Электронный амперметр для автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Предлагаемое устройство предназначено для визуального контроля зарядного и разрядного тока автомобильной аккумуляторной батареи во время поездки. Индикатор амперметра - стрелочный, кроме того, имеется светодиодный индикатор направления тока, включающийся, когда батарея разряжается.

Наличие информации о направлении и значении тока, протекающего через аккумуляторную батарею, позволяет водителю избежать многих аварийных ситуаций. Например, он может своевременно заметить, что батарея по какой-то причине не заряжается и предотвратить ее полную разрядку. Не менее опасна ситуация, когда зарядный ток чрезмерно велик, что может привести к пожару и выходу из строя генератора. Такое случается, например, при отказе регулятора напряжения.

На современных легковых автомобилях обычно ограничиваются установкой на приборной панели контрольной лампы зарядки аккумуляторной батареи. Амперметры в цепи зарядки и разрядки батареи, как правило, отсутствуют, поэтому их не бывает и в продаже. Чтобы получать более полную информацию об условиях работы батареи, остается установить на автомобиль самодельный амперметр. Например, зашунтированный резистором с небольшим сопротивлением обычный стрелочный милли- или микроамперметр.

Но далеко не каждый подобный прибор пригоден для этой цели, так как падение напряжения на нем при токе полного отклонения стрелки может составить заметную долю напряжения в бортсети автомобиля. Промышленность выпускает стандартные измерительные шунты для амперметров, имеющие падение напряжения 75 и даже 50 мВ при номинальном токе, но для большинства малогабаритных электроизмерительных приборов этого недостаточно. Для их подключения к шунту необходим усилитель постоянного тока с малым температурным дрейфом нуля. Требуется также, чтобы механизм стрелочного прибора был устойчив к вибрации, а его габариты достаточно малы для установки на приборной доске автомобиля.

Применять на автомобиле амперметр с цифровым отсчетом нецелесообразно, прежде всего, по той причине, что при изменении измеряемого параметра (тока) цифры на индикаторе быстро сменяются и в его показаниях трудно ориентироваться.

Стрелочные приборы при параллельном подключении к шунту, что практически равносильно короткому замыканию рамки, обладают заметной инерционностью, вызванной демпфированием измерительного механизма. А в темное время суток водителю приходится напрягать зрение для того, чтобы рассмотреть положение стрелки.

Кроме того, стрелка может колебаться не только в результате изменений измеряемого тока, но и при сотрясениях кузова автомобиля. Поэтому целесообразно дополнить стрелочный амперметр сигнальным светодиодом, включающимся при критическом значении тока. В предлагаемом приборе свечение светодиода свидетельствует о том, что направление тока через аккумуляторную батарею соответствует его разрядке.

Схема амперметра показана на рис. 1.

Рис. 1

Основные технические характеристики

• Пределы измерения тока, А .......-40...+40
• Дрейф нуля при изменении температуры на 20 ^оС, А, не более .......1,1
• Собственный потребляемый ток, мА, не более .......23

Прибор состоит из стабилизатора напряжения на стабилитроне VD1 и транзисторе VT2, балансного усилителя постоянного тока на транзисторах VT1 и VT3 и порогового устройства на транзисторе VT4, в коллекторную цепь которого включен светодиод HL1. Поскольку усилитель на транзисторах VT1 и VT3 балансный, он имеет сравнительно небольшой температурный дрейф нуля. Резистор R2 - стандартный шунт с падением напряжения 75 мВ при токе 40 А.

При неработающем генераторе через шунт R2 протекает ток от аккумуляторной батареи в бортсеть автомобиля, при этом транзистор VT3 открывается и его коллекторный ток увеличивается, а падение напряжения на подстроечном резисторе R7 растет. Когда начинает работать генератор, ток через шунт течет от бортсети в батарею. При этом увеличиваются коллекторный ток транзистора VT1 и падение напряжения на резисторе R1. Стрелка миллиамперметра PA1 с нулем посередине шкалы отклоняется пропорционально протекающему через шунт току в сторону того из резисторов R1, R7, падение напряжения на котором больше.

