Последовательность размещения и монтажа амперметра

Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности .

Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10 х от обычной сварочной маски).

Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.

Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:

Как настраивать регулировочный резистор

Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.

Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.

Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.

Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

На трех операционных усилителях LM324 собраны компараторы напряжения. Их инверсные входы подсоединены к резисторному делителю напряжения, собранного на резисторах R1 и R2, через который на схему идет контролируемое напряжение.

На неинвертирующие входы операционных усилителей поступает опорное напряжение с делителя, выполненного на сопротивлениях R3 — R15. Если на входе вольтметра отсутствует напряжение, то на выходах ОУ будет высокий уровень сигнала и на выходах логических элементов будет логический ноль, поэтому светодиоды не светятся.

При поступление на вход светодиодного индикатора измеряемого напряжения, на определенных выходах компараторов ОУ установится низкий логический уровень, соответственно на светодиоды поступит высокий логический уровень, в результате чего загорится соответствующий светодиод. Для предотвращения подачи уровня напряжения на входе устройства имеется защитный стабилитрон на 12 вольт.

Этот вариант рассмотренной выше схемы отлично подойдет любому автовладельцу и даст ему наглядную информацию о состоянии заряда аккумуляторной батареи. В данном случае задействованы четыре встроенных компаратора микросборки LM324. Инвертирующими входами формируются опорные напряжения 5,6V, 5,2V, 4,8V, 4,4V соответственно. Напряжение аккумулятора напрямую поступает на инвертирующий вход через делитель на сопротивлениях R1 и R7.

Светодиоды выступают в роли мигающих индикаторов. Для настройки, вольтметр, подсоединяют к АКБ, затем регулируют переменный резистор R6 так, чтобы нужные напряжения присутствовали на инвертирующих выводах. Зафиксируйте индикаторные светодиоды на передней панели авто и нанесите рядом с ними напряжение аккумулятора, при котором загораются тот, или иной индикатор.

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект с применением микроконтроллеров, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровое устройство на современном микроконтроллере. Конструкция его была взята из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью перестроена под амперметр в случае необходимости.

Это простая конструкция автомобильного вольтметра используется для контроля напряжения бортовой сети автомобиля и расчитана на диапазон от 10,5В до 15 вольт. В роли индикатора применены десять светодиодов.

Сердцем схемы является ИМС LM3914. Она способна оценить уровень входное напряжение и отобразить приблизительный результат на светодиодах в режиме точка или столбик.

Светодиоды выводят текущее значение напряжения аккумулятора или бортовой сети в режиме точки (вывод 9 не подключен или подсоединен на минус) или столбика (вывод 9 к плюсу питания).

Сопротивление R4 регулирует яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный R1 образуют делитель напряжения. При помощи R1 осуществляется настройка верхнего порога напряжения, а при помощи резистора R3 нижнего.

Калибровка схемы делается по следующуму принципу. Подаем на вход вольтметра 15 вольт. Затем изменяя сопротивление R1, добивемся, зажигания светодиода VD10 (в режиме точка) или всех светодиодов(в режиме столбик).

Затем на вход подаем 10,5 вольт и R3 добиваемся свечения VD1. А затем увеличиваем уровень напряжение с шагом в половину вольта. Тумблер SA1 используется для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Если напряжение на аккумуляторной батареи ниже уровня 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего светится только HL1, говорящий о низком уровне напряжения бортовой сети автомобиля.

Если напряжение лежит в интервале от 12 до 14 вольт, стабилитрон VD1 отпирает VT1. HL2 горит, указывая на нормальный уровень АКБ. Если напряжение батареи выше 15 вольт, стабилитрон VD2 отпирает VT2, и загорается светодиод HL3, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

В роли индикатора, как и в предыдущей конструкции, применены три светодиода.

При низком напряжении уровне загорается HL1. Если норма HL2. А более 14 вольт, вспыхивает третий светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение для работы ОУ.

Приветствую всех. Поведу сегодня речь о вольтметре. Что такое вольтметр многие помнят из школьных уроков физики 8 класса. А если быть точнее, то вольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. (Согласно определению Википедии)

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения. К нашему прибору к сожалению это не относится, поскольку по проводам, с помощью которых производим измерения подается ток для питания схемы и индикаторов.
По принципу действия наш вольтметр электронный, цифровой. Это значит, что микросхема, которая установлена внутри измеряет сигнал и преобразует его в цифровой вид для удобства восприятия.
В прошлом веке распространены были стрелочные вольтметры, типа таких:

Впрочем они и сейчас широко используются.

Но возможно Вам более знакомы другие картинки:

индикатор уровня/вольтметр в магнитофоне

или даже в автомобиле семейства ВАЗ классика

Доставка:

Обычный пакет, никаких пупырок и прочей защиты.

Дошло обычной почтой без трека примерно за 40 дней с момента заказа.

Заявленные характеристики и реальность:
-Диапазон измерения 3.2-30 Вольт.
-Защита от неправильного включения
Установлен диод защитный.
-При напряжении ниже 10 Вольт точность 0.01 В +-1 знак
-При напряжении выше 10 Вольт точность 0.1 В
-Красный цвет светодиодов
В продаже есть и с другими цветами семисегментных индикаторов
-Не требует питания
На самом деле питается от проводов на которых производится измерение
-Измерение производится по двум проводам
-Дисплей состоит и 3х светодиодных семисегментных индикаторов высотой 0.56 дюйма что соответствует примерно 14 мм
-Время обновления данных 5 раз в секунду
-Максимально изменяемое напряжение 30 Вольт
Ограничено стабилизатором на плате
-Минимальное 3.2 Вольта.
По факту примерно от 3.6 Вольта.
-Заявленная точность:
0.01В при измерении до 10В и 0.1В от 10В и выше, не более 1%±1знак
Соответствует (АЦП 12 бит)
-Диапазон температур -10℃~65℃
-Размеры: 48мм x 29мм x 22мм (L*W*H)
Посадочное отверстие: 46*27мм
-Ток потребления не более 20mA
Ток потребления зависит от цифр на индикаторе — чем больше горит сегментов, тем больше потребляемый ток, но не более 20 мА

Внешний вид с небольшими подробностями:

Размеры соответствуют заявленным, что не удивительно. Поэтому на них подробно останавливаться не буду.
Язычки для фиксации вольтметра в окне:

Плата немного болтается в корпусе, «лечится» каплей герметика или клея.
Пустой корпус и защитная пленка, она же выполняет роль светофильтра:

Пленка с лицевой стороны матовая, благодаря чему бликов при засвете относительно немного:

Индикатор на 3 знака. Даже пленку не сняли:
Фото для сравнения

Пленка «работает при засвете» С бликами достаточно приемлемо:

параметры читаемы.

Дошли наконец и до платы:
Пайка вполне аккуратная, следов флюса не обнаружено.

D1 защитный диод не дает выйти из строя компонентам при неправильном подключении (неправильная полярность). U2 стабилизатор 7133H Holtek (3.3 Вольта) от него питается микросхема. На основании того, что на стабилизаторе (серия low drop) падает минимум 0.1 Вольта, а так же на диоде падает не менее 0.2 Вольта, поэтому минимальное питание вольтметра, при котором гарантированы стабильные значения должно быть не менее 3. 6 Вольта. Что не совпадает с заявленным продавцом. Резисторы 221 (8штук) ограничивают ток сегментов индикаторов.
Маркировка на контроллере удалена. Изначально я подумал, что используется какой то PIC16, но я не нашел в каталоге корпуса с 16 ногами, поэтому все же склонился к мысли о контроллере серии Holtek . В любом случае АЦП 12 бит избыточен для 30 Вольт и точности 1 знак после запятой. С небольшой натяжкой можно было бы использовать 8 бит АЦП.

Испытания:
Сводятся к банальному сравнению с существующими приборами.
Не обращайте внимания на минусовые показания, это у нас электрики так пользуются, а я сразу и не заметил.
Скрутки проводов для одновременного подключения- не выход из положения. Использовал пружинные клеммники wago.

Заявлена работа от 3.2 Вольта, но внутренний стабилизатор требует минимум 3.4 Вольта на входе.

забыл переключить на больший диапазон

Вообщем точность относительно высокая и даже обнаружилось что токоизмерительные клещи занижают показания, поэтому их как ориентир я буду игнорировать.
Плату я не замораживал, но пробовал греть феном примерно до +50С. Результаты не изменились.

Оккупировала детское кресло

неудачное фото

Небольшое не обязательное видео о бликах и частоте обновления показаний для наглядности:

Выводы:
Различные самоделки — прямое предназначение. Если произвести герметизацию щелей, то можно использовать как защищенные IP 67. Одна из причин подвигших меня купить данные вольтметры — заканчиваются старые запасы стрелочных вольтметров. Я применяю их в самодельных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов на базе трансформатора для электронных ламп. К сожалению фотографий законченного устройства ни одной нет — потребители на мою просьбу прислать фото в работе игнорируют. Ссылку на посторонний ресурс размещать не буду, по желанию можно в личку отправить.
Существуют в продаже и более дешевые варианты вольтметров — без корпуса.

Плюсы:
Исполнение корпуса с рамкой (щитовое исполнение) дает возможность закрыть глаза на неточно изготовленое посадочное отверстие
Большие и яркие цифры
Существуют несколько цветов
Экран почти не дает бликов
Точность соответствует +-1 последнему знаку
Минусы:
Питание требует от 3. 6 Вольта (заявлено 3.2)
Плата незначительно болтается в корпусе.

Это описание простого псвевдоаналогового вольтметра. Чтение измеренного значения происходит в виде точек светодиодов, стилизованных по типу стрелочнового датчика (хотя можно сделать и в виде LED линейки), но измерение происходит в цифровой форме, с использованием микроконтроллера. Вольтметр был создан в качестве дополнения к регулируемому блоку питания и был сделан из имеющихся под рукой радиоэлементов.

Схема принципиальная

Вольтметр состоит из двух частей: дисплея и измерительного модуля. Здесь обычный блок питания 5 В, МК Atmega8 с внешним источником опорного напряжения и регистры с 32 светодиодами.

Основной диапазон измерений напряжения 1-32 В с разрешением 1 В, но решено ещё добавить автоматическое изменение диапазона на 0,1-3,2 В с разрешением 0,1 В.

Принцип действия основан на измерении напряжения с помощью двух преобразователей ADC0 и ADC1. Преобразователь ADC1 используется для определения диапазона измерения. Значение с этого датчика позволяет контролировать и добавлять резистор R9 через пин порта PC2 — образуя делитель 1:10, или отключая его. Для напряжений 0,1-3,2 V входное напряжение с CON2 подается через резистор R8 и поступает непосредственно на вход преобразователя ADC0. Если напряжение превысит заданное значение 3,3 вольта, то происходит переключение с низкого диапазона, (загорается зеленый диод LED33), на диапазон высокий.

Чтобы использовать такой вольтметр для блока питания 15 В, можно вместо делителя 1:10 установить делитель 1:4, что как раз и дает диапазон до 16 В с разрешением 0,5 В. Так как не каждому понравится переключение диапазонов, можно от этого отказаться и сделать один диапазон, соединив R9 непосредственно на массу, разрезав соединение с контактом PC2, ADC1 неиспользованный, вы можете также подключить к массе.

Диоды D2-D5 (вместе с R8, R10), представляют собой простейшую защиту преобразователей от подачи напряжения выше, чем напряжение питания Atmega, то есть 5 В. Конденсаторы C7, C8 дополнительно фильтруют расчетное напряжение. От внутреннего опорного напряжения Atmega отказались из-за его нестабильности. Образцовое напряжение выполнено на TL431. Значение опорного напряжения было зафиксировано на уровне 3,3 В. Точная настройка осуществляется с помощью потенциометра. Резисторы R3 и R4 позволяют подобрать диапазон регулировки напряжения потенциометра.

Питание аналоговой части МК также выполнено типично, с использованием дросселя 10 мкГн и конденсатора 100 нФ. Разделили массу цифровую и аналоговую.

