметра, стрілку встановлюють на останню відмітку

Д1осле цього харчування вимикають, знову повністю вводять резистор Ra і переставляють штепсель зєднувального проводу в гніздо «100 мА» налагоджуваного приладу Знову включа * я харчування і змінюючи опір резистора Ra, встановлюють стрілку зразкового приладу на відмітку 100 мА і, підбираючи опір резистора R8, домагаються відхилення стрілки калібрується приладу точно до останньої позначки шкали

Аналогічно калібрують шкалу приладу і на інших межах вимірювання постійного струму (10 і 1 мА) Тільки при цьому підбирають опору резисторів R6 і R4, а струм у вимірювальній ланцюга регулюють змінним резистором Re

Калібрування приладу необхідно повторити в такому ж порядку, щоб внести в шунт поправки, компенсуючі зміну опорів резисторів R9, R8, R6 і R4 При необхідності опору цих резисторів підганяють ще раз, щоб на всіх межах вимірювань показання налагоджуваного і зразкового міліамперметрів Стали однаковими

Шкалу вольтметра постійних напруг калібрують за схемою, показаної на рис 28, б Тут GB – батарея, состайленная з трьох зєднаних послідовно батарей 3336JI, R – змінний резистор опором 2..

… $ КОм, PUr – Градуйованих вольтметр, PU0 – Зразковий вольтметр Перед калібруванням перемикач SA1 авометра переводять у положення «V», а зєднувальні дроти включають в гнізда – «Заг» І «1 В» Зразковий вольтметр перемикають на такий же або найближчий більший межа вимірювань, а движок змінного резистора R встановлюють у нижнє (за схемою) становище Після цього включають харчування і, плавно змінюючи опір резистора R, встановлюють стрілку зразкового вольтметра на позначку 1 В Опір резистора R14 калібрується вольтметра підбирають таким, щоб стрілка мікроамперметра встановилася точно на останню відмітку шкали

Точно так же калібрують црльтметр і на інших межах вимірювань, • підбираючи резистори R15 (межа 10В), R16 (межа 100 В) і R17 (межа 500 В) На останніх двох межах замість батареї GB включають випрямляч з відповідним вихідним напругою, а в вимірювальну ланцюг включають змінний резистор опором 510 .. 680 кОм (замість 2 .. 3 кОм)

Шкали постійного струму і напруги практично лінійні, тому шкала мікроамперметра, що має оцифровані позначки 0, 10, 20, 30, .., 100, може використовуватися при вимірюванні будь-яких постійних струмів і напруг Змінюється тільки ціна поділок Так, на межах 1 і 10 мА (В) показання, відлічені за шкалою мікроамперметра, треба ділити відповідно на 10 (Х і 10, а на межі 500 мА (В) – множити на 5

Шкали змінних напруг нелінійні Тому окрім калібрування останньої відмітки на кожному межі вимірів доведеться додатково наносити на шкалу і всі оцифровувати позначки (зазвичай не більше девяти)

Вимірювальна ланцюг для градуювання шкал змінних напруг така ж, як і при калібруванні шкали постійних напруг (рис1 28,6), тільки замість батареї або випрямляча використовують автотрансформатор або трансформатор харчування з обмотками на 5, 10 і 250 .. 5О0В, а як зразкового приладу – вольтметр, змінного струму Встановивши штепсель зєднувального проводу градуйованого вольтметра в гніздо, «1 В», резистором R установлюють за шкалою зразкового приладу напруга 1 В Потім, підбираючи резистор R10, встановлюють стрілку градуйованого вольтметра на останню відмітку щкали Після цього градуюють шкалу вольтметра, тобто наносять на неї ризики, відповідні напруженням 0,9 0,8 0,7 Віт д, виміряним зразковим лрібором Якщо ділення шкали вийшли дуже нерівномірними (порівняно зі шкалою постійних напряженйй), слід замінити діоди VD1, VD2, після чого градуювання повторити

Далі зразковий і градуйованих вольтметри перемикають на межу 10 В, підбирають резистор R11 і градуюють шкалу вольтметра через 1 В Аналогічно градуюють шкалу межі 100 В (але вже через 10 В), попередньо підібравши резистор R12

Якщо автотрансформатор або підвищує обмотка трансформатора не забезпечують напруги 500 В, відкалібрувати останній межу можна по середній позначці (50 В) шкали межі 100 В У цьому випадку, переставивши щуп градуйованого приладу в гніздо «500 В», встановлюють по зразковому вольтметру напругу 250 В і підбирають такий опір резистора R13, при якому стрілка мікроамперметра відхиляється точно до позначки 50 В

