Радиолюбительские измерительные приборы своими руками. Проектная работа "история измерений и простые измерительные приборы своими руками"

Радиолюбительские измерительные приборы своими руками. Проектная работа "история измерений и простые измерительные приборы своими руками"

Жесткие диски

VII городская научно – практическая конференция «Шаг в будущее»

История измерений и простые измерительные приборы своими руками

Выполнил : Антаков Евгений обучающийся МБОУ СОШ № 4,

Научный руководитель : Осиик Т.И. учитель начальных классов МБОУ СОШ № 4 г. Полярные Зори


Меня зовут Антаков Женя, мне 9 лет.

Я учусь в третьем классе, занимаюсь плаванием, дзюдо и английским языком.

Хочу стать изобретателем, когда вырасту.


Цель проекта : - изучить историю измерений времени, массы, температуры и влажности и смоделировать простейшие измерительные приборы из подручных материалов.

Гипотеза : я предположил, что простейшие измерительные приборы можно смоделировать самостоятельно из подручных материалов.

Задачи проекта :

- изучить историю измерений различных величин;

Ознакомится с устройством измерительных приборов;

Смоделировать некоторые измерительные приборы;

Определить возможность практического применения самодельных измерительных приборов.


Научная статья

1. Измерение длины и массы

С необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и другие величины люди сталкивались с древних времен.

Наши предки в качестве средств измерений длины использовали собственный рост, длину руки, ладони, стопы.

Для определения дальних расстояний использовались самые различные способы (дальность полета стрелы, «трубки», буки и т.п.)

Подобные способы не очень удобны: результаты таких измерений всегда различаются, поскольку зависят от размеров тела, от силы стрелка, зоркости и т.п.

Поэтому постепенно стали появляться строгие единицы измерения, эталоны массы, длины.

Один из древнейших измерительных приборов – весы. Историки считают, что первые весы появились более 6 тысяч лет назад.

Простейшая модель весов – в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашками широко использовалась в Древнем Вавилоне и Египте.


Организация исследования

  • Коромысловые весы из вешалки

В своей работе я решил попробовать собрать простую модель чашечных весов, с помощью которой можно проводить взвешивание небольших предметов, продуктов и т.п.

Я взял обычную вешалку, закрепил ее на подставке, к плечикам привязал пластиковые стаканчики. Вертикальной линией обозначил положение равновесия.

Чтобы определять массу, нужны гири. Я решил использовать вместо них обычные монеты. Такие «гирьки» всегда под рукой, и достаточно один раз определить их вес, чтобы использовать для взвешивания на моих весах.

5 руб

50 коп

10 руб

1 руб


Организация исследования

Опыты с коромысловыми весами

1 . Шкала весов

Используя разные монеты, нанес на лист бумаги отметки, соответствующие весу монеток

2. Взвешивание

Горсть конфет – уравновесил с помощью 11 разных монеток, общим весом 47 граммов

Контрольное взвешивание – 48 граммов

Печенье - уравновесил 10 монетами весом 30 граммов На контрольных весах – 31 грамм

Вывод: из простых предметов я собрал весы, с помощью которых можно проводить взвешивание с точностью до 1-2 граммов


Научная статья

2. Измерение времени

В глубокой древности люди ощущали ход времени по

смене дня и ночи и времен года и пытались его измерять.

Самыми первыми приборами для определения времени были солнечные часы.

В Древнем Китае для определения промежутков времени использовали «часы», состоявшие из пропитанного маслом шнура, на котором через равные промежутки завязывали узлы.

Когда пламя достигало очередного узла, это означало, что прошел определенный отрезок времени.

По такому же принципу действовали свечные часы и масляные лампы с отметками.

Позже люди придумали простейшие устройства – песочные и водяные часы. Вода, масло или песок равномерно перетекают из сосуда в сосуд, это свойство и позволяет отмерять определенные промежутки времени.

С развитием механики в XIV - XV веках появились часы с заводом и маятником.


Организация исследования

  • Водяные часы из пластиковых бутылочек

Для этого опыта я использовал две пластиковые бутылки объемом 0.5 литра и трубочки для коктейля.

Крышки соединил между собой при помощи двустороннего скотча и сделал два отверстия, в которые вставил трубочки.

В одну из бутылок налил подкрашенную воду и закрутил крышки.

Если всю конструкцию перевернуть, то жидкость по одной из трубочек переливается вниз, а вторая трубочка необходима для того, чтобы воздух поднимался в верхнюю бутылку


Организация исследования

Опыты с водяными часами

Бутылочка заполнена подкрашенной водой

Бутылочка заполнена растительным маслом

Время перетекания жидкости – 30 секунд Вода перетекает быстро и равномерно

Время перетекания жидкости – 7 мин 17 сек

Количество масла подобрано так, чтобы время перетекания жидкости было не более 5 минут

На бутылочки нанесли шкалу – отметки через каждые 30 секунд

Чем масла меньше в верхней бутылке, тем медленнее оно стекает вниз, и расстояния между отметками становятся все меньше.

Вывод: у меня получились часы, с помощью которых можно определять промежутки времени от 30 секунд до 5 минут


Научная статья

3. Измерение температуры

Человек может различать тепло и холод, но точную температуру при этом не знает.

Первый термометр изобрел итальянец Галилео Галилей: стеклянная трубочка наполняется водой больше или меньше в зависимости от того, как сильно расширяется в ней горячий воздух или сжимается холодный.

Позднее на трубку были нанесены деления, то есть шкала.

Первый ртутный термометр предложил Фаренгейт в 1714 году, нижней точкой он считал температуру замерзания солевого раствора

Привычную нам шкалу предложил шведский ученый Андрес Цельсий.

За нижнюю точку (0 градусов) принята температура таяния льда, а за 100 градусов – температура кипения воды


Организация исследования

  • Водяной термометр

Термометр можно собрать по простой схеме из нескольких элементов – колба(бутылочка) с подкрашенной жидкостью, трубочка, лист бумаги для шкалы

Я использовал небольшую пластиковую бутылочку, в которую налил воду, подкрашенную краской, вставил соломинку от сока, закрепил все при помощи клеевого пистолета.

Наливая раствор, я добился, чтобы небольшая его часть попала в трубочку. Наблюдая за высотой получившегося столбика жидкости можно судить об изменениях температуры.

Во втором случае я заменил пластиковую бутылочку на стеклянную ампулу и собрал термометр по той же схеме. Оба прибора я испытал в различных условиях.


Организация исследования

Опыты с водяными термометрами

Термометр 1 (с пластиковой бутылочкой)

Термометр поместили в горячую воду - столбик жидкости опустился вниз

Термометр поместили в ледяную воду - столбик жидкости поднялся вверх

Термометр 2 (со стеклянной колбой)

Термометр поместили в холодильник.

