Вольтметр и амперметр повышенной точности; Eddy site

Изготовление самодельного цифрового вольтметра в домашних условиях

Простая схема вольтметра включает в себя измерительный блок и набор резисторов. Это минимальный комплект, пригодный только для того, чтобы провести предварительные замеры. Подобным тестером можно измерить напряжение в розетке или уровень заряда аккумуляторной батареи. Приборы, обеспечивающие высокий класс измерений, требуют более сложной принципиальной схемы. Изготовление самодельного цифрового вольтметра вполне по силам тем, кто может держать в руках паяльник и знает графическое изображение радиоэлементов.

Какие типы бывают

Аппараты такого рода относятся к приборам, выполняющим непосредственный отсчёт при определении значения напряжения. Основным требованием к таким устройствам считают высокое внутреннее сопротивление. При параллельном подключении к участку, на котором нужно протестировать величину напряжения, он не должен оказывать на него никакого влияния.

Если провести классификацию приборов, измеряющих напряжение, то можно выделить следующие пункты:

  • особенность (принцип) работы;
  • цель применения;
  • структуру и методы использования.

Приборы делят на два вида: электромеханические и электронные. Первые представляют собой конструкцию, в которую входят электромеханический механизм и отображающее результат устройство. Вторые делятся на приборы аналоговые и цифровые.

Внимание! Название «электромеханический» означает, что все эти конструкции: электромагнитные, магнитоэлектрические и другие, производят отклонение электроизмерительной системы под воздействием электричества.

Аналоговые устройства в дополнение к набору шунтов включают в свой состав усилитель. Это узел, позволяющий увеличить нижний интервал измерений и повысить Rвх, а также проводить измерение постоянного и переменного напряжения.

Цифровой вольтметр отображает на дисплей данные в цифровом формате. Схема допускает преобразование напряжения в электрический код при помощи аналого-цифрового устройства.

Тестеры по цели применения позволяют выполнять следующие опции:

  • измерение разности потенциалов постоянного тока;
  • определение величины напряжения переменного тока;
  • замеры импульсных напряжений;
  • фазочувствительные измерительные аппараты;
  • универсальные устройства;
  • приборы избирательного (селективного) действия.

Структура, строение и способы использования позволяют применять вольтметры для стационарного размещения, щитового расположения и для измерений в полевых условиях (переносные).

Вольтметр на основе микропроцессора

Работа таких аппаратов основана на функционировании встроенного микропроцессора. Система выполняет сервисные опции, которые не только обеспечивают различные режимы тестирования, но и определяют характеристики испытуемых сигналов. В операционное запоминающее устройство заложена программа, которая управляет работой вольтметра.

Важно! Вольтметры – наиболее подходящие приборы для осуществления всего спектра диагностики, который может дать микропроцессор.

Микропроцессорные вольтметры наделены следующими преимуществами:

  • повышенный класс точности измерений;
  • простота и лёгкость управления прибором;
  • допустимость работы с измеренными значениями в разрезе математических функций;
  • внутренний программный самоконтроль за калибровкой и диагностикой точности измерений;
  • ведение статистики результатов.

Милливольтметр переменного тока, своими руками собранный на микропроцессоре, будет состоять из следующих узлов:

  • входное устройство: усилитель, фильтры, аттенюатор (узел затуханий);
  • АЦП – преобразователь аналогового сигнала в цифровой;
  • устройство отображения цифрового результата;
  • узел управления устройством.

Часто входной блок включает в свой состав измерительный преобразователь напряжения переменного тока в постоянное напряжение.

Информация. Цифровые вольтметры на микропроцессоре – это тестеры, имеющие широкие пределы измерения, ручной или автоматический выбор измеряемого диапазона. Ими можно измерять не только напряжения обоих видов тока, но и определять сопротивление резистивных элементов.

Принципиальная схема вольтметра

Для того чтобы сделать электронный милливольтметр с использованием АЦП, можно взять такую микросхему, как СА3162. Тестер, собранный по такой схеме, позволяет измерять напряжение в интервале от 0 – 100 В. Микросборка СА3162Е – это АЦП с Uвх. макс. = 999 mV . Так же здесь присутствует логическая схема, выдающая результат в виде 3-х чередующихся двоично-десятичных 4-х разрядных кодов.