Оскільки шкали різних меж змінних напруг практично збігаються і відрізняються тільки ціною поділок, при вимірах можна користуватися однією шкалою, множачи (або ділячи) показання, відлічені по шкалою приладу, на певне число Так, якщо на шкалу нанесені позначки від 0 до

10, то при роботі на першому межі («1 В») показання приладу треба ділити на 10, а на третьому і четвертому межах – множити відповідно на 10 і 50

В останню чергу підбором резисторів R18-R21 підганяють вхідні опори омметра на різних межах вимірювання Для цього перемикач

тель SA1 авометра переводять у положення «Ω», штепсели сполучних проводів вставляють у гнізда «-Заг» і «XI» і, зєднавши шупи один з одним, резистором R1 встановлюють стрілку приладу на нульову позначку шкали омметра (тобто на останню відмітку шкали мікроамперметра) Потім до шупам приладу підключають резистор, опір якого дорівнює вхідному опору цієї межі вимірів (50 Ом) Резистор такого опору можна скласти з двох резисторів опором, наприклад, 30 і 20 або 39 і 11 Ом, зєднаних послідовно Підбором опору резистора R21 стрілку мікроамперметра встановлюють точно на середину шкали

Аналогічно підганяють вхідні опори омметра на інших межах вимірювань На другому межі («Х10») до Bxojjy омметра підключають зразковий резистор опором 500 Ом, на третьому («X100»)-резистор опором 5 кОм, на четвертому («Х1000»)-резистор опором 50 кОм На останньому межі комметру через гнізда XS1 і XS2 необхідно підключити батарею або випрямляч з вихідним напругою 9 В

Зразкові резистори, що забезпечують задані «вхідні опори омметра для різних меж вимірювання, слід складати з ^ прецизійних (високоточних) резисторів або в крайньому випадку з резисторів з допустимим відхиленням від номіналу не більше ± 5%

Шкалу омметра найкраще градуювати розрахунковим шляхом, користуючись формулою, наведеною на с 17 Оскільки шкала загальна для всіх пределор вимірів (змінюється тільки ціна її поділів), градуювання виробляють на якомусь одному межі, наприклад перший («XI») Діапазон вимірювань на цьому межі – приблизно від 5 (0,1 RBX) Вважаємо, що шкала мікроамперметра, використовуваного в авометра, має 100 поділок Задаємося опором Rx == 5 Ом Тоді відношення

Отже, відхилення стрілки приладу до 90-го розподілу шкали будег відповідати опору Rx-5 Ом

Точно так само розраховують позначки шкали, відповідні вимірюваним опорам 10, 20, 30 і т д до 100 Ом, а потім через кожні 100 Ом до 500 Ом Ділянки між сусідніми відмітками ділять на кілька частин, що полегшує відлік проміжних значень вимірюваних сопротівлеіій Відмітка опору, рівного RBX, Даного межі вимірювань буде точно посередині шкали

Шкалу омметра, вхідні опори якого вже підігнані, можна відградуювати і по зразковим резисторам Для цього будуть потрібні зразковий омметр або авометр заводського виготовлення непеременние резистори опором 10 .. 15, 50 .. 100 і 600 .. 800 Ом Спочатку до зразкового омметру приєднують перший з цих резисторів і за шкалою приладу встановлюють опір 5 Ом Потім, не змінюючи положення движка цього резистора, підключають його до градуйованих омметру і на шкалі опорів роблять відмітку, що відповідає опору 5 Ом Далі, використовуючи цей і дру

Рис 29 Шкала авометра

Гії змінні резистори, тодно так само наносять на шкалу позначки, відповідні опорам до 500 Ом

Закінчивши градуювання, шкалу мікроамперметра обережно знімають і викреслюють додаткові шкали змінних напруг і опорів, користуючись відмітками, нанесеними при градуюванні Додаткові позначки між оцифрованими точками шкали змінних напруг отримують шляхом ділення відрізків дуг на рівні частини Шкала описаного тут авометра показана на рис 29

Шкалу авометра можна також накреслити на аркуші ватману в збільшеному масштабі, потім фотографічним способом зменшити її до потрібних розмірів і наклеїти на металеву основу шкали мікроамперметра

Джерело: Борисов В Г, Фролов В В, Вимірювальна лабораторія початківця радіоаматора – 3-е изд, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 144 с, Мул – (Масова радіобібліотека Вип 1213)