Столбик жидкости опустился вниз, на обычном термометре отметка 5 градусов

Термометр поместили на отопительную батарею

Столбик жидкости поднялся вверх, на обычном термометре отметка 40 градусов

Вывод: я получил термометр, по которому можно примерно оценить температуру окружающего воздуха. Его точность можно повысить, если использовать стеклянную трубку как можно меньшего диаметра; заполнить колбу жидкостью так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха; использовать вместо воды спиртовой раствор.


Научная статья

4. Измерение влажности

Важным параметром окружающего нас мира является влажность, так как организм человека очень активно реагирует на ее изменения. Например, при очень сухом воздухе усиливается потоотделение и человек теряет много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Известно также, что того, чтобы избежать болезней органов дыхания, влажность воздуха в помещении должен быть не менее 50-60 процентов.

Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технических процессов. Например, избыток влажности может влиять на корректную работу большинства электроприборов.

Для измерения влажности используются специальные приборы- психрометры, гигрометры, зонды и различные устройства.


Организация исследования

Психрометр

Один из способов определения влажности основан на разнице показаний «сухого» и «влажного» термометров. Первый показывает температуру окружающего воздуха, а второй – температуру влажной ткани, которой он обернут. Используя эти показания по специальным психрометрическим таблицам, можно определить значение влажности.

В пластиковой бутылке из-под шампуня я сделал небольшое отверстие, в которое вставил шнурок, на дно налил воды.

Один конец шнурка закрепил на колбе правого термометра, другой поместил в бутылку, чтобы он находился в воде.


Организация исследования

Опыты с психрометром

Свой психрометр я проверил, определяя влажность в различных условиях

Вблизи отопительной батареи

Вблизи работающего увлажнителя воздуха

Сухой термометр 23 º С

Влажный термометр 20 º С

Влажность 76 %

Сухой термометр 25 º С

Влажный термометр 19 º С

Влажность 50 %

Вывод: я выяснил, что психрометр, собранный в домашних условиях можно использовать для оценки влажности помещений


Заключение

Наука измерений очень интересна и разнообразна, история ее начинается в глубокой древности. Существует огромное количество различных методов и приборов измерений.

Моя гипотеза подтвердилась - в домашних условиях можно смоделировать простые приборы (коромысловые весы, водяные часы, термометр, психрометр), которые позволяют определять вес, температуру, влажность и заданные промежутки времени.


Самодельные приборы можно использовать в обычной жизни, если под рукой не оказалось стандартных измерительных приборов:

Засекать время, выполняя упражнения на пресс, отжимания или прыжки на скакалке

Следить за временем при чистке зубов

На уроках – проводить пятиминутные самостоятельные работы


Список литературы.

1. «Познакомься, это… изобретения»; Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

2. «Зачем и почему. Время»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

3. «Зачем и почему. Изобретения»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

4. «Зачем и почему. Механика; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

5. «Большая книга знаний» Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

6. Интернет –сайт «Занимательная-физика.рф» http://afizika.ru/

7. Интернет-сайт «Часы и часовое дело» http://inhoras.com/


Как извесно, ни одна радиолюбительская лаборатория не может обойтись без средств измерения и наблюдения за процессами протекающими в электронном устройстве. Современный рынок предлагает нам целые линейки измерительных приборов от самых простых до профессиональных, но не каждый, даже самый опытный самодельщик, позволит иметь в составе своей лаборатории полный набор доступного оборудования. Все это - следствие высоких цен на приборы, обусловленное реалиями современного рынка. Но радиолюбители как всегда находят выход из положения - самостоятельно конструируют и изготовливают измерительное оборудование для своих потребностей. С опытом повторения одного из таких приборов, конструкции Андрея Владимировича Остапчука (Andrew) и предлагаю вам ознакомиться.

Универсальный измерительный комплекс АВО-2006 содержит минимальное количество недифицитных и недорогих деталей, а учитывая функциональные возможности прибора,рискну назвать его самым простым, что мне доводилось встречать в своей практике! Итак, какими же функциями обладает прибор?

Наличие функции измерения сопротивления в интервале от 0 до 200000000 ОМ;

Наличие функции измерения емкости конденсаторов в интервале от 0,00001 до 2000 мкф;

Наличие функции однолучевого осциллографа, позволяющей визуализировать форму сигнала, измерять его амплитудное значение и напряжение;

Наличие функции генератора частотного сигнала в интервале от 0 до 100000 Гц с возможностью пошагового изменения частоты с шагом 0-100Гц и выводом значения частоты и длительности на дисплей;

Наличие функции измерения частоты в интервале от 0,1 до 15000000 Гц с возможностью изменения времени измерения и выводом значения частоты и длительности на дисплей.

Если вас впечатлил список функций, поддерживаемых прибором, предлагаю перейти к рекомендациям по его изготовлению. Прежде всего несколько замечаний по комплектующим прибора. Самая дорогая и ответственная деталь - ЖК индикатор на 2 строки по 16 символов, со встроенным контроллером HD44780 или его аналогом. Самые распространенные - индикаторы фирм Winstar и МЭЛТ (хотя мое личное предпочтение - Winstar с русским и латинским шрифтом). Конденсатор С5 следует выбрать как можно более термостабильный, пленочный - от неизменности его параметров будет зависеть точность измерений параметров сопротивлений.

Другая ответственная деталь - защитный стабилитрон VD1. Сразу оговорюсь - применение отечественных стабилитронов КС156 невозможно, поскольку они имеют малое обратное сопротивление, а ведь именно от него зависит работоспособность прибора - чем выше обратное сопротивление стабилитрона, тем лучше. Идеально для этих целей подходят импортные стабилитроны с маркировкой на корпусе 5V6 или 5V1. Для изготовления прибора идеально подходят микроконтроллеры Atmega8A-PU (аналог старых Atmega8-16PI и Atmega8-16PU), но так как на сегодняшний момент появилось много китайских аналогов этих контроллеров, причем со старыми маркировками, не исключены и отказы в работе устройства - здесь мы вам помочь, увы, не можем.

Прежде чем приступать к изготовлению прибора, советую поближе познакомиться с ЖК индикатором. Лучше скачать даташит с сайта производителя (Winstar-www.winstar.com.tw или МЭЛТ-www.melt.com.ru). Далее, строго следуя даташиту подключаем экран к блоку питания устройства (это может быть простейший трансформаторный блок питания со стабилизатором LM317 (К142ЕН5А)

или 6-ти вольтовый гелевый (или любой другой малогабаритный и легкий) аккумулятор с тем же стабилизатором (если кому то понадобится изготовить измеритель для полевых работ). Напряжение +5 вольт подаем на вывод 2 индикатора (смотри даташит - выводы питания могут менятся!), минус подаем на выводы 1 и 5. Вывод 3 индикатора подключаем через подстроечный резистор 10кОм к минусу питания. Вращая резистор, добиваемся четкого и контрастного отображения всей верхней строки индикатора. Снимаем резистор, замеряем его сопротивление и подбираем такой же постоянный - вот мы и подобрали резистор R4 для нашей схемы. Подобную процедуру проводим и при подключении подсветки дисплея - добившись оптимальной яркости свечения, подбираем постоянный резистор - это будет резистор R5 нашей схемы. Другая важная процедура-прошивка микроконтроллера. Качаем HEX файл с сайта автора и зашиваем в наш контроллер при помощи , не забывая при этом про фьюз-биты контроллера.

