Приставка к мультиметру для измерения параметров аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Приставка предназначена для подключения к мультиметру MY-63, который измеряет, наряду с другими параметрами, постоянное и переменное напряжение, а также емкость конденсаторов и коэффициент передачи тока биполярных транзисторов. Наличие этих режимов необходимо для функционирования приставки. Ее схема показана на рис. 1. На ОУ DA1. 1 и полевом транзисторе VT1 собран стабилизатор тока, управляемый напряжением.

Рис. 1

На его вход с движка подстроечного резистора R5 поступает образцовое напряжение Uобр = 0,1 В. Через транзистор VT1 протекает ток Iа, который является разрядным для аккумулятора. Он зависит от образцового напряжения и от сопротивления датчика тока (Rт) - резисторов R8, R9 или R10: Iа = Uобр/Rт. Ток разрядки выбирают переключателем SA1. В положении 3 разрядный ток равен 1 А, в положении 2 - 0,1 А, а в положении 1 - около 10 мкА (его можно считать равным нулю). На ОУ DA1.2 собран усилитель с единичным коэффициентом передачи на постоянном токе (K== 1) и около 100 (K = 100) на переменном. Выключателем SA2 отключают аккумулятор от измерительной цепи. Все элементы приставки питаются от внутреннего стабилизатора напряжения мультиметра (+3 В), ток, потребляемый приставкой, не превышает 35...40 мкА. Такая экономичность достигнута благодаря применению микромощного сдвоенного ОУ OPA293.

Для измерения напряжения аккумулятора мультиметр включают в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2 В. Аккумулятор, установленный в держатель, подключают к измерительной цепи выключателем SA2. Изменяя переключателем SA1 ток разрядки, снимают показания вольтметра Uа0 (при Iа = 0), Uа0,1 (при Iа = 0,1 А) и Ua1 (при Iа = 1 А). По этим данным рассчитывают внутреннее сопротивление аккумулятора, которое можно назвать статическим. Например, для Iа = 1 А, Rct = (Uа0 - Uа1)/1. В этом режиме можно определить и емкость аккумулятора. Для этого измеряют продолжительность разрядки tраз полностью заряженного аккумулятора стабильным током Iа до напряжения 0,9 В и вычисляют его емкость: С = Iа * tраз (Ач). Во время разрядки мультиметр выключать нельзя, поскольку отключится и стабилизатор тока.

Чтобы не проводить расчет внутреннего сопротивления, в приставке предусмотрен режим его измерения, в котором использован способ, приведенный в статье Б. Степанова "Измерение параметров аккумуляторов" ("Радио", 2001, № 9, с. 42). Он основан на том, что к образцовому напряжению стабилизатора тока добавляется переменная составляющая. Измеряя переменную составляющую напряжения на аккумуляторе, можно определить его внутреннее сопротивление. Источником переменного напряжения в приставке служит сигнал частотой около 400 Гц и амплитудой 50 мВ, который присутствует в мультиметре MY-бЗ на левом контакте разъема "Сх", предназначенного для подключения измеряемого конденсатора. Переменное напряжение поступает на вход стабилизатора тока, управляемого напряжением, и приводит к появлению переменной составляющей как разрядного тока (Iа„), так и напряжения аккумулятора Uа, = IаRд, где Rд - его внутреннее дифференциальное сопротивление. В приставке установлен Iа, = 10 мА. Чтобы переменная составляющая тока была одинаковой при разном токе разрядки, переменное напряжение, поступающее с гнезда "Сх", при Iа = 1 А дополнительно уменьшает подстроечный резистор R1.

Напряжение Uа, усиливает ОУ DA1.2, и затем оно поступает на вход мультиметра, который включают в режим измерения переменного напряжения на пределе 2 В. Переменное напряжение на выходе этого ОУ равно: UОУ, = UаК = IaRдK. Переменная составляющая разрядного тока (Iа,) и коэффициент усиления ОУ DA1.2 (K,) выбраны так, что измеренное переменное напряжение на выходе приставки (UОУ,) численно равно внутреннему дифференциальному сопротивлению (Rд) аккумулятора. Например, для Rд = 0,1 Ом получим UОУ = 0,01*0,1*100 = 0,1 В. Именно это напряжение и будет показывать вольтметр. Следует учесть, что рассчитанное и измеренное значения внутреннего сопротивления будут немного различаться, поскольку в первом случае оно определяется разностью значений напряжения холостого хода и под нагрузкой, а во втором - наклоном нагрузочной характеристики аккумулятора в конкретной точке.

Рис. 2

Большинство элементов приставки размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм, чертеж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа РН1-12 типоразмера 1206 (резистор R10 типоразмера 2512), подстроечные - СПЗ-19. Оксидный конденсатор - танталовый для поверхностного монтажа типоразмера В или С, остальные - керамические типоразмера 1206 (С2, С4) и 0805 (С3). Полевой транзистор должен быть в корпусе D2Pak, его припаивают к металлизированной площадке для улучшения отвода тепла. Кроме того, он должен быть с так называемым "управлением логическим уровнем", т. е. при напряжении затвор-исток 2,5 В ток стока должен быть не менее 2.3 А. В наименовании некоторых таких транзисторов в префиксе присутствует буква L. Кроме указанного на схеме IRL2505S, подойдет, например, IRLR2905.

