Термометр приставка к мультиметру – Бытовой термометр на основе мультиметра М830В — Конструкции средней сложности — Схемы для начинающих

Схема. Высокочастотный щуп-приставка к цифровому мультиметру

      Цифровые мультиметры моделей М830 [1], М838, MV-63 и аналогичные широко распространены; радиолюбители их используют для проверки и настройки различной радиоэлектронной аппаратуры. Но у таких приборов, конечно же, есть недостатки и один из самых существенных с точки зрения радиолюбителя — это невозможность измерения напряжения радиочастотного диапазона.

      Устранить этот недостаток поможет приставка к цифровому мультиметру, которая выполнена в виде высокочастотного щупа. Она имеет достаточно большое входное сопротивление (около 50 кОм), малую входную емкость (не более 1 пФ) и работает в диапазоне частот 0,1…200 МГц, а при снижении чувствительности — и до 500 МГц. Совместно с мультиметром она позволяет измерять действующее напряжение в пределах от 5…10 мВ до 10 В (диапазон 60…65 дБ), что в большинстве случаев вполне достаточно для любительской практики.

      Главной особенностью устройства является то, что результаты измерений выводятся не в вольтах или милливольтах, а в относительных единицах — дБВ, то есть в децибелах относительно уровня напряжения, равного 1 В. Следует сразу отметить, что относительные единицы измерения широко используют в измерительной технике, например, для измерения мощности — дБВт (относительно 1 Вт), дБмВт или дБм (относительно 1 мВт), и для измерения напряжения — дБмкВ (относительно 1 мкВ) или, как в данном случае, дБВ (относительно 1 В).

      Применение такой единицы измерения с предлагаемой приставкой имеет очевидные преимущества. Во-первых, отпадает необходимость в переключении поддиапазонов измерения мультиметра, так как достаточно одного: прибор устанавливают на предел 2 В постоянного напряжения. Во-вторых, становится очень простым определение коэффициента передачи четырехполюсника в децибелах, так как интересующий результат получается как разность двух значений на входе и выходе этого четырехполюсника. В-третьих, гораздо удобнее станет измерение полосы пропускания по различным уровням спада: -3 дБ, -6 дБ, -40 дБ или ином. К недостаткам можно отнести нераспространенность такой единицы измерения, как дБВ, но она достаточно удобная и к ней быстро привыкаешь. В табл. 1 приведены соответствия между относительными единицами измерения уровней (дБВ) и напряжениями в вольтах или милливольтах для нагрузки сопротивлением 50 Ом.

      Схема щупа-приставки показана на рис. 1. На специализированной микросхеме DA1 (корпус SOT23-5) собран входной усилитель с большим входным сопротивлением и малой входной емкостью. Эта микросхема представляет собой буферный усилитель с коэффициентом усиления, который можно устанавливать в интервале 1…2, верхней граничной частотой около 200 МГц, большим входным сопротивлением (3 МОм на низкой частоте), малым выходным сопротивлением (6 Ом) и малой входной емкостью (1 пф). Кроме того, она имеет встроенную защиту от повышенного напряжения на входе. Резистивный делитель R2R3 обеспечивает режим микросхемы по постоянному току. Для увеличения входного сопротивления устройства на высокой частоте и возможности работы с входным напряжением до 10 В на входе установлен резистор R1.

      На микросхеме DA2 выполнен логарифмический детектор [2]. Она преобразует входное переменное напряжение высокой частоты в постоянное напряжение, пропорциональное напряжению входного сигнала. Закон преобразования — логарифмический. Эта микросхема работоспособна на высоких частотах до 900 МГц в диапазоне уровня входных сигналов от -72 дБмВт до 16 дБмВт [2]. На выводе 4 DA2 формируется постоянное напряжение, пропорциональное напряжению входного сигнала с крутизной 25 мВ/дБ. При этом гарантируется отклонение от закона в пределах ±1 дБ во всем диапазоне входных напряжений. На микросхеме DA3 (корпус SOT23-5) собран стабилизатор напряжения, от которого питаются две первые микросхемы. Диод VD1 защищает устройство от неправильной полярности питающего напряжения.

    Благодаря применению малогабаритных деталей для поверхностного монтажа размеры щупа-приставки удалось сделать небольшими. Большинство деталей размещено на плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 115 мм и размерами 10×70 мм, эскиз которой показан на рис. 2. На второй стороне размещены дроссели и конденсаторы СЮ, С11. Большая часть металлизации второй стороны используется в качестве общего провода и соединена через края и отверстия с общим проводом со стороны монтажа. Плату соединяют с мультиметром двухпроводным экранированным проводом, питающее напряжение также желательно подать через экранированный кабель.

    Для подключения к точкам контролируемого узла на входе устройства припаивают металлический щуп (XI), например, швейную иглу, а к общему проводу припаивают отрезок гибкого мягкого провода или малогабаритный зажим (Х2). Плату можно разместить в пластмассовом корпусе от маркера (см. фото на рис. 3), в этом случае для уменьшения наводок на плате над микросхемами DA1, DA2 надо установить экран из фольги.