Внимание! В данной сборке существует функция опроса разрядности схемы при динамической индикации. Для этого задействуются общие выводы анодов.

Читайте также:  Шевроле Нива 2021 (2-е поколение) СКОРО В РОССИИ! Фото, цены, комплектации, характеристики

Выбор деталей

Кроме АЦП, ещё понадобится микросхема КР514ИД2. Она представляет собой двоично-десятичный дешифратор и нужна для обеспечения работы светодиодного индикатора. Индикатор для этой микросхемы содержит 7 сегментов с общим анодом. В структуру схемы входят три управляющих ключа и устройство светодиодной индикации из 3-х индикаторов.

Детали

Для сборки вольтметра необходимы следующие компоненты:

  • микросхемы СА31162 и КР514ИД2;
  • транзисторы КТ361 – 3 шт.;
  • резисторы постоянные мощностью 0,125 Вт, номиналом: 1кОм – 4 шт.; 470 Ом – 7 шт.; 470 кОм – 1 шт.; 4,7 кОм – 1 шт.; 820 кОм – 1 шт.;
  • переменные резисторы: 5,1 кОм (регулировка режима «предел») и 47 кОм (регулировка «установка нуля»)
  • конденсаторы: 0,22 мФ – 2шт.; 6800 пФ; электролитический на 100 мФ*150 В;
  • индикаторы АЛ324Б – 3 шт.

Детали можно брать б/у, с выводами достаточной длины для успешного монтажа. Транзисторы ключей подбираются с одинаковыми сопротивлениями переходов или с близкими значениями.

Подготовка платы

Детали монтируются на самодельной плате из фольгированного текстолита. Для закрепления элементов в плате высверливаются отверстия. Плату, на которой можно собрать цифровой вольтметр своими руками, можно изготовить самостоятельно. Предварительно на куске плотного картона располагаются заготовленные элементы. Выводами необходимо проткнуть картон. После этого рисуют соединяющие проводники, согласно схеме. Далее рисунок переносится на текстолит. Лаком или эмалью покрываются соединительные дорожки, после чего плату протравливают в растворе и тщательно промывают.

Раствор готовится из следующих компонентов:

  • 100 мл перекиси водорода (3%);
  • 30 г. (1 ст. л) лимонной кислоты;
  • 5 г. (ч. л.) поваренной соли.

К сведению. В случае необходимости можно добавить воды и подогревать раствор, это поможет процессу проходить быстрее. Данная пропорция рассчитана на объём раствора, позволяющий обработать текстолит площадью 10 см2.

Подключение прибора

После того, как запаяны все детали, и проверена правильность монтажа, прибор можно включать, подав на него питание постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания.

Блок питания (БП)

Источник питания для вольтметра своими руками можно не собирать. На плату устанавливают разъём и подают 5 В через шнур USB от БП для зарядки сотового телефона.

Сборка и настройка

Плату помещают в подходящий по размерам корпус и закрепляют винтами. Тут же необходимо предусмотреть место для аккумулятора и установку гнезда для подзарядки. На переднюю панель выводятся клеммы подключения измерительных щупов и рабочие оси переменных резисторов. Снаружи корпуса устанавливается и индикатор показаний результатов.

Самодельный вольтметр на СА31162 в особой настройке не нуждается. Резистором R4 на приборе калибруется «ноль» при аналогичной величине Uвх. Резистором R5 калибруют пределы измерения по заранее известной величине Uвх.

Самодельная конструкция цифровых вольтметров, выполненная на качественных компонентах, не уступает заводским изделиям. Аналогичные схемы можно собрать на АЦП типа КР572ПВ2, КР572ПВ5. Вместо дешифратора на логике ТТЛ, указанного в схеме, допустимо применять детали на логике КМОП (МОП), предварительно согласовав такую сборку с микросхемой АЦП.

Видео

Как подключить китайский вольтметр амперметр

Упростить процесс измерения напряжения и количества потребляемого тока на блоке питания или самодельном зарядном устройстве может миниатюрный китайский вольтметр. Его стоимость редко превышает 200 рублей, а если заказывать его из Китая через партнерские программы, можно получить еще и ощутимую скидку.

