Карманный мультиметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Особенность данного мультиметра - электронный переключатель пределов измерений и оригинальный узел согласования выходов БИС КР572ПВ2 с жидкокристаллическим индикатором. Питается прибор от одной батареи "Корунд", энергии которой хватает на 50 часов непрерывной работы. Минимальное напряжение, при котором мультиметр еще работает - 6,5 В. При этой величине "гаснет" ЖКИ, хотя электронная часть авометра исправно функционирует при снижении напряжения питания до 5,6 В.

Измерительный узел прибора выполнен на операционном усилителе (ОУ) DA2 (см. принципиальную схему) и на БИС DD6. Данная БИС структуры КМОП работает по принципу двойного интегрирования на 3,5 десятичных разряда с выходами для управления семисегментными светодиодными индикаторами. Максимальный ток, потребляемый БИС серии КР572ПВ2 от обоих источников питания,-не более 1,8 мА, выходной ток старшего разряда - не менее 10 мА, остальных-не менее 5 мА.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала АЦП, достигает 100 дБ, погрешность преобразования не превышает 1, 3 и 5 единиц счета соответственно для КР572ПВ2А, КР572ПВ2Б и КР572ПВ2В. Указанные параметры гарантируются при температуре 25±10°С и питающих напряжениях +5 В (Uпит1.) и -5 В (Uпит2.) с нестабильностью ±1%.

Напряжение питания Uпит1. может быть в пределах от +4,5 до +5,5 В, Uпит.2, от -8 до -4,5 В. Входное и образцовое напряжения не должны превышать напряжения источников питания. Чтобы БИС не вышла из строя, ее вначале соединяют с общим проводом (выводы 21 и 32), а затем последовательно подают напряжения: питания (выводы 1 и 26), образцовое (выводы 35 и 36) и, наконец, входное (выводы 30 и 31). Снимают напряжения в обратном порядке. При преобразовании входного сигнала, измеряемого относительно общего провода, выводы 30, 32 и 35 МС соединяют с общим проводом.

В данном мультиметре включение БИС КР572ПВ2 отличается от типового. Особенность - в работе на жидкокристаллический индикатор, выводы сегментов которого подключены через диоды VD14-VD36 к выходам БИС и через резисторы R34-R59 к общему проводу ЖКИ. На него подается импульсное напряжение частотой 1 кГц. Такое включение микросхемы КР572ПВ2 позволяет ей работать с ЖКИ, правда, в этом случае постоянная составляющая напряжения на сегментах индикатора несколько превышает допустимое значение. Частота следования импульсов тактового генератора, входящего в состав БИС, определяется элементами R71, С20 и равна 40 кГц. Измеряемое напряжение через переключатель SA1 поступает на электронный аттенюатор, образованный мультиплексором DD2 и ОУ DA1.

Выбранной шкале измерения соответствует определенный двоичный код на выводах 9 и 10 мультиплексора, который вводит в цепь обратной связи ОУ соответствующее сопротивление, образованное резисторами R25, R27, R29, R33. Эти резисторы в зависимости от управляющего кода мультиплексора обеспечивают следующие коэффициенты передачи от входной клеммы X1 до выхода DA1:1, 0,1, 0,01; 0,001. Входное сопротивление мультиметра при измерении напряжений определяется резистором R8. Совместно с диодами VD4 и VD5 он обеспечивает защиту микросхемы DA1 от перегрузок при случайном превышении входным напряжением предельного значения выбранной шкалы. При измерении тока на пределах 1, 10, 100 мА коэффициент передачи электронного аттенюатора принимает значения: 100; 10; 1. Измерение тока силой от 0,1 до 1А производится через гнездо Х4. В этом случае коэффициент передачи входной цепи равен 1.

В режиме измерения постоянного напряжения или тока сигнал на вход БИС АЦП поступает с выхода микросхемы DA1. При измерении переменных величин двуполярный сигнал с выхода DA1 преобразуется в однополярный выпрямителем, собранным на ОУ DA2, и через сглаживающий фильтр подается на вход БИС. В двуполярном выпрямителе стабильность выходного нулевого напряжения обеспечивает резистор R62 Отрицательная обратная связь по переменному напряжению осуществляется конденсатором С 15.