Напряжение измерения передаются последовательно в регистры сигналами, маркированными как CLK, D и С., которые выводятся на разъем CON4.

Переключение режимов

Вольтметр может работать в режиме «светящейся точки» по стандартной настройке, или в режиме LED линейки. Изменение режима осуществляется изменением состояния контакта PB0, pin 14. Подключение к массе — это режим точечный, отсоединение этого контакта от массы — перевод в режим линейки.

Транзистор T1, R6, R7 и LED1 образуют простой источник тока, благодаря чему можно избежать необходимости применения отдельных резисторов для каждого из 32 светодиодов дисплея. Ток такого источника тока определяется номиналом R7. Вольтметр выполнен на односторонних печатных платах. Файлы и прошивка — .

При работе с различными электронными изделиями возникает потребность измерять режимы или распределение переменных напряжений на отдельных элементах схемы. Обычные мультиметры, включённые в режиме AC, могут фиксировать лишь большие значения этого параметра с высокой степенью погрешности. При необходимости снятия небольших по величине показаний желательно иметь милливольтметр переменного тока, позволяющий производить измерения с точностью до милливольта.

Для того чтобы изготовить цифровой вольтметр своими руками, нужен определённый опыт работы с электронными компонентами, а также умение хорошо управляться с электрическим паяльником. Лишь в этом случае можно быть уверенным в успехе сборочных операций, осуществляемых самостоятельно в домашних условиях.

Вольтметр на основе микропроцессора

Выбор деталей

Перед тем, как сделать вольтметр, специалисты рекомендуют тщательно проработать все предлагаемые в различных источниках варианты. Основное требование при таком отборе – предельная простота схемы и возможность измерять переменные напряжения с точностью до 0,1 Вольта.

Анализ множества схемных решений показал, что для самостоятельного изготовления цифрового вольтметра целесообразнее всего воспользоваться программируемым микропроцессором типа РІС16F676. Тем, кто плохо знаком с техникой перепрограммирования этих чипов, желательно приобретать микросхему с уже готовой прошивкой под самодельный вольтметр.

Особое внимание при закупке деталей следует уделить выбору подходящего индикаторного элемента на светодиодных сегментах (вариант типового стрелочного амперметра в этом случае полностью исключён). При этом предпочтение следует отдать прибору с общим катодом, поскольку число компонентов схемы в этом случае заметно сокращается. .

Дополнительная информация. В качестве дискретных комплектующих изделий можно использовать обычные покупные радиоэлементы (резисторы, диоды и конденсаторы).

После приобретения всех необходимых деталей следует перейти к разводке схемы вольтметра (изготовлению его печатной платы).

Подготовка платы

Перед изготовлением печатной платы нужно внимательно изучить схему электронного измерителя, учтя все имеющиеся на ней компоненты и разместив их на удобном для распайки месте.

Важно! При наличии свободных средств можно заказать изготовление такой платы в специализированной мастерской. Качество её исполнения в этом случае будет, несомненно, выше.

После того, как плата готова, нужно «набить» её, то есть разместить на своих местах все электронные компоненты (включая микропроцессор), а затем запаять их низкотемпературным припоем. Тугоплавкие составы в этой ситуации не подойдут, поскольку для их разогрева потребуются высокие температуры. Так как в собираемом устройстве все элементы миниатюрные, то их перегрев крайне нежелателен.

Блок питания (БП)

Для того чтобы будущий вольтметр нормально функционировал, ему потребуется отдельный или встроенный блок питания постоянного тока. Этот модуль собирается по классической схеме и рассчитан на выходное напряжение 5 Вольт. Что касается токовой составляющей этого устройства, определяющей его расчетную мощность, то для питания вольтметра вполне достаточно половины ампера.

Исходя из этих данных, подготавливаем сами (или отдаём для изготовления в специализированную мастерскую) печатную плату под БП.

Обратите внимание! Рациональнее будет сразу подготовить обе платы (для самого вольтметра и для блока питания), не разнося эти процедуры по времени.

При самостоятельном изготовлении это позволит за один раз выполнять сразу несколько однотипных операций, а именно:

• Вырезка из листов стеклотекстолита нужных по размеру заготовок и их зачистка;
• Изготовление фотошаблона для каждой из них с его последующим нанесением;
• Травление этих плат в растворе хлористого железа;
• Набивка их радиодеталями;
• Пайка всех размещённых компонентов.

В случае, когда платы отправляются для изготовления на фирменном оборудовании, их одновременная подготовка также позволит выгадать как по цене, так и по времени.

Сборка и настройка

При сборке вольтметра важно следить за правильностью установки самого микропроцессора (он должен быть уже запрограммирован). Для этого необходимо найти на корпусе маркировку его первой ножки и в соответствии с ней зафиксировать корпус изделия в посадочных отверстиях.

Важно! Лишь после того, как есть полная уверенность в правильности установки самой ответственной детали, можно переходить к её запаиванию («посадке на припой»).

Иногда для установки микросхемы рекомендуется впаивать в плату специальную панельку под неё, существенно упрощающую все рабочие и настроечные процедуры. Однако такой вариант выгоден лишь в том случае, если используемая панелька имеет качественное исполнение и обеспечивает надёжный контакт с ножками микросхемы.

После запайки микропроцессора можно набить и сразу же посадить на припой все остальные элементы электронной схемы. В процессе пайки следует руководствоваться следующими правилами:

• Обязательно использовать активный флюс, способствующий хорошему растеканию жидкого припоя по всей посадочной площадке;
• Стараться не задерживать жало на одном месте слишком долго, что исключает перегрев монтируемой детали;
• По завершении пайки следует обязательно промыть печатную плату спиртом или любым другим растворителем.

В том случае, если при сборке платы не допущено никаких ошибок, схема должна заработать сразу после подключения к ней питания от внешнего источника стабилизированного напряжения 5 Вольт.

В заключение отметим, что собственный блок питания может быть подключен к готовому вольтметру по завершении его настройки и проверки, производимой по стандартной методике.

Видео

Как сделать собственный вольтметр

При работе с электричеством одним из важнейших инструментов в вашем распоряжении является вольтметр . Это устройство регистрирует величину напряжения, протекающего через ток в любой заданной точке. Вольтметры бывают самых разных стилей, от стационарных счетчиков в транспортных средствах до портативных устройств, которые используют электрики. Они могут быть в простой аналоговой форме или в виде цифрового мультиметра, выполняющего множество различных функций.Если вам нужно проверить цепь, но у вас нет вольтметра, вы можете собрать его самостоятельно, используя несколько простых предметов.

Шаг 1. Найдите металлическую катушку

Чтобы сделать собственный вольтметр, вам понадобится медная катушка, которая может проводить электричество. Вы можете найти эту медную катушку в других нерабочих электрических устройствах, или вы можете сделать ее самостоятельно. Это должна быть тонкая медная проволока, плотно обернутая вокруг непроводящего материала.

Теперь вам нужно построить рамку для вольтметра.Начните с небольшого куска дерева размером 6 на 6 дюймов для основы. Приклейте две детали (маленькие 1-дюймовые брусочки), стоящие вверх, к основанию. Они должны быть на расстоянии около 1/2 дюйма друг от друга.

Вырежьте ножом небольшую выемку в пластиковых деталях, чтобы они служили опорой для вольтметра. Приклейте их на два куска дерева, которые стоят вертикально.

Возьмите четвертую дощечку и приклейте ее сбоку от двух стоящих вертикально опорных частей.Этот кусок должен быть позади двоих и лежать на их спине. Приклейте медную катушку к центру этого последнего куска дерева.

Прикрепите небольшой магнит к концу соломинки. Используйте клей, чтобы закрепить магнит. Возьмите швейную иглу и протолкните ее через соломинку, пока она не выйдет с другой стороны. Он должен быть ближе к концу, где расположен магнит. Поместите иглу между двумя опорами, опирающимися на пластиковые выемки. Приклейте два куска металла к концам иглы, чтобы она оставалась на пластиковых выемках.

Наклоните вольтметр на бок так, чтобы магнит повернулся к катушке. Поместите батарею рядом с концами клемм катушки. Используйте провод, чтобы прикрепить положительный конец батареи к левой стороне катушки. Используйте другой провод, чтобы соединить отрицательный конец батареи с правой стороной катушки. Когда через катушку проходит ток, он отталкивает магнит и заставляет соломинку качаться.Как только вы освободите провод от тока, магнит вернется в исходное нулевое положение.

Ранние электронные вольтметры

Электронный вольтметр 400 А

Первый электронный вольтметр HP был разработан Дэйвом Паккардом в 1942 году.

Вот сводка его характеристик из каталога 1945 года:

«Ламповый вольтметр HP модели 400A необычайно гибок благодаря широкому диапазону частот и напряжений. Напряжение переменного тока от 0,005 до 300 вольт можно просто и напрямую измерить без каких-либо мер предосторожности в диапазоне частот от 10 до 1 000 000 циклов. Точность показаний гарантируется, поскольку высокое входное сопротивление 1 МОм не влияет на обычную тестируемую цепь. Кроме того, погрешность калибровки прибора при всех условиях составляет менее 3 % для 100 Kc и менее 5 % для одного мегацикла».

Руководство по обслуживанию 400A — самый старый оригинальный документ HP в нашей коллекции.Это 7-страничный документ RONEO с принципиальной схемой, сделанной вручную на чертежной доске и датированной 28.07.44. (обратите внимание, что пикофарадное значение малых конденсаторов в то время обозначалось как мкФ.)

Обновление 400C

Модернизация 400C в 1950 году расширила полезный диапазон частот до 2 МГц и чувствительность до 1 милливольта полной шкалы.

Дальнейшее улучшение чувствительности может быть достигнуто с помощью усилителя 450A, представленного в каталоге 1948 года. 450A можно использовать как автономный усилитель общего назначения или как дополнение к вольтметрам 400A или 400C. 450A имеет переключаемое усиление 20 или 40 дБ. Например, при использовании в сочетании с вольтметром на 400 А чувствительность увеличивается в 100 раз при усилении 40 дБ, что дает окончательную полную шкалу в 300 микровольт.

Как показано на фотографии справа, и усилитель, и вольтметр имеют одинаковые размеры основания, поэтому их можно ставить друг на друга, чтобы уменьшить занимаемое место на столе.

Модель 400C в другом корпусе

Коллекционирование старинных инструментов, как это делаем мы, часто приводит к сюрпризам. Ожидается, что электронные вольтметры HP первых лет, до введения стандартизированных корпусов, будут иметь наклонные панели или узкую огибающую рамку.

Но похоже, что HP 400C выпускался с разными стилями корпуса и расположением передней панели. Этот инструмент, показанный слева, в нашей коллекции не только отличается дизайном корпуса и более широкой конфигурацией, но и окрашен в черный цвет, очень непохожий на все предложения аналогичных лет. Возможно, это была заказная работа для какой-то клиентской лаборатории, которой нравился черный цвет.

На изображении ниже Билл Хьюлетт опирается на еще один корпус другого типа, выпущенный в 1952 году.Но ни один из этих разных стилей корпуса, кроме оригинальной наклонной передней панели, не был изображен ни в одном каталоге HP.

Первый электронный ВЧ-вольтметр

Слева статья из журнала ELECTRONICS за август 1946 года, посвященная HP410A, первому высокочастотному электронному вольтметру HP.

Специально разработанный диод в сочетании с конструкцией датчика HP делает возможной исключительно плоскую частотную характеристику от 20 имп/с до 700 МГц для 410A.

При такой плоской частотной характеристике сочетаются факторы низкой входной мощности и высокого входного сопротивления. Входное сопротивление и реактивное сопротивление высоки во всем диапазоне прибора, поэтому измерения выполняются без заметной расстройки или загрузки схемы.

Помимо быстрого и точного измерения УВЧ-диапазона, прибор 410A является удобным индикатором напряжения до 3000 Мгц.