Собрать прибор можно на макетной плате, настолько проста его обвязка. После первого запуска прибора приступаем к его калибровке. Для этого, в режиме измерения сопротивления, при калибровке на ноль, замыкаем измерительные щупы (крокодилы) между собой, нажимаем и удерживаем кнопку 1 и одновременно нажимаем кнопку 2 (заносим в память - на экране надпись ОК).

Далее производим калибровку по номиналу 1000Ом - навешиваем прецизионный резистор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и одновременно нажимаем кнопку 1 (заносим в память). Переключение режимов прибора осуществляется по кольцу при помощи кнопки 3. Для калибровки прибора в режиме измерения емкостейвыполняем следующие действия. При калибровке на 0 - размыкаем щупы измерителя и нажимаем и удерживаем кнопку 1 и выполняем запись в память кнопкой 2. При калибровке на 1000пФ - навешиваем прецизионный конденсатор, нажимаем и удерживаем кнопку 2 и выполняем запись в память кнопкой 1. Все, прибор готов к работе. В остальных режимах никаких калибровок не производится.

Проверить работу осциллографа и частотомера, можно подключив прибор в какую нибудь рабочую схему, результаты измерений с которой были сняты заранее при посредстве других осциллографа и частотомера. Проверить работу генератора частоты можно просто подключив к выходу прибора обычный динамик и плавно изменяя частоту клавишами регулировок (1 и 2). Этими же клавишами производится и изменение времени развертки в режиме осциллограф. Изменение времени измерения частоты (в режиме частотомер) осуществляется кнопкой 1, позволяющей измерять частоту с точностью до 0,1Гц.

Одно небольшое замечание - измерения, калибровки и настройки производить только с уже готовыми экранированными щупами (а не с кусочками монтажного провода) - практика показывает что разные типы кабеля могут внести значительные искажения в результаты измерений.

В качестве калибровочных конденсаторов отлично подходят прецизионные К71-7, а в качестве калибровочных резисторов - С2-33Н.

Все детали с отклонением от номинала не более 1 процента. Если в результате первичных контрольных замеров выяснится что линейность измерений емкости слишком мала, изменяем сопротивление резистора R3 в пределах 50-220кОм (чем больше номинал этого резистора, тем выше будет точность измерений малых емкостей, но соответственно вырастет в разы время измерения больших емкостей); если линейность измерения сопротивлений мала, то придется подобрать емкость конденсатора С5 (разумеется менять его можно только на тако же термостабильный).

Вот вкратце и все рекомендации по сборке и наладке устройства. Свой прибор отдал для испытаний знакомому, работающему в цехе КИПиА местного предприятия, а для сравнения передал ему еще китайский измерительный прибор XC4070L (LCR-метр). Так вот - по результатам контрольных замеров, произведенных на прецизионной аппаратуре предприятия, прибор АВО-2006 превзошел китайский измеритель по точности измерения емкостей и сопротивлений! Так что делайте выводы и следите за дальнейшими публикациями в этой области.

Для измерения напряжений высокой частоты используется выносной пробник (ВЧ головка).

Внешний вид авометра и ВЧ головки показан на рис. 22.

Прибор монтируют в корпусе из алюминия или в пластмассовой коробочке размерами примерно 200X115X50 мм. Лицевая панель из листового текстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Корпус и переднюю панель можно также сделать из фанеры толщиной 3 мм, пропитанной бакелитовым лаком.

Рис. 21. Схема авометра.


Детали. Микроамперметр типа М-84 на ток 100 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом. Переменный резистор типа ТК с выключателем Вк1. Выключатель надо снять с корпуса резистора, повернуть на 180° и поставить на прежнее место. Такое изменение делают для того, чтобы контакты включателя замыкались, когда резистор полностью выведен. Если этого не сделать, то универсальный шунт будет всегда подключен к прибору, уменьшая его чувствительность.

Все постоянные резисторы, кроме R4—R7, должны быть с допуском номиналов сопротивлений не более ±5%. Резисторы R4—R7 шунтирующие прибор при измерении токов, — проволочные.

Выносной пробник для измерения напряжений высокой частоты размещают в алюминиевом корпусе от электролитического конденсатора Его детали монтируют на пластинке из оргстекла. На ней же крепят два контакта от штепсельной вилки, которые являются входом пробника. Проводники входной цепи надо располагать возможно дальше от проводников выходной цепи пробника.

Полярность диода пробника должна быть только такой, как на схеме. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. То же касается и диодов авометра.

Универсальный шунт изготовляют из проволоки с большим удельным сопротивлением и монтируют непосредственно на гнездах. Для R5—R7 подойдет константановая проволока диаметром 0,3 мм, а для R4 можно использовать резистор типа ВС-1 сопротивлением 1400 ом, намотав на его корпус константановую проволоку диаметром 0,01 мм, чтобы их общее сопротивление было 1 468 ом.

Рис 22. Внешний вид авометра.

Градуировка. Шкала авометра показана на рис. 23. Градуировку шкалы вольтметра производят по эталонному контрольному вольтметру постоянного напряжения по схеме, показанной на рис. 24, а. Источником постоянного напряжения (не менее 20 в) может быть низковольтный выпрямитель или батарея, составленная из четырех КБС-Л-0,50. Поворачивая движок переменного резистора, наносят на шкалу самодельного прибора отметки 5, 10 и 15 б, а между ними — по четыре деления. По этой же шкале измеряют и напряжения до 150 в, умножая показания прибора на 10, и напряжения до 600 в, умножая на 40 показания прибора.
Шкала измерений тока до 15 ма должна точно соответствовать шкале вольтметра постоянных напряжений, что проверяют по эталонному миллиамперметру (рис. 24,6). Если показания авометра отличаются от показаний контрольного прибора, то изменяя длину провода на резисторах R5—R7, подгоняют сопротивления универсального шунта.

Точно так же градуируют шкалу вольтметра переменных напряжений.

Для градуировки шкалы омметра надо использовать магазин сопротивлений или использовать в качестве эталонных постоянные резисторы с допуском ±5%. Прежде чем начать градуировку, резистором R11 авометра устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение — против цифры 15 шкалы постоянных токов и напряжений. Это будет «0» омметра.