К зарядному устройству

Любители самостоятельно конструировать зарядные устройства по достоинству оценят возможность наблюдать за вольтами и амперами сети, без помощи громоздких переносных приборов. Также это придется по душе и тем, кто работает на дорогом оборудовании, на работу которого может пагубно повлиять регулярное падение напряжения сети.

Большой популярностью у самостоятельных конструкторов пользуются приборы на 100 В/10 А. Также желательно, чтобы у прибора присутствовал шунт, для доработки процесса подключения. Ощутимым плюсом данного устройства является то, что он может быть подключен к источнику питания зарядного устройства или к самостоятельной батарее.

Читайте также:  Схема советской зарядки АА-аккумуляторов Электроника-ЗУ04

*Напряжение источника питания амперметра, вольтметра должно находиться в интервале от 4,5 до 30 В.

Схема подключения следующая:

  • Черный провод является минусом. Его нужно подключить тоже на минус.
  • Красный провод, который должен быть толще черного, является плюсом, его соответственно необходимо соединить с источником питания.
  • Синий провод соединяет нагрузку с сетью.

Если все было правильно подсоединено, на табло должны подсветиться две шкалы.

К блоку питания

Блоки питания, выполняют важную роль, выравнивают показания сети до нужного состояния. При неправильной работе они могут сильно навредить дорогому оборудованию, вызывая перегрев. Для того чтобы избежать проблем при их работе, а особенно в тех случаях, когда блок питания изготавливается вручную, желательно использовать недорогой амперметр, вольтметр.

Из Китая можно заказать самые разные модели, но для стандартных устройств, работающих от домашней сети подойдут такие, которые измеряют ток от нуля до 20 А, а напряжение до 220 В. Почти все они малогабаритные и могут быть установлены в небольшие корпуса блоков питания.

Большинство устройств может быть отрегулировано при помощи встроенных резисторов. К тому же, они обладают высокой точностью, практически 99%. На табло выведены шесть позиций по три на напряжение и силу тока. Питаться они могут как от отдельного, так и от встроенного источника.

  • Три тонких. Черный минус, красный плюс, желтый для измерения разницы.
  • Два толстых. Красный плюс, черный минус.

Первые три шнура чаще всего объединены для удобства. Подключение может осуществляться через специальный гнездовой разъем, или при помощи спайки.

*Соединение спаиванием более надежное, при незначительных вибрациях гнездовое крепление устройства может разболтаться.

  1. Необходимо решить от какого источника питания будет работать прибор, отдельного или встроенного.
  2. Черные провода соединяются и припаиваются на минус БП. Таким образом, создается общий минус.
  3. Таким же образом нужно соединить тонкий красный и желтый контакты. Они подключаются к питающему контакту.
  4. Оставшийся красный контакт будет соединяться с электрической нагрузкой.

При неправильном подключении табло прибора будет показывать нулевые значения. Для того чтобы измерения были максимально приближены к действительным, нужно правильно соблюдать полярность питающих контактов. Только подключение толстого красного провода к нагрузке даст приемлемый результат.

Обратите внимание! Получать точные значения напряжения можно только на регулируемом источнике питания. В других случаях табло покажет только падение напряжения.

Китайский вольтамперметр dsn vc288

Популярная модель вольтметра, которая часто используется радиолюбителями. Обладает следующими характеристиками:

  • Рабочее напряжение постоянного тока от 4,5 до 30 В.
  • Потребление энергии менее 20 мА.
  • Дисплей двухцветный красный и синий. Разрешение 0,28 дюйма.
  • Производит измерения в диапазоне 0 – 100 В, 0 – 10 А.
  • Нижняя граница 0,1 В и 0,01 А.
  • Погрешность 1%.
  • Температурные условия работы от -15 до 75 градусов Цельсия.

Подключение

При помощи вольтметра можно измерить текущее напряжение в сети электроснабжения. Чтобы это проделать, нужно следующее:

  • Черный толстый провод соединить с минусом источника питания.
  • Красный соединяется с нагрузкой, а после с питанием.

Данная схема подключения не предусматривает использование тонкого черного контакта.