Диод, разработанный EIMAC для этого прибора, безусловно, был первым примером внешнего компонента, специально разработанного для продукта HP, и продемонстрировал необходимость создания компонентов, что было первым признаком необходимости создания компонентов, еще не представленных на рынке для продукта HP. разработка инновационных инструментов. Тот факт, что HP продолжала разрабатывать такие собственные новые компоненты, можно рассматривать как происхождение подразделения компонентов HP.

Более интересную информацию об истории 410A можно найти на веб-сайте Юго-западного музея инженерии, связи и вычислений по адресу:

http://www.smecc.org

На главной странице выберите главу: Hewlett-Packard, первые годы, затем Hewlett-Packard, начало-2 и перейдите к «Вольтметр 410A родился!». На этом сайте перечислены многие комментарии Билла и Дейва относительно ранних исследований и разработок в HP.

Небольшие изменения, другой продукт

Модель 410B была представлена ​​на 36-й странице каталога 1952 года. Это интересный пример постоянной заботы HP об эволюции продуктов. Электрические характеристики 410B почти такие же, как у 410A.

Но даже если технологическая эволюция не дает возможности улучшить электронные характеристики инструмента, многие другие причины могут привести к появлению более новой версии предыдущей концепции. Улучшение модели 410B в основном связано с конструкцией корпуса и простотой использования. Уменьшение размера и веса делает 410B более портативным инструментом, чем 410A.Доступ к датчику и принадлежностям через дверцу на передней панели модели 410A был изменен на специальное отделение сзади, что позволяло быстро и легко настраивать вольтметр, когда требовалось использование на месте.

Автоматический HP 405AR

Последнее дополнение к линейке вольтметров до конца 50-х годов, 405AR был первым цифровым вольтметром HP и, прежде всего, первым вольтметром, в котором реализована концепция автоматической регистрации данных результатов повторяющихся испытаний.

Диапазон измерения 405AR составляет от 1 милливольта до 999 вольт положительного или отрицательного напряжения с автоматическим выбором диапазона и полярности. Точность находится в пределах +/- 0,2 % от показаний +/- 1 отсчет. Входное сопротивление 11 МОм на всех диапазонах.

Интересными рабочими характеристиками для сравнения с современным вольтметром выборки являются время измерения: от 1/5 секунды до 2 секунд в зависимости от требуемого изменения диапазона — Частота выборки: максимум от 4 до 5 в секунду — И время отклика: примерно 1 секунда для ступенчатой ​​функции .

Даже если эти возможности скромны, они запустят концепцию цифровой регистрации данных и автоматизированного тестирования, что значительно сократит время тестирования и калибровки производственной линии и почти устранит риск человеческой ошибки.
Следующие улучшения появятся примерно через шесть лет и добавят возможность манипулировать данными перед использованием. Это было бы рождением калькуляторов и началом автоматизации данных.

Анимационный дисплей: внутренний панорамный вид HP 405AR

Как безопасно пользоваться мультиметром?.Мультиметры являются наиболее распространенной деталью… | by Multimeter Pro

Мультиметры являются наиболее распространенным электрическим испытательным оборудованием. И, как следует из названия, он может измерять множество переменных, таких как напряжение, сопротивление, ток и многие другие.

В то время как цифровой мультиметр может быть устройством безопасности и эффективным рабочим инструментом в руках обученного техника, он также может стать источником несчастных случаев с электрическим током в руках неосторожного или невежественного человека.

Эффективное и безопасное использование мультиметра, вероятно, является самым важным навыком, которым может овладеть техник или электрик, как для профессионального мастерства, так и для личной безопасности.

Неосторожность является основным фактором, приводящим к несчастным случаям с электротоком. И независимо от того, являетесь ли вы профессиональным техником или любителем электроники, обязательно соблюдайте меры предосторожности при работе с мультиметром, чтобы не попасть в эту нежелательную ситуацию.

Существуют различные модели и марки мультиметров, каждый из которых имеет различные наборы функций.

В этом разделе мы обсудим, как безопасно использовать мультиметр для различных приложений. Тем не менее, иллюстрации, используемые здесь, представляют собой общий дизайн и не относятся к какой-либо торговой марке, а просто объясняют основные принципы использования.

На цифровом мультиметре вы увидите поворотный селекторный переключатель, который может быть установлен на три основных параметра измерения: напряжение «В», сопротивление «Ом» и ток «А».

Настройки «V» и «A» дополнительно разделены на две уникальные позиции: либо волнистой кривой с пунктирной линией под ней (которая представляет AC), либо парой пунктирной и сплошной горизонтальных линий (DC).

Всего имеется пять положений, и вам необходимо выбрать тип измеряемого тока (А) или напряжения (В) с помощью поворотного переключателя.

Во избежание ошибок и поражения электрическим током всегда помните об этом различии в настройках глюкометра.

Вы также заметите разъемы на устройстве, к которым можно подключить измерительные провода (изолированный черно-красный проводник с острыми и заостренными щупами).

Вставьте черный щуп в гнездо с маркировкой «COM» на мультиметре, а красный щуп в красное гнездо, помеченное для сопротивления и напряжения, или гнездо, помеченное для тока, в зависимости от параметра, который вы собираетесь измерять.

Советы по безопасности при измерении напряжения с помощью мультиметра

• Вам необходимо понимать величину, которую вы хотите измерить, и не вставлять измерительный провод в неправильную розетку, чтобы избежать риска поражения электрическим током.
• Помните об измеряемом напряжении.Например, при измерении напряжения переменного тока не допускайте соприкосновения кончиков щупов друг с другом, когда они все еще подключены к соответствующей точке электрической цепи. Это делается для того, чтобы избежать короткого замыкания цепи, которое может создать искру или огненный шар, который может нанести вам вред.

• Не используйте щупы, если защитная изоляция на них или щупах треснула или изношена.Ваши пальцы могут коснуться проводника зонда, что может привести к очень сильному удару током.
• Перемещение тока с одной руки на другую при поражении электрическим током является наиболее опасным. Если возможно, используйте одну руку, чтобы держать щупы или зафиксируйте наконечник щупа в контрольной точке цепи, чтобы вы могли держать другую руку и установить его на место.
• Напряжение как постоянного, так и переменного тока может быть очень опасным. Даже если вы не ожидаете найти оба, вы всегда должны выполнять проверку безопасности при использовании мультиметра, проверяя наличие как постоянного, так и переменного напряжения.

>>> См. также: Обзор лучших мультиметров для электроники

Измерение сопротивления с помощью мультиметра — гораздо более простая задача.

• Поместите щупы в правильные гнезда (черный щуп в гнездо с маркировкой «COM» и красный щуп в красное гнездо, помеченное как сопротивление).
• Поверните селекторный переключатель в положение «Ω» и прикоснитесь щупами к устройству, которое вы собираетесь измерять, чтобы отобразить показания на вашем измерителе.

Однако всегда следует помнить, что измерение сопротивления должно производиться только на обесточенном компоненте .

Это связано с тем, что измеритель, установленный в резистивный режим, использует маленькую внутреннюю батарею для пропускания небольшого тока через компонент, который вы собираетесь измерять. Трудность прохождения этих токов через компонент затем записывается и отображается как сопротивление на измерителе.

Если имеется дополнительный источник напряжения или цепь находится под напряжением, счетчик будет давать ошибочные показания. В некоторых случаях это дополнительное напряжение может повредить счетчик.

Это применение мультиметров является наиболее сложным и опасным.Причина этого не надуманная; это потому, что вы должны заставить ток, который вы собираетесь измерять, пройти через измеритель.

Это означает, что вы не просто подключите мультиметр где-то сбоку, как вы делаете это при измерении напряжения, а сделаете мультиметр частью пути тока в цепи.

Для этого необходимо разорвать исходную цепь и подключить счетчик к двум точкам размыкания.

Чтобы измерить силу тока, вы должны настроить свой измеритель так, чтобы он указывал на переменный или постоянный ток «A» с помощью селекторного переключателя, и вставить красный щуп в гнездо с маркировкой «A. На приведенном ниже рисунке показано, как измерить ток в цепи.

Разорвите цепь аккумулятор-лампа и подключите щупы мультиметра к оборванным концам цепи. (подсоедините красный щуп к концу провода, ведущему к лампе, а черный щуп к клемме «-ve» аккумулятора, чтобы считать ток).

Цепь на этом рисунке имеет питание 9 вольт, что вряд ли приведет к поражению электрическим током, поэтому можно безопасно разомкнуть цепь голыми руками. .

Но это может быть очень опасно, если вы попробуете это при работе с цепями большей мощности. Даже если напряжение в цепи низкое, ток, протекающий через нее, может быть достаточно высоким, чтобы вызвать опасную искру, как только вы подключите последний измерительный щуп.

Другой возможной причиной несчастных случаев, связанных с электрическим током, при использовании счетчика является невозможность вывести его из режима измерения тока и вернуть обратно в нормальную конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью.

Конечно, легко установить селекторный переключатель из положения «ток» в положение «напряжение» и забыть изменить положение красного тестового светодиода с «Ампер» на «Напряжение». Счетчик будет препятствовать потоку электронов в цепи, что приведет к короткому замыканию внутри счетчика.

Некоторые измерители снабжены функцией предупреждения и звуковым сигналом всякий раз, когда измерительный провод подключается к разъему «А», когда селекторный переключатель указывает на положение напряжения.

Какими бы хорошими ни были эти функции, они не заменяют ясного мышления и соблюдения необходимых мер предосторожности при работе с цифровым мультиметром.

Очень важно выбрать мультиметр, который может справиться с вашей работой. Это помогает избежать ошибок, повреждения счетчика или несчастных случаев с электрическим током.

Всегда выбирайте расходомер, который подходит для вашего места измерения и имеет самые высокие рейтинги CAT, в которых он потенциально может быть использован, или тот, у которого рейтинг выше, чем вам требуется.

Например, если вы хотите измерить электрический распределительный щит на 500 В, используйте счетчик с CAT IV-600 В, CAT-III-1000 В или CAT III-600 В.

>>> Подробнее: Какой мультиметр лучше для начинающих?

• Начните с поиска признаков физического повреждения.
• Не думайте, что мультиметр находится в хорошем рабочем состоянии. Вы должны проверить, правильно ли он работает, прежде чем работать с высокоэнергетической цепью под напряжением. Используйте испытательный блок или известный источник напряжения.
• После использования отсоедините измерительные щупы и храните прибор и его принадлежности в защитном футляре.

• Начните с физического осмотра щупов, убедитесь, что они закрыты кожухом, не изношены, не треснуты и не повреждены.
• Убедитесь, что соединение прочное и надежное, когда вы вставляете их в разъемы.
• Убедитесь, что металлы измерительных проводов минимально открыты на кончике, чтобы избежать короткого замыкания.
• Не используйте поврежденный тестовый щуп и не пытайтесь его починить. Поврежденные датчики необходимо заменить.

Совет 4:

Поражение электрическим током происходит, когда тело оператора становится частью электрической цепи. По этой причине вы всегда должны исходить из того, что все компоненты электрической цепи находятся под напряжением.

Вы также должны помнить о положении своего тела, когда находитесь в электрическом окружении.

Серьезность поражения электрическим током зависит от:

• Силы тока, протекающего по цепи
• Как долго тело подвергается воздействию тока потоки
• Состояние области, подверженной воздействию тока (например, сухие руки имеют большее сопротивление току, чем мокрые руки).

Во избежание поражения электрическим током следуйте приведенным ниже советам:

• Используйте средства индивидуальной защиты. Надевайте перчатки и головной убор, а также используйте изолированные резиновые коврики при работе вблизи источников напряжения или с электрическими цепями с напряжением 50 В и выше.
• При работе вблизи или на находящейся под напряжением или открытой цепи не работайте в одиночку.
• Избегайте эксплуатации счетчика во влажной среде.
• Следите за звуковыми или визуальными предупреждениями на дисплее мультиметра.

