 Нередко требуется измерительный прибор-вольтметр, обладающий высоком входным сопротивлением и позволяющий измерять очень малые напряжение постоянного тока. Ну а если такой прибор к тому-же позволяет измерять сопротивления от единиц ом до мегаомов, то ему цены нет в радиолюбительской практике. Этим требованиям отвечает вольт-омметр, принципиальная схема, которого изображена на рисунке.
Его входное сопротивление 10 Ом рабочий диапазон измерения напряжений разбит на участки с пределами от нуля до 50 мв, 150 мв, 500 мВ, 1,5 В, 5В, 15 В, 50 В, 150 В и 500 В. Сопротивления прибор измеряет в диапазоне от нуля до 1,5 МОм. Этот диапазон разбит на два участка "КОМ" и "ОМ", участок "ОМ" имеет три предела от нуля до 7,5 ом, до 15 ом и до 150 ом.
Участок "КОМ" имеет четыре предела - от нуля до 1,5 ком, до 15 ком, до 150 ком и до 1,5 МОм. Достоинство прибора и в том, что для измерения, напряжения и сопротивления используется одна и та-же линейная шкала. В результате градуировка такого прибора доступна даже начинающему радиолюбителю. Прибор достаточно термостабилен - в комнатных условиях дрейф нуля практически не заметен, а при изменении температуры на 10°С не превышает 0,5%/°С от конечного значения шкалы.
Вольт-ом-метр состоит из трех входных делителей, двух для измерения сопротивлений ("ОМ" и "КОМ") и одного для измерения напряжений балансного усилителя постоянного тока со стрелочным индикатором в нагрузке, стабилизатора опорного напряжения для измерения сопротивлений и стабилизированного сетевого источника имитация, напряжением 12В.
Измеряемое напряжение положительной полярности подаётся на клемму "V" относительно клеммы к которой подключается отрицательный полюс этого напряжения. Нужный предел измерения выбирается при помощи переключателя SM, при помощи которого изменяется коэффициент деления делителя напряжения на резисторах R1 - R9. С подвижного контакта этого переключателя постоянное напряжение через фильтрующую цепочку R22 С2, устраняющую наводки переменного тока, поступает на вход балансного усилителя постоянного тока.
К усилителю постоянного тока предъявляются определенные требования: он должен обладать незначительным дрейфом нуля, большим входным сопротивлением и большим и стабильным коэффициентом усиления, и к тому-же он должен иметь линейную характеристику. Для уменьшения дрейфа нули он выполнен по балансной схеме, и в нем используются составные транзисторы, включающие в себя полевой транзистор VT1 (VT5) и биполярный VT2 (VT4).
Использование полевых транзисторов позволило получить высокое входное сопротивление, а биполярных - большую крутизну вольт-амперной характеристики составного транзистора, и следовательно высокую чувствительность усилителя постоянного тока. Резисторы K2U, К25 и К26 обеспечивают необходимый режим работы составных транзисторов.
Для повышена стабильности коэффициента усиления усилителя и его линейности дополнительно введены резисторы R28 и R29. Нагрузками составных транзисторов являются резисторы R21 и R24, между которыми включен стрелочный микроамперметр на 100 мкЛ. Резистор R23 предназначен для калибровки прибора. Балансируют усилитель с помощью переменного резистора R26.
При указанных на схеме номиналах стрелка индикатора отклоняется до конечного деления шкалы при подаче на вход усилителя напряжения 50 мВ. Для защиты полевого транзистора от возможных перегрузок по напряжению используется ограничитель на диодах VD2-VD5.
Для измерения сопротивления используется источник опорного напряжения на стабилитроне VD1 и резисторе R19. Для измерения сопротивления используется метод, при котором сопротивление оценивается по величине паления напряжения на нем. Этот метод требует при измерении малых сопротивлений высокой чувствительности измерительного вольтметра, а при измерении больших сопротивлений высокого входного сопротивления прибора.
Измеритель собранный на транзисторах VT1-VT6 полностью соответствует этим требованиям. Для измерения падения напряжения на сопротивлении используется делитель напряжения, состоящий из одного из резисторов R10 - R16 и измеряемого сопротивления, включенного между этим резистором и общим проводом.
В результате чем больше измеряемое сопротивление, тем большее напряжение падает на нем, и эта зависимость прямопропорциональна и линейна, что позволяет значениям напряжения на этом сопротивлении присвоить значения сопротивления и не делать специальную шкалу для омметра. Практически, измеритель работает в режиме измерении напряжения.
Для измерения "Омов" вход измерительного усилителя подключается непосредственно к точке соединения опорного резистора (одного из R14-R16) и измеряемого сопротивления. В этом случае используется высокая чувствительность измерителя, достаточно чтобы максимальное напряжение на измеряемом сопротивлении было 50мв. Если учесть, что опорное напряжение 7,53, то можно ограничиться пропусканием через измеряемое сопротивление тока до 7mА, что позволяет измерять сопротивление приборов и радиоэлементов не допускающих пропускания большого тока.
Измерение больших сопротивлений, около 1,5 МОм, при опорном напряжении в 7,513 и измерительном 50мв, привело бы к необходимости установки опорного резистора сопротивлением более 200 МОм. Достать такой резистор сложно, поэтому при измерении "килоомов" чувствительность измерителя понижается в 10 раз при помощи делителя на резисторах R17 и R18, и составляет 0,5В. В результате самое большое опорное сопротивление используется на 21МОм.
Источник питания прибора состоит из сетевого трансформатора T1, выпрямителя, собранного по мостовой схеме на диодах VD7-VD10 с сглаживающим конденсатором С4 и стабилизатора на транзисторе VT3. При желании иметь портативный прибор, его можно питать от двух батарей типа "КРОНА" на 9В каждая, включенных последовательно. Эту батарею с общим напряженней 18В можно через выключатель подключить параллельно конденсатору С4, а трансформатор и мостовой выпрямитель исключить.
Ток потребления прибором при измерении напряжений и сопротивлений более 15 ом не превышает 4мА но при измерении малых сопротивлений он может достигать 17м, по этому в таком режиме (измерение малых сопротивлений) прибор с батарейным питанием использовать длительное время не рекомендуется, это приведёт к быстрому разряду батарей.
В усилителе использованы полевые транзисторы КПФО3 с начальным током стока 3,8...4м и напряжением отсечки 1,8...2 В. Биполярные транзисторы КТ203 с статическим коэффициентом передачи тока 90...100 (при токе коллектора 1 мА). Желательно подобрать как можно близкие но параметрам как полевые, так и биполярные транзисторы.
Постоянные резисторы типа МЛТ, переменный и подстроенный СП-1, причем 26 с характеристикой "А". Резисторы R1 R9 с точностью не хуже 1%, каждый из них имеет смысл составить из двух-трех включенных последовательно. Если подобрать резисторы нужного сопротивления не удаётся, можно использовать резисторы меньшего процентов на 10 сопротивления, и подключив их к точному омметру, подпилить их графитовый слой микронной шкуркой до получения нужного сопротивления. Затем, такие резисторы нужно покрыть эпоксидным лаком, что-бы избежать окисления и погрешности измерения из-за этого. |
ГЛАВНАЯ 
Авто
ДРУГИЕ ПОХОЖИЕ СХЕМЫ НА САЙТЕ:
