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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Конденсаторы для автомобилей с гибридным запуском 11.04.2003 Компанией EPCOS объявлено о выпуске новых мощных конденсаторов для автомобилей с гибридным запуском (двумя независимыми системами зажигания). Новые конденсаторы будут легкими по весу и смогут обеспечивать эффективное хранение энергии. О технологических особенностях не сообщается.

Другие интересные новости:

▪ Автомобиль на подводных крыльях

▪ Робот-охранник

▪ Кризисы человека

▪ Напечатанные лазеры

▪ Двухъядерные контроллеры для автопрома

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Ужасный век, ужасные сердца. Крылатое выражение

▪ статья Есть ли на Луне моря? Подробный ответ

▪ статья Кумкват. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Модернизация АС 35АС-012. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кольца и три шпаги. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025