Диапазон сопротивлений, измеряемых авометром, большой — от 10 ом до 2 Мом, шкала получается плотной, поэтому на шкалу наносят только цифры сопротивлений 1 ком, 5 ком, 100 ком, 500 ком и 2 Мом.

Авометром можно измерять статический коэффициент усиления транзисторов по току Вст до 200. Шкала этих измерений равномерная, поэтому Делят ее на равные промежутки заранее и проверяют по транзисторам с известными значениями Вст Если показания прибора несколько отличаются от фактических значений, то изменяют сопротивление резистора R14 до действительных значений этих параметров транзисторов.

Рис. 23. Шкала авометра.

Рис. 24. Схемы градуировки шкал вольтметра и миллиамперметра авометра.

Для проверки выносного пробника при измерении высокочастотного напряжения нужны вольтметры ВКС-7Б и любой высокочастотный генератор, параллельно которому подключают пробник. Провода от пробника включают в гнездо «Общий» и «+15 в» авометра. Высокую частоту подают на вход лампового вольтметра через переменный резистор, как при градуировке шкалы постоянных напряжений. Показания лампового волтьметра должны соответствовать шкале постоянного напряжения на 15 в авометра.

Если показания при проверке прибора по ламповому вольтметру не совпадают, то несколько изменяют сопротивление резистора R13 пробника.

С помощью пробника измеряют напряжения высокой частоты только до 50 в. При большем напряжении может произойти пробой диода. При измерении напряжений частот выше 100—140 Мгц прибор вносит значительные погрешности измерений ввиду шунтирующего действия диода.

Все градуировочные отметки на шкале омметра делают мягким карандашом и только после проверки точности измерений обводят их тушью.

Здесь рассматриваются вопросы самостоятельного изготовления и эксплуатации измерительных приборов, используемых в радиолюбительской практике.

Самодельные радиолюбительские измерительные приборы.

Самодельные и промышленные измерительные приборы на базе компьютера.

Измерительные приборы промышленного производства.

Обновляемый файловый архив по теме "Измерительные приборы" находится , со временем, я надеюсь подготовить обзор с комментариями.

Функциональный генератор качающейся частоты и тональных посылок.

Настоящая статья - отчёт о проделанной работе, выполненной в начале нулевых годов, в те времена, самостоятельное изготовление измерительных приборов и оснастки своих лабораторий для радиолюбителей считалось обычным делом. Надеюсь, таковые увлечённые и заинтересованные умельцы встречаются и теперь.

Прототипами для рассматриваемого ФГКЧ стали «Генератор тональных посылок» Николая Сухова (Радио №10 1981 стр. 37 – 40)

и «Приставка к осциллографу для наблюдения АЧХ» О. Сучкова (Радио № 1985 стр 24)

Схема приставки О. Сучкова:

Разработанный на основе указанных источников и другой литературы (см. Заметки на полях схемы) ФГКЧ формирует напряжения синусоидальной, треугольной и прямоугольной (меандр) формы, амплитудой 0 – 5В со ступенчатым ослаблением –20, -40, -60 дБ в диапазоне частот 70Гц – 80КГц. Регуляторами ФГКЧ можно задать любой участок качания или значения перескока частоты, при формировании пачек, внутри рабочего диапазона частот.

Управление и синхронизация перестройки частот, осуществляется нарастающим пилообразным напряжением развёртки осциллографа.

ФГКЧ позволяет оперативно оценить АЧХ, линейность, динамический диапазон, реакцию на импульсные сигналы и быстродействие аналоговых радиоэлектронных устройств звукового диапазона.

Схема ФГКЧ представлена на Рисунке .

Схема в высоком разрешении находится или загружается по клику на рисунок.

В режиме качающейся частоты, на вход ОУ А4 подаётся пилообразное напряжение из блока развёртки осциллографа (как и в схеме ГКЧ О. Сучкова). Если на вход управления частотой А4 подавать не пилу, а меандр, частота будет меняться скачком с низкой на высокую. Формирование меандра из пилы, производится обычным триггером Шмитта, на транзисторах Т1 и Т2, разной проводимости. C выхода ТШ меандр поступает на электронный ключ А1 К1014КТ1, предназначенный для согласования уровня напряжения управляющего перестройкой ФГКЧ по частоте. На вход ключа подаётся напряжение +15В, с выхода ключа, прямоугольный сигнал подаётся на вход ОУ А4. Переключение частоты происходит в средней части горизонтальной развёртки, синхронно. После ОУ А4 стоят два ЭП на транзисторах Т7 - ПНП и Т8 - НПН (для термокомпенсации и выравнивания сдвига уровня) В эмиттере Т7 стоит переменный резистор RR1, задающий нижнюю границу качания или формирования пачек импульсов в диапазоне 70Гц - 16КГц. Резистор R8 (по Сучкову) заменён на два RR2 - 200КОм и RR3 - 68 КОм. RR2 задаёт верхнюю границу диапазона качания 6,5 - 16,5 КГц, а RR3 - 16,5 - 80 КГц. Интегратор на ОУ А7, тришшег Шмитта на ОУ А7 и коммутатор фазы коэффициента передачи усилителя А5 – Т11, работают как описано в О. Сучкова.

После буферного усилителя на ОУ А7 стоит переключатель формы сигнала с подстроечными резисторами PR6 – подстройка уровня треугольного сигнала и PR7 – подстройка уровня меандра. нормирующими уровень выходных сигналов. Формирователь синусоидального сигнала состоит из ОУ А8 – не инвертирующему усилителя с подстройкой усиления в диапазоне 1 - 3 раза (подстроечным резистором PR3) и классического преобразователя пилообразного напряжения в синусоидальное на полевом транзисторе Т12 - КП303Е. С истока Т12, синусоидальный сигнал подаётся на селектор формы импульса S2 напрямую, так как уровень синусоидального сигнала определяется нормирующим усилителем на ОУ А8 и величиной PR3. С выхода регулятора уровня RR4, сигнал подаётся на буферный усилитель на умощнённом А9. Коэффициент усиления буферного усилителя около 6, задаётся резистором в цепи обратной связи ОУ. На транзисторах Т9б Т10 и переключателях S3, S5, собран узел синхронизации, используемый для проверки тракта записи - воспроизведения магнитофона, в настоящее время совершенно не актуальный. Все ОУ - с ПТ на входе (К140 УД8 и К544УД2). Стабилизатор напряжения питания двухполярный +/- 15В, собран на ОУ А2 и А3 - К140УД6 и транзисторах Т3 - КТ973, Т4 - КТ972. Источники тока стабилитронов опорного напряжения на ПТ Т5, Т6 - КП302В.

Работа с рассматриваемым функциональным ГКЧ, производится следующим образом.