Выключатель SA2 должен иметь малое переходное сопротивление контактов в замкнутом состоянии и рассчитан на ток не менее 1.2 А, подойдет, например, B3009. Если выключатель с такими параметрами недоступен, его лучше исключить, установив взамен него проволочную перемычку. Переключатель SA1 на три положения и два направления на ток не менее 1 А - SS23F07. Подойдут и некоторые другие серии SS23, рассчитанные на коммутацию тока 1,5 А, например, SS23E24, SS23E28, SS23E29, но при этом потребуется изменить печатную плату, поскольку эти переключатели имеют другое расположение выводов.

Операционный усилитель можно заменить на аналогичный микромощный Rail-to-Rail, например LMV358DR2G. Вилка XP1 - отрезок медной луженой проволоки диаметром 1 и длиной 15 мм, соединенный изолированным проводом с платой. Эту вилку вставляют в гнездо "С NPN", предназначенное для подключения биполярных транзисторов. Вилки XP2 и XP3 - штыри диаметром 4 и длиной 35 мм, которые закреплены в отверстиях платы. Вилка XP4 - полоска луженой латуни или меди толщиной 0,5, шириной 4 и длиной 20 мм, ее припаивают со стороны печатных проводников к контактной площадке на плате. При установке приставки вилки XP2 и XP3 должны входить в соответствующие гнезда мультиметра, а XP4 - в левое гнездо разъема "С. После проверки и налаживания приставки вилки XP1-XP3 закрепляют на плате эпоксидным клеем. Держатель аккумулятора (кассета) обеспечивает малое переходное сопротивление, поэтому его контакты должны быть не в виде спиральных пружин, а лепестковые.

Устройство можно упростить, исключив режим измерения дифференциального сопротивления и соответствующие ему элементы. В этом случае переключатель SA1 может быть на одно направление и три положения, ОУ - одиночный (DA1.2 не нужен), подойдет LMV321SQ3T2G. Сток полевого транзистора и контакт Х1 соединяют с вилкой ХР2, исключают резисторы R1, R2, R4, R11, R12 (взамен R4 устанавливают проволочную перемычку), конденсаторы С2, С4. В таком варианте приставку, изменив ее конструкцию, можно использовать совместно с более простыми и доступными мультиметрами серии М-83х фТ-83х), в которых есть режимы измерения постоянного напряжения и коэффициента передачи тока биполярных транзисторов.

Налаживают приставку в следующей последовательности. Подключают ее к мультиметру, устанавливают в держатель полностью заряженный аккумулятор, а переключатель SA1 - в положение 1 ("0 А"). Движок резистора R2 переводят в нижнее по схеме положение, мультиметр переключают в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2 В и включают питание. Показания мультиметра должны соответствовать напряжению аккумулятора, которое контролируют образцовым вольтметром. Выключив мультиметр, между одним из выводов аккумулятора и контактом держателя устанавливают пластину-вставку из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5, шириной 10 и длиной около 15 мм. Предварительно к каждой стороне пластины припаивают по толстому изолированному проводу, к которым подключают амперметр постоянного тока. Переключатель SA1 устанавливают в положение 3 ("1 А") и включают мультиметр. Подстроечным резистором R5 устанавливают соответствующий ток стабилизатора (1 А). В положении переключателя 2 ("0,1 А") ток должен уменьшиться до этого значения, а в положении 1 ("0 А") - не превысить 20 мкА.

Выключают мультиметр и взамен проводов к пластине припаивают резистор Rдоп сопротивлением 0,1 Ом. Движки резисторов R2 и R11 устанавливают в среднее положение, мультиметр переводят в режим измерения переменного напряжения на пределе 2 В, а затем включают питание. Устанавливают ток разрядки 0,1 А. При этом вольтметр будет показывать напряжение (U2), пропорциональное сумме внутреннего дифференциального сопротивления аккумулятора и дополнительного резистора Rд + Rдоп. Если замкнуть, например, пинцетом резистор Rдоп, он будет исключен из цепи протекания тока разрядки и показания вольтметра уменьшатся (U1). Движок резистора R2 устанавливают в положение, при котором U2-U1 = 0,1 В.

Рис. 3

При этом, возможно, потребуется изменить положение движка резистора R11. Аналогично проводят налаживание при токе разрядки 1 А, но используют только резистор R1. Регулировку желательно провести два-три раза. Внешний вид приставки показан на рис. 3.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Гаджет Panasonic MS-DS100 избавит от неприятного запаха обуви 17.08.2018 Компания Panasonic представила "электронный дезодорант" для обуви под названием MS-DS100. Устройство генерирует гидроксильные радикалы, названные производителем "оригинальными наноразмерными ионами Panasonic", которые эффективно устраняют неприятный запах, воздействуя на причину его появления. В корпусе устройства предусмотрено шесть выходов, направляющих ионы во все стороны. Благодаря размеру от 5 до 20 нм они легко проникают в материал, из которого сделана обувь. Один сеанс избавления от запаха занимает 5 часов. Для обуви с особо неприятным запахом можно выбрать режим повышенной очистки, занимающий уже 7 часов.

Другие интересные новости:

▪ Кролики угрожают историческому наследию

▪ Электронная книга PocketBook Basic Lux 4

▪ Производство шелка с помощью искусственной железы паука

▪ На Северном полюсе зафиксировали аномально высокую температуру

▪ Биодизельное топливо из куриных костей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители низкой частоты. Подборка статей

▪ статья Факты - это воздух ученого. Крылатое выражение

▪ статья Чем отличаются новые звезды от сверхновых? Подробный ответ

▪ статья Облицовщик-плиточник. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Измеритель мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нюансы волшебства. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026