 Большинство стрелочных измерительных приборов имеют переключатели верхних пределов измерения при этом точность измерения оказывается очень неравномерной в пределах одного такого поддиапазона. Увеличить точность можно используя растянутую шкалу, при которой переключаются не только верхние но и нижние пределы измерения, например 0...10, 10...20, 20...30 В. Для этого достаточно использовать алгебраический сумматор на операционном усилителе.
При превышении входным напряжением предела, при котором стрелка зашкаливает, нужно при помощи переключателя S1 подать на вход операционного усилителя такое напряжение, которое скомпенсирует часть входного напряжения , и теперь отсчет по шкале будет уже не от нуля а от этого установленного значения.
На принципиальной схеме (рисунок 2) резисторы R3 и R4 определяют коэффициент усиления входного усилителя на ОУ А1.
Сопротивления суммирующих резисторов R11-R15 выбрано равным 1:2:4:8, это позволяет обеспечить 12 поддиапазонов путем двоичной коммутации
переключателями S1. Кроме того, такая схема дает возможность, в дальнейшем дополнить схему автоматическим цифровым переключателем поддиапазонов. К тому же требуется всего четыре прецензеонных резистора.
Если включить один из старших пределов (не 0...10), а измеряемое напряжение на вход вольтметра не подавать может произойти обратное зашкаливание индикатора. Для исключения этого после операционного усилителя А1 включен транзистор, который в нормальном состоянии закрыт и не влияет на работу индикатора, но при поступлении отрицательного напряжения он открывается и шунтирует индикатор.
Дополнительно от перегрузки по напряжению индикатор предохраняет цепь из диодов и светодиода, включенная на выходе ОУ А1. При перегрузке (нужно сменить диапазон) светодиод загорается.
Для измерения переменного напряжения введен пиковый детектор на операционном усилителе A3. В отличие от детекторов выпрямительного типа, его показания не искажаются компенсирующим постоянным напряжением. Поскольку при измерении переменного напряжения шкала проградуирована в среднеквадратических значениях, которые в 1,41 ниже пиковых, суммирующие резисторы нужно подключать к источнику большего напряжения.
Для этого служит переключатель S2.4. Для формирования напряжений служат два источника стабильного напряжения на операционных усилителях А4 и А5. В процессе налаживаний нужные напряжения устанавливаются подстройкой резисторов R29 и R30.
Нормальной для измерительного прибора является отрицательная полярность входного напряжения. Для индикации полярности служит компаратор на операционном усилителе А2 со светодиодами на выходе. При поступлении на вход отрицательного напряжения светится зеленый светодиод, а при положительном - красный . При измерении переменного напряжения светятся оба.
Конструктивно прибор монтируется без использования печатной платы, монтаж ведется на выводах микроамперметра (типа М495), переключателей (галетные) и клемм установленных на передней панели металлического корпуса сделанного в виде чемоданчика.
Подстроечные резисторы так же крепятся при помощи крепежных гаек на передней панели ящика. Их валы сделаны по отвертку и не имеют ручек.
Питается прибор двух полярным стабилизированным напряжением от лабораторного источника, но можно использовать любой стабилизированный двухполярный источник постоянного напряжения.
Настройка
При налаживании прибора, после проверки правильности монтажа, включают предел 0...10 и подстройкой резистора R7 устанавливают стрелку прибора на нулевое значение шкалы.
Теперь подают на вход постоянное напряжение 10В (если используете лабораторный источник питания с стрелочным индикатором, это напряжение желательно установить по цифровому мультиметру, так как стрелочные индикаторы таких источников обычно показывают очень приближенно). Подстройкой R17 добейтесь отклонения стрелки на крайнее максимальное деление шкалы.
Затем включите предел 10...20В и подстройкой R29 установите стрелку прибора на нуль. Для калибровки при измерении переменного напряжения включите предел 0...10В и подстройте R20 так, что бы установить стрелку прибора на нуль.
Затем подайте на вход синусоидальное напряжение среднеквадратическим значением 10В и резистором R26 установите стрелку прибора на максимальное деление шкалы. После чего включите предел 10..20В и сохраняя на входе переменное напряжение 10В подстройкой R30 установите стрелку прибора на нулевое значение шкалы. На этом налаживание прибора заканчивается. |
ГЛАВНАЯ 
Авто
ДРУГИЕ ПОХОЖИЕ СХЕМЫ НА САЙТЕ:
