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:

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 Память на движущихся нанотрубках 26.01.2009 Основоположник нанотехнологии Эрик Дрекслер считал, что в нанокомпьютерах будут использованы скорее не электрические, а механические элементы. Приблизиться к этой мечте позволяет проект, которым занимаются ученые из Ноттингенского университета во главе с доктором Еленой Бичуцкой. А цель этого проекта - создать постоянную компьютерную память на двухслойных нанотрубках. В толстую нанотрубку, закрепленную на электроде, вставлена тонкая, меньшей длины. При подаче электрического сигнала тонкая наноторубка выдвигается из толстой, дотягивается до второго электрода, замыкает цепь и остается в этом положении, удерживаемая ван-дер-ваальсовыми силами. Новый сигнал может вернуть трубку в исходное состояние. Получается, что каждая такая пара - это один бит, который равен либо 0, либо 1, причем плотность записи с учетом ангстремных диаметров нанотрубок оказывается колоссальной. Главная же проблема в том, чтобы такие двойные трубки наделать в достаточном количестве и равномерно закрепить на электроде.

Другие интересные новости:

▪ Магнитометр солнечного ветра

▪ 100-ядерный процессор EZchip TILE-Mx100

▪ Пластик для многократной переработки

▪ Чиплетная конструкция графических процессоров

▪ Новый процессор Intel Celeron D351

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Природные ЧС геологического характера: землетрясения, извержения вулканов, обвалы, оползни. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему при переливании крови надо учитывать ее группу? Подробный ответ

▪ статья Делопроизводитель. Должностная инструкция

▪ статья Определение сечения жил проводов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простое зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026