Перемещением движка подстроечного резистора R7 регулируют порог срабатывания светодиодного индикатора тока аккумуляторной батареи. Если этот порог соответствует нулевому току через шунт R2, то светодиод будет включен, когда батарея разряжается, и выключен, когда она заряжается. При необходимости можно, конечно, установить и другой порог.

Микроамперметр РА1 может быть практически с любым сопротивлением рамки. Его влияние всегда можно скомпенсировать, уменьшив или увеличив сопротивление добавочного резистора R6. Автор применил стрелочный индикатор от импортного авометра УХ-1000А с током полного отклонения стрелки 500 мкА. Корпус прибора был распилен пополам и использована только его верхняя часть со стрелочным индикатором, который был переделан так, чтобы при отсутствии тока стрелка находилась посередине шкалы. С помощью металлической пластины и винтов индикатор закреплен на приборной доске. Конструкция этого прибора выдерживает вибрации и не очень сильные удары.

В качестве РА1 можно применить и индикатор уровня записи (например, М68 501 или М476/1) от старого кассетного магнитофона. Такие индикаторы имеют шкалу небольшого размера, но обладают повышенной устойчивостью к вибрации и могут длительно эксплуатироваться даже на мотоцикле, где уровень вибрации значительно выше, чем на легковом автомобиле.

В принципе, исходное положение стрелки прибора РА1 не обязательно должно быть точно в середине шкалы. Поскольку разрядный ток аккумуляторной батареи бывает значительно больше зарядного, часть шкалы, отведенная для его отображения, может быть длиннее отведенной для зарядного тока. Это, правда, приведет к некоторым затруднениям при необходимости быстрой оценки направления тока во время движения.

Резистор R4 служит для установки начального значения коллекторного тока транзисторов VT1 и VT3, а подстроечным резистором R3 устанавливают на нуль стрелку микроамперметра PA1. Для того чтобы она не отклонялась при изменении температуры, теплоотводящие фланцы транзисторов VT1 и VT3 плотно прижаты один к другому через изолирующую прокладку, смазанную теплопроводящей пастой, что выравнивает температуру транзисторов.

Электронный блок амперметра собран в пластмассовом корпусе размерами 70x50x40 мм и соединен с микроамперметром, установленным на приборной панели, а витой парой проводов - с шунтом R2 типа 75ШИП-40, находящимся под капотом поблизости от аккумуляторной батареи. В приборе применены постоянные резисторы МЛТ, подстроечные резисторы СП3-1б, оксидный конденсатор К50-6. Вместо транзистора КТ315 можно применить любой маломощный кремниевый транзистор структуры n-p-n. Светодиод HL1 - маломощный любого типа и цвета свечения.

При первом включении электронного амперметра нужно подать на него напряжение +12 Всо стороны бортсети автомобиля от любого источника, не подключая аккумуляторную батарею. Прежде всего следует измерить напряжение между крайними выводами подстроечного резистора R7. Если оно сильно отличается от 4,5 В, следует добиться этого значения подборкой резистора R4. Затем следует установить стрелку прибора PA1 на нуль подстроечным резистором R3. С помощью подстроечного резистора R7 нужно включить светодиод HL1, после чего медленно перемещать движок подстроечного резистора в обратном направлении до выключения светодиода. При этом показания микроамперметра PA1 могут немного измениться, что нужно устранить подстроечным резистором R3, после чего повторить регулировку подстроечного резистора R7. Возможно, эти операции придется повторить несколько раз.

Для градуировки амперметра нужно создать в шунте R2 образцовый ток, подключив к его силовым зажимам цепь, состоящую из достаточно мощного источника постоянного напряжения и соединенных с ним последовательно ограничительного резистора и образцового амперметра. При отсутствии амперметра с достаточно большим пределом измерения можно измерять падение напряжения на ограничительном резисторе и, зная его сопротивление, вычислять ток по закону Ома. Но нужно иметь в виду, что вследствие зависимости сопротивления от протекающего тока (она очень сильна, например, у ламп накаливания, часто используемых для ограничения тока) такой способ может оказаться недостаточно точным. Второй вариант - временно заменить шунт R2 другим, в несколько раз большего сопротивления. Тогда можно проградуировать прибор при значениях тока, уменьшенных во столько же раз, во сколько раз увеличено сопротивление шунта, а по завершении градуировки произвести обратную замену.