Переключатель S1 «Режим», устанавливается в положение «Fниз» и переменным резистором RR1 «Fниз» устанавливается нижняя частота диапазона качания, или меньшая частота пачек импульсов, в диапазоне 70Гц – 16КГц. После этого, переключатель S1 «Режим», устанавливается в положение «Fверх» и переменными резисторами RR2 «6-16КГц» и RR3 «16 – 80КГц» задаётся верхняя частота диапазона качания, или бОльшая частота пачек импульсов, в диапазоне 16 – 80 КГц. Далее переключатель S1 переводится в положение «Кач» или «Пачки» для формирования выходного напряжения качающейся частоты или двух пачек импульсов меньшей и бОльшей частоты, сменяющихся синхронно с развёрткой, при прохождении луча через середину экрана (для пачек импульсов). Форма выходного сигнала выбирается переключателем S2. Уровень сигнала регулируется плавно переменным резистором RR4 и ступенчато – переключателем S4.

Осциллограммы испытательных сигналов в режимах «Качание частоты» и «Пачки» представлены на следующих рисунках.

Фото генератора в сборе, представлено на рисунке.

В том же корпусе широкополосный генератор синусоидального напряжения и меандра (Важно: R6 в схеме этого генератора – 560КОм, а не 560Ом, как на рисунке, и если вместо R9 поставить пару из постоянного резистора 510Ком и подстроечного 100Ком, можно, регулировкой подстроечника, установить минимально возможный Кг.)

и частотомера, прототип которого описан в .

Важно отметить, что в дополнение к проверкам аналоговых трактов звуковоспроизводящей аппаратуры, в режимах качания частоты и формирования пачек частотных посылок, рассматриваемый функциональный ГКЧ можно использовать и просто как функциональный генератор. Сигналы треугольной формы помогают очень чётко отследить возникновение ограничения в усилительных каскадах, выставить ограничения сигнала симметричным (борьба с чётными гармониками – более заметными на слух), проконтролировать наличие искажений типа «ступенька» и оценить линейность каскада по мере искривления фронта и спада треугольного сигнала.

Ещё более интересна проверка УМЗЧ и других звуковых узлов, сигналом прямоугольной формы, со скважностью 2 – меандром. Считается, что для корректного воспроизведения меандра определённой частоты, требуется, чтобы рабочая (без ослабления) полоса тестируемого такта, была, по меньшей мере, в десять раз больше, чем частота испытательного меандра. В свою очередь, ширина полосы частот, воспроизводимых, например, УМЗЧ определяет такой важный качественный показатель, как коэффициент интермодуляционных искажений, столь значительный для, ламповых УМЗЧ, что его благоразумно не измеряют и не публикуют, чтобы не разочаровывать общественность.

На следующем рисунке – фрагмент статьи Ю. Солнцева «Функциональный» генератор» из Радиоежегодника .

На рисунке – типовые искажения меандра, возникающие в звуковом тракте, и их толкования.

Ещё более наглядными, измерения при помощи функционального генератора, можно производить, подавая сигнал с его выхода на вход X осциллографа, напрямую, и на вход Y через исследуемое устройство. В этом случае на экране будет отображаться амплитудная характеристика проверяемой схемы. Примеры таких измерений приведены на рисунке.

Вы можете повторить мой вариант функционального ГКЧ, как он есть или принять его за альфа – версию Вашей собственной разработки, выполненной на современной элементной базе, с применением схемотехнических решений, которые Вы считаете более прогрессивными или доступными в реализации. В любом случае, применение такого многофункционального измерительного устройства, позволит Вам существенно упростить настройку звуковоспроизводящих трактов и контролируемо повысить их качественные характеристики в процессе разработки. Это конечно справедливо только в том случае, если вы считаете, что настраивать схемы «на слух» - весьма сомнительный приём радиолюбительской практики.

Автомат включения ждущего режима для осциллографа С1-73 и других осциллографов с регулятором «Стабильность».

Пользователи советских и импортных осциллографов, оснащённых регулятором режима развёртки «Стабильность», сталкивались в работе со следующим неудобством. При получении на экране устойчивой синхронизации сложного сигнала, стабильное изображение сохраняется до тех пор, пока на вход подаётся сигнал или его уровень остаётся достаточно стабильным. При исчезновении входного сигнала, развёртка может оставаться в ждущем режиме сколь угодно долго, при этом луч на экране отсутствует. Для переключения развёртки в автоколебательный режим, иногда достаточно лишь чуть повернуть ручку «Стабильность», и луч появляется на экране, что требуется при привязке горизонтальной развёртки к масштабной сетке на экране. При возобновлении измерений, изображение на экране может «плыть» до тех пор, пока регулятором «Стабильность» не будет восстановлен ждущий режим развёртки.

Таким образом, в процессе измерений, приходится постоянно крутить ручки «Стабильность» и «Уровень синхронизации», что замедляет процесс измерений и отвлекает оператора.

Предлагаемая доработка осциллографа C1-73 и других, подобных ему приборов (С1-49, С1-68 и др) оснащённых регулятором «Стабильность», предусматривает автоматическое изменение выходного напряжения переменного резистора регулятора «Стабильность», переводящее блок развёртки осциллографа в автоколебательный режим при отсутствии входного синхросигнала.

Схема автоматического переключателя «Ждущий – Авто» для осциллографа С1-73, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 . Схема автоматического переключателя «Ждущий – Авто» для осциллографа С1-73 (кликни для увеличения).

На транзисторах Т1 и Т2 собран одновибратор, запускаемый, через конденсатор С1 и диод D1 импульсами положительной полярности с выхода формирователя импульсов запуска развёртки осциллографа С1-73 (контрольная точка 2Гн-3 блока У2-4 на рисунке 2)

Рисунок 2

(полностью, схема осциллографа С1-73 находится здесь: (Fig5) и (Gif 6)

В исходном состоянии, при отсутствии запускающих развёртку импульсов, все транзисторы автомата «Ждущий – Авто» закрыты (см. Рис. 1). Диод D7 открыт и на правый по схеме (см Рис. 2) вывод переменного резистора R8 «Стабильность», по цепи R11 D7, подаётся постоянное напряжение, переводящее генератор развёртки в автоколебательный режим, при любом положении движка переменного резистора R8 «Стаьильность».

По приходу очередного импульса, запуска развёртки, последовательно открываются транзисторы T2, T1, T3, T4, а диод D7 закрывается. С этого момента схема синхронизации развёртки осциллографа С1-73, работает в типовом режиме, заданном напряжением на выходе переменного резистора R8 (см. Рис. 2). В частном случае, может быть задан ждущий режим развёртки, обеспечивающий стабильное положение изображения исследуемого сигнала на экране осциллографа.