Совет 5. Осознайте опасности

Кратковременное перенапряжение (скачок напряжения) : Это кратковременный, нежелательный, беспорядочный всплеск энергии, который может достигать тысяч вольт. Удары молнии, включение и выключение питания, двигатели и электрическое оборудование без фильтров являются основными генераторами всплесков. Кратковременное перенапряжение — почти неизбежная опасность при тестировании электрических устройств.

Дуговые разряды, вспышки дуги : разряд тока через воздушный зазор.Они вызваны а) случайным контактом между проводниками или б) избыточным напряжением, ионизирующим воздух между проводниками.

Примечание: Взрыв дуги или вспышка могут произойти в электрической системе, когда в линии электропередач происходит переходный процесс, поскольку для регистрации напряжения используется мультиметр. Мультиметры с рейтингом CAT предназначены для уменьшения, снижения или предотвращения возникновения этой ситуации внутри счетчика.

Рейтинг CAT — это величина временного скачка мощности, которую может выдержать счетчик.

• CAT-категории зависят от того факта, что опасный всплеск высокой энергии, такой как удар молнии, будет затухать или ослабляться при прохождении импеданса электрического устройства.
• Ключом к рейтингу CAT является местоположение. Когда всплеск энергии (переходный процесс) проходит через электрическую систему, сопротивление переменному току (импеданс) уменьшает его.
• Как правило, чем ближе вы находитесь к источнику питания, тем выше будет число CAT, а это означает, что выше переходные процессы потенциальной энергии в электрической среде.Счетчик с рейтингом CAT IV более устойчив к переходным процессам с более высокой энергией, чем счетчик со стандартом CAT III.

Совет 7. Знайте номинальное напряжение

Более высокое номинальное напряжение в категории CAT означает способность выдерживать более высокие пики энергии.

Например, мультиметр CAT III-1000 В имеет более высокую степень защиты, чем мультиметр CAT III-600 В. В то время как мультиметр CAT III-600 В обеспечивает большую защиту, чем мультиметр CAT II-1000 В. руки опытного мастера.Хотя этот инструмент может эффективно измерять некоторые электрические параметры, обнаруживать электрические неисправности и повышать ваши навыки в своей профессии, он также может стать источником несчастных случаев с электричеством, если вы небрежны или невежественны.

Эта статья показала вам некоторые факторы, вызывающие несчастные случаи с электрическим током, и то, как вы можете использовать свой мультиметр и избежать нежелательных ситуаций.

Почему бы не следовать этим мерам предосторожности и не попрощаться с потенциальными опасностями, связанными с вашим инструментом?

Помните, что вы можете больше выиграть, чем потерять.

Как пользоваться цифровым мультиметром

Цифровой мультиметр — незаменимый инструмент для тестирования, диагностики и поиска неисправностей в электрических цепях, компонентах и ​​устройствах. Первый цифровой мультиметр был представлен в конце 1970-х годов и оказался гораздо более точным и надежным, чем старые аналоговые измерители на основе стрелки. Он используется в основном для измерения напряжения (вольт), силы тока (ампер) и сопротивления (ом). Но это только начало того, что может сделать этот удивительно полезный инструмент.

🔨 Ты любишь крутые сборки. И мы тоже. Давайте вместе делать крутые штуки.

Вот пять распространенных вариантов использования цифрового мультиметра. Примечание. Эти инструкции применимы к большинству мультиметров. Однако точные процедуры и то, как отображается экран, могут немного отличаться в зависимости от характеристик и функций вашего конкретного устройства.

Мультиметр EX470 и инфракрасный термометр

Компактный мультиметр Fluke 115

Электрический тестер Fluke T5600

Цифровые клещи CL380

💡Предупреждение: работа с электричеством и электрическими компонентами может быть потенциально опасной. При выполнении электрических измерений необходимо соблюдать крайние меры предосторожности. Перед использованием цифрового мультиметра обязательно прочтите и полностью усвойте инструкции и предупреждения, изложенные в руководстве пользователя.

Прежде чем с головой погрузиться в изучение того, как использовать новый мультиметр, прочтите также вводные статьи Fluke по мультиметрам. Они дадут вам подробное изложение того, что такое мультиметр, а также обо всем, что он может сделать, и продолжайте читать, чтобы получить несколько советов от наших любимых электриков.

. Тревор Рааб

Начиная с самого простого теста, используйте режим измерения напряжения на вашем измерителе, чтобы проверить выходную мощность батареи. Сначала подключите черный щуп измерителя к разъему с маркировкой — COM (общий).Вставьте красный щуп в гнездо с надписью Volts или +V (рядом с V вы также можете увидеть символ, похожий на перевернутую подкову, мы доберемся до этого через минуту). Большинство современных измерителей делают эту установку практически надежной благодаря цветовой маркировке разъемов. Черный общий щуп входит в блэкджек; красный щуп входит в красный разъем. Теперь поверните поворотный переключатель (циферблат) в положение Вольт постоянного тока; потому что батареи обеспечивают постоянный ток (DC), а не переменный ток (AC).

Поднесите кончик красного щупа к положительной (+) клемме аккумулятора, обращенной наружу, а черный щуп — к отрицательной (-) клемме, обращенной внутрь.Напряжение батареи будет отображаться на экране дисплея измерителя. Например, полностью заряженная батарея типа АА должна иметь показание не менее 1,5 вольт. И вы можете использовать свой мультиметр для проверки практически любой батареи, от ААА до автомобильных аккумуляторов.

Обратите внимание, что вышеупомянутый метод проверяет только напряжение, а не способность батареи обеспечивать ток под нагрузкой. Тест дает вам приблизительное представление о том, исправна ли батарея, разряжена или ее нужно зарядить.

Тревор Рааб

Вот как определить, обеспечивают ли настенные розетки в вашем доме правильное напряжение, которое в большинстве современных домов составляет 120 вольт. Подключите черный щуп к черному COM-разъему измерителя, а красный щуп к красному разъему Volts. Затем поверните поворотный переключатель в положение Volts AC (Vac), что также обозначено волнистой линией на циферблате.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Вставьте кончик красного зонда в более короткую (горячую) из двух вертикальных прорезей на выпускном отверстии. Вставьте черный щуп в более длинный слот (нейтральный). Проверьте показания на экране счетчика. Правильно функционирующая розетка должна выдавать напряжение от 110 до 120 вольт. Затем извлеките черный щуп из розетки — оставьте красный щуп на месте — и вставьте черный щуп в маленькое круглое отверстие (заземление) под двумя прорезями.Чтение должно остаться прежним. Если это не так, розетка неправильно подключена или, возможно, отсутствует заземление; вызвать электрика.

Неисправен потолочный светильник? Вот как определить, связана ли проблема с его переключателем. Сначала отключите питание переключателя, снимите крышку и отсоедините переключатель от проводов. Прежде чем отсоединять провода, пометьте их или сделайте снимок с помощью телефона, чтобы убедиться, что вы правильно подключили их. Ослабьте винты клемм переключателя, отцепите от них провода и снимите переключатель.

Поверните лимб измерителя в положение Ом. Установите диапазон сопротивления на X1. Пропустите этот шаг, если ваш измеритель имеет автоматический выбор диапазона (вы можете сказать, что у вас есть автоматический выбор диапазона, если вы повернете циферблат в положение настройки напряжения переменного тока (Vac), слово «авто» появится на экране). Подключите черный щуп к разъему COM, а красный щуп к красному разъему V.

Для проверки однополюсного выключателя (самого простого типа, имеет два латунных винта и один зеленый винт).Переведите переключатель в положение «Выкл.». Теперь прикоснитесь щупами измерителя к латунным винтовым клеммам сбоку переключателя — не имеет значения, какой щуп к какому винту прикасается.

При выключенном выключателе вы должны получить показание OL (вы также можете получить другие показания, такие как 99999 или символ, подобный этому I, или даже этот: L). Это означает перегрузку или перегрузку; сопротивление настолько велико, что его невозможно измерить. Поначалу это кажется бессмысленным (можно подумать, что измеритель покажет ноль омов), но измеритель сообщает вам, что, когда внутренние контакты внутри переключателя не соприкасаются, сопротивление на разомкнутых контактах настолько велико, что метр не может прочитать его.Теперь включите переключатель, и измеритель должен показывать менее одного ома. Если этого не происходит, переключатель неисправен и подлежит замене.

Еще один простой тест — повернуть шкалу счетчика в положение непрерывности. Это означает непрерывный электрический путь. Символ непрерывности на лицевой стороне измерителя представляет собой клиновидную форму, указывающую на шумовые волны, исходящие из точки. Подсоедините мультиметр к контактам переключателя и поверните переключатель вверх и вниз. Переключатель исправен, если глюкометр издает звуковой сигнал, когда переключатель находится в положении «Вкл.».Переключатель неисправен, если глюкометр не издает звуковой сигнал, когда переключатель находится в положении «Вкл. ».

Тревор Рааб

Разумно время от времени использовать свой мультиметр для проверки старых удлинителей, потому что поврежденные шнуры могут ударить вас током или стать причиной возгорания. Начните с отключения удлинителя от стены и поворота шкалы измерителя в положение Ом.

Чтобы проверить заземление шнура, вставьте красный щуп в маленькое отверстие на гнездовом конце шнура. Затем прикоснитесь черным щупом к круглому (заземленному) штырю, выступающему из вилки. Непрерывная цепь, измеренная с этих двух концов, будет иметь сопротивление.8 Ом или даже меньше. Теперь прикоснитесь красным щупом к каждому из плоских штырей на охватываемом конце, чтобы убедиться в показаниях O.L. При таком анализе шнура должна быть разомкнутая цепь; не должно быть контакта между проводом, который соединяет контакт заземления, и любым из двух других проводов внутри шнура.

Затем вставьте красный щуп в короткую (горячую) прорезь на гнездовом конце шнура. Прикоснитесь черным щупом к узкому плоскому штырю на вилочном конце. Электрическая непрерывность через шнур будет иметь сопротивление .8 Ом или меньше. Затем прикоснитесь черным щупом к широкому плоскому штырю, а затем к круглому штырю, измеритель не должен показывать непрерывности и O.L. для чтения в этих двух положениях.

Наконец, возьмите красный щуп и вставьте его в более длинную (нейтральную) прорезь на охватывающем конце шнура. Возьмите черный щуп и коснитесь широкого плоского штыря. Неразрывность будет иметь сопротивление 0,8 Ом или меньше. Прикоснитесь черным щупом к узкому штырю, а затем к круглому штырю, чтобы получить O.L. чтение.

Убедившись, что шнур не имеет коротких замыканий, запустите проверку напряжения.Вставьте шнур в электрическую розетку и поверните циферблат измерителя в положение Вольт переменного тока. Вставьте черный щуп в круглое отверстие на охватывающем конце шнура и вставьте красный щуп в узкую прорезь. Вы должны получить показания, близкие к 120 вольтам. Теперь переместите красный щуп в более длинный (нейтральный) слот, чтобы подтвердить показание около 0,1 милливольта (существует незначительное напряжение между землей и нейтралью розетки и землей и нейтралью шнура).

Оставьте красный щуп в более длинном слоте и переместите черный щуп в более короткий слот, чтобы получить показание напряжения около 120 вольт, подтверждающее, что удлинитель находится в хорошем состоянии.

Помимо всех своих потрясающих возможностей для электрических испытаний, большинство современных мультиметров также могут измерять температуру. Просто поверните диск измерителя в температурный режим, затем нажмите кнопку выбора, чтобы переключиться между градусами Фаренгейта и Цельсия.

Вставьте термопару в прибор для измерения температуры воздуха или вставьте датчик температуры для измерения температуры жидкостей, гелей или для отслеживания температуры поверхности осушителя газа.Вы можете наблюдать за температурным циклом прибора, не прикасаясь к нему рукой.

А теперь несколько советов от электрика

Дэвид Шапиро — главный электрик в пригороде Вашингтона, округ Колумбия, и один из самых умных парней, которых мы знаем. Он входит в состав различных комитетов по разработке электрических норм и написал книгу об электрических системах старых домов. Это считается окончательной работой по теме. Вот восемь ключевых предостерегающих советов Шапиро по безопасной работе с глюкометром.

