Измерительные приборы на неоновых лампах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

В простых измерительных приборах, о которых здесь рассказывается, индикаторами служат неоновые лампы типа МН-3 с напряжением зажигания 50-60 вольт. Неоновая лампа подключается к источнику напряжения или к участку цепи, на котором надо измерить напряжение или ток, через потенциометр (делитель напряжения), уменьшающий измеряемое напряжение до напряжения зажигания неоновой лампы. Роль потенциометров выполняют переменные резисторы. Сопротивление у них между средним выводом и любым из крайних изменяется прямо пропорционально изменению угла поворота оси.

Шкалой каждого из приборов служит картонный диск с делениями по окружности и отверстием в центре, сквозь которое проходит ось потенциометра. На оси потенциометра крепится ручка со стрелкой.

Вольтметры. Вольтметр (см. схему на рис. 1) позволяет измерять постоянные напряжения в пределах примерно от 50 до 250-500 в. С помощью щупов, соединенных с зажимами "Вход", он подключается к источнику измеряемого напряжения. Перемещая ползунок потенциометра R1 снизу вверх (по схеме), добиваются зажигания неоновой лампы. Величина измеряемого напряжения определяется по шкале потенциометра.

Рис. 1

Резистор R2 ограничивает ток через неоновую лампу, предотвращая пробой между электродами при подаче на них высокого напряжения. Конденсатор С способствует более яркому свечению лампы в момент зажигания.

Чтобы уменьшить погрешность в измерениях, неоновую лампу перед установкой в прибор "тренируют" постоянным напряжением, несколько превышающем ее напряжение зажигания. В результате "тренировки", которая продолжается 50-70 часов, рабочее напряжение лампы и напряжение зажигания изменяются на 10-15% и становятся более стабильными. Во время "тренировки" и после нее надо соблюдать правильную полярность включения неоновой лампы. В качестве катода лампы берут обычно ее наружный электрод, имеющий наибольшую площадь поверхности.

Для градуировки шкалы прибора на его вход, параллельно которому подключен заводской (эталонный) вольтметр (рис. 2), через дополнительный потенциометр R подают постоянное напряжение от выпрямителя или батарей. Перемещая ползунок потенциометра R снизу вверх постепенно повышают напряжение на входных зажимах вольтметра, добиваясь зажигания неоновой лампы. Затем на шкале потенциометра R1 отмечают положения стрелки его ручки, соответствующие показаниям эталонного вольтметра. Так, например, установив потенциометром R по эталонному вольтметру напряжение 50 В и добившись потенциометром R1 зажигания неоновой лампы, на шкале против указателя ставят цифру "50". Точно так же на шкале самодельного вольтметра делаются отметки других измеряемых напряжений.

Рис. 2

Как во время градуирования, так и во время пользования вольтметром, при увеличении напряжения, подаваемого на его вход, вначале нужно погасить неоновую лампу, установив ручку потенциометра в положение, соответствующее наименьшему измеряемому напряжению.

Схема на рис. 1 может быть использована и для измерения переменных напряжений в таких же пределах. Градуировка и пользование вольтметром переменного напряжения остаются такими же, как и для вольтметра постоянного напряжения. Но зажигание неоновой лампы у вольтметра переменного напряжения будет при амплитудном значении напряжения, которое в раза больше действующего напряжения, зарегистрированного эталонным вольтметром.

Прибор для измерения низких напряжений постоянного тока может быть собран по схеме, показанной на рис. 3. Питание прибора осуществляется от выпрямителя или батареи, дающих постоянное напряжение 250-300 В. Ползунок переменного резистора R5 включенного реостатом, устанавливается на нуль его шкалы (на рис. 3 - в крайнее правое положение), а зажимы "Вход" закорачиваются. Потенциометром R3 добиваются зажигания неоновой лампы.

Рис. 3

После этого входные зажимы размыкают и подают на них малое измеряемое напряжение. При этом неоновая лампа гаснет. Лампа снова зажигается, если резистором R6 повысить напряжение на ней на величину измеряемого напряжения, подаваемого на "Вход" прибора.

Отсчет измеряемых напряжений производится в момент зажигания неоновой лампы по шкале резистора R5, градуированной в вольтах.

Вольтметр для измерения переменных напряжений от 2 до 220 В (рис. 4) представляет собой сочетание автотрансформатора Атр с двумя переключателями П1 и П2 и описанного выше вольтметра переменного напряжения. Контакты отводов автотрансформатора, обозначенные цифрами 2-20; относятся к переключателю П1, а контакты 0-200 - к переключателю П2.

Рис. 4

Индикацией прибора служит момент начала свечения неоновой лампы, которого добиваются переключателями П1 и П2. Величину измеряемого напряжения в вольтах определяют суммированием цифр, стоящих возле контактов обоих переключателей. Так, например, если ползунок переключателя П1 стоит на контакте 6, а ползунок переключателя П2 на контакте 120, измеряемое напряжение будет 126 В.

Во избежание закорачивания измеряемой цепи переключатели прибора перед измерением должны находиться: П1 в положении 20, a П2 в положении 200.

Для автотрансформатора прибора можно использовать сердечник трансформатора, рассчитанного на мощность 10-12 Вт (сечение сердечника 4-5 см2). Обмотка наматывается проводом ПЭЛ 0,2-0,23. Часть обмотки, выводы от которой присоединены к контактам 2-20 переключателя П1, содержит всего 200 витков с отводами через каждые 20 витков, а часть обмотки, отводы которой присоединены к контактам 0-200 переключателя П2 - 2000 витков с отводами через каждые 200 витков.