    В устройстве можно применить и некоторые другие детали: микросхему DA1 можно заменить на AD8079 или ОУ AD9631, AD849, но топологию платы придется изменить; кроме того, будет необходимо применение двухполярного питания. Интегральный стабилизатор DA3 можно заменить на 78L05 или аналогичные, В качестве защитного диода можно применить любой выпрямительный малогабаритный, полярные конденсаторы — танталовые для поверхностного монтажа, неполярные — К10-17в или аналогичные импортные. Постоянные резисторы — Р1-12 и аналогичные импортные, подстроенные — 330W-3, POZ3 или СПЗ-19, но в последнем случае габариты платы придется увеличить.

      Налаживание проводят в следующей последовательности. Устройство подключают к генератору ВЧ с выходом, калиброванным в дБВ, и нагруженному на стандартную нагрузку, а выход — на вход мультиметра (предел измерения — 2 В). Подают сигнал с частотой 20…30 МГц и уровнем в пределах от -30 дБВ до О дБВ. Изменяя выходное напряжение генератора ВЧ в указанных пределах, контролируют выходное напряжение и подстроенным резистором R6 устанавливают крутизну выходного сигнала 10 мВ/дБ. Затем подают сигнал с уровнем напряжения 0 дБВ и резистором R10 устанавливают на мультиметре нулевые показания. Настройку надо повторить несколько раз. После этого надо проверить показания в диапазоне частот и входных напряжений. В табл. 2 приведены показания авторского макета устройства при подаче на вход сигнала с напряжением 1 В в широком частотном диапазоне. Как видно из этой таблицы, устройство можно с успехом использовать до частоты 500 МГц, вводя соответствующие коррективы в показания мультиметра. Подбором емкости конденсатора С1 можно изменить нижнюю рабочую частоту устройства. Слишком низкой ее делать нежелательно, так как увеличится влияние низкочастотных наводок. Для коррекции АЧХ на высоких частотах между выводом 4 микросхемы DA1 и общим проводом можно установить конденсатор емкостью от нескольких единиц до нескольких десятков пикофарад.

      Питать щуп-приставку можно от источника питания с напряжением 8…20 В, потребляемый ток составляет 12… 15 мА. При этом мультиметр и щуп не должны соединяться по цепям питания. Входные параметры щупа оценивались с помощью прибора для измерения индуктивности и добротности катушек индуктивности Е4-11. На частоте 100 МГц проводилось измерение добротности катушки индуктивности с подключенным щупом и без него. Входное сопротивление составило 40…45 кОм, входная емкость — 0,6—0,7 пф.

ЛИТЕРАТУРА
1. Афонский А., Кудреватых Е., Плешкова Т. Малогабаритный мультиметр М-830В. — Радио, 2001, № 9, с. 25—27.
2. Нечаев И. Индикатор напряженности поля на микросхеме AD8307. — Радио. 2003, № 3, с. 64, 65.

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
«Радио» №11 2004г.

Похожие статьи:
Приставка-термометр к цифровому мультиметру
Измеритель мощности-приставка к цифровому мультимеру
Простой бортовой цифровой вольтметр

radioelectronika.ru

Приставка к цифровому тестеру для индикации температуры

Цифровые портативные вольтметры с автономным питанием различных моделей, которыми сегодня наводнен рынок, оказываются мало пригодны для профессиональной работы. Отрицательные качества этих приборов китайского производства — инерционность показаний, узкий диапазон измеряемого напряжения. Такие приборы боятся влаги и сотрясений, что делает их уязвимыми в условиях «портативного» использования.

Наряду с недостатками, китайские тестеры на ЖКИ (жидкокристаллические индикаторы) обладают и достоинствами: од- нополярное автономное питание и малые габариты. Приборы удобно использовать для контроля напряжения, тока и проверки соединений на обрыв, например, при ремонте автомобильной техники. Из-за невысокой стоимости такой тестер удобно использовать в быту.

Предлагаемая приставка (схема на рис. 3.27) позволяет получить из такого вольтметра термометр с возможностью измерения широкого спектра положительных температур. Автор использует этот гибрид для контроля температуры в аквариуме. Приставка нуждается в стабилизированном питании от источника двуполярного напряжения со сглаживающими пульсации оксидным конденсатором на выходе. Емкость конденсатора не менее 500 мкФ. Источник питания (промышленный или самодельный — на схеме не показан) должен быть обязательно с понижающим трансформатором. Потребляемый операционным усилителем от источника ток — 8…10 мА. Выходное напряжение для питания данной схемы может находиться в интервале ±9… 15 В. Эти условия необходимо соблюсти для максимального сокращения влияния пульсаций напряжения на точность измерения зависимости температура — напряжение.

