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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Квантовый кристалл для поиска темной материи 05.08.2021 Ученые использовали квантовую запутанность и обращение времени в кристалле, который смог решить одну из самых больших загадок Вселенной. Создан квантовый кристалл с беспрецедентной чувствительностью, который потенциально может быть использован для обнаружения темной материи, загадочного вещества, составляющего подавляющее большинство материи в нашей Вселенной, сообщает новое исследование. Революционный датчик был разработан в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST), и его работа основана на двух очень странных процессах: квантовой запутанности и "обращении времени". Крошечный синий кристалл размером всего 200 микрометров в десять раз более чувствителен, чем предыдущие атомные датчики. Он может настраиваться на частоты, которые, по мнению ученых, излучаются гипотетическими частицами, называемыми аксионами, ведущим кандидатом на темную материю, включая ряд сигналов, которые не обнаруживаются никакими другими существующими датчиками. Захват настоящего аксиона может стать ключом к разгадке одной из самых больших нерешенных загадок в науке: природы темной материи. Ученые знают, что темная материя существует, потому что мы можем видеть ее огромное гравитационное воздействие на "нормальную" барионную материю, из которой состоят наши тела, планеты и звезды. Но поскольку темная материя не излучает никаких обычных сигналов, ее трудно наблюдать и объяснять, хотя ее в пять раз больше, чем обычной материи. Несмотря на это дразнящее применение темной материи, способность команды достичь квантовой связи между механическими и электромагнитными свойствами кристалла является "наиболее важным" выводом исследования, отметила Ана Мария Рей, физик-теоретик из JILA, объединенного института NIST и Университет Колорадо в Боулдере, соавтор исследования.

Другие интересные новости:

▪ Технология Omnivision Nyxel для машинного зрения и ночного видения

▪ Навигатор ищет парковку

▪ Умный жилет-поводырь для слабовидящих

▪ Смартфоны HTC Desire HD и Z

▪ Сосиски из искусственной свинины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Эликсир жизни. Крылатое выражение

▪ статья Что такое термиты? Подробный ответ

▪ статья Накатчица плетельно-басонного производства. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронные пускорегулирующие аппараты. Электрические параметры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Клетка в коробке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026