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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Compact Optical Mouse от Microsoft 05.01.2004 Microsoft анонсировала малогабаритные проводные оптические мыши Compact Optical Mouse. Серия компьютерных мышей включает шесть моделей - белого, синего, зеленого, розового, темно-синего и серого цвета. Габариты Compact Optical Mouse - ширина 50 мм, длина 90 мм, высота 30 мм. К компьютеру подключаются через USB и PS/2 интерфейс. Стоимость трехкнопочной мыши составит 25 USD.

Другие интересные новости:

▪ Сгенерирован кратчайший электронный взрыв

▪ Jennie продемонстрирует беспроводное near video по IEEE802.15.4

▪ Захватывающие фильмы отключают мозг

▪ Вакцинация частицами золота

▪ Ночью деревья растут быстрее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Весь мир - театр. В нем женщины, мужчины - все актеры. Крылатое выражение

▪ статья Что такое коричневые карлики? Подробный ответ

▪ статья Иллициум анисовый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Доработка головки динамической 25ГДН-1-4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь с удвоением напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025