Датчиком температуры служит терморезистор R3 (он может быть типов ММТ-1, КМТ-4, КМТ-12, ММТ-1 ЗБ, КМТ-17Б или аналогичный) сопротивлением 10 к0м±30%. Его выводы максимально укорачиваются, а места пайки к соединительному кабелю (витой паре провода МГТФ диаметром 0Д..1 мм) изолируются эпоксидной смолой. Эпоксидка должна подсохнуть в течение суток, после этого датчик температуры можно использовать по назначению. На микросхеме DA1 (К140УД7, К140УД6, К140УД608, К140УД708) реализован усилитель постоянного тока. Коэффициент усиления регулируется изменением сопротивления R7. В средней точке делителя R5R6, напряжение должно составлять +3,2…3,6 В.

Рис. 3.27. Электрическая схема приставки

Перед первым включением схемы регулятор переменного резистора устанавливается в среднее положение. Выход приставки подключается к щупам цифрового вольтметра с пределом измерения постоянного напряжения 25 В. Настройка узла производится с эталонным датчиком температуры — любым термометром. Терморезистор по паспортным данным имеет сопротивление 10 кОм при температуре +25°С. При комнатной температуре изменением сопротивления R7 нужно добиться таких показаний на ЖКИ вольтметра, какую температуру показывает эталонный термометр.

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Переменные резисторы СПЗ-1ВБ. Оксидные конденсаторы К53-1А или любого другого типа на рабочее напряжение не ниже 16 В.

При удалении терморезистора от узла более чем на 50 см соединительные провода нужно экранировать. При считывании показаний прибора следует учитывать инерционность изменения сопротивления терморезистора (при изменении температуры среды), которая может достигать 5…6 минут.

nauchebe.net

Домашний цифровой термометр / Приборы / МодноНемодно.ру

Всех своих знакомых просил и прошу не выбрасывать в мусорку вышедшие из строя электронные приборы бытовой техники будь то радиоприёмники китайского производства или цифровые мультиметры. Зная мою «слабость к палёному», получается: то один что-нибудь отдаст мне на растерзание, то другой. Городок у нас мленький, поэтому они же знают, что я не ремонтник за редким исключением, а подельщик-самодельщик, разработчик.

Как-то мне в руки попался вышедший из строя отличный цифровой мультиметр M890D. Такого «живого» у меня самого до сих пор нет. Вначале был соблазн отремонтировать прибор и использовать его по прямому назначению, но при детальной проверке я пришёл к выводу, что по многим причинам вдохнуть в прибор вторую жизнь я не смогу.

Не долго  думая, убедившись, что основная микросхема с ЖК-индикатором не пострадали, решил сделать себе подарок. Знаки у индикатора большие, хорошо читаемые на приличном растоянии и под большими углами обзора.

Имея предварительный опыт работы с интегральными датчиками температуры К1019ЧТ1 и имея их в наличии, остановил свой выбор на них. У этих датчиков выходое напяжение линейно зависит от тепературы окружающей среды. При изменении тепературы от -55 до +150 град.С напряжение линейно изменяется от 0 до 5 В. При соответствующей настройке можно добиться точности измерения температуры +- 0,1 оС.

Что они изсебя представлют иллюстрирует фотография:

Кто заинтересуется этими датчиками температуры и схемой согласования, которую я сам повторил — это А. Борисевич. Микроконтроллерное устройство управления инкубатором — Радио, 2004, № 4, с. 30-31.

Далее приступил к зверству-изуверству:

Нижнюю часть распиленной печатной платы прибора отложил на игрушки, а верхнюю обработанную — в дело.

Пришлось пилить и клеить пластмассовый корпус. В результате получилось следующее:

Верхняя крышка:

Нижние 2 крышки, одна из которых для замены гальванической батареи типа «Крона»:

Измерительная головка с впаянным датчиком температуры и деталями согласования и калибровки изображены на фотографии:

Та же головка (вид сзади):

Печатная плата, закреплённая к модернизированной верхней крышке,  показана на фото:

И, наконец,  — откалиброванный и собраный прибор в функции измерения температуры.

Вид спереди:

Вид сзади:

До скорого свидания, подельщики-самодельщики!

monemo.ru

Фарадометр — приставка к мультиметру

Измерительная техника

Главная  Радиолюбителю  Измерительная техника


При подключении к мультиметру серий М-83х, DT-83x приставка позволяет измерять ёмкости конденсаторов и ионисторов до 2 Ф. По авторской «традиции»приставка питается напряжением 3 В от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра и не требует его доработки.

В радиолюбительских условиях измерение ёмкости ионисторов (EDLC — Electric Double-Layer Capacitor) — процесс, если несложный для радиолюбителя технически, то сравнительно длительный по времени. Рассмотрим коротко особенности её измерения на примере ионисторов фирмы Panasonic [1]. Ионистор можно представить как большое количество конденсаторов малой ёмкости, включённых параллельно внешним выводам. На рис. 1 представлена упрощённая эквивалентная схема ионистора для цепей постоянного тока. Резисторы R1-RN имеют разное сопротивление. Поэтому при зарядке (или разрядке) ионистора до заданного напряжения требуется время, необходимое для достижения этого значения на всех конденсаторах. Если времени недостаточно, то после отключения зарядного тока часть заряда с быстрее заряжаемых конденсаторов перетечёт в медленнее заряжаемые (при разрядке — наоборот), и напряжение на внешних выводах ионистора после отключения зарядного тока уменьшится.