Как было отмечен выше, при поступлении очередного синхроимпульса, все транзисторы автомата управления развёрткой открываются, что приводит к быстрой разрядке электролитического конденсатора C4 через диод D4, открытый транзистор Т2 и резистор R5. Конденсатор C4 находится в разряженном состоянии всё то время, пока на вход одновибратора поступают запускающие импульсы. По окончании поступления импульсов запуска, транзистор T2 закрывается, и конденсатор C4 начинает заряжаться базовым током транзистора T3 через резистор R7 и диод D5. Ток зарядки конденсатора C4, поддерживает открытыми транзисторы T3 и T4, сохраняя ждущий режим развёртки, заданный напряжением на выходе переменного резистора R8 «Стабильность» в течение нескольких сотен миллисекунд, в ожидании следующего сихроимпульса. Если таковой не поступает, транзистор T3 закрывается полностью, светодиод D6, индицирующий включение ждущего режима, гаснет, закрывается транзистор T4, открывается диод D7 и развёртка осциллографа переходит в автоколебательный режим. Для обеспечения ускоренного перехода в ждущий режим, при поступлении первого синхроимпульса в серии, применён элемент «Логическое ИЛИ» на диодах D3 и D5. При срабатывании одновибратора, приводящем к открыванию транзистора T2, транзистор T3 открывается без задержки, по цепи R7,D3,R5 ещё до окончания разряда конденсатора C4. Это может быть важно, если требуется наблюдать одиночные импульсы в ждущем режиме синхронизации.

Сборка автомата ждущего режима выполнена объёмным монтажом.

Рисунок 3. Объёмный монтаж автомата ждущего режима осциллографа.

Рисунок 4. Изоляция элементов автомата ждущего режима осциллографа бумажными вставками и расплавленным парафином.

Перед монтажом, модуль завёрнут в полоску бумаги, проклеенную прозрачным скотчем, как минимум с одной стороны, так же для уменьшения утечек. Сторона бумаги, поклеенная скотчем, обращена к собранному модулю. Объёмный монтаж автомата позволил сократить время сборки и отказаться от разработки и изготовления печатной платы. Кроме того, модули получились достаточно компактными, что важно при их установке в малоразмерный корпус осциллографа С1-73. В отличие от заливки устройства, собранного объёмным монтажом, эпоксидным компаундом и тп твердеющими смолами, использование парафина позволяет сохранить ремонтопригодность устройства и возможность его доработки, при необходимости. В радиолюбительской практике, при штучном производстве, это может быть важным фактором выбора конструктивного исполнения устройства.

Вид автомата ждущего режима, смонтированного на плате У2-4, осциллографа С1-73, показан на рисунке 5.

Рисунок 5. Размещение модуля автомата ждущего режима на плате синхронизации осциллографа С1-73.

Светодиод, индицирующий включение ждущего режима, размешён на 15 мм правее регулятора УРОВЕНЬ, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Размещение индикатора включения ждущего режима на лицевой панели осциллографа C1-73.

Опыт эксплуатации осциллографа С1-73, оснащённого автоматом включения ждущего режима развёртки, показал значительное увеличение оперативности измерений, связанное с отсутствием необходимости вращать ручку СТАБИЛЬНОСТЬ, при установке линии развёртки на желаемое деление градуировочной сетки экрана и после этого, для достижения устойчивого положения изображения на экране. Теперь, в начале измерений, достаточно установить регуляторы УРОВЕНЬ и СТАБИЛЬНОСТЬ, в положение, обеспечивающее неподвижное изображение сигнала на экране, и при снятии сигнала со входа осциллографа, горизонтальная линия развёртки появляется автоматически, а при очередной подаче сигнала возвращается стабильная картинка.

Вы можете приобрести подобный автомат ждущего режима осциллографа, сэкономив время на сборку. Используйте кнопку обратной связи. :-)

Блок защиты и автоотключения мультиметра M830 и ему подобных «Цифровых китайских мультиметров».

Цифровые мультиметры, построенные на АЦП семейства (отечественный аналог ), благодаря своей простоте, достаточно высокой точности и низкой стоимости, очень широко используются в радиолюбительской практике.

Некоторое неудобство использования прибора связано с:

  1. Отсутствием автоотключения мультиметра
  2. относительной дороговизной девятивольтовых батарей большой ёмкости
  3. отсутствием защиты от перенапряжения (за исключением плавкого предохранителя на 0,25А)

Различные способы решения вышеупомянутых проблем предлагались радиолюбителями раньше. Некоторые из них (схемы защиты АЦП мультиметра, автоотключения, и его питания от низковольтных источников питания, через повышающий преобразователь, приведены доработок и измерительных приставок к мультиметрам семейства M830.

Предлагаю Вашему вниманию ещё один вариант доработки «цифрового китайского мультиметра» на АЦП 7106, сочетающей четыре важных, для таких приборов, потребительских функции:Автоотключение по таймеру через несколько минут после включения.

  1. Защита от перенапряжения с гальваническим отключением входного гнезда UIR от схемы мультметра.
  2. Автоотключение при срабатывании защиты.
  3. Полуавтоматическая отсрочка автоотключения при длительных измерениях.

Для пояснения принципов работы и взаимодействия узлов китайского мультиметра на IC7106 используем две схемы.

Рис.1 - один из вариантов схемы мультиметра M830B (кликни, чтобы увеличить).

Схема Вашего мультиметра может быть другой или её может не быть вообще – важно лишь определить точки подачи питания на ИС АЦП и точки подключения контактов реле, отключающих питание и вход UIR прибора. Для этого, обычно, достаточно внимательно рассмотреть печатную плату мультиметра, справляясь по даташиту на IC7106 или КР572ПВ5. Точки подключения и врезки в схему / печатный монтаж мультиметра показаны синим цветом.



Рис.2 Собственно схема блоказащиты и автоотключения мультиметра (кликни, чтобы увеличить).

Схема включает датчики перегрузки мультиметра на транзисторных оптронах U1 и U2 – АОТ128, Компаратор на ОУ с низким током потребления – U3 КР140УД1208, ключевой МОП-транзистор U4 таймера автоотключения – КР1014КТ1. Коммутация входа UIR и напряжения питания мультиметра, выполняется контактными группами двухобмоточного поляризованного реле PR1 – РПС-46.

Работа блока защиты и автоотключения мультиметра.

Включение мультиметра и автоотключение по стабатыванию таймера.

В исходном состоянии все элементы мультиметра и блока защиты обесточены. Перекидные контакты поляризованного реле PR1 замкнуты в положениях 1-4 и 6-9 (см рис. 2 ). Вход UIR мультиметра, отключён, входной делитель замкнут на общий провод – разъём «COM». «Плюсовой» вывод батареи питания отключён от всех потребителей так как кнопка Кн1 «Вкл» и контакты 5-9 реле PR1 разомкнуты. Электролитический конденсатор C2, ёмкость которого определяет время работы мультиметра до автоотключения, разряжен через замкнутые контакты 6-9 реле PR1 и схему мультиметра.

При нажатии на кнопку Кн1 «Вкл», ток от батареи питания, проходя через обмотку 2-8 реле PR1, заряжает конденсатор С2. При этом контакты 6-9 и 1-4 размыкаются, а контакты 5-9 и 10-4 замыкаются. Вход UIR мультиметра, подключается к схеме замкнутыми контактами 10 – 4, реле PR1, а питание от батареи, подаётся через замкнутые контакты 5 – 9, соответственно. В штатных режимах работы мультиметра, напряжение с вывода 37 ЦАП IC7106, подаваемое на инвертирующий вход (вывод 2), ОУ U3, оказывается больше напряжения заданного на прямом входе (вывод 3), на выходе ОУ, вывод 6, устанавливается напряжение низкого уровня, недостаточное, для открывания транзистора Т1. Электролитический конденсатор, заряженный при нажатии кнопки Кн1 «Вкл», через обмотку 2 – 8 реле PR1 до напряжения питания (9В), после отпускания кнопки Кн1, начинает медленно разряжаться через делитель R11,R12. До тех пор, напряжение на затворе МОП-транзистора U4 не снизится до уровня, примерно, 2В, транзистор U4 остаётся в открытом состоянии, поддерживая диод D6 в закрытом состоянии.

Мультиметр работает в обычном режиме.

При падении напряжения на делителе R11,R12 ниже уровня 2В, транзистор U4 закрывается, положительное напряжение через резистор R13 и диод D6 поступает на вывод 3 ОУ4, что приводит к появлению положительного потенциала на выходе ОУ (вывод 6) и открыванию транзистора Т1, коллектор которого подключён к выводу 7 реле PR1. Через обмотку 3 – 7 реле PR1, вызывает обратное переключение контактных групп реле PR1. При этом оказываются разомкнутыми контакты 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

Полуавтоматическая отсрочка срабатывания таймера автоотключения.

Если во время работы мультиметра повторно нажать кнопку Кн1 «Вкл», ток, проходя через обмотку 2 – 8 реле PR1, произведёт подзарядку конденсатора C2, продлевая временной промежуток включённого состояния мультиметра. Состояние контактных групп поляризованного реле PR1, при этом, не изменяется.

Принудительное отключение мультиметра.

Принудительное отключение мультиметра можно выполнить двумя способами.

  1. Как обычно, переведя переключатель выбора пределов/ режимов измерения в положение OFF – «Выключено». При этом состояние контактных групп поляризованного реле PR1, при этом, не изменяется и вход UIR останентся подключённым к резистивному делителю мультиметра.
  2. При нажатии на кнопку Кн2 «Выкл», положительное напряжение, через резистор R5, подаётся на вход 3 ОУ U3, повышая его потенциал, по сравнению с опорным напряжением (-1В) на инвертирующем входе ОУ U3 - выводе 2. Это приводит к открыванию транзистора Т1 и появлению тока в «отключающей» обмотке 3 – 7, поляризованного реле PR1. При этом оказываются разомкнутыми контакты 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

Автоотключение мультиметра при возникновении перегрузки.

Наиболее вероятной причиной выхода из строя, мультиметра на основе АЦП семейства 7106, является подача на его измерительный вход (вывод 31), напряжения, превышающего напряжение питания приложенное к выводу 1, относительно общего провода (вывод 32). В общем случае, при питании мультиметра от батареи напряжением 9В, не рекомендуется подавать на вход ЦАП, вывод 31, напряжение, более 3В, в любой полярности. В описанных ранее схемах защиты цифрового мультиметра типа M830, предлагалось включит пару встречно – параллельно включённых стабилитронов между входом ЦАП и общим проводом. При этом, высокоомный резистор входного RC ФНЧ ЦАП (R17C104 в схеме на Рис. 1 ), ограничивал ток через стабилитроны на безопасном уровне, однако резистивный делитель мультиметра и токоведущие дорожки печатной платы оставались незащищёнными, играя роль дополнительных предохранителей и сгорая при перегрузке.

В предлагаемом блоке защиты и автоотключения мультиметра, повышенное, сверх допустимого, напряжение на входе ФНЧ R17C104 (См. Рис. 1), используется для формирования сигнала отключения входного гнезда, с шунтированием сигнального входа мультиметра на корпус. Сигнал о наличии перенапряжения, формируется двумя встречно-параллельно включёнными цепями D1, D2, U1.1 и D3, D4, U2.1, состоящими из последовательно соединённых: кремниевого диода, светодиода зелёного свечения и светодиода диодно-транзисторного оптрона. Подобные цепи, выполняющие, так же, функцию пассивной защиты, широко используются во входных каскадах осциллографов (например, ). При достижении, в точке А, напряжения, превышающего 3В, в любой полярности, диоды (D1, D2, U1.1 или D3, D4, U2.1), в соответствующей цепочке начинают открываться, шунтируя вход мультиметра на общий провод. При этом светодиод U1.1 или U2.1 одной из оптопар, начинает светиться, вызывая открывание соответствующего оптотранзистора U1.2 или U2.2. Ток, с плюсовой шины питания, через открывшийся оптотранзистор, подаётся на неинвертирующий вход ОУ U3, вызывая повышение потенциала на выходе ОУ (вывод 6) и открывание транзистора Т1. Ток через транзистор Т1 и подключённую к нему обмотку 3 – 7, поляризованного реле PR1, приводит к размыканию контактов 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

Мультиметр переходит в выключенное состояние с размыканием входа UIR.

Конструктивно, модуль защиты и автоотключения напряжения, выполнен навесным монтажом и размещён в корпусе мультимера, с обратной стороны переключателя диапазонов измерения. (см. рис. 3 )

В доработанных мультиметрах марки DT830-C (0 ), отсутствует режим измерения коэффициента усиления транзисторов, что позволило разместить кнопки включения и выключения прибора на месте, где обычно устанавливается клеммная колодка подключения транзисторов. Кнопка выключения взята с более высоким толкателем, чтобы при переноске и хранении, при случайных нажатиях, она срабатывала с большей вероятностью.

Практика использования устройства защиты и автоотключения, реализованного в двух китайских цифровых

При работе, можно действовать двумя способами, предварительно выбрав проводимость и тип транзистора (биполярный/ полевой (про полевой – далее)).

1) Подключаем транзистор, и крутим ручку базового резистора до появления генерации. Так понимаем, что транзистор исправен и имеет определённый коэффициент передачи.

2) Выставляем заранее требуемый коэффициент передачи и, подключая, по порядку, имеющиеся транзисторы, отбираем соответствующие установленному требованию.

Я сделал этому измерителю две доработки.