При измерении сопротивлений через входные гнезда мультиметра и подключенный к ним резистор протекает ток, величина которого не зависит от номинала измеряемого резистора. Его вырабатывает генератор стабильного тока, собранный на транзисторах VT2-VT4. Мультиплексор DD1 в зависимости от выбранного предела подключает один из резисторов R12 - R15, задавая необходимое значение стабильного тока.

Устройство выбора предела измере ния выполнено на микросхемах DD4, DD5 и содержит два RS-триггера (DD4.1 и DD4.2), одновибратор (DD4.3) и реверсивный счетчик (DD5). Логические уровни на выходах Q1 и Q2 счетчика DD5 управляют работой мультиплексоров DD1 и DD2 и определяют таким образом выбранный предел измерений. Коду 00 соответствует предел измерения 2; 01-20; 10- 200, 11-2000 В (мА, кОм).

При включении мультиметра на выходе счетчика DD5 устанавливается код 01 и включается предел 20 В (мА, кОм). Выбирают необходимый предел измерений нажатием кнопки SB1 или SB2. В первом случае (+1) происходит переход на больший предел измерения, во втором (-1) - на меньший. На ЖКИ это отображается перемещением запятой вправо или влево. Рассмотрим, как это происходит. При нажатии SB1 (SB2) ток заряда конденсатора С5 (С6) вызывает появление положительною импульса на входе RS-триггера DD4.1 (DD4 2), и он срабатывает. Перепад напряжения на выходе DD4.1 (DD4.2) запускает одновибратор DD4.3, выходной импульс которого поступает на счетный вход сче1чика DD5 и изменяет его состояние на 1 Одновибратор DD4 3 через цепочку R32C11 воздействует на RS-триггеры DD4.1 и DD4.2, возвращая их в исходное состояние через 100 мкс. Режим работы счетчика DD5 задает логический уровень на входе ± 1: если имеется логическая 1, то происходит суммирование, если логический 0 - вычитание. В мультиметре нулевой уровень присутствует на входе ±1 микросхемы DD5 постоянно, но при нажатии на кнопку SB1 (+1) на этом входе появляется логическая единица, она исчезает после того, как в счетчик будет записана 1. Длительность положительного импульса на входе ±1 счетчика DD5-около 101 мкс.

Описанный способ переключения пределов измерения выбран с перспективой создания на базе этого прибора мультиметра с автоматическим выбором пределов. Питающие напряжения +5,5 В и -4,7 В вырабатывает узел питания, состоящий из стабилизатора и преобразователя полярности. Положительное напряжение образует стабилизатор, собранный на транзисторах VT1, VT5, VT6. Такой стабилизатор имеет коэффициент стабилизации по напряжению не менее 500 и защиту от короткого замыкания. При включении мультиметра цепь запуска, состоящая из элементов C1, VD1, R6, выводит стабилизатор на рабочий режим. Падение напряжения на регулирующем транзисторе VT1 стабилизатора составляет всего 0,05-0,1 В.

Принципиальная схема (нажмите для увеличения)

Печатная плата

DA1, DA2 К544УД1А, DD1, DD2 К564КП1, DD3 К564ЛА7, DD4 К564ТР2, DD6 КР572ПВ2Б, VT1, VT7 К.Т361Б; VT2 - VT4 КТ3107Б, VT5, VT6, VT8 КТ315Б, VD1, VD6. VD7, VD10, VD11, VD14 - VD36 КД103А, VD4, VD5 КД503Б, VD8, VD9. VD12. VD13 Д9Д

Основные технические параметры мультиметра:

• Верхние пределы измерений:
• постоянного напряжения(В), тока (мА) и сопротивлений (кОм).......2; 20;200;2000
• переменного напряжения (В) и тока (мА)............................................ 1;10;100;1000
• Входное сопротивление, мОм .......... 1
• Основная погрешность при измерении:
• постоянного напряжения, %. ....... 1
• переменного напряжения, %. ....... 3
• постоянного тока, %...................... 1
• переменного тока, % ..................... 3
• сопротивлений, %.......................... 1
• Диапазон частот измерения:
• переменного напряжения, кГц.... 0,02-20
• переменного тока, кГц ....... 0.02-10
• Падение напряжения на входе при измерении тока не пределах 0,1 и 1 А, В ....... не более 1
• на остальных пределах, В .... не более 0,1
• Потребляемый ток, мА ....... не более 8
• Габариты, мм . . 130х63х25
• Масса, г ........ 185

