Цифровые преобразователи вольтметров
На сегодняшний день существует множество различных типов преобразователей, которые устанавливаются в вольтметры. Наиболее распространенными считаются времяимпульсные модели. Дополнительно существуют кодоимпульсные преобразователи.
Отличительной их особенностью от прочих устройств является возможность заниматься поразрядным уравновешиванием. В это время частотно-импульсные модели такой привилегии лишены. Однако с их помощью можно проводить пространственное кодирование, а это в некоторых исследованиях может быть крайне важным. Особенно это касается замеров напряжения в закрытых цепях электричества.
Микросхема СА3162Е для цифровых вольтметра и амперметра
Поэтому прибор реально работает в интервале Главное условие, соблюдение полярности.
Измерение постоянного тока Чтобы в электрической цепи измерить ток , необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. Какие цифровые вольтметры самые надежные Рынок электротехнического оборудования переполнен производителями, которые предоставляют большое разнообразие выбора.
Оценка статьи: 3 оценок, среднее: 5,00 из 5 Загрузка Шунт Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.
Питание прибора должно находиться в рамках 4, В. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем.
По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.
Прямой эфир
Питается амперметр стабильным симметричным напряжением. Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока настольный мультиметр. Например, вот эта схема тоже использует данный принцип. Черный с минусом.
Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но даже если были замечены неточности в его работе, их можно исправить при помощи двух настроечных резисторов на задней панели устройства. Сегодня наша статья посвящена самым популярным вольтамперметрам и их схемам подключения. Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения.
Они подключаются к питающему контакту. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А Также, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный прибор для измерения напряжения и тока настольный мультиметр. Подключение китайского ампервольтметра DSN-VC288 100V 10A
Как из вольтметра сделать амперметр схема
В предыдущей статье: «Выпрямитель для зарядки аккумулятора « для контроля зарядного тока применяется амперметр на 5 — 8 ампер. Амперметр довольно дефицитная вещь и не всегда подберешь его на такой ток. Попробуем изготовить амперметр своими руками.
Для этого потребуется стрелочный измерительный прибор магнитно-электрической системы на любой ток полного отклонения стрелки по шкале.
Необходимо посмотреть, чтоб у него не было внутреннего шунта или добавочного сопротивления для вольтметра. Измерительный стрелочный прибор имеет внутреннее сопротивление подвижной рамки и ток полного отклонения стрелки. Стрелочный прибор может использоваться как вольтметр (добавочное сопротивление включается последовательно с прибором) и как амперметр (добавочное сопротивление включается параллельно с прибором).
Схема для амперметра справа на рисунке.
Добавочное сопротивление — шунт рассчитывается по специальным формулам. Мы же изготовим его практическим путем, применив только калибровочный амперметр на ток до 5 — 8 ампер, или применив тестер, если он имеет такой предел измерения.
Соберем несложную схему из зарядного выпрямителя, образцового амперметра, провода для шунта и заряжаемого аккумулятора. Смотрите рисунок.
В качестве шунта можно использовать толстый провод из стали или меди. Лучше всего и проще, взять тот же провод, каким наматывалась вторичная обмотка, или чуть-чуть потолще.
Необходимо взять отрезок медного или стального провода длиной около 80 сантиметров, снять с него изоляцию. На двух концах отрезка сделать колечки для болтового крепления. Включить этот отрезок последовательно в цепь с образцовым амперметром.
Один конец от нашего стрелочного прибора припаять к концу шунта, а другим проводить по проводу шунта. Включить питание, установить регулятором или тумблерами ток заряда по контрольному амперметру — 5 ампер. Начиная от места пайки, другим концом от стрелочного прибора проводить по проводу. Установить одинаковые показания обоих амперметров. В зависимости от сопротивления рамки вашего стрелочного прибора, разные стрелочные приборы будут иметь разную длину провода шунта, иногда до одного метра. Это конечно не всегда удобно, но если у вас будет свободное место в корпусе, можно аккуратно разместить.
Разновидности
Существует несколько типов и конструкций амперметров на основе цифровых устройств, которые предназначены для разных целей и обладают соответствующими различными возможностями. Амперметры различаются по конструкции – например, в щитовом исполнении и устанавливаемые на DIN-рейку. Также они бывают адаптированы для работы в разных сетях.