Рис. 1. Упрощённая эквивалентная схема ионистора для цепей постоянного тока

Как правильно поступить, если вам необходимо измерить ёмкость ионистора? Очевидно, что его нужно медленно зарядить (или, наоборот, разрядить заряженный) от источника напряжения через резистор до заданного значения таким током, при котором все конденсаторы успевают «пропитываться» зарядом, затем зафиксировать время зарядки и вычислить ёмкость по известной формуле для RC-цепи.

Чтобы избежать математических вычислений и измерений времени зарядки вспомогательным часовым устройством [2], процесс измерения лучше возложить на измерительный прибор — фарадометр. Такой прибор можно собрать, используя достаточно простое схемотехническое решение. Понадобятся тактовый генератор импульсов и многоразрядный двоичный счётчик для их счёта. Далее выходные сигналы счётчика, несущие информацию о времени измерения, пропорциональном измеряемой ёмкости, необходимо преобразовать цифроаналоговым преобразователем (ЦаП) в напряжение. Пороговое устройство при зарядке ионистора до заданного значения напряжения выдаст сигнал приостановки счёта импульсов, а вольтметр, подключённый к выходу ЦАП, отобразит информацию о ёмкости. Выбор тактовой частоты, числа разрядов двоичных счётчиков и ЦАП однозначно зададут коэффициент линейного преобразования «ёмкость-напряжение» так, что показания вольтметра будут соответствовать измеренной ёмкости.

Такой алгоритм измерения реализован в фарадометре, схема которого приведена на рис. 2. Он выполнен в виде приставки к мультиметру, питаемой от его внутреннего стабилизатора, и предназначен для измерения ёмкости как ионисторов, так и оксидных конденсаторов большой ёмкости.

Рис. 2. Схема фарадометра

Основные технические характеристики

Пределы измерения ёмкости, Ф ………………..0,2 и 2

Дискретность измерения на пределах, мкФ………….1574,8 и 15748

Погрешность измерения от 0,2 предельного значения и выше, %, не более………….5

Максимальное время измерения, с, не более ………..2000

Напряжение питания, В …………3

Максимальный ток потребления при измерении, мА, не более …………………3,3

Ток потребления в режиме ожидания, мА ……………..0,3

Следует отметить, что погрешность измерения зависит от дискретности и обратно пропорциональна измеряемой ёмкости на каждом пределе.

Рассмотрим работу прибора при подключении к клеммам XS1, XS2 «Сх» тестируемого ионистора или оксидного конденсатора (далее конденсатор). Процесс измерения ёмкости начнётся с момента нажатия на кнопку с фиксацией SB1 «Изм.». В зависимости от выбранного переключателем SA1 предела измерения «0,2F» или «2F» конденсатор начинает заряжаться от источника питания +3 В через резистор R3 или R4. К конденсатору через замкнутую слева по схеме группу контактов кнопки SB1 подключён инвертирующий вход компаратора DA1 LMV331ID [3]. Его неинвертирующий вход подключён к резистивному делителю R1R2. Делитель задаёт опорное напряжение компаратора + 1,9 В. Такое же напряжение Uc на заряжаемом конденсаторе, в зависимости от установленного переключателем SA1 предела, будет достигнуто через время, равное постоянной времени цепи R3Cx или цепи R40Cx. Согласно выражению для RC-цепи, Uc = 0,63·Uпит, где Uпит — напряжение питания.

До достижения этого напряжения на конденсаторе выходной транзистор компаратора, коллекторный вывод которого (вывод 4) подключён к входу CI (Clock Input) счётчика DD1 MC14060BCP [4], закрыт. Поэтому тактовый генератор, собранный на элементах R6, R8, C1 и двух встроенных в микросхему DD1 инверторах, вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом следования 119,2 мкс.

Нажатие на кнопку SB1 приводит также к размыканию правой по схеме группы её контактов. При этом уровень лог. 1 (установки в ноль) на входах R двух последовательно включённых 14разрядных двоичных счётчиков DD1 и DD2 сменяется уровнем лог. 0. Счётчики начинают счёт тактовых импульсов. Для контроля его продолжительности к выходу Q11 счётчика DD1 подключён светодиод HL1. Он вспыхивает с частотой около 2 Гц, сигнализируя о смене состояний счётчика на выходе Q11, а значит, и о наличии процесса измерения.

По достижении на измеряемом конденсаторе напряжения, равного заданному делителем R1R2, выходной транзистор компаратора открывается и уровнем лог. 0 на входе CI счётчика DD1 приостанавливает работу тактового генератора. Измерение закончено, при этом, как уже сказано выше, число импульсов, поступивших с тактового генератора и подсчитанных счётчиками DD1 и DD2, пропорционально ёмкости испытуемого конденсатора. Об окончании измерения сигнализирует светодиод. Он перестаёт мигать и, в зависимости от состояния выхода Q11 счётчика DD1, гаснет или светит постоянно.

К выходам Q3-Q9 счётчика DD2 подключён семиразрядный ЦАП, вы-полненный по схеме резистивной матрицы R-2R на резисторах R10-R23. Напряжение на выходе такого ЦАП пропорционально напряжению в виде двоичного числа, поданному на его входы со счётчика, а значит, ёмкости испытуемого конденсатора. С выхода ЦАП через резистор R24 напряжение поступает на вход мультиметра для измерения и отображения результата на дисплее. Резистор R24 уменьшает напряжение с выхода ЦАП на входе мультиметра в 1,5 раза при входном сопротивлении 1 МОм и положении переключателя рода работ в «DCV 2000m». Номинальное сопротивление резистора (470 кОм) выбрано с учётом шунтирующего влияния входного сопротивления мультиметра на результат измерения.

После окончания процесса измерения ёмкости кнопку SB1 следует вернуть в начальное положение. Это приведёт к установке всех счётчиков в состояние лог. 0, постоянному свечению светодиода и быстрой разрядке испытуемого конденсатора. Разрядка происходит через левые по схеме нормально замкнутые контакты кнопки и низкоомный резистор R5, который ограничивает ток через её контакты.

Чертёж печатной платы и расположение элементов приведены на рис. 3. Компаратор LMV331ID DA1 и резистор R7 — поверхностно монтируемые и расположены со стороны печатных проводников (рис. 4). При замене компаратора другим аналогом следует учесть, что его допустимое синфазное входное напряжение (англ.: Input Common Mode Voltage Range) положительной полярности должно быть не менее напряжения питания за вычетом 1,1 В, т. е. при напряжении питания +3 В — не менее + 1,9 В.

Рис. 3. Чертёж печатной платы и расположение элементов

Рис. 4. Компаратор LMV331ID DA1 и резистор R7 на печатной плате

Автор столкнулся с незапуском при напряжении питания 3 В встроенного генератора в некоторых микросхемах 4060В. При этом все рекомендации по выбору номиналов RC-цепей генератора были соблюдены. Первый инвертор генератора (выводы 10, 11) при напряжении питания 3 В оставался в линейном режиме несмотря на наличие ПОС через конденсатор С1. И только в микросхеме MC14060BCP [4] фирмы ON Semiconductor наблюдался устойчивый запуск генератора. Объяснения, на мой взгляд, давали datasheet-ы от производителей. Только на MC14060Bxx производитель ON Semiconductor указал нижний предел напряжения питания, равный 3 В.

Счётчик DD2 74HC4060N [5] относится к классу высокоскоростной логики, но поскольку счёт импульсов в нём организован последовательным переносом, а напряжение питания снижено до 3 В, сквозные токи, вызванные одновременным переключением счётных триггеров, практически отсутствуют. Поэтому специальных мер для обеспечения устойчивости его работы, связанных с особой трассировкой линий питания на плате и установкой блокировочных конденсаторов, не потребовалось. Этот счётчик можно заменить обычным 4060В. Но поскольку при напряжении питания 3 В выходное сопротивление таких счётчиков — около 1,2 кОм, для сохранения погрешности измерений на приемлемом уровне потребуется увеличить сопротивление резисторов R10-R23 в ЦАП в несколько раз. Рекомендуемые значения сопротивления резисторов R10-R17 и R18-R23: 150 и 75 кОм, 200 и 100 кОм или 300 и 150 кОм соответственно. Сопротивление резистора R24 необходимо будет увеличить до 14 МОм, чтобы общее сопротивление мультиметра с этим резистором стало 15 МОм. Измерение ёмкости при этом следует производить на пределе «DCV 200m».

Применены постоянные резисторы Р1-4, МЛТ, причём резисторы, входящие в ЦАП, надо подобрать с отклонением не более 1 %, конденсаторы — керамические К10-17, КМ, но конденсатор С1 должен быть с малым ТКЕ. Кнопка SB1 с фиксацией — MPS-580D-G (аналог PS580L), переключатель SA1 — движковый серий MSS, MS, IS, например MSS-22D18 (MS-22D16). Штырь ХР1 «PNPE» — от подходящего разъёма. Штыри ХР2 «V^mA» и ХР3 «СОМ» — от измерительных щупов. Гнёзда XS1, XS2 — зажимы «крокодил». Внешний вид приставки показан на рис. 5.

Рис. 5. Внешний вид приставки

Перед подключением к мультиметру, чтобы не вывести его из строя, приставку следует запитать от к внешнего источника питания напряжением 3 В. Измеряют потребляемый ток, который при разомкнутых гнёздах XS1 и XS2 должен быть 0,3…0,4 мА, а уже затем её подключают к мультиметру.

При замене светодиода GNL-3014UBD на другой яркий или сверхъяркий любого цвета свечения следует подборкой резистора R7 задать ток через светодиод в интервале 0,2…0,3 мА.

При калибровке необязательно иметь под рукой конденсатор с заранее измеренной ёмкостью. Достаточно выставить частоту тактового генератора 8389 Гц (или период следования импульсов — 119,2 мкс). Грубо частоту корректируют резистором R8, а плавно — резистором R6. Для сохранения повышенной стабильности частоты генерации от температуры и надёжного запуска желательно выдерживать соотношение 2R8

Основное положение переключателя рода работ мультиметра при измерении — «DCV 2000 m». При этом необходимо учитывать, что на пределе 2 Ф показания на дисплее мультиметра соответствуют миллифарадам. На пределе 0,2 Ф показания следует разделить на десять. Прибором можно измерять ёмкость, большую, чем 2 Ф. Так, напри-
мер, при тестировании ёмкости 3 Ф, по окончании измерения, как несложно догадаться, следует к показаниям индикатора в 1 Ф прибавить ещё 2 Ф. Это обусловлено тем, что при измерении ёмкости более 2 Ф счётчик переполняется и начинает счёт с нуля. При этом, конечно, надо зафиксировать факт обнуления счётчика.

Чертежи печатной платы в форматах Sprint LayOut 5.0 и TIFF имеются здесь.

Литература

1. Ионисторы Panasonic: физика, принцип работы, параметры. — URL: http://www.kit-e. ru/assets/files/ pdf/2006_09_ 12.pdf (03.04.18).

2. Нечаев И. Измеритель ёмкости ионисторов и конденсаторов большой ёмкости. — Радио, 2015, № 3, с. 47, 48.

3. LMV331, NCV331, LMV393, LMV339 Single, Dual, Quad General Purpose, Low-voltage Comparators. — URL: https://www.onsemi. com/pub/ Collateral/LMV331-D. PDF (03.04.18).

4. MC14060B 14-Bit Binary Counter and Oscillator. — URL: https://www.onsemi.com/ pub/Collateral/MC14060-D.PDF (03.04.18).

5. 74HC4060; 74HCT4060 14-stage binary ripple counter with oscillator. — URL: http:// www.nesweb.ch/downloads/74HC4060.pdf (03.04.18).

Автор: С. Глибин, г. Москва

Дата публикации: 16.05.2018

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

www.radioradar.net

Двухканальная термометрическая приставка к цифровому мультиметру.

В популярной радиотехнической литературе неоднократно рассказывалось о различных конструкциях электронных термометров. В большинстве случаев — это самостоятельные приборы с аналоговым или цифровым отсчетным устройством. Однако если в лаборатории радиолюбителя есть цифровой вольтметр, то термометр можно выполнить в виде приставки к прибору. При этом в качестве отсчетного устройства будет использоваться дисплей вольтметра.

Рис.1.

На рис.1 показана принципиальная схема термометрической приставки к мультиметру. Приставку подключают к входным гнездам мультиметра, и на его дисплее индицируется в цифровом виде значение температуры. Режим работы мультиметра — измерение постоянного напряжения до 2 В.

С помощью такого электронного термометра можно измерять температуру в диапазоне от — 50°С до +100°С с дискретностью в 1°С одновременно в двух различных точках объекта. Достигается это благодаря наличию в приставке двух термочувствительных элементов — диодов VD1, VD2.

Каждый из диодов входит в свою, независимую от другой измерительную цепь. Ее подключают к мультиметру с помощью переключателя SA3. В основу работы приставки положена мостовая система измерения, которую образуют элементы R1, R2, R9, R10, VD1 — для первого канала и R1, R2, R11, R12, VD2 — для второго канала.

При разбалансе моста (например первого) через его диагональ — цепочка резисторов R4, R5, R8—начнет протекать ток, создающий падение напряжения на резисторе R5. Это напряжение измеряют вольтметром, подключенным к резистору R5 и точке Б диагонали моста.

Оно соответствует значению измеряемой температуры (аналогично для второго канала: переключатель SA3 устанавливают в правое по схеме положение “Канал 2” и вольтметром измеряют падение напряжения в диагонали второго моста — на цепочке резисторов R3, R6, R7).

Напряжение в точке Б моста постоянно и не зависит от измеряемой температуры , а напряжения в точках В и Г приставки зависят от температуры объекта или окружающей среды, в которой находятся термодатчики VD1, VD2.

При плюсовой температуре объекта переключатель SA1 устанавливают в верхнее по схеме положение (как показано нарис.1). Если же измеряемая температура меньше 0°С, то переключатель SA1 переводят в нижнее положение.

Чтобы показания вольтметра соответствовали значению измеряемой температуры, перед началом измерений приставку необходимо откалибровать. Для этого переключатель SA2 переводят в положение “Калибровка” и переменным резистором R13 по вольтметру устанавливают в точке А моста напряжение 1,200В. После этого переключатель SA2 возвращают в положение “Измерение”.

Детали

Детали приставки, кроме переключателей SA1- SA4, переменного резистора R13 и диодов VD1, VD2, монтируют на печатной плате из фольгированного гетинакса толщиной 1,5 мм (рис.2). Все постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечные — СПЗ-16.

