Вольтметр сетевого напряжения с растянутой шкалой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Во время отладки различных устройств, работающих от напряжения сети 220 В, часто возникает необходимость проконтролировать величину питающего напряжения. В этом случае в ход обычно идет тестер, лежащий в данный момент на монтажном столе. Но от частой смены рода работ и диапазона измерений контакты переключателя тестера быстро изнашиваются. А если еще и забыть поставить переключатель в нужное положение, то последствия для измерительного прибора могут быть самыми плачевными.

Так, если после измерения сопротивлений вы попытаетесь измерить сетевое напряжение, не переключив диапазон, то облачко дыма из прибора способно надолго испортить настроение. Для того, чтобы этого избежать, предлагается изготовить несложный вольтметр на основе стрелочного индикатора, который бы непрерывно контролировал сетевое напряжение.

Принципиальная схема прибора показана на рисунке.

Напряжение 220 В через выпрямительный диод VD1 и резистор R1 поступает на транзистор VT1, который в таком включении работает в режиме лавинного пробоя. От величины сопротивления резистора R2 зависит чувствительность прибора. Пока напряжение на переходе эмиттер-база транзистора VT1 не превысит 6...9 В (зависит от конкретного экземпляра транзистора), ток через этот переход слишком мал и напряжение между выводами база-эмиттер VT2 меньше 0,55 В, что недостаточно для его открывания. Как только напряжение на этих выводах станет больше 0,65 В, транзистор начнет открываться и стрелка микроамперметра уйдет с нулевой отметки. Этот транзистор работает как эмиттерный повторитель, что позволяет снизить температурную нестабильность показаний прибора и обойтись без специальных элементов термокомпенсации.

Усилитель тока на транзисторе VT2 питается от простого параметрического стабилизатора на диодах VD2, VD3, резисторе R3 и светодиодах HL1-HL3, выполняющих роль стабилитрона с напряжением стабилизации 4,6...7 В, одновременно с этим они предназначены для подсветки шкалы прибора. Конденсаторы С1, С3 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, конденсатор С2 гасит излишки сетевого питающего напряжения. От сопротивления резистора R5 зависит насколько можно растянуть шкалу.

Детали. Постоянные резисторы типов МЛТ, С1-4, ВС. Подстроечный резистор R5 типа СП3-29А (применяется в телевизорах УЛПЦТИ-61) или любой другой сопротивлением 4,7...10 МОм. Конденсаторы С1, С3 серий К50, К52, К53 или их импортные аналоги. Неполярный конденсатор С2 типов К73-17, К73-16 на напряжение не менее 400 В. Диоды VD1VD3 можно заменить на любые из серий КД209, КД410, КД243Д, КД 247Г, 1N4004, 1N4007. Недорогие светодиоды КИПД21Г-К можно заменить более яркими КИПД21П-К, L-1513src-E, L-1513src-.. Транзистор VT1 - любой из серий КТ315, КТ312; VT2 - из серий КТ3102, КТ342, SS9014, BC549, 2SC184. Его следует подобрать с коэффициентом передачи тока базы не менее 500.

Микроамперметр можно применить любой малогабаритный от индикатора тока записи бытового магнитофона, например, М4387, М4762.1, М4761. Следует учитывать то, что от типа стрелочного индикатора зависит насколько можно растянуть шкалу измеряемого напряжения. Так, при сопротивлении резистора R5 0 Ом с рамкой М68501 (300 мкА) на шкале уложится до 15 В, а с чувствительными рамками М4260, М4204 с током полного отклонения 50 мкА шкала прибора сжимается до 8 В. Конечно, такой чувствительный прибор (216...224 В) может найти ограниченное применение, но он нагляден и интересен для различных экспериментов и испытаний.

Наладка. Резистором R2 регулируется чувствительность прибора, резистором R5 - ширина диапазона измеряемых напряжений, при его увеличении диапазон расширяется. Благодаря наличию каскада усилителя тока на транзисторе VT2, прибор может работать практически с любыми измерительными рамками с током полного отклонения стрелки от 50 до 1000 мкА.

Для калибровки прибора желательно использовать точный цифровой вольтметр (не хуже ±1%) и автотрансформатор. Для постоянного контроля за напряжением сети рекомендуется выбрать диапазон 198-242 В (отклонение ±10%) или 176-242 В (-20...+10%). Если необходим более точный контроль, то можно изготовить шкалу на 215...225 В. После окончательной настройки прибора подстроечные резисторы рекомендуется заменить постоянными, такого же сопротивления, что и часть подстроечных (стабильность подстроечных сопротивлений гораздо хуже).

Пропорционально изменив сопротивление резистора R1 и емкость конденсатора С2 можно контролировать напряжение, значительно отличающееся от 220 В. Светодиоды используются для подсветки шкалы, что часто оказывается очень удобным. Если в подсветке нет необходимости, то их можно заменить стабилитроном на 4...7 В.

Новую шкалу для прибора можно аккуратно вычертить шариковой авторучкой на мелованной бумаге для оргтехники. С измерительной рамки удаляется старая шкала. По ее форме вырезается из листа бумаги новая, которую следует приклеить клеем "Момент" на место удаленной. Далее, при калибровке на ней делаются необходимые отметки.

Очень красивую шкалу можно изготовить на принтере с цветным картриджем, но это уже вопрос возможностей.

Конструктивно прибор можно изготовить как автономное устройство в собственном корпусе или встроить в корпус какого-либо аппарата, что более удобно, чтобы не загромождать рабочий стол и прилегающие к нему поверхности множеством измерительной техники. При настройке и эксплуатации прибора следует соблюдать меры предосторожности, принятые при работе с напряжением сети 220 В.

Автор: А.Л.Бутов

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 Бактерии как источник энергии 01.08.2025 Идея использовать живые организмы для выработки энергии уже давно занимает умы ученых, однако лишь в последние годы технологии приблизились к практической реализации таких решений. Одним из самых перспективных направлений в этой области являются биобатареи, способные производить электричество благодаря жизнедеятельности бактерий. Новое исследование, проведенное в Университете Бингемтона, представляет собой значительный шаг вперед в развитии подобных энергетических систем. В центре работы - инновационный подход к созданию компонентов биобатарей с помощью лазерного послойного спекания (LPBF), метода 3D-печати, примененного для обработки нержавеющей стали. Именно этот метод позволил создать аноды с увеличенной площадью поверхности, что благоприятствует росту бактериальных колоний и повышает эффективность генерации тока. Исследование объединило опыт профессора Сокхена "Шона" Чоя, который более десяти лет занимается биобатареями, и экспертизу профессора Дехао Лю в области 3D-печати металлов. Уникальность метода заключается не только в точности и масштабируемости печати анодов, но и в возможности быстрой сборки батарей из модулей, как из деталей конструктора. Благодаря такой архитектуре, разработка может быть адаптирована под различные задачи - от питания миниатюрной электроники до использования в сложных системах автономного энергоснабжения. Экспериментальная установка, собранная командой, включала шесть миниатюрных биобатарей, суммарно выдававших почти 1 милливатт мощности. Этого оказалось достаточно для питания небольшого жидкокристаллического дисплея. Такие показатели делают возможным применение биобатарей в устройствах с низким энергопотреблением, особенно в условиях, где традиционные источники энергии ограничены или нежелательны. Примечательно, что нержавеющие стальные аноды продемонстрировали высокую долговечность. Даже после очистки от бактерий и повторного использования они сохраняли свои электрические характеристики, что говорит о потенциале многократного применения таких батарей без потери эффективности. Это особенно важно в контексте экологичности и экономической целесообразности подобных систем. Проект стал логическим продолжением докторской диссертации одного из участников команды - Анвара Эльхадада. В ближайших планах исследователей - создание интегрированной технологии, которая позволит печатать не только аноды, но и другие компоненты батареи в рамках единого производственного цикла. Кроме того, планируется разработать систему управления зарядом, аналогичную тем, что применяются в солнечных панелях. Разработка ученых из Университета Бингемтона демонстрирует, как симбиоз биотехнологий и передовых инженерных решений может привести к появлению эффективных и устойчивых источников энергии будущего. Хотя пока речь идет о лабораторных образцах, потенциал таких биобатарей открывает широкие горизонты для их практического применения в самых разных сферах - от медицинских имплантов до экологичных датчиков в труднодоступных зонах.

Другие интересные новости:

▪ Умная футболка YouCare 5G

▪ Холодильник Sharp JH-DT55B

▪ NFC-микросхема Infineon NLM0011 для управления LED-драйверами

▪ Металл улучшили с помощью керамики

▪ Мини-робот для исследований Луны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Свобода, равенство и братство. Крылатое выражение

▪ статья Что такое красное смещение галактик? Подробный ответ

▪ статья Работа на цифровых печатных машинах типа XEIKON-DCP/32 D и др.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Выключатель света на ИК лучах для одной или двух ламп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бумажная рыбка. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026