Амперметры постоянного тока могут быть использованы, например, для контроля уровня силы тока в бортовой сети автомобиля и в других подобных сетях. Такие устройства обычно предназначены для определения силы тока в цепи с одной фазой, тогда как амперметры для промышленных сетей часто бывают трёхфазными.
Для определения и отображения на экране величины силы тока в трёхфазной сети обычно используются щитовые амперметры или более компактные и удобные модульные приборы, которые монтируются на DIN-рейку (специальный металлический профиль, предназначенный для крепления на нём таких устройств, как автоматический предохранитель или устройство защитного отключения).
В их конструкции может предусматриваться включение в цепь посредством трансформатора, если сила тока в сети достаточно большая.
Сборка простого вольтметра
В домашних условиях можно изготовить простой вольтметр своими руками. Однако необходимо понимать, что точность и чувствительность такого устройства будет ограничена.
Миниатюрный аппарат можно задействоваться в бытовых целях в сочетании с амперметром. Простейший измерительный прибор можно собрать из нескольких компонентов.
Потребуются:
- стрелочная измерительная головка;
- комплект резисторов.
Необходимо учитывать, что номинал резисторов может отличаться.
От этого показателя напрямую зависит входное сопротивление. Поэтому необходимо подбирать резисторы с учетом того, для каких целей будет использоваться прибор. Для цепей со слабым напряжением подойдет простой вольтметр с 1 резистором. Однако, если требуется замер проводки или других сетей, в которых напряжение исчисляется десятками или сотнями вольт, то потребуется минимум 4 резистора, как на схеме. Подключать устройство необходимо параллельно нагрузке. Последовательное подключение не рекомендуется, так как может привести к выходу прибора из строя.
Цифровые преобразователи вольтметров
На сегодняшний день существует множество различных типов преобразователей, которые устанавливаются в вольтметры. Наиболее распространенными считаются времяимпульсные модели. Дополнительно существуют кодоимпульсные преобразователи.
Отличительной их особенностью от прочих устройств является возможность заниматься поразрядным уравновешиванием. В это время частотно-импульсные модели такой привилегии лишены. Однако с их помощью можно проводить пространственное кодирование, а это в некоторых исследованиях может быть крайне важным. Особенно это касается замеров напряжения в закрытых цепях электричества.
Вольтметр автомобильный на микросхеме LM3914
Это схема автомобильного вольтметра предназначена для контроля напряжения бортовой сети автомобиля в пределах от 10,5В до 15В. В качестве индикатор используются 10 светодиодов.
Основа схемы – интегральная микросхема LM3914. Данная микросхема способна оценить входное напряжение и вывести результат на 10 светодиодов в режиме точка или столбик. Микросхема LM3914 способна работать в широком диапазоне питания (3В…25В). Яркость свечения светодиодов можно выставить при помощи внешнего переменного резистора. Выходы микросхемы совместимы с ТТЛ и КМОП логикой.
Десять светодиодов VD1-VD10 отображают текущее значение напряжения аккумулятора или напряжение бортовой сети автомобиля в режиме точки (вывод 9 не подключен или подключен на минус) или столбика (вывод 9 подключен на плюс питания).
Резистор R4 подключенный между контактами 6,7 и минусом питания задает яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный резистор R1 образует делитель напряжения. При помощи переменного резистора R1 производится настройка верхнего уровня напряжения, а при помощи R3 нижнего.
Как уже было сказано ранее, данный автомобильный вольтметр обеспечивает индикацию от 10,5 до 15 вольт. Калибровка схемы выполняется следующим образом. Подайте на вход схемы вольтметра напряжение 15 вольт от блока питания. Затем изменяя сопротивление резистора R1, необходимо добиться, чтобы зажегся светодиод VD10 (в режиме точка) или все светодиоды VD…VD10 (в режиме столбик).
Затем на вход подайте 10,5 вольт и переменным резистором R3 добейтесь, чтобы горел только светодиод VD1. Теперь увеличивая напряжение с шагом 0,5 вольта, светодиоды один за другим будут загораться, и при напряжении 15 вольт будут гореть все светодиоды. Переключатель SA1 предназначен для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом переключателе SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.
Как соорудить самодельный вольтметр для машины?