Сначала задают ток, равный необходимому пределу измерения амперметра, и подборкой резистора R6 добиваются полного отклонения стрелки прибора PA1. Затем меняют направление тока через шунт на противоположное и убеждаются, что стрелка полностью отклонилась в противоположную сторону. Несимметрию отклонения можно устранить подборкой резистора R4 (при этом установку нуля амперметра потребуется повторить заново) либо просто учесть ее при градуировке шкалы. Деления на шкалу наносят, устанавливая 5-10 значений тока в каждом направлении.

В некоторых случаях (например, на мотоцикле) может быть применен электронный амперметр, собранный по схеме, показанной на рис. 2. Здесь GB1 - аккумуляторная батарея, SA1 - размыкатель ее минусового провода. Прибор отличается от описанного выше включением шунта в минусовую, а не плюсовую цепь аккумуляторной батареи, применением транзисторов противоположной использованным в первом варианте структуры и интегрального стабилизатора напряжения DA1. Недостатком такого амперметра можно считать то, что через измерительный шунт течет и ток стартера.

Рис. 2

Измерительный шунт для этого прибора можно изготовить и самостоятельно, но делать его из медного провода, как рекомендуют некоторые радиолюбители, недопустимо. Дело в том, что сопротивление меди при изменении температуры на 20 °C изменяется на 8,5 %, что приводитк уходу показаний амперметра. Примерно такой же температурный коэффициент сопротивления (ТКС) и у других чистых металлов. Подходящий материал для шунта - сплавы нихром или манганин, ТКС которых на один-два порядка ниже.

Шунт предпочтительно изготавливать из металлической ленты, имеющей при равном сечении большую поверхность охлаждения, чем круглый провод. Для описанного прибора шунт можно сделать, например, из отрезка нихромовой ленты поперечным сечением 10x1 мм и длиной около 17 мм. Оба конца отрезка впаивают в прорези, сделанные в массивных медных пластинах. В этих пластинах сверлят по два резьбовых отверстия для подключения силовых и измерительных цепей. Зажимать силовой и измерительный провода под один винт недопустимо.

Обычно сопротивление шунта делают заведомо меньшим расчетного, а затем подгоняют его, механически обтачивая ленту по ширине и толщине. В описанном приборе можно обойтись без подгонки, так как возникшую из-за неточного сопротивления шунта погрешность легко скомпенсировать подборкой резистора R6. При отсутствии ленты можно изготовить шунт из большого числа соединенных параллельно нихромовых проводов (например, от нагревателя электроплиты) такого же суммарного сечения.

Автор: А. Сергеев

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Красные водоросли в растительном мясе успешно имитируют кровь 14.10.2024

Технологии все активнее вторгаются в сферу пищевой промышленности, и одна из самых инновационных разработок последних лет - создание реалистичного растительного мяса. Для многих потребителей важным фактором остается не только вкус, но и визуальные характеристики продукта, которые должны максимально приближаться к настоящему мясу. В этом вопросе крупные производители растительных продуктов нашли неожиданных помощников - красные микроводоросли. Мировые производители растительного мяса, объединив усилия, создали ингредиент под названием RepliHue. Этот компонент, изготовленный на основе красных микроводорослей, позволяет имитировать цвет и текстуру настоящей крови, что делает растительное мясо еще более похожим на традиционные мясные продукты. Ранее для достижения подобного эффекта использовались синтетические добавки, такие как гем, но RepliHue предлагает более естественную и экологически устойчивую альтернативу. Одной из ключевых особенностей RepliHue является его способность измен ...>>