Напряжение отрицательной полярности -4,7 В получается в преобразователе, который содержит генератор, выходной транзисторный каскад и емкостный умножитель напряжения Выходное напряжение генератора, собранного на микросхеме DD3, представляет собой последовательность импульсов с частотой около 1 кГц. Эти импульсы поступают на базы транзисторов VT7 и VT8 выходного каскада и поочередно открывают и закрывают их. Когда открыт транзистор VT7, конденсатор СЮ заряжается через него и диод VD8, а когда VT8 - конденсатор С 10 разряжается через него и диод VD9, заряжая конденсатор С9, где устанавливается отрицательное напряжение -4,7 В. Поскольку на выходной каскад преобразователя подается стабилизированное напряжение и нагрузка по цепи -4,7 В неизменная, то отрицательное напряжение является стабильным.

Амплитуда пульсаций отрицательного напряжения под нагрузкой не превышает 10 мВ Ток, потребляемый узлом питания без нагрузки, составляет 1,5-2 мА.

В мультиметре применены в основном резисторы МЛТ с допуском ±5% и лишь резистор R4 марки С1 8 имеет допуск ±1% Номиналы резисторов, влияющих на точность измерения (R3, R4, R8, R9, R25, R27, R29, R33), необходимо подобрать по цифровому омметру с точностью не хуже ±0,1% Такая операция значительно сократит время настройки мультиметра. Подстроечные резисторы-СПЗ-18. В приборе применены оксидные конденсаторы К53-1 и К53-19, постоянные конденсаторы С4 - С8, С11 - С20 марки КМ. Кнопками выбора пределов служат микропереключатели типа МП-9 или МП-12, тумблер включения питания-МТ-1, переключатели SA1- ПГ2-ЗП-ЗН, SA3 выполнен из двух тумблеров МП 12. Элементы мультиметра размещены на печатной плате, изготовленной из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (см рис ) Постоянные резисторы и МС DD7 установлены на плате вертикально. Элементы R3, R4, R8, R9 и FU2 монтируются на переключателе SA1. Для уменьшения размеров прибора ЖКИ размещен над БИС. На рисунке платы необходимо связать между собой соответственно точки А - А, В - В, Г - Г и 7-7, а точку Д подсоединить к выводу 14 DD3. Резисторы R34 - R59 и диоды VD14-VD36 не обозначены.

Налаживание мультиметра начинают с проверки узла питания. О его исправной работе свидетельствует наличие обоих выходных напряжений и потребляемый ток в отсутствии нагрузки не более 2 мА. Выходное напряжение в пределах 5,2-5,5 В устанавливают с помощью стабилитрона VD3. В режиме измерения постоянного тока при неподключенных выходных гнездах на табло ЖКИ должно появиться число 000 или -000, которое сменяется показанием -1888, если подать напряжение +5 В на вывод 37 БИС DD6. Нажатием кнопок SB1 и SB2 проверяют работу узла выбора предела измерения, контролируя правильность высвечивания запятых. При необходимости проверяют по осциллографу RS-триггеры DD4.1 и DD4 2, одновибратор DD4.3 и счетчик DD5. Затем переходят к испытанию электронного аттенюатора. Для этого в режиме измерения напряжения подают на вход мультиметра сигнал величиной 1 В и частотой 1 кГц. Выходной сигнал контролируют на выводе 6 микросхемы DA1 Коэффициент передачи входного устройства зависит от выбранного предела измерения и должен составлять соответственно 1; 0,1; 0,01; 0,001 на пределах 2, 20; 200; 2000 В (мА, к0м).

Если электронный делитель работает исправно, закорачивают входные гнезда и подстроечным резистором R28 устанавливают 0 на выходе ОУ DA1. Далее подсоединяют осциллограф к выходу микросхемы DA2 (вывод 6) и переменным резистором R53 производят его балансировку. В обоих случаях точность установки нуля составляет ±0,1 мВ. Для установки чувствительности мультиметр переводят в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2 В. Подав на вход калиброванное постоянное напряжение 1000 мВ, подстроечным резистором R69 устанавливают на табло показание "1.000" В режиме измерения переменного напряжения на вход прибора подают сигнал величиной 1000 мВ, частотой 1 кГц и подстроечным резистором R65 устанавливают на табло число "1.000". Величины резисторов R12-R15 подбирают при подключенных к входу образцовых резисторах сопротивлением 100 Ом 10, 100 кОм и 1 МОм.

Авторы: Е.Велик, В.Ефремов

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Случайная новость из Архива Любовь к фастфуду приближает деменцию 24.10.2024 В современном мире фастфуд стал неотъемлемой частью повседневной жизни многих людей. Однако, как показывают новые исследования, регулярное употребление таких продуктов может оказать серьезное негативное воздействие на здоровье мозга. Ученые из Университета Сан-Паулу в Бразилии пришли к выводу, что ежедневное употребление фастфуда может ускорить снижение когнитивных функций и приблизить деменцию на 28%. Исследование проводилось в течение 10 лет и охватило более 10 000 человек. Средний возраст участников составил 51 год, и они проживали в шести городах Бразилии. Ученые обнаружили, что у тех, кто получал четверть суточной нормы калорий из переработанных продуктов, таких как бургеры, картофель фри, сосиски и газированные напитки, риск быстрого снижения умственных способностей был значительно выше. Эти люди демонстрировали ускоренное снижение когнитивных показателей, что связано с повышенным риском возникновения болезни Альцгеймера и других форм деменции. Важно понимать, что с возрастом естественные процессы замедления когнитивных функций происходят у всех людей. Однако исследование показало, что у тех, кто регулярно потребляет переработанную пищу, этот процесс может ускоряться. Особенно это заметно среди тех, кто получает более 20% суточной дозы калорий из продуктов, богатых сахаром, солью и жирами, которые способствуют возникновению воспалительных процессов в организме. Проблема переработанных продуктов питания заключается в так называемых "пустых калориях", которые не содержат необходимых питательных веществ, но оказывают значительное негативное влияние на здоровье. Высокий уровень сахара и жиров в фастфуде приводит к воспалительным процессам, которые со временем могут влиять на работу мозга. Исследование выявило, что в среднем участники эксперимента получали около 785 калорий в день из вредных продуктов, что составляло значительную часть их рациона. Ситуация с питанием в других странах также вызывает тревогу. Например, около 58% жителей США получают значительную часть своей суточной дозы калорий из переработанных продуктов, а в Канаде этот показатель достигает 48%. Такая зависимость от фастфуда и другой вредной пищи может способствовать росту числа случаев когнитивных нарушений и деменции в будущем. Эксперты рекомендуют людям пересмотреть свои пищевые привычки и уменьшить количество переработанных продуктов в рационе. Вместо этого они советуют налегать на здоровую, непереработанную пищу, такую как цельные злаки, овощи, фрукты и рыба. Самостоятельное приготовление пищи и осознанный выбор продуктов могут помочь снизить риск деменции и улучшить общее здоровье. Результаты исследования подтверждают важность здорового питания для сохранения когнитивных функций в зрелом возрасте. Употребление фастфуда и других переработанных продуктов не только негативно сказывается на физическом здоровье, но и может значительно ускорить снижение интеллекта. Соблюдение принципов здорового питания - важный шаг на пути к долгосрочному сохранению здоровья мозга и предотвращению возрастных когнитивных нарушений.

Другие интересные новости:

▪ Вегетарианцы здоровее мясоедов

▪ Плазма идет на взлет

▪ Магнитный клей

▪ Бытовая серия автоматических выключателей 5SL от SIEMENS

▪ Новый беспроводной телефон MD761

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Каждый французский солдат носит в своем ранце маршальский жезл. Крылатое выражение

▪ статья Каков усредненный цвет всех источников света во Вселенной? Подробный ответ

▪ статья Выполнение работ в дисплейном классе. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Жидкая бронза. Простые рецепты и советы

▪ статья Блок зарядки мощной батареи конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026