Как своими руками соорудить девайс на светодиодах? Подробное руководство по разработке и подключению этого устройства представлено ниже, для начала рекомендуем узнать описание схемы.
Схема
Для изготовления девайса в соответствии со схемой вы должны как минимум обладать навыками и опытом в сооружении подобных устройств. В противном случае добиться желаемого результата будет непросто. Как вариант, всегда можно приобрести готовый вольтметр в магазине с электроникой для машин. Вы можете ознакомиться с примером разработки девайса на pic16f676 со схемой, в которой предел измерения составляет 50 вольт, этого параметра будет достаточно.
На двух резисторных элементах с маркировкой R1 и R2 устанавливается делитель напряжения, а предназначение резистора R3 заключается в калибровке устройства. Конденсаторный элемент С1 применяется для того, чтобы защитить устройство от импульсных помех, с помощью этого конденсатора также сглаживается входной сигнал. В схеме на pic имеется также устройство VD1, представляющее собой стабилитрон, который используется для того, чтобы ограничить параметр входного напряжения, в частности, речь идет о входе контроллера. Этот элемент очень важен, поскольку без него вход МК может попросту перегореть при скачках напряжения в бортовой сети.
Инвертирующее устройство вольтмера собирается на резисторных элементах R11, R12 и R13, также для нормальной работы инвертора потребуется транзистор VT1. Инвертор используется для зажигания точки на индикаторе устройства. К выходу МК нужно подсоединить индикатор с анодом, при этом желательно, чтобы последний имел низкое потребление тока (автор видео — канал By гараж #229).
https://youtube.com/watch?v=Dtda2HfkEYk
Особенности подключения
Прежде чем заняться подключением устройства на контроллере к бортовой сети автомобиля, нужно понять, где будет располагаться место монтажа девайса в салоне. Выберите любое удобное место, чтобы при необходимости вы всегда могли взглянуть на дисплей вольтметра и определить напряжение в сети.
Ниже рассмотрим пример монтажа в торпеду автомобиля ВАЗ 2113 с подсоединением, сам процесс монтажа выглядит следующим образом:
- Итак, сначала вам нужно снять пластмассовую накладку, установленную с правой стороны от контрольного щитка, в частности, она находится над автомагнитолой. Накладка фиксируется при помощи пластмассовых креплений, так что при снятии следует быть максимально аккуратным. Если вы повредите крепления, то придется ставить новые.
- Затем, с помощью электрического лобзика нужно будет проделать отверстие на заглушке. Размеры отверстия должны соответствовать габаритам дисплея прибора. Будьте осторожны, поскольку надо, чтобы девайс оптимально подошел под сделанное отверстие.
- Монтаж прибора производится на задней стороне пластмассовой накладки, сначала устройство необходимо закрепить в посадочном месте, используя канцелярские резинки. Так надо сделать только вначале, поскольку разумеется, все время так ездить вы не сможете. Когда вольтметр будет зафиксирован, на тыльной стороне все образовавшееся пространство нужно будет залить при помощи сантехнического герметика. Вам надо добиться того, чтобы плата была надежно зафиксирована в месте посадки. После того, как герметик высохнет и вольтметр будет держаться, резинки можно убрать.
- Для подключения девайса к электрической сети транспортного средства можно воспользоваться выходом от компьютерного блока питания. Подойдет этот разъем или нет, зависит от вашего девайса, поэтому если штекер не подходит, то придется паять устройство. После того, как подключение будет завершено, пластиковую заглушку на место. Вокруг экрана устройства можно поставить рамку, с помощью которой улучшится вид дисплея. Вам необходимо добиться, чтобы вольтметр не отвлекал вас при движении, так что если яркость дисплея слишком высокая, ее нужно будет снизить. Как вариант, можно затемнить дисплей обычным женским лаком или установить на экран кусок тонировочной пленки.
- Питание вольметра можно взять от аккумуляторной батареи или замка зажигания. В случае с АКБ он будет работать всегда, а во втором — только после включения зажигания. Следует отметить, что второй вариант является более оптимальным, поскольку вы сможете следить за показателями напряжения, при этом не разряжая аккумулятор.
Устройство Lovat
Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2.2 мк
Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно
Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.
Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом
Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.
Подводные камни покупки
Китайская аппаратура имеет ряд недостатков, которые могут стать причиной неточных показаний или выхода прибора из строя. Чтобы предупредить возможные неприятности, обусловленные подводными камнями, актуальными для техники из страны Поднебесья, следует внимательно изучить ее параметры перед покупкой, а в случае возникновения вопросов, связаться с продавцом и уточнить их, у них же можно запросить список хит товаров из Китая.
Схема вольтамперметра из Китая практически одинакова для всех моделей аппаратуры, однако у каждой из них разное время отклика, идентифицируемое обновлением цифрового индикатора. Чем меньше значение показателя, тем оперативнее реагирует прибор на различные изменения, и тем быстрее будут меняться цифры на индикаторе. Стоит отметить, что приобретя аппарат с большими показателями времени отклика, сложно будет точно настроить выходное напряжение.
Еще одним минусом прибора являются монтажные отверстия для крепления на некоторых моделях. Фиксаторы в них могут не пружинить внутрь прибора из-за того, что упираются в расположенный во внутренней части цифровой индикатор, в результате чего придется расширять отверстие по горизонтали. Вольтамперметр из Китая, схема подключения которого может быть произведена различным способом, часто запитывается от отдельного блока, состоящего из диодного моста и электролитического конденсатора, подключенного к отводу основной обмотке трансформатора, используемого для питания основной схемы блока.
Подключение ампервольтметра из Китая к зарядному устройству сопровождается увеличением напряжения на конденсатор, в результате чего он может выйти быстро из строя. Поэтому при выборе прибора следует ориентироваться, чтобы его измерительная и питательная часть были запитаны раздельно.
Технические характеристики
Согласно документации, на схемах сети вольтметры принято обозначение окружностью с вписанной латинской буквой «V». На русских смехах он может заменяться на русскую букву «В». Более того, первая цифра после буквы в маркировке отображает тип устройства и специфику его использования. Например, В2 — вольтметр для постоянного тока, В3 — для переменного, В4 — для импульсного и т.д.
Аппарат В3-38 для использования в сетях переменного тока
Оценка характеристик прибора включает в себя следующие компоненты:
- Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен изменить аппарат. Современные устройства обладают диапазоном от милливольт до киловольт. Промышленные аналоги же способны измерять как меньшие, так и большие напряжения;
- Точность измерений. Далеко не каждый домашний тестер отличается повышенной точностью измерений. Как уже было сказано, это зависит от его внутреннего сопротивления. Новые вольтметры при сравнительно небольших размерах обладают маленькими погрешностями измерений;
- Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к тем или иным сигналам с разными частотами, регистрируемых в сети;
- Температура и другие факторы. Эти параметры определяют показатели, при которых аппарат обладает минимальной погрешностью измерений, доступной для него;
- Собственно само внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше этот параметр, тем вольтметр более точен.
Цифровые устройства практически полностью вытеснили аналоговые
Важно! Технические характеристики аналоговых приборов сильно зависят от чувствительности магнитоэлектрического прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокосопротивительные резисторы можно использовать
Классификация вольтметров
Для измерения синусоидального напряжения с частотой близкой к 50 Герцам используется вольтметр переменного тока. Наиболее часто в аналоговых приборах встречается электромагнитная система. Она имеет нелинейную шкалу, что усложняет снятие показаний.
Селективные вольтметры рассчитаны на измерение среднеквадратического значения отдельной гармонической составляющей напряжения. В его основе лежит электронный вольтметр, рассчитанный на работу с постоянным током. По принципу действия прибор похож на супергетеродинный радиоприемник.
Фазочувствительные вольтметры называются вектрометрами. Они применяются для измерения комплексных напряжений. Одной из популярных сфер их применения является векторное управление асинхронными двигателями с помощью преобразователей частоты. Одна шкала вольтметра показывает действительную составляющую напряжения, а вторая отображает мнимую. Опорное напряжение, необходимое для работы аппарата, может генерироваться как самим прибором, так и с помощью внешнего источника. Благодаря данному устройству можно легко получить амплитудно-фазовую характеристику, позволяющую контролировать правильность работы ключей полупроводниковых четырехполюсников.
Прибор для измерения нескольких пределов
Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:
На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:
- От 0 вольт до единицы.
- От 0 вольт до 10В.
- От 0 В до 100 вольт.
- От 0 до 1000 В.
Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:
R=(Uп/Iи)-Rп, где
- Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
- Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
- Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.
Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:
- для первого предела – 1,5 кОм;
- для второго – 19,5 кОм;
- для третьего – 199,5;
- для четвертого – 1999,5.
А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.
Кодоимпульсные вольтметры
Кодоимплульсный цифровой вольтметр переменного тока работает по принципу поразрядного уравновешивания. При этом к данным устройствам применим метод компенсационного измерения напряжения. Процесс расчета в свою очередь осуществляется при помощи прецизионного делителя. Дополнительно рассчитывается опорное напряжение в электрической цепи.
В целом, компенсированный ток имеет несколько уровней. Согласно квантовой теории, исчисления производят в двоично-десятичной системе. Если использовать двухразрядный цифровой вольтметр для автомобиля, то напряжение распознается до 100 В. Весь процесс при этом осуществляется по командам. Особого внимания в работе заслуживает сравнение напряжений. Основано оно на принципе управляющих импульсов, а происходят они в системе через определенные интервалы времени. При этом есть возможность проводить переключение сопротивления одного делителя.
В результате на выходе происходит изменение предельной частоты. Одновременно есть возможность подключать отдельное устройство для сравнения показателей. Главное, не забывать учитывать размер делителя в звене. При этом сигнал устройства может не поступать. В итоге данные можно сравнить по положениям ключей. По сути, они являются кодом, который считывается вольтметром.
Устройство фазочувствительных модификаций
Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В. Параметр допустимой ошибки у моделей колеблется в районе 0.2%. Счетчики в устройствах применяются только двухразрядного типа. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Повышенной влажности амперметры данного типа не боятся. У некоторых модификаций имеются усилители. Если заниматься сборкой устройства, то потребуются коммутируемые резисторы. Источником стабильного тока может выступать обычная литий-ионная батарейка. Диод в данном случае не нужен.
Перед установкой микроконтроллера важно припаять фильтр. Преобразователь для литий-ионной потребуется переменного типа
Показатель чувствительности у него находится на уровне 4.5 мк. При резком падении напряжения в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в данном случае зависит от пропускной способности компаратора. Минимальное давление приборов данного типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.
Что такое мультиметр?
Мультиметр — это универсальное комбинированное измерительное устройство, которое объединяет функции нескольких измерительных устройств, то есть измеряет практически все показатели цепи. Самый маленький набор функций мультиметра — это измеритель напряжения, силы заряда и сопротивления. Однако современные производители не останавливаются на достигнутом, а вместо этого добавляют ряд функций, таких как емкостное измерение конденсаторов, частоты тока, проверку диодов (измерение падения напряжения на pn-переходе), звуковых датчиков, измерений температуры и измерения определенных параметров транзистора, встроенный генератор низких частот и многое другое.
Мультиметр может быть:
- Аналоговый. В этом типе приборов присутствует индикатор, который имеет несколько шкал (по одной на каждый вид измерения). Аналоговые тестеры имеют ряд недостатков, в первую очередь — это большие ошибки и погрешности в измерении. В конструкцию многих моделей включен специальный подстраиваемый резистор, который при правильной настройке несколько улучшает работу прибора, повышая точность выдаваемых результатов. Но все же сейчас большее распространение получили цифровые модели.
- Цифровой. Единственная внешняя разница между цифровым устройством и аналоговым устройством — это экран, который численно представляет измеренные параметры. Старые модели оснащены дисплеем из светодиодов, более новые варианты оснащены жидкокристаллическим экраном. Недостатком этих устройств является то, что они имеют высокую стоимость: их цена в несколько раз превышает стоимость аналогового тестера.
↑ Итого
И в заключении еще несколько фото вольтметра.
Заводское состояние
С выпаяным индикатором, вид спереди
С выпаяным индикатором, вид сзади
Индикатор тонирован автомобильной тонировочной пленкой (20%) для уменьшения яркости и улучшения видимости индикатора на свету. Очень рекомендую его затонировать. Обрезков тонировочной пленки вам с удовольствием дадут бесплатно в любом автосервисе, занимающемся тонировкой.
Также в Интернете встречаются иные модификации этого модуля, но суть переделок от этого не меняется — если Вам попался не такой модуль, просто скорректируйте схему по плате, выпаяв индикатор или прозвонив цепи тестером и вперед!
Enjoy!