Электровелосипед Miloo Adventure Beast 14.10.2024

Швейцарская компания Miloo представила свою новейшую модель электровелосипеда Adventure Beast, которая уже успела привлечь внимание благодаря своим рекордным характеристикам. Этот электробайк не только сочетает в себе высокие технические параметры и легкость, но и предлагает пользователям исключительные возможности для езды как по городу, так и по бездорожью. Adventure Beast представляет собой модель класса S-Pedelec, что означает поддержку скорости до 45 км/ч, и при этом это самый легкий велосипед в своем классе. В самой легкой комплектации электровелосипед весит всего 17 кг, что является рекордом для гравийных велосипедов с такой мощностью и скоростью. Это делает его удобным как для городских поездок, так и для путешествий по пересеченной местности. Одной из ключевых особенностей Adventure Beast является мощный электродвигатель, доступный в двух вариантах. Самая мощная версия обеспечивает до 1000 Вт мощности и крутящий момент в 100 Нм, что является самыми высокими показателями ...>>

Совместный просмотр телевизора с родителями полезен маленьким детям 13.10.2024

Родители часто беспокоятся о том, сколько времени их дети проводят перед экранами телевизоров и гаджетов. Однако новое исследование ученых из Университета Портсмута, проведенное в сотрудничестве с французскими коллегами, показывает, что телевидение может быть полезным для когнитивного развития малышей, если они смотрят его вместе с родителями. Особенно это касается детей в возрасте до двух лет, когда закладываются основы языка и мышления. Исследователи проанализировали 478 научных работ, опубликованных за последние 20 лет, чтобы изучить влияние пассивного использования экранов на развитие интеллекта детей. Они обратили внимание на то, что экранное время может быть как вредным, так и полезным для самых маленьких, и ключевую роль в этом играют условия, в которых дети смотрят телевизор или пользуются гаджетами. Результаты показали, что пассивный просмотр телевизора без участия взрослых может негативно сказываться на развитии речи, когнитивных функций и даже на умении детей играть. О ...>>

Случайная новость из Архива Рукомойник без водопровода 17.12.2020 Японские изобретатели создали беспроводной рукомойник, который можно устанавливать прямо на улице или в общественных заведениях. Устройство не требует присоединения к водосети и работает за счет переработки воды. "Мы не хотим провоцировать скопление людей, но стремимся показать, что Гиндза - безопасное место. Поэтому цель этого проекта - как можно чаще напоминать людям о чистоте и правилах гигиены", - говорит руководитель по организации массовых мероприятий Акира Ито. Рукомойник бесконтактный: кран и дозатор мыла работают за счет датчиков движения. А главное - экологичный: не подключается к водопроводу, а работает за счет переработки воды. Очистка происходит в 3 стадии: сначала фильтрация, затем обработка хлором и в конечном итоге дезинфекция ультрафиолетом. В среднем, 20-ти литров воды хватает для полутысячи процедур. После 2 тысяч использований фильтры заменяют. "На фоне пандемии COVID-19 мы решили, что было бы замечательно, если бы люди могли помыть руки где угодно и когда угодно. Фактически, в основе этой мойки - огромная фильтровальная станция, которую мы уменьшили в тысячу раз. Но сохранили ее реальную мощность", - говорит изобретатель Йосуке Маэда. Сверхсовременная мойка заботится о чистоте не только рук, но и смартфонов. Чтобы продезинфицировать гаджет, его следует поднести к встроенному устройству, которое в течение 20-30 секунд излучает ультрафиолет. "Мы часто забываем стерилизовать смартфоны. Я пользуюсь им все время, но никогда не задумывалась, что маловато его дезинфицирую. Хорошо, что эта машина напоминает мне о том, что смартфон всегда нужно держать в чистоте", - говорит жительница Токио Нацуко Морияма. Пока что беспроводные рукомойники можно увидеть только в японских городах - таких изготовили уже 4 тысячи. Но уже в следующем году новинка появится и за рубежом. Больше всего заказов изобретателям поступило из США.

Другие интересные новости:

▪ Игровой компьютер HP Envy Phoenix 810

▪ Ноутбуки Samsung на базе процессоров Ivy Bridge

▪ Контроллер "умного" дома Logitech Pop

▪ Электростанция на дождевой воде

▪ Во время игры мозг родителей и младенцев синхронизируется

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Явление Христа народу. Крылатое выражение

▪ статья За счет чего живет человек, у которого вообще нет пульса? Подробный ответ

▪ статья Столяр строительный. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Типографские и литографские олифы. Простые рецепты и советы

▪ статья Тонкомпенсированный регулятор громкости на резисторе с одним отводом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024