1) Отдельная фиксируемая кнопка включает в «базу» проверяемого транзистора резистор, сопротивлением 100 КОм, заземленный с другой стороны. Так измеритель может проверять полевые транзисторы с p-n переходом и p или n каналом (КП103 КП303 и им подобные). Также, без переделки, в этом режиме можно проверять МОП транзисторы с изолированным затвором n- и p- типа (IRF540 IRF9540 итп)

2) В коллектор второго транзистора измерительного мультивибратора (выход НЧ сигнала) я включил детектор с удвоением, по обычной схеме нагруженный на базу КТ 315го. Таким образом, К- Э переход этого ключевого транзистора замыкается, когда в измерительном мультивибраторе возникает генерация (определён коэффициент передачи). Ключевой транзистор, открываясь, заземляет эмиттер ещё одного транзистора, на котором собран простейший генератор с резонатором на трёхвыводном пьезоэлементе – типовая схема генератора вызывного сигнала «китайского» телефона. Фрагмент схемы мультиметра – узел проверки транзисторов – приведён на Рис. 3.

Такое схемное награмаждение было вызвано желанием использовать тот же вызывной генератор в узле сигнализации перегрузки по току лабораторного блока питания (первый, собранный мной, по упомянутой схеме, испытатель параметров транзисторов, был встроен в ЛБП Рис.4).

Второй измеритель был встроен самодельный в многофункциональный стрелочный мультиметр, где один трёхвыводной пьезоизлучатель использовался как сигнализатор в режиме «пробник» (звуковая проверка короткого замыкания) и испытатель транзисторов Рис. 5.

Теоретически (я не пробовал), этот испытатель можно переделать для проверки мощных транзисторов, уменьшив, например, на порядок сопротивления резисторов в обвязке проверяемого транзистора.

Так же, возможно зафиксировать резистор в базовой цепи (1КОм или 10 КОм) и изменять сопротивление в коллекторной цепи (для мощных транзисторов).

Этот прибор, измеритель ESR-RLCF , собирал в количестве четырех штук, работают все замечательно и ежедневно. Он обладает большой точностью измерения, имеется программная коррекция нуля, простой в налаживании. До этого собирал много разных приборов на микроконтроллерах, но всем им к этому очень далеко. Уделить надо только должное внимание катушке индуктивности. Она должна быть большой и намотана как можно толстым проводом.

Схема универсального измерительного прибора

Возможности измерителя

  • ESR электролитических конденсаторов - 0-50 Ом
  • Ёмкость электролитических конденсаторов - 0.33-60 000мкФ
  • Ёмкость неэлектролитических конденсаторов - 1 пФ - 1 мкФ
  • Индуктивность - 0.1 мкГн - 1 Гн
  • Частоту - до 50 МГц
  • Напряжение питания прибора - батарея 7-9 В
  • Ток потребления - 15-25 мА

В режиме ESR им можно измерять постоянные сопротивления 0.001 - 100 Ом, измерение сопротивления цепей, имеющих индуктивность или ёмкость, невозможно, так как измерение производится в импульсном режиме и измеряемое сопротивление шунтируется. Для корректного измерения таких сопротивлений необходимо нажать кнопку «+» при этом измерение производится при постоянном токе 10мА. В этом режиме диапазон измеряемых сопротивлений равен 0.001 - 20 Ом.

В режиме частотомера при нажатой кнопке «Lx/Cx_Px» включается функция «счетчик импульсов» (непрерывный счёт импульсов поступающих на вход “Fx“). Обнуление счетчика производится кнопкой «+». Есть индикация разряда батареи. Автоматическое отключение - около 4х минут. По истечении времени простоя ~ 4 мин, загорается надпись "StBy" и в течении 10 сек, можно нажать кнопку "+" и продолжится работа в том же режиме.


Как пользоваться прибором

  • Включение/ выключение - кратковременное нажатие кнопок “on/off”.
  • Переключение режимов - “ESR/C_R” - “Lx/Cx” - “Fx/Px” - кнопкой “SET”.
  • После включения прибор переходит в режим измерения ESR/C. В этом режиме производится одновременное измерение ESR и ёмкости электролитических конденсаторов или постоянных сопротивлений 0 - 100 Ом. При нажатой кнопке «+», измерение сопротивлений 0.001 - 20 Ом, измерение производится при постоянном токе 10 мА.
  • Установка нуля необходима, каждый раз при замене щупов или при измерении с помощью адаптера. Установка нуля производится автоматически, по нажатию соответствующих кнопок. Для этого замыкаем щупы, нажимаем и удерживаем кнопку “-”. На дисплее появится значение АЦП без обработки. Если значения на дисплее отличаются более +/-1, нажать кнопку “SET”, и запишется правильное значение “EE>xxx<”.
  • Для режима измерения постоянных сопротивлений, также необходима установка нуля. Для этого замыкаем щупы, нажимаем и удерживаем кнопки “+” и “-”. Если значения на дисплее отличаются более +/-1, нажать кнопку “SET”, и запишется правильное значение “EE>xxx<”.

Конструкция щупа

В качестве щупа, использован металлический штекер типа «тюльпан». К центральному выводу припаяна игла. Боковой уплотнитель - чехол от одноразового шприца. Из доступного материала для изготовления иглы можно использовать латунный стержень диаметром 3 мм. Через некоторое время, игла окисляется и для восстановления надёжного контакта, достаточно протереть кончик, мелкой наждачной бумагой.

Детали прибора

  • ЖК индикатор на основе контроллера HD44780, 2 строки по 16 знаков или 2 строки по 8 знаков.
  • Транзистор PMBS3904 - любой N-P-N, близкий по параметрам.
  • Транзисторы BC807 - любые P-N-P, близкие по параметрам.
  • Полевой транзистор P45N02 - подходит практически любой из материнской платы компьютера.
  • Резисторы в цепях стабилизаторов тока и DA1 - R1, R3, R6, R7, R13, R14, R15, должны быть такими, как указано на схеме, остальные можно близкими по номиналу.
  • Резисторы R22, R23, в большинстве случаев не нужны, при этом вывод «3» индикатора следует подключить к корпусу - это будет соответствовать максимальной контрастности индикатора.
  • Контур L101 - должен быть обязательно подстраиваемый, индуктивность 100 мкГн при среднем положении сердечника.
  • С101 - 430-650 пФ с низким ТКЕ, К31-11-2-Г - можно найти в КОС отечественных телевизоров 4-5 поколения (КВП контура).
  • С102, С104 4-10 мкФ SMD - можно найти в любой старой компьютерной материнской плате.
  • Пентиум-3 возле процессора, а также в боксовом процессоре Пентиум-2.
  • Микросхема DD101 - 74HC132, 74HCT132, 74AC132 - они также применяются в некоторых материнских платах.

Обсудить статью УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР