Цифровой милливольтметр постоянного тока – Цифровой амперметр-милливольтметр постоянного тока с программируемым рабочим диапазоном. Модель А85 dc

Содержание

Цифровой вольтметр постоянного тока | Практическая электроника

Раньше все схемы приходилось собирать своими ручками. Мы собирали крякалки, пищалки, моргалки, не говоря уже  о различных блоках питания и тд. Зачастую схема занимала весь тетрадный лист с кривыми обозначениями радиоэлементов. Собрать вручную точный вольтметр с индикацией на семисегментных индикаторах? Да такое в голову бы никому не пришло! Можно было, конечно, использовать микроконтроллер, но по тем временам о нем слышали только краем уха. Это было что-то из области фантастики).

Как только стали появляться первые дешевые мультиметры, кто-то покупал ДэТэшку и уже использовал ее как вольтметр, тупо вмонтировав в корпус своего электронного девайса. Чаще всего это был блок питания. По тем временам тогда почти все использовали аналоговый вольтметр. Да и сейчас он не теряет своей актуальности.

Но зачем рвать свои нижние полушария, если можно с самого сердца мировой экономики заказать вольтметр, который питается от напряжения, которое сам же и замеряет). Выглядит он так:

Пишут, что диапазон измерения от 2,5 и до 30 Вольт. Так ли это? Давайте проверим. Для этого подаем напряжение с лабораторного блока питания на наш вольтметр.

Когда я выставил 2,5 Вольта, он у меня сбросил показания. Но как только добавил десятую часть Вольта, он мне нормально выдал результат, что можно увидеть на фото выше.

Так как мой блок питания рассчитан на напряжение до 30 Вольт, выкручиваю на нем все крутилки регулировки напряжения до упора и подаю на Вольтметр

На  моем блоке питания максимальное напряжение высветилось 29,7 Вольт. На вольтметре высветилось тоже 29,7 Вольт! Меряет прекрасно!

Не верите? Выставляю на блоке питания 10 Вольт

Смотрим на Вольтметр

Ровно 10 Вольт! Красота)

На Али я также брал самые дешевые вольтметры, и они тоже работали ничуть не хуже

Можете посмотреть их по этой ссылке.

www.ruselectronic.com

95 фото разновидностей аналоговых и цифровых приборов

Цифровой вольтметр является незаменимым прибором для поддержания технического состояния электрических приборов. Он позволяет выявить любые скачки напряжения, тем самым предотвращая преждевременную поломку устройства.

Перед тем как провести исследование, необходимо соблюдать правильную схему подключения вольтметра. Для этого рекомендуется провести пробное тестирование данной установки на обычной щелочной батарее. Здесь отображается её техническое состояние и способность питания любого устройства.

При положительном значении происходит движение стрелки в одну из сторон полюса.


Краткое содержимое статьи:

Правильная настройка прибора

Перед тем как приступить к исследованию состояния электрического прибора, необходимо произвести правильную настройку оборудования. Многие приборы являются мультиметрами. Они показывают несколько параметров электрического и постоянного тока

Электронные вольтметры оснащены дисплеем и переключателем напряжения. Помимо этого на поверхности прибора имеется небольшой дисплей, который отображает точные измерения. Для исследования технического состояния, необходимо соблюдать следующую очередность действий:

Для измерения переменного тока на приборе устанавливают переключатель в положение V или AV. Все бытовые электросети обладают переменным током.

Чтобы проверить постоянное электрическое напряжение, необходимо переключить рукоятку на положение V, V-, DCV. Практически все батарейки оснащены постоянным током;

Далее выбирают необходимый диапазон измерения. Цифровые вольтметры, как правило, обладают высокой чувствительностью по отношению к скачкам напряжения. Это помогает своевременно выявить поломку электрического прибора.

В некоторых моделях, невозможно установить соответствующий диапазон. Это свидетельствует об автоматическом регулировании нужного уровня электроэнергии.

После чего специальные щупы устанавливают в соответствии с указанной полярностью.  Неправильная установка приводит к отсутствию движения стрелки или циферблата.


Процесс измерения электрического напряжения

При работе с электроприборами, необходимо соблюдать особую аккуратность. Любое резкое движение может привести к короткому замыканию. Что учитывать в ходе рабочего процесса? Техника безопасности включается в себя несколько простых правил:

Правильная фиксация щупов. В момент изучения напряжения, необходимо безопасно держать измерительные части. Не стоит соприкасать их между собой. Не рекомендуется прикасаться к щупам при подключении вольтметра к электронной схеме.Это может спровоцировать короткое замыкание.

Черный щуп устанавливают к одной из частей проводника постоянного тока. Правильно измерить перепады напряжения можно в параллельном положении измерителей.

Красным щупом производят касательное движение. Если в устройстве присутствует максимальное напряжение, то на приборе появятся его точные значения.

На приборе устанавливают максимальный измерительный диапазон. Если на электросхеме имеются какие-либо неполадки, то отмечают активное движение стрелки в сторону высокой отметки.

Когда исследование подошло к концу, переходят к его расшифровке.

Разновидности цифрового вольтметра

Все модели делятся на несколько разновидностей, которые отличаются между собой по их функциональному использованию.  По измерению напряжения эти приборы различаются на:

  • цифровой вольтметр для измерения постоянного тока;
  • цифровой вольтметр для изучения переменного электрического тока.


Для самостоятельного использования оптимальным выбором будут универсальные модели. Технические характеристики вольтметра предназначены для измерения напряжения в электронных схемах различного рода устройств.

По количеству фазовых измерения они подразделяются:

  • трехфазный;
  • однофазный.

Первая разновидность подходит для правильного подключения частного дома к трехфазному кабелю. Здесь важно учитывать полярность трёхжильного провода.

Как выбрать вольтметр

Перед тем как осуществить покупку данного устройства, необходимо определиться с областью его применения.

Если прибор будет предназначен для домашнего использования, то оптимальным вариантом будет цифровой вольтметр, который устанавливают в электрический щиток. Это устройство помогает регулировать скачки электрического тока, тем самым предотвращая короткое замыкание.

Для контроля автомобильного напряжения постоянного тока, подойдут специальные приборы, которые можно подсоединить к прикуривателю. Здесь можно регулировать постоянный и переменный ток в зависимости от технического состояния автомобиля. На фото вольтметра изображена модель с цифровым механизмом.

Фото вольтметра

Инструменты из раздела:

zdesinstrument.ru

Простой цифровой милливольтметр постоянного тока


Простой цифровой вольтметр постоянного тока. Три диапазона измерений с автоматическим переключением 1 – 0,001 – 0,999 V, 2 – 0,01-9,99 V, 3 – 0,1-99,9. Четыре управляемых выхода с возможностью задания функции контроля и времени реакции на событие. Программная калибровка. Функция амперметра, возможность использования для преобразования напряжения шунта для индикации тока.  Устройство выполнено на универсальной плате ch-4000.


Rotator powered by EasyRotator for WordPress, a free and easy jQuery slider builder from DWUser.com. Please enable JavaScript to view.


 Функциональная схема вольтметра.

АЦП – выполняет измерение напряжения и передает данные в модуль контроля. Модули контроля позволяют выполнять контроль напряжения по 4 функциям. 1-контроль наличия напряжения в заданных пределах, если напряжение находиться внутри диапазона заданных напряжений реле замкнуто. 2 – контроль выхода напряжение за установленные границы. Если напряжение выше или ниже заданных параметров – реле замкнуто. 3 – реле замкнуто если напряжение ниже минимального уровня и отключено если выше максимального. 4-реле замкнуто если напряжение выше максимального уровня и разомкнуто если напряжение ниже минимального уровня.


Схема вольтметра. 

Это конфигурации платы для функции аналогового входа. Это вариант для простого вольтметра с одним диапазоном от 0,01 до 10.00 вольт, если R1=180 k, R3=20k (1/10). Если удалить R3, будет диапазон от 0,001 до 1,000 вольта. Если R1=180 k, а R3=1,8 k, это будет 1/100 диапазон от 0,1 до 100,0 вольт.

Но плата позволяет сделать 2 автоматических диапазона, ну а если и еще извратиться (бросить проводок), то трех диапазонный. проблема только в том, что логический ноль на выходе контроллера не совсем ноль, это уровень порядка до 20 милливольт, но это терпимо, для диапазон измерения до 10 и 100 вольт. Эти вносимые погрешности можно программно скомпенсировать.


Монтажная схема платы.

Оставлены только используемые компоненты. Расположение элементов на верней стороне платы.

Расположение элементов на нижней стороне платы.


 Перечень элементов необходимых для сборки.  

Наименование Типоразмер Тип (замена) Количество Примечание 
МикроконтроллерSSOPPIC16F18291PIC1
СтабилизаторSO-878L051ST1
КлючиSO-14ULN2003D1U1
ИндикаторSR410561N/321LD1
ДиодSM40071D1
Резистор120601R4
Резистор1206221R5
Резистор08056808R7,R8,R9,R24,
R25,R26,R27,R28
Резистор08051K4R30,R31,R32,R33
Резистор080510K1R12
Резистор0805180K1R1
Резистор08051.8K1R13
CHIP BEADS0805LCBB-6011R11
Резистор060301R37,R39
Конденсатор08050.1x50v3C4,C7,C5
Тактовая кнопкаSMDTACT 6×6-15.04PB1-PB4
Конденсатор керамический120610,0х25v1C8
Конденсатор электролитический220,0х25v1C3
Конденсатор электролитический100,0х16v1 C6
СтабилитронSOT23BZX84-C5V11Z1
СтабилитронSOT23BZX84-C301Z6

Проблема простоты и точности.

Первая простота заключена в самом микроконтроллере. в нем встроен источник опорного напряжения, который позволяет нам получить опорное напряжение 1024 милливольта. Т.е. мы сразу имеем точный отсчет. Это даст без преобразования измерять, просто подавая на вход контролера напряжения от 0,001 до 1,000 вольта.

Простота конструкции не дает возможности сделать высокую точность измерения. Дело в том, что на уровне 1 милливольта всегда присутствуют электронаводки от радио и электросети. Тем более в этом микроконтроллере нет отдельных цепей для аналоговой части, и здесь будет проблематично выполнить измерения в спящем режиме, так как динамическая индикация требует, чтобы контроллер был всегда в работе, ну и плюс цифровой шум, от самого контроллера будет мешать точности измерения. Но микроконтроллер и для того называется микроконтроллером, что здесь есть много вариантов для программной обработки данных.

Для удешевления конструкции мы используем в делители обычные резисторы с 5% допуском, это нам добавит нелинейности которую необходимо будет скорректировать программно, эта функция и функция коррекции нуля на уровнях 10 и 100, реализовано в режиме настройки.

Для реализации механизма устранения “блыманья” надо будет применить три метода, что-бы получить индикацию приемлемого вида.

Для борьбы с помехами мы применим три метода

  1. Вычисление среднего из N – измерений.
  2. Применение “накапливающего интегратора”.
  3. Поиск минимального сигнала в циклах “накапливающего интегратора”.

 Что дает каждый метод в отдельности.

1. Вычисление среднего их N – измерений. Позволяет выполнить несколько измерений и найти среднее значение, что естественно “сгладит” поверхностные пульсации вызванные электронаводками и цифровым шумом.

if(GO==0)
{
//——————————————
volt[ctetizm]=ADRESL; // чтение данных их АЦП
volt[ctetizm]+=ADRESH<<8; // ADC data read them
if(++ctetizm>IZMR)ctetizm=0;
GO=1; // запуск измерения/start of measurement
voltage=0;
for(a=0;a<IZMR;a++)
{
voltage+=volt[a];
}
voltage=voltage/IZMR;
<span><strong>if(voltage&lt;voltageMIN)voltageMIN=voltage;</strong></span>

if(GO==0)

{

//——————————————

volt[ctetizm]=ADRESL; // чтение данных их АЦП

volt[ctetizm]+=ADRESH&lt;&lt;8; // ADC data read them

if(++ctetizm&gt;IZMR)ctetizm=0;

catcatcat.d-lan.dp.ua

виды, схема, описание :: SYL.ru

Цифровой вольтметр является довольно востребованным прибором. Предназначен он исключительно для определения напряжения, которое имеется в электрической цепи. Подключение цифрового вольтметра может осуществляться двумя способами. В первом варианте он устанавливается параллельно цепи. Второй способ подразумевает подсоединение прибора непосредственно к источнику электроэнергии. Особенность цифровых вольтметров заключается в удобстве использования. Дополнительно они имеют довольно большой показатель внутреннего сопротивления. Это крайне важно, поскольку данный параметр влияет на точность устройства.

Какие типы бывают?

Все вольтметры можно разделить по виду измеряемой величины. Основными типами считаются устройства постоянного, а также переменного тока. Первый вид, в свою очередь, делится на выпрямительные, а также квадратичные приборы. Дополнительно существуют импульсные вольтметры. Отличительной их особенностью является измерение радиоимпульсных сигналов. При этом замеры напряжения они могут проводить как постоянного, так и переменного тока.

Схема цифрового вольтметра

Обычная схема цифрового вольтметра основана на дискретных величинах. Важную роль в ней играет входное устройство. При этом управляющий прибор взаимодействует с цифровым отсчетным блоком через десятичные числа. Особенность входного устройства заключается в высоком делителе напряжения. Если работа сводится к определению переменного тока, то оно работает как обычный преобразователь. При этом на выходе получается постоянный ток.

В это время центральный блок занимается аналоговым сигналом. В данной системе он представлен в виде цифрового кода. Процесс преобразования свойственен не только вольтметрам, но и мультиметрам. В некоторых моделях устройств применяется двоичный код. В таком случае процесс получения сигнала значительно упрощается, и преобразование происходит значительно быстрее. Старые модели вольтметров работали исключительно с десятичными числами. При этом проводилась регистрация измерительной величины. Дополнительно схема цифрового вольтметра имеет в себе центральный блок, который отвечает за все важные узлы прибора.

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.

Самодельные вольтметры

Вольтметр (цифровой) своими руками сделать можно. В первую очередь подбирают детектор, который предназначен для определения средневыпрямленного значения. При этом устанавливается он, как правило, рядом с преобразователем переменного тока. Минимум-напряжение детектором определяется от 100 МВ, однако некоторые модели способны распознавать силу тока до 1000 МВ. Дополнительно, для того чтобы сделать вольтметр (цифровой) своими руками, потребуется транзистор, который влияет на чувствительность устройства, а именно его порог. Связан он с уровнем квантовой амплитуды напряжения. Еще на чувствительность влияет дискретность прибора. Если напряжение составляет менее 100 МВ, то уровень сопротивления непременно растет и может составить, в конечном счете, 10 Ом.

Сопротивление электрической схемы

Сопротивление, которое образуется в системе, зависит от количества знаков в цепи. В данном случае следует понимать, что шкалы вольтметров могут сильно отличаться. Отношение измеряемой величины прямо пропорционально напряжению. Дополнительно нужно учитывать помехозащищенность, которая также влияет на сопротивление устройства. Тут следует отметить, что именно цифровой встраиваемый вольтметр отличается большими амплитудами.

В данном случае это оказывает большое влияние на возникновения помех в цепи. Наиболее частой причиной резкого скачка считают неправильную работу блока питания. При этом средняя частота устройства может нарушаться. Таким образом, на входе в цепи имелось, к примеру, 50 Гц, а на выходе получилось 10 Гц. Как результат, в соединительном проводе образуется сопротивление. Постепенно это приводит к утечке, а происходит это в месте, где находятся клеммы. В данном случае проблема может быть решена путем заземления этого участка. В итоге помехи переходят на входную цепь и частота в приборе стабилизируется.

Погрешности измерений

Погрешность измерений вольтметра напрямую связана с источником питания. При этом следует учитывать напряжение наводки на выходе. Чаще всего помехи общего вида изменяют параметры сопротивления. В результате данный показатель может значительно уменьшиться. На сегодняшний день имеется три проверенных способа борьбы с разного рода помехами в вольтметрах. Первый прием заключается в применении проводов экранированного типа. При этом вход электрической цепи очень важно изолировать от оборудования.

Второй способ заключается в наличие интегрирующего элемента. В результате период помехи можно значительно уменьшить. Наконец, последним приемом принято считать установку специальных фильтров на вольтметры. Основной их задачей является повышение сопротивления в электрической цепи. В результате амплитуда помехи на выходе после блока значительно уменьшается. Также следует отметить, что многие системы преобразователей способны значительно увеличить скорость измерений. Однако при повышении производительности снижается точность регистрации данных. В итоге такие преобразователи могут быть причиной больших помех в электрической цепи.

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.

Упрощенная схема кодоимпульсного вольтметра-амперметра

Цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока схематически можно представить в виде взаимодействующих элементов электрической цепи. Наиболее важным является входное устройство, которое играет роль источника опорного напряжения. Таким образом, прецизионный делитель связан с прибором сравнения.

В свою очередь, механизмы цифрового отсчета показывают сопротивление электрической цепи. Далее управляющие устройства способны напрямую взаимодействовать с входным прибором и проводить сравнения показателей напряжения сети. Наиболее просто процесс измерения можно представить в виде весов. При этом в системе часто бывают сбои. Связаны они по большей мере из-за неправильного сравнения.

Точность измерений

Точность измерений вольтметра-амперметра напрямую связана со стабильностью опорного напряжения. Дополнительно должен быть учтен порог прецизионного делителя во входном устройстве. Защита от помех в цепочке также берется во внимание. Для этого в самом начале электрической цепи имеется фильтр. В результате качество проведений лабораторных работ можно значительно улучшить.

Вольтметры с времяимпульсными типами преобразователей

Данные типы вольтметров используют специальные преобразователи, которые измеряют напряжение только в определенных интервалах времени. При этом учитываются импульсные колебания в электрической цепи. Дополнительно просчитывается средняя частота напряжения в системе. Для ее стабилизации, как правило, применяется дискретный сигнал, который посылается с выхода преобразователя.

При этом счетные импульсы способны значительно сократиться. На погрешность измерения вольтметров влияет множество факторов. В первую очередь это касается дискретизации сигнала. Также проблема может заключаться в нестабильности частоты. Связана она с порогом чувствительности электрической цепи. В результате сравнение напряжения устройством осуществляется нелинейно.

Простая схема вольтметра-амперметра с преобразователем

Цифровой вольтметр-амперметр с частотным преобразователем включает в обязательном порядке генератор, который следит за изменениями напряжения в электрической цепи. При этом измерение осуществляется поэтапно с интервалами. Генератор в электрической цепи используется линейного типа. Для сравнения полученных данных в устройстве имеется триггер. В свою очередь, для расчета частоты важно использовать счетчик, который принимает дискретный сигнал. Происходит это на выходе преобразователя вольтметра-амперметра. При этом учитывается величина предельного напряжения.

Непосредственно информация поступает на вход вольтметра-амперметра. На этом этапе осуществляется процесс сравнения, а когда возникает импульс, то система фиксирует нулевой уровень. Непосредственно сигнал в вольтметре-амперметре попадает на триггер, и в результате на выходе получается положительное напряжение. Возвращается импульс в исходное положение только после проведения устройством сравнения. При этом учитываются любые изменения предельной частоты, которые сформировались в данном промежутке времени. Также принимается во внимание коэффициент преобразования. Рассчитывается он исходя из показателя силы сигнала.

Дополнительно в формуле имеется счетный импульс, который появляется на выходе генератора. В результате напряжение может отображаться только при наличии определенных колебаний, которые возникают в электрической цепи. В конечном счете, сигнал должен дойти до выхода триггера и там считаться. При этом количество импульсов фиксируется в вольтметре-амперметре. Как результат, срабатывает индикатор, который оповещает о наличии напряжения.

Вольтметры двойного интегрирования

Цифровой вольтметр постоянного тока двойного интегрирования работает по принципу периодического повторения. При этом возврат исходного кода в цепи осуществляется автоматически. Работает данная система исключительно с постоянным током. При этом частота предварительно выпрямляется и подается на выходное устройство.

Погрешности дискретизации в вольтметрах не учитываются. Таким образом, могут возникнуть моменты несовпадений счетных импульсов. В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. Однако, как правило, погрешность не является критичной из-за работы преобразователя.

Особая проблема состоит именно в шумовой помехе. В результате она способна значительно искривить показатель напряжения. В конечном счете, это находит свое отображение в величине импульса, а именно его длительности. Таким образом, среди цифровых вольтметров данные типы не пользуются большой популярностью.

www.syl.ru

Цифровой вольтметр постоянного тока | PicoFarad.RU





Добавлен в &nbspИнструменты и приборы | 11.09.2016 

Раньше все схемы приходилось собирать своими ручками. Мы собирали крякалки, пищалки, моргалки, не говоря уже  о различных блоках питания и тд. Зачастую схема занимала весь тетрадный лист с кривыми обозначениями радиоэлементов. Собрать вручную точный вольтметр с индикацией на семисегментных индикаторах? Да такое в голову бы никому не пришло! Можно было, конечно, использовать микроконтроллер, но по тем временам о нем слышали только краем уха. Это было что-то из области фантастики).

 

 

Как только стали появляться первые дешевые мультиметры, кто-то покупал ДэТэшку и уже использовал ее как вольтметр, тупо вмонтировав в корпус своего электронного девайса. Чаще всего это был блок питания. По тем временам тогда почти все использовали аналоговый вольтметр. Да и сейчас он не теряет своей актуальности.

 

Но зачем рвать свои нижние полушария, если можно с самого сердца мировой экономики заказать вольтметр, который питается от напряжения, которое сам же и замеряет). Выглядит он так:

 

 

Пишут, что диапазон измерения от 2,5 и до 30 Вольт. Так ли это? Давайте проверим. Для этого подаем напряжение с лабораторного блока питания на наш вольтметр.

Когда я выставил 2,5 Вольта, он у меня сбросил показания. Но как только добавил десятую часть Вольта, он мне нормально выдал результат, что можно увидеть на фото выше.

 

 

Так как мой блок питания рассчитан на напряжение до 30 Вольт, выкручиваю на нем все крутилки регулировки напряжения до упора и подаю на Вольтметр

На  моем блоке питания максимальное напряжение высветилось 29,7 Вольт. На вольтметре высветилось тоже 29,7 Вольт! Меряет прекрасно!

 

 

Не верите? Выставляю на блоке питания 10 Вольт

 

 

Смотрим на Вольтметр

 

Ровно 10 Вольт! Красота)

 

На Али я также брал самые дешевые вольтметры, и они тоже работали ничуть не хуже. Можете посмотреть их по этой ссылке.

 

Вы все еще используете аналоговые вольтметры? Тогда мы идем к Вам! )

 

Назад
Источник

picofarad.ru

Цифровые вольтметры постоянного тока с комбинированным преобразованием

Комбинированные
цифровые вольтметры сочетают в себе
два метода преобразования частотно-импульсного
и поразрядного кодирования. Они
обеспечивают относительно высокую
точность измерения, необходимую скорость,
хорошее ослабление шумов, наводок,
накладываемых на входной измеряемый
сигнал.

Погрешность
измерения входного напряжения вольтметром
с комбинированным преобразователем
составляет 
0,01 %, при погрешности цифро-аналогового
преобразователя 
0,002 % и преобразователя напряжение-частота

0,3 %. Сложность преобразования снижает
быстродействие.

Цифровые вольтметров переменного тока

Цифровые
вольтметры переменного тока строят в
основном по принципу преобразования
переменного напряжения в постоянное
напряжение U=(U~),
которое затем измеряется вольтметром
постоянного тока; частоту следования
импульсов f
, измеряемую счетчиком импульсов,
f=(U~).

При
создании преобразователей переменного
тока в постоянный необходимо обеспечить
высокую степень линейности амплитудной
характеристики U=(U~)
при большом динамическом диапазоне,
постоянство характеристик в широком
диапазоне частот, малые пульсации
преобразованного напряжения и т.д.

Измерение
переменного напряжения связано с
необходимостью учета формы кривой
сигнала и схемы преобразователя. Выходное
напряжение может быть пропорционально
среднему или амплитудному значению
измеряемого напряжения (в зависимости
от схемы преобразователя). В то время
как информацию о значениях измеряемой
величины удобно выводить на устройство
цифрового отсчета в действующих значениях
синусоидального напряжения.

Наибольшее
распространение в универсальных цифровых
вольтметрах в режиме измерения переменного
напряжения (см. рис. 10) получили
двухполупериодные выпрямительные
преобразователи среднего значения с
фильтром и усилителем, охваченным
глубокой отрицательной обратной связью.

Большое
значение имеют методы измерения
среднеквадратичного значения переменного
тока, результаты измерения которых не
зависят от формы кривой измеряемого
напряжения. В этом отношении интерес
представляют цифровые вольтметры
среднеквадратичного значения с
автоматической обработкой результата
измерения ряда мгновенных значений
напряжений; принципом компанирования
переменного измеряемого напряжения с
известным опорным напряжением постоянного
тока: принцип компанирования переменного
измеряемого напряжением с опорным
переменным напряжением (равным опорному
напряжения постоянного тока), сформированным
из измеряемого. Использование
микропроцессоров позволяет расширить
их функции.

Погрешность
цифровых вольтметров переменного тока
значительно больше погрешности цифровых
вольтметров постоянного тока и зависит
от частотного диапазона (частотный
диапазон бывает чаще всего от десятков
герц до десятков килогерц, вне этих
пределов погрешность вольтметра
возрастает). Верхний предел частоты
измеряемого напряжения в цифровых
вольтметрах не превосходит 100 МГц.

Цифровой измеритель сопротивления и емкости

Цифровые
омметры строятся либо как цифровые
вольтметры постоянного тока с автоматически
перестраиваемой цепочкой образцовых
резисторов, последовательно с которыми
включается измеряемый резистор
R
x,
либо как автоматический мост постоянного
тока. Большим быстродействием обладают
цифровые измерители сопротивления и
емкости (электронно-счетные омметры
фарадометры), работающие на принципе
измерения интервала времени, равного
постоянной времени цепи разряда
конденсатора через резистор (рис. 11, а).
При измерении Rx
образцовым элементом является конденсатор
емкостью C0;
при измерении Cx
— резистор сопротивлением R0.
Перед началом измерения конденсатор
емкостью Cx
с помощью ключа S
подключается к источнику стабилизированного
напряжения Е
(положение 1) и полностью заряжается по
истечении некоторого времени. Момент
начала измерения t1
задается устройством управления. Оно
посылает импульс (рис.11, б), сбрасывающий
электронный счетчик и переводящий ключ
S
в
положение 2 — разряд. Разряд конденсатора
Cx
через резистор R0
происходит по экспоненциальному закону,
описываемому при
выражением:

,
(13)

где
=R0Cx
— постоянная времени цепи разряда ; е
= 2,718.

С
моментом t1
совпадает начало работы формирователя
строб-импульса, отпирающего временной
селектор, и на вход счетчика при этом
начинают поступать счетные импульсы
образцовой частоты. Момент t1
является началом измерения интервала
времени. Напряжение uc(t)
подается на один вход устройства
сравнения, на второй вход которого
подается постоянное напряжение UR
=
E
R
2/(R1+R2),
снимаемое с делителя R1

R2.
Сопротивления прецизионного делителя
выбирают таким образом, чтобы R2/(R1+R2)
= 1/e.
Тогда

UR=E/e. (14)

Через
интервал времени 
после начала разряда напряжение сделается
равным E/e,
т.е. uc=UR=E/e.
В момент времени t2
равенства напряжений UR=uc
устройство сравнения выдает импульс,
который прекращает работу формирователя
строб-импульса. Временной селектор
закроется. Счет импульсов за интервал
времени 
прекратиться. Счетчик подсчитает m
импульсов, следовавших с периодом T0
за время 
:

m
=

/
T
0
=

f0

Так
как, 
=
R
0Cx,
то при фиксированных значениях частоты
счетных импульсов f0
=1/T0
и R0

Cx
=
m /
(R0
f
0)
=
k
c
m

Для
удобства отсчета значений емкости
принимается kc
= 10n
Ф/имп, где n
= 1; 6; 12. Например, при R0
= 1 МОм и f0=
1 МГц, kc=10-12
Ф/имп, емкость Cx=m
и выражается в пикафарадах.