Рис.2.

Переключатели и резистор R13 монтируют на корпусе приставки, причем переключатель SA1 может отсутствовать, если в качестве вольтметра применить прибор с автоматическим переключением знака измеряемой величины.

Длительная эксплуатация приставки выявила, что на точность измерений влияют сопротивления контактов используемых переключателей и надежность подключения элемента питания G1.

Для уменьшения влияния этих сопротивлений в конструкции приставки желательно применить двухполюсные переключатели типов МТЗ, ТП1-2, Т3-Си т.п. или кнопочные переключатели П2К, задействованные группы контактов которых необходимо запараллелить.

В качестве термодатчиков использованы кремниевые диоды серии Д226. Для изготовления термодатчика нужно кусачками удалить вывод катода диода и отшлифовать это место.

Затем, как показано на рис.3, припаять соединительные провода к выводу анода диода и к его корпусу. Провода и корпус диода помещают в полихлорвиниловые трубки соответствующего диаметра. Пространство между трубками заливают клеем БФ-2 или, что лучше, эпоксидной смолой.

Рис.3

Налаживание приставки начинают с того, что движки подстроечных резисторов R5, R6 ставят в крайнее правое по схеме рис.1 положение. После этого оба термодатчика одновременно опускают в сосуд, заполненный водой с тающим снегом или льдом.

Включают питание приставки и переводят переключатель SA2 в положение “Калибровка”. Переменным резистором R13 устанавливают по вольтметру напряжение 1,200В, после чего переключатель SA2 переводят в положение “Измерение”.

Далее, непрерывно помешивая деревянной палочкой воду в сосуде, подстроенным резистором R9 устанавливают на дисплее мультиметра напряжение 0,000В, что соответствует температуре 0°С — режим измерения мультиметра — постоянное напряжение до 2В. Затем переключатель SA3 переводят в положение “Канал 2” и подстроечным резистором R11 проводят аналогичную операцию для второго канала.

Если добиться нулевого напряжения не удается ни в первом, ни во втором канале, подбирают резистор R2. А если нуль не устанавливается только в одном из каналов, подбирают резистор R10 (для первого канала) или R12 — для второго канала, после чего вновь калибруют приставку и повторяют операцию по установке нуля.

Затем термодатчики опускают одновременно в сосуд с кипящей водой. Калибруют приставку, и подстроечными резисторами R5, R6 — соответственно для регулировки первого и второго каналов, выставляют на дисплее мультиметра значение напряжения 0,1В, что соответствует температуре +100°С.

Если только подстроечными резисторами этого сделать не удается, то следует подобрать резисторы R8 (для регулировки напряжения в первом канале) и R7 (для регулировки напряжения во втором канале).

При эксплуатации в налаженной приставке нельзя менять местами термодатчики или заменять их на другие диоды. Иначе приставку придется налаживать заново. Питают приставку от источника постоянного напряжения 1,5 В при этом потребляемый приставкой ток не превышает 3 мА.

Л. Никольский

qrx.narod.ru

Электронный термометр — Наука радиоэлектроника DINISTOR.INFO

Отличительной особенностью предлагаемого прибора является конструкция зонда. Его термочувствительным элементом служит миниатюрный диод КД103А, припаянный к отрезку тонкого кабеля с фторопластовой изоляцией и герметизированный эпоксидной смолой. Диаметр зонда не превышает 2,5 мм, что позволяет вводить его в самые укромные уголки работающей аппаратуры для измерения температурных режимов. Возможны измерения и в жидкостях. Диапазон измеряемых температур — от -25 до +100°С (проверено на практике). Обусловленная датчиком точность в интервале температур 0…100°С не хуже 0,5°.

Принципиальная схема термометра


Схема термометра приведена на рис.1. Падение напряжения на диоде-датчике VD1 при колебаниях температуры изменяется с коэффициентом -2,1 мВ/град. Каскад на операционном усилителе DA1 — масштабирующий усилитель, напряжение на выходе которого изменяется уже с коэффициентом +0,01 В/град. Это значит, что вольтметр постоянного тока PV1 на напряжение 1 В, подключенный к выходу ОУ, может регистрировать температуру в диапазоне ±100°С (с учетом возможности переключения полярности регистрируемого напряжения).

Конструкция датчика показана на рис.2. На наружную изоляцию 2 одного из концов кабеля РК75-1-22 надевают фторопластовую трубку 1 длинной 8 мм (посадка ее на кабель должна быть достаточно тугой). Этот конец кабеля предварительно разделывают, оставив свободным от изоляции на длину 2…2,5 мм центральный провод 3 и оплетку 4. Оплетку кабеля облуживают. Вывод анода диода укорачивают и паяльником с тонким жалом припаивают к центральному проводнику кабеля. Катодный вывод плотно прижимают к корпусу диода и припаивают к оплетке кабеля. Места пайки и диод заливают эпоксидной смолой 5. Затем фторопластовую трубку 1 сдвигают до касания с диодом и зонд подвешивают до того, пока смола не станет твердой.

Для подключения другого конца кабеля зонда к прибору используют любой миниатюрный разъем.

Резисторы R1-R3 измерительного моста термометра должны иметь стабильные параметры (например, типа С2-29В). Сопротивление резисторов R5-R7, R8-R10 могут быть в пределах 100…200 кОм, но все они должны быть обязательно одного номинала с разбросом не хуже 1%.

Операционный усилитель DA1 — К140УД7, К140УД8 или любого другого типа. Существенно лишь то, чтобы он имел малые входные токи и большое усиление.

Конструкция термометра произвольная. Можно, например, сделать автономный прибор, применив в качестве вольтметра микроамперметр с последовательно включенным добавочным резистором. Можно также выполнить в виде приставки к мультиметру, а еще удобнее — встроить плату термометра в мультиметр, предусмотрев соответствующие органы коммутации цепей.

Источник питания термометра — двуполярный стабилизированный с выходным напряжением ±9…15 В на ток 15 мА. Один из возможных вариантов его исполнения — однополярный источник на интегральном стабилизаторе К142ЕН2 в стандартном включении на напряжение +18 В с формированием средней точки на стабилитроне (рис.3).

Питать термометр можно и от батареи, но в этом случае необходимо для повышения точности измерений в цепи питания измерительного моста ввести стабилизатор тока на полевом транзисторе КП103А (рис.4), установленном в термостабильную точку. Но в этом случае потребуется дополнительная подборка резистора R3 (или R2), так как напряжение питания моста будет меньше 9 В.

Приступая к налаживанию термометра, его датчик опускают в посуду с тающим льдом и подстроечным резистором R4 устанавливают стрелку вольтметра на нулевую отметку шкалы. Если пределы регулирования этим резистором недостаточны, подбирают резистор R3. Затем датчик опускается в кипящую воду и резистором R11 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую температуре кипения воды. Эти калибровки повторяют два-три раза.

Если применен стабилизатор тока, то налаживание термометра начинают с установки полевого транзистора в термостабильную точку — подбором резистора Rт добиваются независимости показаний прибора от температуры транзистора.

Журнал Радио 12-1994

dinistor.info

Простой дозиметр — приставка к мультиметру. Схема и описание

Приведенная в данной статье схема приставки позволяет сделать из обычного мультиметра простой дозиметр, который удобен в эксплуатации и достаточно эффективен.

Как и в большинстве самодельных дозиметрах датчиком в данной приставке к мультиметру является счетчик Гейгера СБМ-20 или СТС-5. В качестве визуального индикатора применен цифровой мультиметр марки DT9208A, переведенный в режим подсчета импульсов. Питание данной схемы осуществляется от батареи типа «Крона» 9В, ток потребления составляет около 12 мА.

 Описание  простого дозиметра

Поскольку рабочее напряжение счетчика Гейгера составляет более 400 вольт, соответственно необходим повышающий преобразователь. В данной схеме он построен по схеме блокинг-генератора на элементах VT1, Тр1, С1, С4 и R1. С повышающей обмотки III трансформатора Т1 импульсное напряжение идет на выпрямитель, собранный на диодах VD1, VD2 и конденсатор С2.

Преобразователь поднимает напряжение до 420. ..460 В, поступающего непосредственно к аноду счетчика Гейгера BD1. Катод датчика подключен через цепь, сформированную параллельным подключением мультиметра и емкости С3. Мультиметр подсоединен гнездом «V, Hz» (напряжение, частота) и гнездом «СОМ» (общий).

При прохождении ионизированной частицы сквозь датчик BD1, внутри его происходит ионизация газа и, как следствие этого, на выходе появляется электрический импульс. Так как сопротивление цепи достаточно мало, то происходит неполная разрядка емкости СЗ и зарядка емкости С4. Если же ионизирующие частицы отсутствуют, то между электродами счетчика сопротивление большое и заряд емкости С4 спадает через входное сопротивление мультиметра, создавая импульс, который он и фиксирует.

Детали дозиметра

Транзистор может быть с любой буквой из серии КТ815 или КТ817. Конденсаторы СЗ, С2 — керамические или металлобумажные, с рабочим напряжением на напряжение не менее 600 и 400 В соответственно. Диоды можно применить любые из серии КД102.

Трансформатор намотан на броневом сердечнике типа Б22, марка феррита 2000НМ. Обмотка III имеет 700 витков, намотана она внавал проводом ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм. В процессе намотки примерно через каждые 100 витков необходимо проложить слой трансформаторной бумаги или фторопластовую ленту. После намотки обмотку снова необходимо заизолировать. Далее наматываются обмотки I и II вдвое сложенным проводом (по 14 витков), проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 и 0,4 мм соответственно. Средней точкой будет служить начало обмотки I и конец обмотки II.

В данном простом дозиметре скорость счета 24 имп/мин, что соответствует естественному радиационному фону, излучением примерно 18 мкР/час. Более точную калибровку дозиметра можно произвести экспериментально, используя заводской дозиметр.

 www.rfanat.ru

www.joyta.ru