Вч вольтметр із лінійною шкалою. Вольтметр на операційному підсилювачі Мілівольтметр постійної та змінної напруги

Знадобився точний мілівольтметр змінного струму, відволікатися на пошуки відповідної схеми і підбирати деталі дуже не хотілося, і тоді взяв і купив готовий набір «Міллівольтметр змінного струму». Коли вникнув в інструкцію з'ясувалося, що у мене на руках лише половина того, що потрібно. Залишив цю витівку і купив на базарі стародавній, але у майже відмінному стані осцилограф ЛО-70 і чудово все зробив. А оскільки за наступний час неабияк набридло перекладати цей пакетик з конструктором з місця на місце, вирішив все ж таки його зібрати. Також присутня цікавість з приводу того, наскільки гарний він буде.

У набір входить мікросхема К544УД1Б яка є операційним диференціальним підсилювачем з високим вхідним опором і низьким рівнемвхідних струмів, із внутрішньою частотною корекцією. Плюс друкована плата з двома конденсаторами, з двома парами резисторів та діодів. Також є інструкція зі збирання. Все скромно, але образ немає, коштує набір менше ніж одна мікросхема з нього в роздрібному продажу.

Мілівольтметр, зібраний за даною схемою, дозволяє вимірювати напругу з межами:

• 1 – до 100 мВ
• 2 - до 1 В
• 3 - до 5 В

У діапазоні 20 Гц – 100 кГц, вхідний опір близько 1 МОм, напруга живлення
від +6 до 15 Ст.

Друкована плата мілівольтметра змінного струму зображена з боку друкованих доріжок, для «відмальовки» у Sprint-Layout («дзеркалити» не потрібно), якщо потрібно.

Складання почалося зі змін у компонентному складі: під мікросхему поставив панельку (збереженіше буде), керамічний конденсатор поміняв на плівковий, номінал природно колишній. Один з діодів Д9Б при монтажі став непридатним - запаяв все Д9І, благо в інструкції остання буква діода взагалі не прописана. Номінали всіх компонентів, що встановлюються на плату, були виміряні, вони відповідають зазначеним у схемі (у електроліту ).

У набір були включені три резистори номіналом R2 - 910 Ом, R3 - 9,1 кОм і R4 - 47 кОм проте при цьому в посібнику зі складання є застереження, що їх номінали необхідно підбирати в процесі налаштування, так що відразу поставив підстроювальні резистори на 3, 3 ком, 22 ком і 100 ком. Їх потрібно було змонтувати на будь-який відповідний перемикач, взяв наявний марки ПД17-1. Здавався дуже зручним, мініатюрним, є за що кріпити на платі, має три фіксовані положення перемикання.

У результаті всі вузли з електронних компонентів помістив на монтажну плату, з'єднав їх між собою і приєднав до малопотужного джерела змінного струму - трансформатора ТП-8-3, який подасть на схему напруга 8,5 вольт.

А тепер заключна операція – калібрування. Як генератор звукової частоти використаний віртуальний. Звукова карта комп'ютера (навіть сама посередня) цілком справляється з роботою на частотах до 5 кГц. На вхід мілівольтметра подано від генератора звукової частоти сигнал частотою 1000 Гц, значення якого відповідає граничному напрузі обраного піддіапазону.

Звук береться з роз'єму "навушники" (зеленого кольору). Якщо після підключення до схеми та увімкнення віртуального звукового генератора звук «не піде» і навіть підключивши навушники його, не буде чути, то в меню «пуск» наведіть курсор на «налаштування» та виберіть «панель управління», де виберіть «диспетчер звукових ефектів» » та в ньому натисніть на «Вихід S/PDIF», де буде вказано кілька варіантів. Наш той, де є слова "аналоговий вихід". І звук "піде".

Було обрано піддіапазон «до 100 мВ» і за допомогою підстроювального резистора досягнуто відхилення стрілки на кінцевий поділ шкали мікроамперметра (увага на символ частоти, на шкалі, звертати не потрібно). Те саме було успішно пророблено з іншими піддіапазонами. Інструкція виробника в архіві Незважаючи на свою простоту, радіоконструктор виявився цілком працездатним, що особливо сподобалося - адекватним у налаштуванні. Одним словом, набір хороший. Помістити все у відповідний корпус (якщо потрібно), встановити роз'єми та інше буде справою техніки.

Обговорити статтю МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ЗМІННОГО СТРУМУ

На малюнку показана схема простого мілівольтметра змінного струму, мілівольтметр має чотири діапазони 1 мВ, 10 мВ, 100 мВ та 1 В. Вхідний сигнал може мати частоту від кількох герц до 50 кГц. Нелінійність схеми випрямляча усувається шляхом застосування зворотного зв'язку в ОУ. Схема розрахована на вимірювання повного середнього випрямлення значення вхідного сигналу.

• Схожі статті

Увійти за допомогою:

Випадкові статті

• 22.09.2014

  Принципова схемаус-ва показано на рис.1, ус-во призначено керувати колекторним електродвигуном — дриль, вентилятор тощо. На одноперехідному транзисторі VT1 зібраний генератор коротких позитивних імпульсів для керування допоміжним триністором VS1. Живиться генератор трапецеїдальним напругою, що отримується завдяки обмеженню стабілітроном VD1 позитивної напівхвиль синусоїдальної напруги (100Гц). З появою кожної напівхвилі такого …

• 02.10.2014

  Це джерело живлення призначене для живлення різних уст-в від напруги 25-30В при струмі 70мА від бортової мережі автомобіля. Мультивібратор на транзисторах із потужним виходом виробляє імпульси із частотою близько 10кГц. Далі імпульси проходячи через С3, С4 далі випрямляються, при цьому відбувається обрізка імпульсів за допомогою VD1 VD2 для стабілізації вихідного …

• При налагодженні та ремонті аудіотехніки необхідний, прилад, що вимірює низькочастотні змінні напруги в широкому діапазоні (від часток мілівольт до сотень вольт), при цьому, що володіє високим вхідним опором і гарною лінійністю, хоча б, в межах частотного спектра 10-3000 Гц.

  Популярні цифрові мультиметрицим вимогам не відповідають. Тому, радіоаматору нічого не залишається, як зробити низькочастотний мілівольтметр самостійно.

  

  Мілівольтметр зі стрілочною індикацією, схема якого показана на малюнку, може вимірювати змінну напругу в 12-ти межах: 1mV, 3mV, 10mV; 30mV, 100mV, 300mV, 1V, 3V, 10V, 30V, 100V, 300V. Вхідний опір приладу при вимірюванні в мілівольтах 3 мегаоми, при вимірюванні вольтах - 10 мегаом. У частотному діапазоні 10-30000 Гц нерівномірність показань трохи більше 1 dB. Похибка виміру на частоті 1 кГц - 3% (повністю залежить від точності резисторів дільника).
  Вимірювана напруга подають на роз'єм Х1. Це коаксіальний роз'єм, такий як використовується як антени в сучасних телевізорах. На вході стоїть частотно-компенсований дільник на 1000-R1. R2, С1, С2. Перемикач S1 служить для вибору прямого (показу в mV) або поділеного (показу в V) сигналу, який далі надходить на і. польовому транзисторі VT1. Цей каскад потрібен, переважно, щоб одержати великого вхідного опору приладу.
  Перемикач S2 служить для вибору меж вимірювання, за його допомогою перемикаються коефіцієнти розподілу дільника напруги на резисторах R4-R8, у сумі, що утворюють навантаження каскаду на VT1. У перемикача шість положень, позначених числами "1", "3", "10", "30", "100", "300". При виборі межі виміру перемикачем S2 встановлюють величину межі, а перемикачем S1 - одиницю виміру. Наприклад, якщо потрібна межа вимірювання 100mV, S1 встановлюють положення «mV», a S2 - «100».
  Далі, змінна напруга надходить на трикаскадний підсилювач на транзисторах VT2-VT4, на виході якого є вимірювач (PI, VD1, VD2, VD3, VD4), включений в ланцюзі зворотного зв'язку підсилювача.
  Підсилювач виконаний за схемою з гальванічним зв'язком між каскадами. Коефіцієнт посилення підсилювача встановлюється за допомогою підстроювального резистора R12, що змінює глибину ООС.
  Вимірювач являє собою діодний міст (VD1-VD4), у діагональ якого включений мікроампермер Р1 на 100мА. Мікроамперметр має дві лінійні шкали - «0-100» та «0-300».
  Живляться підсилювачі мілівольтметра напругою 15V від інтегрального стабілізатораА1, який надходить напруга з виходу джерела, що складається з малопотужного силового трансформатора Т1 і випрямляча на діодах VD5-VD8.
  Світлодіод HL1 служить індикатором увімкненого стану.

  Прилад зібранийу корпусі несправного лампового мілівольтметра змінного струму. Від старого приладу залишилися лише індикаторний міліамперметр, корпус, шасі, і деякі перемикачі (мережевий трансформатор та більшість інших деталей було знято раніше на складання саморобного лампово-напівпровідникового осцилографа). Оскільки, щупів зі специфічним роз'ємом від лампового мілівольтметра не було, наявний на передній панелі роз'єм довелося замінити стандартним антеним гніздом, таким як у телевізора.
  Корпус може бути іншим, але неодмінно екранованим.
  Деталі вхідного дільника, витокового повторювача, дільника на резисторах R4-R9 оглядаються об'ємним монтажем на контактах Х1, S1, S2 та контактних пелюстках, які є у корпусі на передній панелі. Монтаж підсилювача на транзисторах VT2-VT4 зроблено на одній із контактних планок, яких у корпусі є чотири штуки. Деталі випрямляча VD1-VD4 змонтовані на контактах вимірювального приладуР1.
  Трансформатор живлення Т1 - китайський малопотужний трансформатор з вторинною обмоткою 9+9V. Обмотка використовується цілком. Відведення не використовується, змінна напруга на випрямляч VD5-VD8 подається з крайніх висновків вторинної обмотки (виходить 18V). Можна використовувати інший трансформатор із виходом 16-18V. Деталі джерела живлення поміщені під шасі, щоб наведення від трансформатора не проникали у схему приладу.

  Деталіможуть бути найрізноманітнішими. Корпус просторий, і там поміститься практично що завгодно. Конденсатори С10 і С11 повинні бути розраховані на напругу не нижче 25V, а решта всіх конденсаторів - не нижче 16V. Конденсатор С1 повинен допускати роботу на напрузі до 300V. Це старий керамічний конденсатор КПК-МТ. Під його кріпильну гайку потрібно встановити контактний пелюсток-петельку (або зробити петельку з лудженого дроту) і використовувати його як висновок однієї з обкладок.
  Резистори R4-R9 повинні бути досить високою точності (або їх потрібно виміряти виміряти точним омметром). Реальні опори повинні бути такими: R4 = 5,1 k, R5 = 1,75 к, R6 = 510, R7 = 175 Від. R8 = 51 Від, R9 = 17,5 Від. Похибка пристрою багато в чому залежить від точності вибору цих опорів.
  Похибка пристрою багато в чому залежить від точності вибору цих опорів.

  Налагодження.
  Для налагодження потрібен низькочастотний генератор і якийсь зразковий мілівольтметр змінного струму або осцилограф, за допомогою якого можна буде відкалібрувати прилад. Налаштовуючи прилад, зверніть увагу, що наведення змінного струму, що є у вашому тілі, можуть істотно вплинути на показання приладу. Тому, знімаючи показання, не торкайтеся руками чи металевими інструментами до деталей схеми приладу.
  Після перевірки монтажу подайте на вхід приладу синусоїдальну напругу 1 mV частотою 1 кГц (від генератора НЧ). Встановити S1 в "mV", a S2 в "1" і підстроюванням резистора R12 досягніть установки стрілки індикатора на останню позначку шкали (і не впиралася в обмежувач зашкалювання).
  Потім, переключіть S1 в "V" і подайте на вхід приладу від генератора синусоїдальну напругу 1V частотою 100 Гц. Підберіть опір R2 (тимчасово можна його замінити підрядковим) таким, щоб стрілка приладу була на останній позначці шкали. Потім, підвищіть частоту до 10 кГц (зберігши рівень 1V) і підлаштуйте С1 так, щоб показання були такими самими. як на 100 Гц. Перевірте ще раз.
  У цьому налагодження можна вважати закінченим.

  Попцов Г.

  Література:

  1. Nizkofrekvencni milivoltmetr. Konstrukcni elektronika a radio, №6, 2006 р.

  Саморобні вимірювальні прилади

  Основні параметри:

  Діапазон вимірюваної напруги, мВ 3...5*І0^3;

  Діапазон робочих частот, Гц 30.. .30 * 10 ^ 3;

  Нерівномірність АЧХ, дБ±1;

  Вхідний опір, мОм:

  на "межах 10, 20, 50 мВ 0,1;

  на межах 100"мВ.. .5 1,0;

  Похибка вимірів, % 10.

  Схема приладу

  Прилад складається з вхідного емітерного повторювача (транзистори V1, V2), підсилювального каскаду - (транзистор V3) та вольтметра змінного струму (транзистори V4, V5, діоди V6-V9 та мікроамперметр Р1).
  

  Вимірювана змінна напруга з роз'єму X1 подається на вхідний емітерний повторювач через дільник напруги (резистори R1, R2* і R22), за допомогою якого ця напруга може бути зменшена в 10 або 100 разів. Зменшення в 10 разів відбувається при установці перемикача S1 ​​в положення X 10 мВ (дільник утворюється резистором R1 і включеними паралельно резистором R22 та вхідним опором емітерного повторювача). Резистор R22 служить для точного встановлення вхідного опору приладу (100 кОм). При встановленні перемикача S1 ​​в положення X 0,1 на вхід емітерного повторювача надходить 1/100 частина вимірюваної напруги.

  Нижнє плече дільника у разі складається з вхідного опору повторювача і резисторів R22 і R2*.

  На виході емітерного повторювача включений ще один дільник напруги (перемикач S2 та резистори R6-R8), що дозволяє послабити сигнал, що надходить далі на підсилювач.

  Наступний каскад мілівольтметра - підсилювач напруги ЗЧ на транзисторі V3 (коефіцієнт посилення приблизно 30) - забезпечує можливість вимірювання малих напруг/ З виходу цього каскаду посилена напруга 34 надходить на вхід вимірювача напруги змінного струму з лінійною шкалою, що представляє собою двіска , охоплений негативним зворотним зв'язком через випрямний міст (V7-V10) Діагональ цього мосту включений мікроамперметр P1.

  Нелінійність шкали вольтметра, що описується, в інтервалі відміток 30... 100 не перевищує 3 %, а в робочій ділянці (50... 100) -2 %. При калібруванні чутливість мілівольтметра регулюють резистором R13.

  У приладі можна використовувати будь-які малочастотні малопотужні транзистори зі статичним коефіцієнтом передачі струму h21е = 30...60 (при струмі емітера 1 мА). Транзистори з великим коефіцієнтом h21е слід встановити місце V1 і V4. Діоди V7-V10 - будь-які германієві із серій Д2 або Д9.

  Стабілітрон КС168А можна замінити двома стабілітронами КС133А, увімкнувши їх послідовно. У приладі застосовані конденсатори МБМ (С1), К50-6 (всі інші), постійні резистори МЛТ-0125 підстроювальний резистор СПО-05.

  Перемикачі S1 і S2 (рухові, від транзисторного радіоприймача «Сокіл») доопрацьовані так, щоб кожен з них став двополюсним на три положення: у кожному ряду видалені краї нерухомі контакти (по два рухомих контакти), а рухомі контакти, що залишилися, переставлені відповідно до схеми комутації.

  Налагодження приладу зводиться до підбору режимів, вказаних на схемі резисторами, позначеними зірочкою, та градуювання шкали за зразковим приладом.

  Ці прилади використовуються головним чином для вимірювання малої напруги. Їхня найбільша межа вимірювання 1÷10 мВ, внутрішній опір порядку 1÷10 мОм.

  Вхідна напруга надходить на триланковий Г-подібний НС-фільтр, призначення якого зменшити наведення промислової частоти – 50 Гц у вхідному сигналі.

  Потім напруга модулюється, посилюється підсилювачем Y 1 , що складається з Y" (1 і 2-го каскаду) і Y" (3 - 5-го каскади), потім демодулюється, подається на узгоджувальний підсилювач Y 2 , який виконаний за схемою катодного повторювача та служить для узгодження опору μА з опором Y 2 . Напруга вимірюється μА (100 μА), шкала якого градується в одиницях напруги.

  Як модулятор використаний віброперетворювач. ДМ – діодний кільцевий демодулятор.

  Ланцюг зворотного зв'язку служить для стабілізації коефіцієнта посилення та його зміни при перемиканні меж вимірювання.

  У перемикач меж вимірювання, крім ланки ОС, входить дільник напруги ДН, розташований між другим і третім каскадом Y 1 .

  ГНЧ - генератор несучої частоти забезпечує подачу напруги на М та ДМ.

  За такою схемою побудовано вольтметр постійного струму типу В2-11 з межами вимірювання
  В, внутрішній опір 10÷300 мОм та похибка 6÷1 %.

  Універсальні вольтметри

  У ніверсальні вольтметри будуються за схемою, що називається схемою "випрямляч-підсилювач". Важливою частиною схеми є випрямляч "В". Як правило, в універсальних вольтметрах використовуються В амплітудного значення, побудовані за схемою однонапівперіодного випрямлення (так як у разі двонапівперіодного випрямлення неможливо створити заземлену шину) з відкритим або закритим входом, але, як правило, використовується схема із закритим входом, що пояснюється незалежністю напруги на її вихід від постійної складової на вході.

  Універсальні вольтметри мають широкий частотний діапазон, але порівняно низьку чутливість та точність.

  Набули поширення універсальні вольтметри В7-17, В7-26, ВК7-9 та інші. Їхня основна похибка досягає ±4%. Частотний діапазон до 103мГц. Межі вимірювання від 100÷300 мВ до 103В.

  Вольтметри змінного струму

  ППІ – перемикач меж виміру.

  Електронні вольтметри змінного струму призначаються в основному для вимірювання малої напруги. Це їх структурою " підсилювач-випрямляч " , тобто попереднім посиленням напруги. Ці прилади мають високий вхідний опір за рахунок введення схем з глибокими місцевими зворотними зв'язками, у тому числі катодних та емітерних повторювачів: як ВП використовуються випрямлячі середнього, амплітудного та діючого значення. Шкала, як правило, градує у одиницях чинного значення з урахуванням співвідношень
  і
  для синусоїдальної напруги. Якщо шкала градуюється в U срабо U т, то на ній є відповідні позначення.

  Загалом прилади за схемою "підсилювач-випрямляч" мають велику чутливість і точність, але частотний діапазон їх звужений, він обмежується підсилювачем.

  Якщо використовується середнє або амплітудне значення, то прилади критичні до форми кривої вхідної напруги при градуюванні шкали в од. U д .

  При використанні середнього значення, він, як правило, виконується за двопівперіодною схемою випрямлення. При використанні амплітудного детектора – за схемою з відкритим або закритим входами.

  Особливістю електронних вольтметрів чинного значення є квадратичність шкали з допомогою наявності квадратирующего у В. Існують спеціальні методи усунення цього недоліку.

  Набули поширення мілівольтметри змінного струму типу В3-14, В3-88, В3-2 і т.п.

  Серед електронних вольтметрів найбільшу точність має діодний вольтметр компенсаційний (ДКВ). Його похибка не перевищує сотих часток відсотка. Принцип дії пояснює такою схемою.

  

  НІ - нуль-індикатор

  При подачі
  та компенсаційної напруги зміщення останнє можна відрегулювати так, що НІ покаже 0. Тоді можна вважати, що
  .

  Імпульсні вольтметри

  Імпульсні V призначені для вимірювання амплітуд періодичних імпульсів сигналів з великою шпаруватістю та амплітуд одиночних імпульсів.

  Трудність виміру полягає у різноманітті форм імпульсів та широкому діапазоні зміни часових характеристик.

  Все це не завжди відоме оператору.

  Вимірювання одиночних імпульсів створює додаткові труднощі, так як не вдається накопичити інформацію про вимірювану величину багаторазовим впливом сигналу.

  Імпульсні V будуються за наведеною схемою. Тут ПАІ - перетворювач амплітуди та імпульсу в напругу. Це найважливіший блок. Він у ряді випадків забезпечує як зазначене перетворення і запам'ятовування перетвореного значення протягом часу відліку.

  Найчастіше в ПАІ використовуються діодно-конденсаторні пікові детектори. Особливість цих детекторів у тому, що тривалість імпульсів τ Uможе бути мала, а шпаруватість - велика. В результаті за τ U"С" повністю не зарядиться, а за "Т" – значно розрядиться.