1. Выработайте привычку держать пальцы на пластиковых и резиновых деталях измерителя, чтобы избежать контакта с металлическими поверхностями, находящимися под напряжением.
2. Надевайте защитные очки при проведении электрических испытаний, особенно для защиты себя в случае возникновения электрической вспышки.
3. Красный против черного: Измеритель будет работать правильно, если вы перепутаете, какой щуп подключается к какому разъему, но возьмите за привычку подключать красный к красному, черный к черному, чтобы приучить себя ассоциировать эти цвета с полярностью и ее символы (знаки + и — и цвета, которые сопровождают электрические клеммы и провода).
4. Любители всегда должны работать с обесточенными системами. Если окажется, что компонент находится под напряжением (под напряжением, говоря электриком), вы можете случайно закоротить между стенкой металлического ящика и тестируемым электрическим устройством. Это может вызвать вспышку дуги, которая вас напугает. Это также может вызвать у вас неприятный шок, ожог или сжечь электрический компонент. Если это не было повреждено раньше, это будет сейчас. В худшем случае вас может убить удар током.
5. Да, рекомендуется проверять удлинитель на непрерывность и импеданс, но регулярно осматривайте шнуры визуально, проверяя, нет ли порезанных, потертых или раздавленных участков.
6. Знай свой глюкометр. Знайте, что означают символы на его лицевой стороне, и когда эти символы появляются на экране, ясно помните, на что вы смотрите. Например, некоторые счетчики могут показывать 99999,99 вместо O.L. Первое, с чего следует начать работу с вашим измерителем, — это его руководство пользователя.
7. Обычно счетчик не ломается, когда его показания прекращаются (при условии, что у него хорошая батарея). Возможно, вы перегорели его предохранитель. Прочтите руководство о том, как заменить предохранитель (обычно он находится за небольшим лючком, прикрепленным крошечными винтами).Замените предохранитель на предохранитель того же размера, прикрепите панель и продолжайте.
8. Температура: Когда электрические детали, такие как выключатели, проводка и розетки, нагреваются, это обычно указывает на проблему. «Я всегда говорю покупателям: если она теплее детской бутылочки, обратите внимание». Сейчас не время и не место для любительских ремонтных работ. Отключите питание цепи и вызовите электрика.
Джозеф Труини Джо — бывший плотник и краснодеревщик, который много пишет о ремонте, обработке дерева и инструментах.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

11 лучших электронных наборов для взрослых и любителей

Знаете ли вы, что существуют электрические наборы для взрослых?

Да… они не только для детей.

Электронные наборы для взрослых — это веселый и увлекательный способ узнать больше об электронике для людей всех возрастов!

По мере появления новых продуктов в электронной промышленности все чаще можно найти электронные наборы для детей, такие как Kano, littleBits, LightUp или MakeyMakey.

Единственная проблема заключается в том, что эти наборы созданы для детей и не подойдут для большинства взрослых или людей, которые ищут более сложные задачи.

Сегодня мы объясним разницу между детским комплектом и комплектом для взрослых, разберем лучшие комплекты для взрослых на рынке и покажем вам, как

найти лучший электронный комплект, соответствующий вашим потребностям.

Знакомство с электронными наборами для взрослых

Электронные комплекты — это предварительно собранные комплекты, включающие все необходимые детали и пошаговые инструкции по сборке определенного электронного гаджета.

Во-первых, цель этих наборов — помочь участнику изучить процесс и науку, лежащие в основе электронных систем, на практике. Электронные наборы используются в первую очередь в образовании, чтобы помочь решить проблему или просто как интересный способ попрактиковаться в своих навыках.

Кроме того, детские электронные наборы предназначены в первую очередь для того, чтобы помочь детям в возрасте 8-10 лет начать изучение электроники с простых целей, таких как включение лампочки или запуск двигателя мини-вентилятора.

Эти проекты могут быть очень полезными, чтобы привлечь внимание маленьких детей и учащихся раннего возраста, но не достаточно привлекательными или сложными для взрослых.Важно, чтобы вы нашли комплект, соответствующий вашему набору навыков, и не усложняйте задачу, мы можем помочь вам найти комплект, соответствующий вашему набору навыков.

Поэтому электронные наборы для взрослых имеют более продвинутые функции и пошаговые инструкции, которые помогут вам собрать свой гаджет. Эти наборы часто требуют простого понимания электроники и включают объяснения, которые помогут вам еще больше заинтересовать вас и расширить ваши знания об электронике.

Наконец, они могут варьироваться от сложных переключателей до сборки осциллографов и мини-роботов.Наборы для взрослых могут включать в себя больше функций, отзывов, функций программирования и взаимодействия с оборудованием, чем наборы для детей.

Не волнуйтесь, у нас есть ответ. Вот наши лучшие 9 электронных наборов для взрослых.

Цена: $59,95

Краткое описание: Essential Electronic Kit от Circuit Specialists — это самый большой комплект, который мы предлагаем по лучшей цене. Этот набор основных электронных компонентов включает 275 элементов, включая резисторы, конденсаторы, выпрямители, диоды и многое другое.Если бы вы купили все эти компоненты по отдельности, вы бы потратили около 150 долларов. Вы экономите более 50%, покупая версию комплекта! С помощью этого комплекта вы можете создавать такие проекты, как монитор напряжения, тестер кристалла, светодиодный индикатор; схема автоматического выключения автомобильных фар и многое другое.

Идеально подходит для: Любого любителя, интересующегося разнообразными проектами и стремящегося сэкономить на электричестве.

Цена: $59,95

Краткое описание: Стартовый комплект Arduino Basics включает в себя все необходимое для создания собственного вольтметра, светодиодной игры, схемы зуммера и воспроизведения мелодии. Этот набор включает в себя более 100 различных деталей с инструкциями по веселым и простым урокам. Учебные пособия по Arduino — это идеальный способ для любого учащегося понять и попрактиковаться в основах электронного тестирования.

Идеально подходит для: Это наш самый универсальный набор, идеально подходящий для людей всех уровней квалификации, чтобы начать работу с электронными наборами для взрослых. Этот комплект включает в себя очень подробные инструкции, которые помогут учащимся от начинающих до средних. Также идеально подходит для любого любителя электроники, который хочет расширить свои знания в области электротехники.

Цена: $99,99

Краткое описание: Стартовый набор Arduino Basics — это большой и подробный электронный набор для взрослых, включающий все необходимое для более чем 15 различных проектов. Проекты в этом наборе включают температуру, свет, звук и шаговые двигатели. В этот комплект также входят бонусный контент и инструкции, которые помогут комбинировать этот комплект с любыми другими имеющимися у вас электронными комплектами

.

Идеально подходит для: Этот набор идеально подходит для людей с любым уровнем подготовки, а также для тех, кто ищет большой набор для выполнения нескольких проектов.Также идеально подходит для любителей, которые ищут дополнительные электрические детали для создания новых шедевров из существующих наборов.

Цена: $99,95

Краткое описание: Робототехнический набор от OSEPP — один из самых интересных и высокотехнологичных проектов, которые предстоит завершить. В этот комплект входят все необходимое для выполнения большинства роботизированных задач, включая широкий спектр датчиков и функций. Этот комплект поможет вам выполнять задачи, включая настройку освещения и датчиков.Технология Bluetooth позволит пользователям управлять роботом со своих смартфонов, достаточно загрузить приложение из магазина приложений.

Идеально подходит для: Любой человек со смартфоном, желающий получить опыт робототехники. Также идеально подходит для любого любителя со смартфоном, который ищет забавный или уникальный проект для завершения.

Цена: $11,95

Краткое описание: Набор для обучения пайке от Elenco — это наш недорогой комплексный набор для начала работы с пайкой.Завершение этого комплекта поможет вам понять принципы пайки, познакомиться с различными электронными компонентами и поможет вам достичь хорошей техники. Этот набор является одним из наших наиболее ценных наборов, ориентированных на пользователей, которые менее опытны в пайке.

Идеально подходит для: Этот набор идеален для тех, кто только начинает изучать паяльные работы или хочет освоить некоторые приемы пайки.

Цена: $32.00

Краткое описание: Этот набор имеет большую область применения, предлагая 40 задокументированных проектов с практическими лабораторными инструкциями. С таким набором вы можете узнать о многих важных функциях компонентов, таких как резисторы, потенциометры, конденсаторы, динамики, фотоэлементы, полупроводники и многое другое! Некоторые из проектов включают детектор влажности, электронный орган, осциллятор азбуки Морзе и многое другое.

Идеально подходит для: Любителя электроники, который ищет набор, предлагающий множество или несколько вариантов и проектов.Любой человек, которому нравится получать инструкции, подобные тем, которые вы получили бы в академической среде.

Цена: 79,95 $

Краткое описание: Вы когда-нибудь хотели построить робота, но не знали, как это сделать? Этот комплект для вас! 2-Wheeler Balancing Robot Kit — супер крутой проект, готовый покорить все типы местности. В этом проекте используется минимальное количество деталей, и им легко управлять, используя только алюминий аэрокосмического класса и антикоррозийное покрытие.

Идеально подходит для: Этот конкретный набор представляет собой расширенную настройку с очень простыми инструкциями и шагами для выполнения. По этим причинам это забавный проект, предназначенный для людей с любым набором навыков. Просто следуйте инструкциям по настройке и использованию, и ваш робот мгновенно начнет кататься по местности.

Цена: $74,00

Краткое описание: Этот набор включает в себя роботизированную руку, а также все необходимое для отработки навыков программирования.Расширьте свои знания о робототехнике, отрабатывая такие функции, как подъем, перемещение и поворот. Узнайте, как управлять роботом-манипулятором, и получите практический опыт, попрактикуйтесь в программировании и изучите разработку аппаратного обеспечения.

Идеально подходит для: Этот набор ориентирован на студентов, изучающих робототехнику, кодирование или разработку аппаратного обеспечения. Этот набор может отлично подойти для классной комнаты или лаборатории, где несколько студентов работают вместе над каждой роботизированной рукой. Любой любитель электроники ищет забавный и уникальный проект менее чем за 100 долларов.

В заключение

Как компания, мы ценим важность обучения и образования STEM и хотим сделать все возможное, чтобы помочь. Мы сотрудничаем с рядом университетов, колледжей и школ K-12, разрабатывая индивидуальные комплекты электроники для их электронных и инженерных лабораторий.

Сотрудничая с Circuit Specialists, вы можете сэкономить драгоценное время и деньги, используя наш экспертный опыт в поиске поставщиков и комплектовании. Для получения дополнительной информации посетите наш блог о пользовательских электронных наборах для студентов.

Мы надеемся, что эта статья о лучших электронных комплектах для взрослых поможет вам сузить круг выбора. Если вы все еще не уверены, какой комплект вам следует купить, напишите нам по адресу [email protected].

Если вы являетесь преподавателем или руководителем лаборатории, заинтересованным в расценках на индивидуальные комплекты или для получения дополнительной информации, свяжитесь с нами по адресу [email protected] или по телефону 1-800-528-1417.

Портативный вольтметр размером с палец | Полный проект «Сделай сам»

От инженеров-электронщиков/электротехников до разработчиков продукции одним из устройств, которое необходимо для проведения электрических испытаний, является вольтметр, и если вы занимаетесь электроникой своими руками или любителем, вольтметр является таким устройством, без которого ваши идеи изобретать что-то новое и захватывающее победят. не соответствует вашим ожиданиям.Как стойкий любитель электроники, я понимаю проблемы, связанные с ношением вольтметра повсюду из-за его большого размера и веса.

Итак, как всегда, я придумал решение по созданию портативного вольтметра, который легко поместится в кармане — что-то вроде кольца для ключей. Несмотря на небольшой размер, вам не придется беспокоиться о возможности измерения напряжения, поскольку он может без проблем работать в диапазоне напряжений от 0 до 24 В.

