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:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Елочные фермы позитивно воздействуют на природу 31.12.2023 Фермы, выращивающие рождественские ели, оказывают положительное воздействие на экологию. Вместо того чтобы рассматриваться как источник древесины, они могут стать эквивалентом молодых лесов. Обычно каждое собранное дерево заменяется двумя или тремя саженцами, и фермы часто находятся на неиспользуемых сельскохозяйственных угодьях. Рождественские елочные фермы представляют собой не только источник праздничных деревьев, но и важный элемент устойчивого использования природных ресурсов. С их помощью можно совместить потребности человека и природы, создавая благоприятные условия для разнообразия биосистем и сохранения экосистемы. Лесной эколог из Nature Conservancy в Массачусетсе, Энди Финтон, отмечает, что елки играют важную роль в извлечении углерода из атмосферы, очищая воздух и даже улучшая качество питьевой воды. Кроме того, они способствуют сохранению ландшафта, препятствуя образованию непроницаемых поверхностей, и создают экономические стимулы для землевладельцев. Финтон подчеркивает, что при давлении на природные леса и их быстрой утрате древесные фермы могут обеспечить природной среде место обитания для различных видов дикой природы, особенно птиц и млекопитающих, предпочитающих открытые пространства на опушках. Кроме того, елочные фермы являются благоприятным местом для обитания насекомых, играющих ключевую роль в процессе опыления. Многие владельцы ферм свидетельствуют о наблюдении за разнообразной фауной, включая различные виды зверей. Том Норби, президент Тихоокеанской северо-западной рождественской елочной ассоциации, подчеркивает, что фермы ежегодно вырубают лишь небольшую часть деревьев, оставляя около 90% территории для природы и животных.

Другие интересные новости:

▪ TI анонсировала новые DSP

▪ 1 миллион нейронов в чипе IBM

▪ Найден ген наращивания мышечной массы

▪ Смартфон Smartisan T2

▪ Трение превращает металл в жидкость

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Стендаль (Анри-Мари Бейль). Знаменитые афоризмы

▪ статья Как использовать метеориты? Подробный ответ

▪ статья Машинист погрузочной машины, автомобильного погрузчика. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья IrDA своими руками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный стабилизатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025