Мультиметр на базе микрокалькулятора

Рубрика:  Электротехника и электроника  Автор  admin

Мультиметр на базе микрокалькулятора. Инструмент для математических вычислений — микрокалькулятор (МК) во взаимодействии с несложной приставкой становится универсальным электроизмерительным прибором. Сам МК требует несущественной доработки, не изменяющей его внешний вид и не влияющей на работоспособность. Для этого вскрывают калькулятор и параллельно клавише <=> подпаивают геркон, который приклеивают внутри корпуса.
Приставка, позволяющая с помощью МК БЗ-14 измерять силу тока, напряжение, сопротивление, размещается в футляре размером 190x100x25 мм. На верхней его стороне укрепляют калькулятор, переменные резисторы, гнезда и зажимы, тумблер и кнопку. Внутри корпуса размещают монтажную плату и источник питания (рис. 42).


Рис. 42

Отечественные калькуляторы обеспечивают качественную работу при частоте нажиманий клавиш, не превышающей 30 Гц. У различных марок она колеблется от 3 Гц (МК БЗ-21) до 30 Гц (МК БЗ-19М).
Калькулятор должен располагаться точно над катушкой I, чтобы от каждого электромагнитного импульса, посылаемого ей, полноценно срабатывал геркон.
Рассмотрим блок-схему мультиметра (рис. 43).


Рис. 43

Преобразователь «Напряжение — частота», представляющий генератор (I), вырабатывает определенное число импульсов в зависимости от величины сопротивления. Эти импульсы поступают на вход 1 логической схемы (ключа). На входе 1 возникают импульсы только в случае одновременного поступления сигнала на вход 2.
Этот сигнал может быть подан или со ждущего мультивибратора (II), или с тумблера SA1.2.
При нажатии кнопки «Измерение» ждущий мультивибратор в течение определенного времени подает отрицательное напряжение на вход 2. Производятся измерения, поскольку импульсы поступают на катушку L1 и геркон срабатывает. При измерении других величин напряжения или тока число импульсов, вырабатываемых генератором, будет зависеть от сопротивлений входных резисторов — делителей напряжения и тока.
Рассмотрим работу устройства в режиме «Секундомер». Включим тумблер SA1.1 — генератор будет вырабатывать импульсы, поступающие на вход 1. На вход 2 подается отрицательное напряжение через контакт SA1.2, и импульсы поступают на катушку L1, калькулятор считает время.
Преобразователь «Напряжение — частота» представляет собой генератор, выполненный на транзисторах
VTl, VT2 (рис. 44).


Рис. 44

Частота генератора зависит от емкости конденсатора С1 и суммарного сопротивления резисторов R2, R15 — R19. Резистор R2 подобран таким образом, что при подаче напряжения 1 В на соответствующий вход авометра генератор вырабатывает частоту 10 Гц. Сопротивление цепочки резисторов R15 — R 19 имеет такую величину, что генератор вырабатывает импульсы с частотой 0,2 Гц (1 импульс за 5 с). При измерении напряжения до 1 В штекеры устанавливают в соответствующие гнезда прибора и подключают к исследуемой цепи. На микрокалькуляторе набирают значение 0,02 (точность или шаг измерений). Нажимают кнопки «+» и «Измерение», положительное напряжение поступает на базу транзистора VT6, мультивибратор перейдет в другое устойчивое состояние и будет оставаться в нем, пока не произойдет полный разряд конденсатора С2. Время этого разряда выбрано в размере 5 с. В течение его отрицательное напряжение с мультивибратора поступает на вход ключа, то есть на базу транзистора VT4; импульсы, вырабатываемые генератором-преобразователем, подаются на транзистор VT3, ключ открывается, и импульсы приходят на катушку L1. Преобразователь «Напряжение — частота» вырабатывает за 5 с не более 50 импульсов, поскольку 10 • 5=50, где 10 Гц — предельная частота генератора, а 5 — число секунд (время измерения). Геркон срабатывает, микрокалькулятор считает импульсы, то есть каждый импульс увеличивает показания прибора на шаг (в данном случае на 0,02).
Перед измерениями следует произвести регулировку переменным резистором R1. Не подавая на входы аво-метра исследуемый сигнал, наберем на микрокалькуляторе число 0,2, нажмем кнопки «+» и «Измерение» (тумблер должен находиться в положении «Авометр»). Показание микрокалькулятора за 5 с должно увеличиться более чем в два раза, то есть быть 0,4 (за 5 с поступил один импульс). Если показание микрокалькулятора значительно больше, следует подстроить генератор переменным резистором R1.
При измерении напряжения до 10 В используем соответствующее гнездо для подключения прибора к исследуемой цепи. На микрокалькуляторе набираем число, указанное в скобках. Для измерения переменного напряжения в приборе предусмотрен отдельный вход «~».
Рассмотрим работу прибора в качестве омметра. Подключим исследуемый резистор. Преобразователь «Напряжение — частота» будет вырабатывать импульсы строго определенной частоты. Они поступают на ключ, выполненный на транзисторах VT3, VT4, а затем приходят на катушку L1, если транзистор VT4 открыт отрицательным напряжением, подаваемым со ждущего мультивибратора на транзисторах VT5, VT6.
Теперь ознакомимся с работой прибора в качестве секундомера. Тумблер SA1 установим в положение «Секундомер». Тогда, переведя ручку переменного резистора R3 на соответствующую отметку (0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1 с), производим отсчет времени с выбранным интервалом. Генератор на транзисторах VT1, VT2 вырабатывает импульсы с частотой, зависящей от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R3.
С помощью прибора можно также определять промежутки времени в автоматических режимах. Для этой цели служат клеммы «Датчик». Приставку переводят в режим «Секундомер», отрицательное напряжение через контакт датчика поступает на базу транзистора VT4, а импульсы с генератора подают на транзистор VT3. На микрокалькуляторе выбираем шаг (0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1с).
При измерении тока прибор подключают к соответствующим гнездам.
Используя приставки, которыми обычно снабжают авометры, можно непосредственно на микрокалькуляторе определить токи транзисторов, коэффициент их усиления и ряд других величин. В верхней части прибора сделано отверстие для подключения внешнего питания от выпрямителя 5 В, хотя сам прибор имеет автономное питание. Приставка собрана на печатной плате размером 60x40 мм. Она изображена на рис. 45.


Рис. 45

Конденсатор С1 не должен быть оксидный. В качестве L1 можно использовать катушку электромагнита от вы-сокоомных телефонов, удалив металлический сердечник. Настраивают приставку с помощью секундомера и промышленного авометра, сначала градуируют шкалу секундомера, затем добиваются четкой работы мультивибратора.

Tags: , ,

Оставить комментарий

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.