Итак, без лишних слов, давайте приступим к разработке этого небольшого портативного вольтметра размером с кольцо для ключей, собрав следующие компоненты.

 

Ведомость материалов 

Можно использовать либо датчик напряжения 24 В, либо схему делителя напряжения с двумя последовательно соединенными резисторами (см. рис. ниже).

Рис. 2: Цепь датчика тока

Кодировка

Сначала установите библиотеку для OLED-дисплея, которая поможет связать OLED-дисплей с Arduino и отобразит напряжение, собранное вольтметром. Чтобы установить необходимую библиотеку, перейдите в «Инструменты» в Arduino IDE и откройте «Диспетчер библиотек».Теперь найдите U8g2 и выберите «Установить». После установки библиотеки начните писать код для функций вольтметра. Обязательно включите библиотеку U8g2, прежде чем определять номера контактов, которые будут выдавать показания датчика в качестве аналогового выхода.

Затем определите номиналы резисторов, которые будут использоваться вместе с датчиком для расчета точного напряжения.

Рис. 3: код

Теперь создайте функцию настройки, чтобы установить режим ввода для датчика в качестве входа, а также запустить интерфейс I2C с OLED вместе с последовательным портом для отладки и калибровки, если это необходимо.

После этого создайте функцию цикла для преобразования показаний датчика в напряжение. Также создайте код для отображения рассчитанного значения напряжения на OLED-экране.

Рис. 3: код

Соединение

Загрузите код в Arduino и подключите компоненты, как показано на схеме ниже.

Рис. 4: Соединение с датчикомРис. 5: Подключение портативного вольтметра размером с палец

Тестирование

Рис. 7. Тестирование прототипа

. После подключения всех компонентов запитайте устройство от батареи или USB и проверьте показания напряжения любой батареи или источника постоянного выходного напряжения.

При успешном тестировании напряжения на печатной плате или любой цепи вы можете использовать этот вольтметр при проектировании любого электронного устройства. Просто убедитесь, что его положительная клемма подключена к источнику питания, а отрицательная клемма — к GND.

Поздравляю!! Теперь ваш портативный вольтметр размером с палец готов. Вы можете легко использовать его и носить с собой куда угодно.

Загрузить исходный код

Практическое устранение неисправностей электронных схем для инженеров и техников — EIT | Инженерно-технологический институт: EIT

3.2 Контрольно-измерительные приборы

Существует множество типов контрольно-измерительных приборов для устранения неполадок электроники. Методы устранения неполадок связаны с определенным количеством личного мнения. Кто-то может предпочесть использовать вольтметр для устранения неполадок, другой может использовать выводы осциллографа. Хотя личный выбор всегда есть, техник должен быть знаком со всеми методами, преимуществами и недостатками, ограничениями и типами инструментов для устранения неполадок.

Аналоговый и цифровой мультиметр [вольт-омный мультиметр (VOM)] доступен для поиска и устранения неисправностей аналоговых цепей.

Мультиметр

Мультиметр является наиболее полезным инструментом для специалистов по поиску и устранению неисправностей. Этот прибор облегчает измерение постоянного напряжения, переменного напряжения, постоянного тока и значений сопротивления. С соответствующими аксессуарами он также может измерять другие параметры, такие как высокочастотные сигналы, высокое напряжение и так далее.

Вольтметры и амперметры переменного и постоянного тока, а также омметры доступны в различных диапазонах и конфигурациях. Мультиметр представляет собой комбинацию всех этих измерителей, что делает его очень полезным в полевых условиях.

Аналоговый мультиметр используется, когда требуется просто наличие значения, близкого к заданному, а не точное ожидаемое измеренное значение. Аналоговая индикация приблизительного значения напряжения наблюдается быстрее, чем цифровая индикация. Они менее восприимчивы к посторонним шумам.

Когда требуется высокая точность, особенно когда необходимо обнаружить очень небольшие изменения уровня, предпочтение отдается цифровому мультиметру.

Рисунок 3.11
Аналоговый мультиметр

Аналоговый мультиметр является наиболее широко используемым контрольно-измерительным прибором. Он работает с подвижной катушкой с постоянным магнитом, которая может быть вольтметром постоянного тока, вольтметром переменного тока и миллиамперметром постоянного тока или омметром. Иногда также присутствует средство измерения переменного тока.

Он представляет собой катушку из тонкой проволоки, намотанную на прямоугольную алюминиевую раму. Он установлен в воздушном пространстве между полюсами постоянного подковообразного магнита.См. следующий рисунок:

Рисунок 3.12
Счетчик с подвижной катушкой

Когда электрический ток протекает через катушку, создается магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, заставляя катушку вращаться. Направление вращения зависит от направления потока электронов в катушке. Величина отклонения стрелки пропорциональна току. В обычных метрах отклонение полной шкалы (FSD) составляет около 90 градусов.

Использование мультиметра

Мультиметр работает без ошибок, если при его использовании были выполнены предварительные настройки. Шкала стандартного мультиметра показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.13
Типовая шкала аналогового мультиметра

Ниже приведены настройки мультиметра:

• Положите мультиметр на стол лицевой стороной вверх.
• Установите переключатель диапазонов в положение ВЫКЛ.
• Замкните два измерительных щупа вместе.
• Обратите внимание, указывает ли стрелка счетчика точно на 0 в крайнем левом конце шкалы.
• Если он не показывает 0, медленно поворачивайте винт механизма измерения, пока не будет получено правильное показание 0.
Измерение тока

Счетчик с подвижной катушкой в ​​основном чувствителен к току и поэтому является амперметром. Для измерения постоянного тока поместите измеритель (амперметр для измерения тока) последовательно с цепью. При включении амперметра в цепь его внутреннее сопротивление складывается, уменьшая тем самым ток в измерительной ветви.Обычно это сопротивление мало и им можно пренебречь.

Для измерения переменного тока используются счетчики выпрямительного типа, которые реагируют на среднее значение выпрямленного переменного тока. Измеритель должен быть откалиброван в амперах (среднеквадратичное значение) для измерения синусоидальных волн.

Измерение напряжения

Измеритель тока можно использовать для измерения напряжения. Измеритель с подвижной катушкой имеет постоянное сопротивление. Таким образом, ток через счетчик пропорционален напряжению.

Для измерения разности потенциалов между двумя точками подключите к этим точкам два провода вольтметра. Итак, в отличие от амперметра, вольтметр подключается параллельно цепи, потенциал которой необходимо измерить.

Для измерения напряжения переменного тока требуется выпрямление. Как и в измерителях тока переменного тока, вольтметры переменного тока реагируют на среднее значение выпрямленного напряжения, но калибруются в среднеквадратичных значениях для синусоидальной волны.

Измерение сопротивления

Измеритель с подвижной катушкой можно использовать для измерения неизвестного сопротивления.Испытательные щупы замыкают накоротко, а регулятор регулировки сопротивления поворачивают так, чтобы ток через полное сопротивление цепи имел отклонение на всю шкалу.

Омметр никогда не используется во время работы цепи. Иногда сопротивления зависят от условий цепи, в этом случае измерьте напряжение на сопротивлении, ток через него и рассчитайте сопротивление.

Рекомендации по эксплуатации
• Перед выполнением любых измерений установите переключатель диапазонов в правильное положение.
• Всегда рекомендуется начинать с самого высокого диапазона в случае неизвестного измерения. Никогда не подавайте большее напряжение или ток, чем указано в каждой позиции.
• Удалите параллакс для наиболее точных показаний. Посмотрите на шкалу с точки, где сходятся указатель и его отражение в зеркале.
• Когда измеритель не используется, держите переключатель диапазонов в положении OFF и извлекайте батареи.
• Всегда подключайте счетчик последовательно к нагрузке при измерении тока.Выберите нужный диапазон тока и подключите измеритель последовательно к тестируемой цепи.
• Полярность проводов не важна при измерении переменного тока. Чувствительность измерителя различна для диапазонов переменного и постоянного тока.
Практические советы
• Не измеряйте напряжение в цепи с высоким сопротивлением или высоким сопротивлением с помощью измерителя с относительно низким входным сопротивлением.
• Не используйте мультиметр для измерения интегральных схем с полевыми МОП-транзисторами, если вы не знаете, что датчики свободны от статического электричества.
• Избегайте использования вольтметра (вместо логического пробника) для измерения логической 1 и логического 0 в цифровой цепи.
• В случае измерения переменного тока движение счетчика реагирует на среднее значение выпрямленного тока, поэтому возможны неточности измерения из-за различной формы волны. Если применяемый сигнал не синусоидальный (прямоугольный или треугольный), то вольтметры переменного тока выпрямленного типа подвержены ошибкам. Поэтому рекомендуется свериться с таблицей производителя, чтобы узнать, какие факторы следует учитывать, чтобы получить правильное значение.
• Аккумуляторы в измерителе следует часто проверять на правильность работы в диапазонах сопротивления.
Цифровой мультиметр

В мультиметре аналогового типа значение измеряемого параметра оценивается по положению стрелки на калиброванной шкале. Даже при использовании высококлассного измерителя этого типа трудно снимать показания с точностью лучше, чем примерно 1 процент от значения полной шкалы.

Это ограничение во многом наложено физическим расположением шкалы и схемой стрелки.Для более точных измерений было бы лучше, если бы фактическое значение напряжения или тока отображалось непосредственно в виде числового значения.

Цифровой измеритель отображает измерения в виде дискретных чисел вместо отклонения стрелки на шкале. Они имеют высокий входной импеданс, и пользователю нужно только установить переключатель функций и прочитать результат измерения.

Основная выполняемая функция — аналого-цифровое преобразование. Аналоговый входной сигнал может быть постоянным напряжением, переменным напряжением, сопротивлением или переменным или постоянным током. Таким образом, цифровое значение преобразуется в пропорциональную продолжительность времени, которая, в свою очередь, запускает или останавливает точный осциллятор. Выходной сигнал генератора подается на счетчик, который управляет цифровым устройством считывания значений напряжения.

Рисунок 3.14
Цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр классифицируется в соответствии с количеством отображаемых полных разрядов. Цифра превышения диапазона — это дополнительная цифра, позволяющая пользователю считывать значения, выходящие за пределы полной шкалы. Цифра превышения диапазона иногда называется «половина» цифры.Например, если сигнал изменится с 9,999 на 10,012, четырехразрядный дисплей потребует изменения диапазона, а второе измерение покажет 10,01 В. 0.0002 не будет прочитан. На дисплее с четырьмя с половиной цифрами эта проблема не возникнет.

Помимо считывания значений напряжения, тока и сопротивления, цифровой мультиметр также может использоваться для измерения температуры, частоты, рабочего цикла, емкости и других параметров с помощью дополнительных принадлежностей. Они используются для проверки диодов и проверки целостности цепи.

Проверка диода с помощью цифрового мультиметра

Диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий постоянный ток только в одном направлении. Другими словами, диод имеет очень низкое сопротивление при прямом смещении и чрезвычайно высокое сопротивление при обратном смещении. Омметр подает известное напряжение от внутреннего источника (батареи) на измеряемый резистор. Теоретически это напряжение может достигать 1,5 В или 3 В. Диоду требуется напряжение 0,7 В, чтобы сместиться в прямом направлении.Следовательно, если положительный щуп омметра подсоединить к аноду, а отрицательный щуп омметра подсоединить к катоду, диод будет смещен в прямом направлении. В этом случае омметр показывает очень низкое сопротивление. Если щупы поменять местами по отношению к аноду и катоду, диод смещается в обратном направлении. Затем омметр показывает очень высокое сопротивление. Таким образом, для проверки диода можно использовать обычный омметр.

Большинство цифровых мультиметров (DMM) имеют функцию проверки диодов .Он отмечен на переключателе выбора маленьким символом диода. Когда цифровой мультиметр установлен в режим проверки диодов, он обеспечивает достаточное внутреннее напряжение для проверки диода в обоих направлениях. Положительный щуп цифрового мультиметра (красного цвета) подключается к аноду, а отрицательный щуп цифрового мультиметра (черного цвета) — к катоду. Если диод исправен, мультиметр должен отображать значение в диапазоне от 0,5 В до 0,9 В (обычно 0,7 В). Затем щупы мультиметра меняют местами относительно анода и катода.Поскольку диод в этом случае выглядит как разомкнутая цепь для мультиметра, практически все внутреннее напряжение цифрового мультиметра будет проходить через диод. Значение на дисплее зависит от внутреннего источника напряжения измерителя и обычно находится в диапазоне от 2,5 В до 3,5 В.

Рисунок 3.15
Правильно функционирующий диод

Неисправный диод выглядит либо как разомкнутая, либо как замкнутая цепь в обоих направлениях. Первый случай более распространен и обусловлен в основном внутренним повреждением p-n-перехода из-за перегрева.Такой диод имеет очень высокое сопротивление как при прямом, так и при обратном смещении. С другой стороны, мультиметр показывает 0 В в обоих направлениях, если диод закорочен. Иногда неисправный диод может не иметь полного короткого замыкания (0 В), но может проявляться как резистивный диод , и в этом случае измеритель показывает одинаковое сопротивление в обоих направлениях (например, 1,5 В). Это показано на рис. 3.16.

Рисунок 3.16
Неисправные диоды

Как уже упоминалось ранее, если в конкретном мультиметре не предусмотрена специальная функция проверки диодов, диод все равно можно проверить, измеряя его сопротивление в обоих направлениях.Селекторный переключатель установлен в положение OHMs. Когда диод смещен в прямом направлении, измеритель показывает от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом. Фактическое сопротивление диода обычно не превышает 100 Ом, но внутреннее напряжение многих измерителей относительно низкое в диапазоне омов, и этого недостаточно для полного прямого смещения p-n перехода диода. По этой причине отображаемое значение выше. Когда диод смещен в обратном направлении, измеритель обычно отображает некоторый тип индикации выхода за пределы диапазона, например «OL», потому что сопротивление диода в этом случае слишком велико и не может быть измерено измерителем.

Фактические значения измеренных сопротивлений не имеют значения. Однако важно убедиться, что существует большая разница в показаниях, когда диод смещен в прямом направлении и когда он смещен в обратном направлении. Собственно, это все, что вам нужно знать. Это указывает на то, что диод работает правильно.

Осциллограф

До сих пор мы рассматривали счетчики, которые отображают статические уровни напряжения или тока. Для более полных тестов работы схемы нам нужно изучить, как сигнал изменяется во времени.Это включает в себя отображение графика исследуемого сигнала в зависимости от времени, и инструментом, используемым для этого, является осциллограф.

Он дает визуальную индикацию того, что делает схема, и показывает, что идет не так быстрее, чем любой другой прибор. Мультиметр может обнаруживать наличие сигналов, и если форма сигнала известна, можно рассчитать среднее, пиковое, среднеквадратичное значение или размах сигнала. Однако, если форма сигнала неизвестна, это невозможно. На сигнал может накладываться шум, и мультиметр не сможет дать правильную информацию.Осциллограф дает достоверную и четкую картину осциллограмм.

Общие сведения об осциллографе

На следующем рисунке показаны все основные элементы управления на передней панели. Элементы управления могут присутствовать в форме, отличной от показанной, но они должны присутствовать в осциллографе.

Рисунок 3.17
Элементы управления на осциллографе

Элементы управления следующие:

• Управление ВКЛ/ВЫКЛ
• Управление фокусом
• Регуляторы положения по осям X и Y
• Триггер, синхронизация или контроль уровня
• Регулятор интенсивности или яркости

Иногда управление ВКЛ/ВЫКЛ можно комбинировать с управлением Интенсивностью/Яркостью.

Прибор напрямую подключен к сети. После включения прибора подождите некоторое время, пока нагреватель ЭЛТ прогреется. Поворачивайте регулятор яркости по часовой стрелке, пока не увидите на экране горизонтальную линию кривой.

Если кривая не отображается на экране, поверните регулятор яркости до упора по часовой стрелке. Поверните ручку Time/cm на самую медленную скорость, но не в положение «выключено». При этих настройках на экране должно появиться светлое пятно, медленно перемещающееся слева направо.

Тем не менее, если ничего не видно, отрегулируйте регулятор Trig/Level по часовой стрелке и посмотрите, не появится ли что-нибудь. Отрегулируйте элементы управления положением по вертикали и горизонтали, пока не появится кривая.

Если все вышеперечисленные действия не привели к отображению кривой на экране, прибор неисправен. Отключите питание и проверьте предохранители.

После отображения трассы на экране используйте элементы управления положением по вертикали и горизонтали, чтобы начать трассу с левой стороны экрана и расположить ее вдоль центральной линии. Управление фокусом используется для получения максимально тонкой линии. Уменьшите настройку яркости до комфортного уровня просмотра.

При проведении измерений с помощью осциллографа очень ценна пара щупов, которая облегчает установление контакта в точке измерения удобным способом. Пробники соединяют точки измерения в тестируемом устройстве со входами осциллографа.

Входные датчики

Когда исследуемые сигналы имеют относительно низкие частоты, такие как формы сигналов, ожидаемые от аудиоусилителя, емкость измерительных проводов обычно не представляет проблемы и мало влияет ни на форму отображаемого сигнала, ни на тестируемую цепь.

При проверке высокочастотных сигналов или быстрых импульсов емкость между жилой и экраном входного кабеля может повлиять на отображаемые формы сигналов и нарушить работу тестируемой цепи.

Емкость между жилой и экраном типичного входного кабеля длиной 1 метр может составлять около 50 пФ, что при добавлении к 50 пФ входной емкости усилителя дает общую шунтирующую емкость 100 пФ в тестируемой цепи.

Предположим, что исследуемая схема представляет собой видеоусилитель с полным сопротивлением нагрузки 1 кОм, а исследуемый сигнал представляет собой прямоугольную волну с частотой 10 МГц.Отображаемая форма сигнала на генераторе станет треугольной, потому что конденсатор не может достаточно быстро заряжаться и разряжаться через нагрузочный резистор усилителя, чтобы иметь возможность следовать прямоугольной волне 10 МГц.

Одним из способов решения этой проблемы является специальный щуп на входном конце измерительного провода. Этот пробник обычно устроен так, чтобы действовать как делитель на десять аттенюаторов, а схема показана на рисунке ниже:

Рисунок 3.18
Схема простого входного пробника

Постоянная составляющая сигнала ослабляется парой сопротивлений, образуя простой делитель потенциала.Чтобы сбалансировать емкостное сопротивление, к резистору R1 подключен небольшой последовательный конденсатор. Емкость этого конденсатора регулируется таким образом, чтобы его емкость составляла 1/9 от емкости шунта вывода и входа усилителя осциллографа.

Например, если осциллограф имеет шунтирующую емкость порядка 50 пФ, конденсатор последовательного соединения становится примерно 5 пФ. Теперь, когда пробник используется для проверки схемы видеоусилителя, его эффективное реактивное сопротивление составляет около 3 кОм на частоте 10 МГц, и поэтому он будет оказывать гораздо меньшее влияние на исследуемый сигнал.

Тесты датчиков

Когда пробник включен во входную линию, важно согласовать пробник со входом осциллографа. Обычно это достигается регулировкой небольшого компенсационного конденсатора в пробнике для получения правильных результатов на прямоугольном входе. Большинство осциллографов обеспечивают тестовый сигнал прямоугольной формы для настройки входных пробников. Этот сигнал подается на вход пробника, а конденсатор пробника затем настраивается так, чтобы на экране отображался правильный квадрат.

Если компенсационный конденсатор в пробнике слишком большой, он не будет обеспечивать правильный коэффициент затухания для высокочастотных сигналов. На входе прямоугольной волны это приведет к выбросу на краях прямоугольной волны, как показано на следующем рисунке:

Рисунок 3.19
Эффекты регулировки компенсации пробника (a), (b)

Когда компенсационный конденсатор слишком мал, высокие частоты слишком сильно ослабляются, что приводит к закруглению углов на прямоугольной волне, как показано на рисунке (b). ).

При правильной настройке компенсационного конденсатора не может быть выброса или округления на краях прямоугольной волны, и форма волны отображается правильно.

Калибровка щупа осциллографа

При использовании осциллографа очень легко подключить щуп осциллографа и начать измерения. К сожалению, щупы осциллографов необходимо откалибровать перед тем, как подать в суд, чтобы гарантировать ровную характеристику. Для этой цели практически на каждом осциллографе имеется встроенный калибратор.Он обеспечивает прямоугольный выходной сигнал, а на пробнике имеется небольшой регулятор предварительной настройки. При подключении щупа осциллографа к выходу калибратора форму сигнала, отображаемого на экране, следует отрегулировать, пока он не станет идеально прямоугольным. Если высокочастотная характеристика пробника снижена, то края прямоугольной волны будут закруглены. Если он вверх, то края прямоугольных волн будут показывать перерегулирование.

Несмотря на то, что это простая регулировка, важно, чтобы она выполнялась для обеспечения правильной работы зонда.

Измерение амплитуды с помощью осциллографа Осциллограф

значительно и эффективно помогает определить амплитуду напряжения.

Рисунок 3.20
Измерение напряжения

Подсчитывается количество сантиметров по вертикальной шкале от отрицательного пика до положительного пика. Это количество умножается на настройку переключателя вольт на сантиметр.

Например: если значение параметра 5 В/см равно вольт/см, а форма сигнала измеряет 4.8 В от пика до пика, тогда напряжение формы сигнала составляет 4,8 * 5 = 24 В от пика до пика.

Измерение частоты с помощью осциллографа

Для измерения частоты измеряется период времени одного полного цикла. Это просто расстояние по горизонтали между двумя идентичными точками на соседних волнах.

Рисунок 3.21
Измерение частоты

Затем это расстояние умножается на положение переключателя Время/см и рассчитывается период одного цикла.Обратная величина этого времени есть частота волны.

Например, если пики сигнала находятся на расстоянии 5 см друг от друга, а переключатель Время/см установлен в положение 200 ^µ с/см, время одного полного цикла составляет 5*200 = 1000 ^µ s = 1 мс, а частота 1/1000 = 1 кГц.

Измерение разности фаз

Если у нас есть два сигнала одинаковой частоты и мы хотим измерить разность фаз между ними, мы можем сделать это с помощью осциллографа с двумя рефлектограммами.Один сигнал подается на вход КАНАЛ1, а другой – на вход КАНАЛ2.

Позиция Vh2 регулируется таким образом, чтобы трассировка канала Ch2 располагалась по центру относительно горизонтальной оси экрана. Затем трасса Ch3 перемещается поверх трассы Ch2. Затем регулятор положения X настраивается для перемещения точки, в которой кривая Ch2 пересекает горизонтальную ось, чтобы совпасть с левой вертикальной линией.

Расстояние между точкой пересечения трассы Ch2 и соответствующей точкой трассы Ch3 затем измеряется вдоль горизонтальной оси, как показано на следующем рисунке.Также измеряется общий период одного цикла сигнала Ch2:

Рисунок 3.22
Измерение разности фаз

Фазовый сдвиг будет представлять собой разницу в положении между двумя трассами, разделенную на общий период волны, и результат умножается на 360, чтобы получить фазу в градусах.

Фигурки Лиссажу

Если нам нужно сравнить соотношение фаз между двумя сигналами переменного тока, то подайте один сигнал на пластину X трубки, а другой сигнал — на пластину Y трубки. Это создает отображение, которое обычно называют фигурой Лиссажу.

На осциллографах с двумя рефлектограммами обычно есть положение переключателя TIME / DIV, которое выбирает сигнал Ch3. При выборе этого режима один сигнал подается на вход Ch2, а другой — на вход Ch3.

Когда два подаваемых сигнала имеют одинаковую частоту и точно совпадают по фазе, результатом будет диагональная линия на электронно-лучевой трубке, которая будет проходить из левого нижнего угла экрана в правый верхний, как показано на следующем рисунке (a ):

Рис. 3.23
Отображение типичных фигур Лиссажу

Если теперь один из сигналов изменить полярность, так что он будет на 180 градусов не в фазе с другим сигналом, результатом будет по-прежнему прямая диагональная линия, но теперь она будет идти сверху слева направо внизу экрана, как показано на рисунке (b).

Когда два сигнала не совпадают по фазе друг с другом, диагональная линия меняется на эллипс, идущий по диагонали из левого нижнего угла в правый верхний угол экрана, как показано на рисунке (c).

По мере увеличения разности фаз толщина эллипса будет увеличиваться до тех пор, пока он не станет кругом, когда сигналы сдвинуты по фазе на 90 градусов, как показано на рисунке (d).

Приведенные выше результаты предполагают, что сравниваемые сигналы представляют собой синусоидальные волны одинаковой амплитуды. Также предполагается, что чувствительность к отклонению цепей X и Y осциллографа одинакова. Если амплитуды сигналов или чувствительность к отклонению не идентичны, результирующее изображение будет растянуто в направлении с более высокой чувствительностью.

Когда исследуемые формы сигналов не являются синусоидальными, отображение Лиссажу искажается, но в целом следует схеме аналогичного типа.

Анализ сигнала с помощью осциллографа

Осциллограф — отличный инструмент для наблюдения за тем, что происходит в цепи, и с опытом можно многому научиться, правильно интерпретируя то, что отображается.

Если на усилитель подается синусоидальный сигнал, а осциллограф показывает сигнал с плоской вершиной при подключении к его выходу, это означает, что в усилителе происходит отсечение.

Калибровка осциллографов Осциллографы

всегда были важным измерительным инструментом для инженера. Конструкция осциллографов медленно развивалась от ранних приборов, которые использовались для простого просмотра сигнала, до осциллографов с откалиброванными диапазонами и координатной сеткой (сеткой) на дисплее, чтобы можно было выполнять измерения, до современного цифрового запоминающего осциллографа (DSO), который имеют множество расширенных функций измерения, встроенных в стандартную комплектацию. В последних разработках теперь используются цифровые ЖК-дисплеи вместо традиционных ЭЛТ (электронно-лучевых трубок), что дает инженерам еще больше измерительных возможностей в еще более портативных приборах.Осциллограф все еще развивается, последним шагом является измеритель осциллографа, который сочетает в себе функции осциллографа с функциями цифрового мультиметра. Каждый эволюционный шаг увеличивал измерительные возможности осциллографа, делая калибровку этих инструментов еще более важной.

Все типы осциллографов требуют калибровки этих основных функций.

Калибровка осциллографа: Амплитуда

Амплитуда осциллографа калибруется путем применения низкочастотного прямоугольного сигнала и регулировки его усиления в соответствии с высотой, указанной для различных уровней напряжения (показан делениями линии сетки на осциллографе).Напряжения, которые используются для калибровки, выбираются с помощью соответствующих настроек в соответствии с диапазонами амплитуд на осциллографе. При использовании этого выхода формы сигналов должны быть совмещены с отметками координатной сетки на дисплее осциллографа. При калибровке коэффициента усиления осциллографа по амплитуде необходимо установить различные напряжения и убедиться, что коэффициент усиления соответствует линиям высоты координатной сетки на дисплее осциллографа в пределах спецификаций, предоставленных производителем осциллографа.

Калибровка осциллографа: развертка/горизонтальное отклонение

База времени осциллографа откалибрована для обеспечения соответствия горизонтального отклонения спецификациям производителя. Сигнал маркера времени генерируется калибратором, пики которого совмещены со шкалой координатной сетки на дисплее осциллографа.

Калибровка осциллографа: опорная полоса пропускания

Для калибровки полосы пропускания требуется синусоидальный сигнал постоянной амплитуды с переменной частотой до и выше спецификации осциллографа.Многие процедуры калибровки также требуют опорного уровня 50 кГц для установки начальной амплитуды.

Калибровка осциллографа: уровень запуска

Уровень запуска можно проверить, используя синусоидальный сигнал высотой 6 делений и отрегулировав регулятор уровня запуска, чтобы получить стабильную кривую, начинающуюся в любой точке либо на положительном, либо на отрицательном наклоне в зависимости от выбора осциллографа. Чувствительность проверяется путем подачи гораздо меньшего сигнала (обычно 10% от полной шкалы), и проверка стабильной кривой может быть получена, даже если элементы управления положением используются для перемещения кривой вверх или вниз на дисплее.Полоса запуска и работа фильтров ВЧ-шумов на некоторых осциллографах могут быть проверены путем использования выровненного выхода развертки и увеличения частоты или до потери стабильного запуска.

Меры предосторожности

Перед включением осциллографа или после завершения его использования выполните следующие настройки:

• Настройте систему стабилизации на автоматический режим
• Поверните регулятор интенсивности до упора против часовой стрелки
• Установить элементы управления вертикальным и горизонтальным положением в среднее положение
• Поверните регулятор вольт/см на максимальное значение своего диапазона
• Установить элемент управления Время/см на 1 мс/см или его ближайшее значение

Используйте полностью экранированные пробники на высоких частотах, чтобы избежать возможного ухудшения сигнала.Использование блока компенсирующего пробника снижает влияние амплитудного затухания и фазовых искажений в коаксиальном кабеле.

Снизьте интенсивность луча до минимума, необходимого для конкретной настройки.

Убедитесь, что регулятор усиления по вертикали установлен выше напряжения измеряемого сигнала. Начните с самой высокой настройки напряжения и минимальной чувствительности, затем уменьшайте диапазон до тех пор, пока не будет достигнута правильная настройка.

Избегайте отображения стационарной яркой точки в течение длительного времени.Это может сжечь люминофор на экране.

Тестер непрерывности

Простейшей формой измерения сопротивления является проверка непрерывности цепи, при которой просто проверяется наличие проводящего пути между двумя точками в цепи. Этот тест просто показывает, является ли сопротивление между двумя точками высоким или низким, и удобен для отслеживания отдельных проводов через многожильный кабель или для отслеживания соединений дорожек на печатной плате. Одна популярная схема тестера непрерывности показана на следующем рисунке:

Рис. 3.24
Тестер целостности цепи с использованием зуммера

Здесь зуммер соединен последовательно с батареей и двумя измерительными проводами. Один тестовый щуп подключается к одному концу провода или цепи, которую необходимо проверить, а второй щуп прикладывается к другому концу цепи. Если сопротивление между двумя контрольными точками низкое, раздается звуковой сигнал, указывающий на непрерывность.

В качестве альтернативы зуммеру тестер непрерывности может использовать лампу накаливания или светодиод в качестве индикатора непрерывности, как показано на следующих рисунках.Лампа или светодиод загорается при обнаружении непрерывности между точками, к которым приложены тестовые щупы:

Рисунок 3.25
Тестер непрерывности с использованием (a) нити накала (b) светодиода
Генераторы сигналов

Большинство современных источников аудиосигнала обеспечивают не только синусоидальную волну, но также сигналы прямоугольной и треугольной формы. Эти инструменты обычно называют генераторами сигналов, чтобы отличить их от обычных генераторов сигналов, которые производят только синусоидальный выходной сигнал.

В этом приборе основная треугольная форма сигнала генерируется с использованием конденсатора, заряжаемого и разряжаемого при постоянном токе, в качестве устройства синхронизации. Базовая блок-схема такого устройства показана ниже:

Рис. 3.26
Блок-схема генератора сигналов

Треугольный сигнал генерируется с использованием напряжения, создаваемого на конденсаторе, который заряжается и разряжается попеременно при переключении на источник тока I1 и сток I2. Напряжение конденсатора подается на пару компараторов уровней, которые обнаруживают, когда напряжение конденсатора достигает двух заданных уровней напряжения.Выход компараторов управляет триггером, который, в свою очередь, переключает источники постоянного тока I1 и I2 с помощью переключателя S1.

Для нарастания треугольной волны конденсатор переключается так, чтобы он заряжался линейно во времени от источника тока I1. Когда напряжение на конденсаторе достигает опорного уровня компаратора A1, выход A1 запускает триггерную схему, которая, в свою очередь, приводит в действие переключатель S1. Конденсатор теперь разряжается источником тока I2 и линейно падает со временем, пока не достигнет опорного уровня компаратора A2.

Выход A2 используется для сброса триггера, и это приводит в действие переключатель S1, так что конденсатор снова разряжается от I1, чтобы начать новый цикл колебаний. В результате напряжение на конденсаторе возрастает и падает линейно между двумя эталонными уровнями, создавая выходной сигнал треугольной формы.

Амплитуда сигнала определяется эталонными уровнями напряжения, подаваемого на два компаратора, а частота – емкостью конденсатора и уровнями тока от генераторов I1 и I2.

Поскольку переключатели триггера срабатывают каждый раз, когда треугольный треугольник меняет свое направление на противоположное, выход триггера представляет собой прямоугольную волну, частота которой совпадает с частотой треугольной волны.

Создаваемая прямоугольная волна будет на 90 градусов не сдвинута по фазе с треугольной волной, поскольку триггер переключается на пиках и впадинах треугольной волны.

Блоки сопротивления

Для экспериментального устранения неполадок полезным аксессуаром является коробка с переключаемым сопротивлением.Идеальной компоновкой является настоящая коробка сопротивления декады, дающая, возможно, три декады выбираемого сопротивления. Принципиальная схема этого типа блока сопротивлений показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.27
Расположение декадной коробки сопротивлений

Для простоты на схеме показаны только две декады. При таком расположении коробка обеспечивает диапазон сопротивления от 0 до 9,9 кОм с шагом 100 Ом. Типичный блок может иметь четыре банка с наименьшим, дающим шаги 10 Ом, и самым высоким, дающим шаги 10 кОм, которые допускают значения сопротивления от 0 до 99.99 кОм выбирается с шагом 10 Ом.

Таким образом, в группе 10 кОм каждый резистор имеет значение 10 кОм. В нулевом положении батарея замкнута накоротко, но когда ротор переключателя перемещается на 10 кОм, последовательно добавляются резисторы между ротором и входной клеммой.

Выход переключателя банка 10 кОм питает верхний конец банка резисторов 1 кОм, и здесь переключатель последовательно добавляет выбранное количество резисторов 1 кОм. Банки 100 Ом и 10 Ом подключаются одинаково, и, наконец, движок селекторного переключателя 10 Ом выходит на другую входную клемму блока сопротивлений.

Переключатели могут быть переключателями с колесиком десятичного типа, а резисторы в этом типе коробки должны быть типами оксида металла с допуском не менее 1 процента, чтобы дать полезные результаты.

Для самодельного устройства, использующего 1-процентные компоненты, только две самые значащие цифры показаний на селекторных переключателях следует считать действительными при оценке значения сопротивления. В коммерческом блоке сопротивления резисторы обычно представляют собой компоненты с допуском 1 процент, которые были измерены и выбраны для получения правильных значений с точностью до 0.1 процент или выше.

Блоки конденсаторов

Можно использовать блок переключаемых конденсаторов, который работает аналогично блоку резисторов. В этом случае конденсаторы в каждой декаде соединяются последовательно параллельно для получения желаемой емкости конденсатора, а общая емкость каждой декады соединяется параллельно с емкостью других декад.

Из-за эффектов паразитной емкости наименьшее практическое увеличение емкости составляет 100 пФ.Таким образом, можно построить коробку с емкостью первой декады до 1 нФ и последующих декад до 10 нФ, 100 нФ и 1 мкФ соответственно.

Для младших разрядов можно использовать конденсаторы из полистирола или серебряной слюды с допуском 2 процента, чтобы обеспечить приемлемую точность и хорошую стабильность. Для более высоких диапазонов можно использовать конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки с допуском 5%.