При
измерении сопротивления

Rx
=
m /
(C0
f
0)
= kR
m
.
(15)

Для
удобства отсчета значений сопротивлений
параметры f0
и C0
выбираются такими, чтобы kR=
10q
Ом/имп, где q
= 0; 1; 2; 3. Например, при C0
= 1000 пФ, f0
= 1 МГц, q
= 3, Rx
= m
и выражается в килоомах. При Rx
= 1 МОм количество импульсов m
будет равно 1000.

Для
уменьшения погрешности дискретности
(равной соответственно
или)
нужно увеличивать частоту следования
счетных импульсовf0
и постоянную времени цепи разряда
конденсатора (т.е. соответственно C0
или R0).

Достоинство
описанного метода — высокая точность
измерений и цифровой отсчет. Недостаток
— отсутствие возможности измерения
параметров линейных компонентов на
рабочей частоте.

studfiles.net

Цифровой амперметр/вольтметр/милливольтметр постоянного тока











 
Схема электрическая принципиальная

Расположение элементов на печатной плате

Пример построения регулируемого лабораторного БП с цифровой индикацией напряжения и тока из модулей: EK-3488, EK-2501 и EK-2576

Пример включения EK-3488Module в режиме амперметра / вольтметра.

EK-3488

Цифровой встраиваемый амперметр/вольтметр/милливольтметр постоянного тока

Технические характеристики:













Параметр

Значение

Напряжение питания

6В…20В (25В)

Потребляемый ток в любом из режимов

0,07A…0,08A

Режим А = диапазон измеряемых токов

0…9,99А

Режим А = дискретность измерения

0,01А

Режим А = погрешность измерения

2%

Режим B = диапазон измеряемых напряжений

0…999мВ

Режим B = дискретность измерения

1мВ

Режим B = погрешность измерения

2%

Режим C = диапазон измеряемых напряжений

0…9,99В

Режим C = дискретность измерения

10мВ

Режим C = погрешность измерения

2%

Перечень элементов:













Позиция

Номинал

Количество

HL1

MT-30361 (трехразрядный, семисегментный)

1шт

IC1

KIA7805

1шт

IC2

Attiny26L (запрограммированный)

1шт

C1, C2

100 x 25B

2шт

C3

0,33мкФ

1шт

R1, R2, R3

0,05 Ом

3шт

R4

15 Ком (подстроечный)

1шт

R5

75 КОм

1шт

J1, J2

Джампер + PLS2

2шт

Con1, Con2

Клемник

2шт

 

 

Печатная плата

1шт

Описание

Прибор питается от источника постоянного тока, напряжением от 6В до 20В (контакт 1 плюс питания, контакт 2 общий). Возможно питание при 25В, но в этом случае требуется установить небольшой радиатор на интегральный стабилизатор IC1.

Модуль может работать в одном их трех режимов:

Режим А – Амперметр постоянного тока с диапазоном измеряемых токов от 0 до 9,99Ампер. (J1-замкнут, J2-замкнут, измерение тока происходит между контактами модуля 2 и 3). Измерение тока может возможно в обоих полярностях. В прямой полярности прибор отображает значение протекающего тока через шунт R1+R2+R3. При измерении тока в обратной полярности, разделяющая точка индикатора HL1 мигает с частотой 3…4 Гц. Возможность измерения токов в обоих полярностях, позволяет использовать прибор с системах с использованием аккумуляторов, для контроля зарядного и разрядного токов.

Режим В — Вольтметр постоянного тока с диапазоном измеряемых напряжений от 0 до 999 милливольт. Измерение возможно в любой полярности. (J1-разомкнут, J2- разомкнут, измерение напряжения происходит между контактами модуля 2 и 4).

Режим С — Вольтметр постоянного тока с диапазоном измеряемых напряжений от 0 до 9.99 Вольт (J1-замкнут, J2- разомкнут, измерение напряжения происходит между контактами модуля 2 и 4, но к контакту 4 нужно последовательно установить резистор 510Ком… 750Ком). При измерении напряжения в обратной полярности, разделяющая точка индикатора HL1 мигает с частотой 3…4 Гц. При измерении напряжения в прямой полярности – точка не мигает.

Одновременно прибор не может работать более чем в одном режиме.

Под каждый из режимов работы требуется подстройка резистора R4.

Модуль поставляется настроенным в режима А (Амперметр).

Внимание! При подключении соблюдайте полярность!

radio63.narod.ru