Амперметр переменного тока (рис. 5) состоит из трансформатора Тр с коэффициентом трансформации 1:40-1:60 (можно использовать выходной трансформатор лампового приемника, например типа "Рекорд") и вольтметра переменного напряжения.

Рис. 5

Обмоткой I (понижающей) трансформатор прибора включается в электрическую цепь последовательно с нагрузкой и эталонным амперметром (на рис. 5 показан пунктиром), а к обмотке II (повышающей) присоединяется вольтметр переменного напряжения. Двигая ползунок потенциометра R1, добиваются зажигания неоновой лампы и отмечают на шкале потенциометра значение тока эталонного амперметра. Изменяя величину нагрузки в цепи, наносят на шкалу отметки токов других значений.

Пределы измерений таким амперметром зависят от числа витков и сечения провода обмотки I трансформатора: с уменьшением числа витков и увеличением сечения провода этой обмотки пределы измерений расширяются. При использовании выходного трансформатора типа "Рекорд" прибором можно измерять токи до 3-4 А.

Ваттметр переменного тока. Если напряжение в сети стабильно, то амперметр переменного тока (рис. 5) можно использовать для измерения мощности тока. Для градуировки такого прибора (при отсутствии эталонного ваттметра) к цепи подключают активную нагрузку - лампу накаливания, электроплитку или утюг с известным значением мощности в ваттах. Затем последовательно с нагрузкой включают самодельный амперметр и, медленно поворачивая ручку потенциометра R1, увеличивают напряжение на неоновой лампе до тех пор, пока она не загорится. В момент зажигания неоновой лампы в соответствующем месте шкалы потенциометра отмечают значение мощности потребляемой нагрузкой. Подключая различные нагрузки известной мощности, получают шкалу, проградуированную в ваттах.

Таким образом, на одном картонном диске потенциометра амперметра можно иметь еще одну шкалу - шкалу мощности переменного тока.

Измеритель RC. Этот прибор (рис. 6) предназначен для измерения сопротивлений резисторов от 10 Ом до 10 МОм и емкостей конденсаторов от 10 пф до 10 мкф. Он состоит из генератора звуковой частоты и измерительного моста. Индикатором прибора служат телефоны Тлф. Погрешность измерений 10-15%.

Рис. 6

Генератор, образуемый неоновой лампой, обмоткой I трансформатора Тр, конденсатором С4 и резистором R5, питается от внешнего источника постоянного тока (выпрямителя) напряжением 80-250 в. Генерируемые им электрические колебания частотой около 1000 Гц индуцируются в обмотке II трансформатора и питают измерительный мост, в одно из плеч которого включается измеряемый резистор (зажимы Rx) или конденсатор (зажимы Cx). Балансировку моста осуществляют потенциометром ориентируясь по наиболее слабому или полностью исчезающему звуку в телефонах.

Трансформатор измерителя малогабаритный, с отношением чисел витков в обмотках от 1:1 до 1:10. Для самодельного трансформатора можно использовать сердечник с площадью сечения 3-3,5 см2. Его первичная обмотка может иметь 1000 витков, а вторичная от 1000 (соотношение 1:1) до 10000 (соотношение 1:10) витков провода ПЭЛ 0,12-0,13. Номиналы резисторов R1-R3 и конденсаторов C1-C3 надо подобрать возможно точнее, так как от них зависит погрешность измерений.

Потенциометр R4 снабжается шкалой, градуированной по резисторам и конденсаторам с возможно меньшими отклонениями от номиналов.

Конструкции приборов могут быть произвольными. Важно лишь, чтобы они были удобны при пользовании.

Автор: В.Шилов

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Связь между изменением женского голоса и уровнем фертильности 23.10.2023 Ученые из Университета Джеймса Мэдисона и Университета Флориды провели интересные исследования, выявив связь между изменениями в голосе женщины и ее уровнем фертильности. Оказалось, что "голосовое мерцание" и "голосовое дрожание" могут быть ключом к пониманию репродуктивного статуса. Ранее ученые уже обнаружили, что в периоды высокой фертильности женщины меняют свой запах и внешний вид, становясь привлекательнее для мужчин. Теперь выяснилось, что голос также может служить сигналом репродуктивного статуса. Для детального понимания этого феномена исследователи провели эксперимент с участием женщин возрастом от 17 до 30 лет. Участницам предлагалось записывать свои голоса четырежды в месяц, а также отмечать дату начала менструации. Анализируя записи, ученые выделили четыре группы в зависимости от уровня фертильности и применения противозачаточных средств. Результаты подтвердили, что "голосовое мерцание" было значительно ниже у женщин в периоды высокой фертильности. Этот же тренд наблюдался и у "голосового дрожания". Оба аспекта создавали впечатление здорового, чистого и более мелодичного голоса. Интересно, что ученые не выявили существенных различий у женщин, использующих контрацептивы. Вероятно, гормональные изменения, влияющие на голос в период менструального цикла, подавлялись применением гормональных препаратов.

Другие интересные новости:

▪ Робот строит кирпичный дом за два дня

▪ Наручные атомные часы

▪ Слова и их эмоциональная окраска

▪ Склонность наступать на грабли заложена генетически

▪ Жидкостные линзы: массовое производство

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Плиний Старший. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что Буйвол Билл (Баффало Билл) делал с буйволами? Подробный ответ

▪ статья Рабочий по хозяйственным работам. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме TA8215H-A. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Touch Memory - электронный идентификатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026