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:

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 Увеличение прочности перовскита 14.05.2021 Использование перовскитных панелей вместо классических солнечных панелей в контексте современной энергетики является поистине одним из наиболее многообещающих моментов - а потому вряд ли стоит удивляться тому факту, что многие ученые команды продолжают активно исследовать возможности значительного улучшения перовскита как отдельного материала. Вот и сегодня стало известно о том, что команда талантливых исследователей специалистов по материальному инжинирингу из Университета Браун в США нашла способ дополнительным образом увеличить удельный уровень надежности и устойчивости перовскитных панелей в долгосрочной перспективе. Одной из наиболее показательных и главных проблем разработки и использования солнечных панелей является проблема увеличения уровня устойчивости данных панелей, поскольку в этом аспекте они нередко проигрывают более традиционным и широко распространениям солнечным панелям из кремния. Однако сегодня команда американских специалистов по материальному инжинирингу из Университета Браун представила новый способ улучшить работу перовскита, сделав его еще более устойчивым изнутри - это стало возможным благодаря добавлению так называемого "молекулярного клея", чей состав пока что не разглашается общественности, однако чьи свойства уже демонстрируют всю успешность новой задумки. Этот клей интегрируется прямо вовнутрь каждого отдельного слоя перовскита, в результате чего вся атомно-кристаллическая решетка материала приобретает еще более высокий уровень надежности при некотором улучшении показателя конвертации солнечного света в электричество, что не может не удивлять. Кроме того, ученые сказали о том, что разработка перовскитных панелей осуществляется по еще более легкой и дешевой технологии, которая не требует высоких температур и которая предполагает возможность разработки такой панели, которая может применяться как в крупных, так и в мелких энергетических проектах. Стоит отметить, что на данном моменте ученые еще пока не уверены, каким именно образом стоит ориентироваться по улучшениям.

Другие интересные новости:

▪ Новая Зеландия запустила первую космическую ракету

▪ Лифт в космос

▪ Самая большая в мире аккумуляторная батарея

▪ Panasonic создаст телевизоры в 16 раз четче Full HD

▪ Любители сладкого склонны к алкоголизму

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Микробиология. Шпаргалка

▪ статья Чем папирус отличается от пергамента? Подробный ответ

▪ статья Кольза. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья УКВ гетеродин с ФАПЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы приемо-сдаточных испытаний. Трубчатые разрядники. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026