Если будет использован сторонний источник питания, то соединение будет следующим:

  • Толстые шнуры подключаются так же, как и в предыдущем примере.
  • Тонкий красный соединяется с плюсом стороннего источника.
  • Черный с минусом.
  • Желтый с плюсом источника.

Данный вольтметр, амперметр удобен еще и тем, что он реализуется в уже откалиброванном состоянии. Но даже если были замечены неточности в его работе, их можно исправить при помощи двух настроечных резисторов на задней панели устройства.

Читайте также:  Valvetronic bmwservice — ЖЖ

Какие цифровые вольтметры самые надежные

Рынок электротехнического оборудования переполнен производителями, которые предоставляют большое разнообразие выбора. Однако не каждое устройство приносит положительные эмоции от использования. За большим количеством товаров, не всегда получается найти надежный и недорогой экземпляр.

К проверенным и надежным вольтметрам относятся:

  • ТК 1382. Недорогой китаец, средняя цена которого редко поднимается выше 300 рублей. Оснащен настроечными резисторами. Осуществляет измерения в диапазонах 0-100 Вольт, 0-10 Ампер.
  • YB27VA. Практически близнец прошлого вольтметра, отличается маркировкой проводов и сниженной ценой.
  • BY42A. Стоит дороже предыдущих моделей, но и обладает повышенной верхней границей измерений в 200 В.

Это самые популярные представители данного типа вольтметров, которые можно свободно приобрести для переделки на радио рынке или заказать через интернет.

Калибровка китайского вольтметра амперметра

Со временем любая техника изнашивается. Так как на работу измерительных приборов влияют не только их собственные неисправности, но и сбои в подключаемых устройств, иногда нужно заниматься регулировкой.

Все измерительные приборы имеют погрешность измерений, которая указывается в документации.

Заключение

Включение в схему недорогих вольтметров позволяет избежать проблем с неподходящим напряжением сети. За небольшую плату можно узнать, работает ли техника в подходящих условиях. Для их подключения нужно знать маркировку всех проводов и расположение плюса и минуса источника энергии.

СХЕМА АМПЕРМЕТРА

Некоторые схемы и устройства, например усилители мощности, автомобильные зарядные устройства, лабораторные источники питания, могут иметь токи, которые достигают до 20 ампер и более. Ясно, что пару ампер можно легко померять обычным дешёвым мультиметром, а как быть с 10, 15, 20 и более ампер? Ведь даже на не очень больших нагрузках встроенные в амперметры шунтирующие резисторы в течение длительного времени замера, иногда даже часов, могут перегреться и в худшем случае поплавится.

Профессиональные инструменты для измерения больших токов, достаточно дорогие, так что имеет смысл собрать схему амперметра самому, тем более ничего тут сложного нет.

Электрическая схема мощного амперметра

Схема, как вы можете видеть, очень простая. Её работа уже испытана многими производителями, и большинство промышленных амперметров работают таким же образом. Например, вот эта схема тоже использует данный принцип.

Рисунок платы мощного амперметра

Особенность заключается в том, что в данном случае используется шунт (R1) с сопротивлением очень низкого значения — 0.01 Ом 1% 20W — это дает возможность рассеять совсем немного тепла.

Работа схемы амперметра

Работа схемы довольно проста, при прохождении определенной тока через R1 будет падение напряжения на нём, его можно измерить, для этого напряжение усиливается операционным усилителем OP1 и поступает далее на выход через контакт 6 на внешний вольтметр, включенный на пределе 2V.

Настройки будут заключаться в установке ноля на выходе амперметра при отсутствии тока, и в калибровке, сравнивая его с другим, образцовым инструментом для замера тока. Питается амперметр стабильным симметричным напряжением. Например от 2-х батареек по 9 вольт. Для измерения тока подключите датчик к линии и мультиметр в диапазоне 2V — смотрите показания. 2 вольта будет соответствовать току 20 ампер.

Испытания схемы амперметра

С помощью мультиметра и нагрузки, например небольшой лампочки или сопротивления, мы будем измерять ток нагрузки. Подключим амперметр и получаем показания тока с помощью мультиметра. Рекомендуем выполнить несколько тестов с разными нагрузками, чтобы сравнить показания с эталонным амперметром и убедиться, что все работает правильно. Скачать файл печатной латы можете здесь.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector