Что такое вольтметры и амперметры. Как устроены эти приборы. Какие бывают виды вольтметров и амперметров. Как правильно подключать вольтметры и амперметры в электрические цепи. Где применяются эти измерительные приборы.
Принцип работы и устройство вольтметров и амперметров
Вольтметры и амперметры — это электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения напряжения и силы тока соответственно. Принцип их работы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого током, протекающим по обмотке прибора, с подвижной частью измерительного механизма.
Основные элементы устройства вольтметров и амперметров:
- Измерительный механизм (магнитоэлектрический, электромагнитный и др.)
- Шкала со стрелкой для отсчета показаний
- Корпус
- Зажимы для подключения
Главное отличие вольтметров от амперметров заключается в способе их подключения:
- Вольтметры подключаются параллельно участку цепи
- Амперметры включаются последовательно в разрыв цепи
Виды вольтметров и амперметров
По принципу действия измерительного механизма выделяют следующие виды вольтметров и амперметров:
- Магнитоэлектрические — наиболее точные и чувствительные приборы
- Электромагнитные — простые и надежные, но менее точные
- Электродинамические — для измерения в цепях переменного тока
- Цифровые — с электронной схемой и цифровым дисплеем
По назначению различают:
- Щитовые — для установки на панели
- Переносные — для временных измерений
- Лабораторные — повышенной точности
Особенности подключения вольтметров и амперметров
Правильное подключение измерительных приборов очень важно для получения корректных результатов и сохранности самих устройств. Как подключать вольтметры и амперметры?
Подключение вольтметра:
- Параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжение
- Соблюдая полярность подключения для приборов постоянного тока
- Через добавочное сопротивление при измерении высоких напряжений
Подключение амперметра:
- Последовательно в разрыв цепи
- С соблюдением полярности для постоянного тока
- Через шунт при измерении больших токов
Неправильное подключение может привести к повреждению прибора или искажению результатов измерений.
Применение вольтметров и амперметров
Где используются вольтметры и амперметры? Эти измерительные приборы находят широкое применение:
- В электротехнике для контроля параметров электрических цепей
- В энергетике для учета и контроля электроэнергии
- В промышленности для мониторинга работы оборудования
- В бытовой технике для измерения напряжения сети и потребляемого тока
- В автомобильной электронике
- В научных исследованиях и лабораторных работах
Выбор вольтметра или амперметра
При выборе измерительного прибора следует учитывать несколько важных факторов:
- Диапазон измерений — должен соответствовать ожидаемым значениям напряжения или тока
- Точность — класс точности прибора определяет погрешность измерений
- Тип тока — для постоянного, переменного или универсальный
- Условия эксплуатации — влияние температуры, влажности, вибраций
- Дополнительные функции — наличие памяти, интерфейсов и т.д.
Правильный выбор обеспечит точные измерения и долгий срок службы прибора.
Преимущества и недостатки различных типов измерительных приборов
Каждый тип вольтметров и амперметров имеет свои сильные и слабые стороны. Рассмотрим основные преимущества и недостатки:
Магнитоэлектрические приборы:
Преимущества:
- Высокая точность
- Линейная шкала
- Низкое собственное потребление
Недостатки:
- Чувствительность к перегрузкам
- Работа только на постоянном токе
Электромагнитные приборы:
Преимущества:
- Простота конструкции
- Надежность
- Работа на постоянном и переменном токе
Недостатки:
- Нелинейная шкала
- Влияние внешних магнитных полей
Цифровые приборы:
Преимущества:
- Высокая точность
- Удобство считывания показаний
- Дополнительные функции
Недостатки:
- Необходимость питания
- Чувствительность к электромагнитным помехам
Калибровка и поверка измерительных приборов
Для обеспечения точности измерений вольтметры и амперметры нуждаются в периодической калибровке и поверке. В чем заключаются эти процедуры?
Калибровка:
- Настройка прибора для обеспечения заданной точности
- Проводится при производстве и ремонте
- Может выполняться пользователем при наличии эталонов
Поверка:
- Официальное подтверждение метрологических характеристик
- Проводится аккредитованными лабораториями
- Имеет установленную периодичность
Регулярная калибровка и поверка гарантируют достоверность результатов измерений.
Современные тенденции в развитии измерительных приборов
Технологии не стоят на месте, и в области измерительной техники происходят значительные изменения. Какие тенденции наблюдаются в развитии вольтметров и амперметров?
- Миниатюризация — уменьшение размеров приборов
- Увеличение функциональности — комбинирование различных измерений в одном устройстве
- Повышение точности измерений
- Интеграция с компьютерными системами и сетями
- Использование беспроводных технологий для передачи данных
- Применение новых материалов и технологий для повышения надежности
Эти тенденции позволяют создавать более эффективные и удобные в использовании измерительные приборы.
Переделка вольтметра с AliExpress в амперметр.
Заказал себе пару цифровых мини вольтметров. Пришли через месяц в пупырке и антистатических пакетах. Проверил все рабочие в о общем все нормально. Мне были нужны небольшие размеры корпуса вольтметра для изготовления измерительного мини стенда.Технические характеристики от продавца:
Цвет дисплея: красный
Два провода диапазон измерения: DC 4.7 ~ 32 В
Рабочий ток:
Рабочая температура:-10с+65c
Два провода связи, с обратной полярности защиты
Размер: 21.5x13x8 мм (l * W * h)
Скорость: около 200 мс/время
Режим отображения: три цифры
При тестировании светодидов, драйверов к ним, и других самоделок необходимо измерять в реальном времени напряжение и силу тока на нагрузке. Обычно мне надо подключать два мультиметра, Чтобы на столе уменьшить количество проводов решил сделать из этих мини вольтметров стендик. Можно было конечно поиграть с делителем на входе контроллера но не хотелось выпаивать светодиодный индикатор. В данной конструкции микросхема и все элементы находятся под ним. Решил сделать как есть. Вставил в коммутационную коробку КС-8 для слаботочных систем эти вольтметры.
Предварительно выпаял перемычку между измерительным контактом и плюсом питания, впаял зеленый провод (измерительный).В принципе в таком режиме при подключении стороннего источника питания данный вольтметр может измерять напряжение до 99,9В. Но задача сейчас в этом не стояла-мне нужно было переделать его в амперметр.
Выпаиваем перемычку.
Припаиваем измерительный зеленый провод.
Далее мотаем из нихрома измерительный шунт (у меня вышло примерно 2 Ома). Сравнивал показания по мультиметру при одинаковой нагрузке. И собираем схему.
Результат меня вполне устроил. На рабочем столе освободилось много места, уменьшилось количество проводов, намного легче стало работать.Я не гонюсь за прецезионной точностью, в домашних условиях этого и не нужно. Если поставить переключатель то данный приборчик можно использовать как в режиме вольтметра так и амперметра если использовать один прибор.
Из плюсов –неплохая точность показаний этого вольтметра, хорошо видно показания при слабой освещенности, небольшие габариты, приемлемая цена.
Этот стенд заменяет два мультиметра.
Показания при выключенном освещении.
А уж куда применить этот приборчик –в блок питания, зарядное устройчтво или в автомобиль и т.п., решайте сами в зависимости от ваших потребностей.
Подробнее можно посмотреть на видео. www.youtube.com/watch?v=Uno0-6QPG20
ВСТРАИВАЕМЫЙ ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР-АМПЕРМЕТР
Многие начинающие радиолюбители, собирая себе, сначала, простой регулируемый блок питания, без наворотов, в дальнейшем, думаю, захотят расширения его функциональности. Здесь есть два варианта, можно собрать новый блок питания, идущий сразу с защитой, с регулировкой тока, и возможно какими-либо другими, расширенными возможностями. Либо пойти тем путем, каким пошел я, произведя апгрейд или говоря по другому, усовершенствование существующего, проверенного временем блока питания.
В свое время собрал, для своего простого регулируемого блока питания, плату регулировки тока и плату защиты от КЗ, дополнив, таким образом, его схему. Но при пользовании этим блоком питания, напряжение на выходе, по прежнему, приходилось выставлять ориентируясь по показаниям мультиметра, включенным как вольтметр. Также и ток, при включенной регулировке выходного тока, приходилось выставлять по показаниям миллиамперметра тестера. Это показалось мне неудобным, хотелось, чтобы была цифровая индикация тока и напряжения, и тогда начал уже было подыскивать схему ампер-вольтметра на микроконтроллере AVR Меге 8 и подобную. Как при просмотре одного из видео на Ю–тубе, увидел в блоке питания такой встраиваемый в различные электронные приборы ампер – вольтметр, как на фото ниже:
Под видео была приведена ссылка на китайский интернет магазин Али – экспресс. У меня уже имелся опыт заказа с Али, для тех, кто еще не пользовался их услугами, скажу, что если в лоте указана бесплатная доставка, то доставка действительно бесплатная, без подвоха. Товар приходит в Россию в течении 45 дней.
Причем в случае недоставки или подобных неприятностей, покупатель получает всю уплаченную сумму целиком, возвращают оперативно, был опыт. Стоимость такого ампер–вольт метра всего 3,6 доллара, что составляет даже с учетом роста долларов, небольшую сумму. Поэтому колебался я недолго, и подыскав наиболее выгодное предложение, заказал. Проводки с разъемами для подключения, идут в комплекте с прибором.
Подключается к измеряемому устройству ампер-вольт метр с помощью трех-пинового разъема. С помощью второго двух пинового разъема на ампер – вольтметр подается питание, которое может быть в диапазоне от 4.5 до 30 вольт. Более подробно со всеми характеристиками можно ознакомиться, посмотрев рисунок, находящийся выше. Поначалу вызвало затруднение подключение разъема 3 Pin, на странице заказа была лишь путаная схема. Впоследствии, на странице другого продавца, аналогичного товара, нашел следующий рисунок — схему подключения:
На практике все выглядит проще, плюс питания у нас идет на красный провод и на нагрузку. Минус питания идет на черный провод, а оставшийся синий провод (на рисунке желтый) идет на минус нагрузки. Таким образом, у нас амперметр включается в разрыв цепи минуса. Если нам амперметр не нужен при пользовании, мы подключаем только черный и красный провода, синий (желтый) провод просто никуда не подключаем, возможно, это не совсем правильно, но все работает. Мой ампер-вольт метр работал немного неточно, как по току, так и по напряжению, и был мной откалиброван сверяясь с показаниями двух мультиметров, на случай если на одном из них подсела батарея, и он начал врать.
В устройстве предусмотрена калибровка по току и напряжению, путем вращения двух головок под крестовую отвертку. Крепится ампер – вольтметр с помощью четырех пластмассовых распорок находящихся попарно сверху и снизу. Аналогично крепятся малогабаритные клавишные выключатели. Единственный недостаток, выявленный при пользовании ампер–вольт метром это то, что он, несмотря на заявленное разрешение 0.01 А. показывает ток не от нуля, а примерно от 30 — 50 миллиампер, поэтому выставлять по нему небольшие токи может быть проблематично.
В целом прибором остался доволен, если бы стал собирать ампер-вольт метр сам, на МК, наверняка и размеры были бы больше, и по стоимости выше. Разумеется, сфера применения этого прибора не ограничивается одними регулируемыми блоками питания, его можно встроить в любое устройство, где важен контроль тока и напряжения. А/В-метр идет со встроенным шунтом и позволяет измерять токи до 10 Ампер, при напряжении до 100 Вольт. Если необходимо самому собрать подобное устройство — принципиальная схема и прошивка есть в этой статье.
схемы для разных типов сетей
Прежде чем разбираться, как подключить амперметр, нужно знать, что прибор должен иметь небольшое сопротивление. Это необходимо для снижения напряжение для этого измерительного прибора. В идеале, сам прибор должен иметь нулевое, однако сделать это на практике невозможно.
Амперметр включается в цепь только последовательно, в зависимости от вольтметра, который имеет параллельное подключение. Если сделать все таки параллельно, ток пройдет по короткозамкнуттому пути, что повредить сам прибор. В статье будет разобрано, как правильно подключить данный измерительный прибор, а также это будет показано в двух видеороликах и одной лабораторной работе по электротехнике.
Подключение амперметра
Отличия приборов для постоянного и переменного тока
Амперметрами называются приборы для измерения силы тока, величины тока. Данные приборы всегда включаются последовательно в цепь, измерение тока в которой требуется произвести. Амперметры, в отличие от вольтметров, обладают при включении в цепь чрезвычайно малым сопротивлением, чтобы процесс измерения минимально влиял бы на показания. Итак, амперметры служат для измерения величин токов.
Установка шунта
При измерении значительных токов, через рабочую катушку прибора протекал бы недопустимо большой ток, что потребовало бы усложнять конструкцию, по этой причине, для возможности безопасного измерения больших токов прибегают к шунтированию рабочей катушки прибора, чтобы через саму катушку протекал не весть измеряемый ток, а только малая его часть. То есть измеряемый постоянный ток разделяют на ток шунта и ток рабочей катушки измерительного прибора, при этом шунт пропускает через себя почти весь ток измеряемой цепи.
Шунт подбирают таким образом, чтобы соотношение токов в нем и в рабочей катушке получалось 10 к 1, 100 к 1 или 1000 к 1, то есть соотношением сопротивлений шунта и измерительной цепи добиваются приемлемого режима работы измерительного прибора.
Обзор и доработка вольтамперметра dsn-vc288
Для многих целей часто нужно применять вольтамперметр. Будь то лабораторный блок питания или зарядное устройство. В этой статье речь пойдет о довольно дешевом, но очень распространенном китайском вольтамперметре с маркировкой dsn-vc288. Этот довольно миниатюрный прибор может измерять напряжение от 0 до 100 Вольт и ток в диапазоне от 0 до 10 Ампер. Разрешение (шаг) по напряжению составляет 0.1 Вольт по току — 0.01 Ампер.
Cхема подключения dsn vc288
Подключается прибор просто: трех контактный разъем — это подача питания и подача измеряемого напряжения. Питание в диапазоне от 5 до 36 Вольт, а измеряемое напряжение собственно это то, которое будем замерять. Второй двух контактный разъем — предназначен для измерения тока включается в разрыв измеряемой цепи. Также на плате находятся два переменных резистора с обозначениями I_ADJ и V_ADJ. Это калибровка тока и напряжения соответственно.
Первое включение вольтамперметра dsn-vc288 выявило некоторые проблемы. Напряжение он измеряет отлично, а вот ток не очень. Измерения нестабильны цифры постоянно скачут, и что самое плохое нелинейность (калибруем при токе 100 мА, а при токе 1 А показания уплывают и чем дальше тем больше). Первым делом подозрения упали на шунт. Вместо него я взял несколько резисторов типоразмера 2512 и сопротивлением 0.02 Ом, и начал поочередно параллельно их впаивать, для подбора нужного сопротивления (кстати этим способом можно уменьшить верхний предел измерения по току, но увеличить точность на малых токах).
Но такая замена шунта не дала нужного эффекта — нелинейность сохранялась. И тогда на просторах интернета я обнаружил еще одну доработку этого вольтамперметра, которая заключалась в установке дополнительной перемычки (на фото видно куда и откуда она идет). Делать ее нужно проводом потолще.У меня это провод сечением 0.75 мм, сложенный вдвое и обтянут термоусадкой. После этого показания тока вольтамперметра стали стабильны и линейны. С помощью подстроечного резистора я откалибровал ток, затем измерил получившееся его сопротивление и заменил его на сборку из двух постоянных резисторов. Это было сделано для того чтобы в будущем не приходилось снова калибровать прибор если настройка поплывет.
После таких доработок собрал вольтамперметр dsn-vc288. Теперь прибор готов к применению.⚡️Переделка стрелочных вольтметров | | radiochipi.ru
На чтение 10 мин. Опубликовано Обновлено
В статье описываются два варианта простых и надежных стрелочных вольтметров предназначенных для эксплуатации в жестких условиях. Не во всех случаях целесообразно использовать современные цифровые измерительные приборы.
В некоторых ситуациях, например, в гараже, на даче, когда требуется повышенная защита от грозовых разрядов, нужна работа в широком диапазоне температур окружающего воздуха, будет целесообразней использовать магнитоэлектрические измерители, не требующие дополнительного питания, включаемые по простым схемам и отличающиеся очень большим сроком службы.
Вариант 1
Вольтметр на базе прибора Ц24
На рис.1 представлена принципиальная схема простого вольтметра сетевого напряжения переменного тока. Особенность этого вольтметра в том, что он изготовлен на базе готового вольтметра промышленного изготовления Ц24. Вольтметр Ц24 представляет собой микроамперметр, в корпус которого установлены все необходимые радиоэлементы, для измерения напряжения сети переменного тока 230 В.
Этот вольтметр обычно устанавливался в отечественные регулируемые автотрансформаторы выпуска 1960-х годов, предназначенные для питания ламповой радиоаппаратуры. Позднее в таких автотрансформаторах стали применять менее информативный, имеющий малый срок службы, но более стильный по тем временам, линейный газоразрядный индикатор. Выпущенный в 1962 году измеритель Ц24 успешно выполняет свою задачу и в настоящее время.
Промышленный вольтметр включал в себя микроамперметр РА1 (ток полного отклонения стрелки около 1.5 мА, сопротивление обмотки 360 Ом), резисторы R2 – R5 и германиевые диоды VD5, VD6. Вольтметр подвергся доработке: вместо двух параллельно включенных резисторов сопротивлением по 200 кОм был установлен один большей мощности сопротивлением 100 кОм – это резистор R2, а также, был установлен узел на светодиодах для индикации включения в сеть и для подсветки шкалы прибора.
Резисторы R2 – R4 ограничивают ток через микроамперметр РА1, германиевые диоды VD5, VD6 выпрямляют напряжение переменного тока. Использование двух выпрямительных диодов вместо одного исключает заметное дрожание легкой стрелки микроамперметра при ее питании от однополупериодного выпрямителя.
Для индикации включения прибора и подсветки шкалы в корпус микроамперметра установлены два сверхьярких светодиода HL1, HL2. Конденсатор С1 гасит избыток поступающей на светодиоды энергии. Резистор R1 уменьшает броски тока через мостовой выпрямитель VD1 – VD4. Импульсные броски тока, например, при включении в сеть, искрении в розетке, весьма негативно влияют на кристаллы сверхъярких светодиодов, для их уменьшения установлен оксидный конденсатор С2.
Конструкция и детали стрелочных вольтметров
Все детали этого измерителя размещены в корпусе микроамперметра РА1. Резисторы R2 – R4 и диоды VD5, VD6 размещены на заводской монтажной плате (рис.2), а элементы, относящиеся к узлу подсветки, зафиксированы в корпусе микроамперметра под этой платой термоклеем и дополнительно приклеены клеем «Момент» на основе полихлоропреновых каучуков.
Подойдет также аналогичный клей «Момент кристалл» или «Квинтол». Светодиоды приклеены снизу от шкалы (рис.3), а элементы R1, С1, VD1 – VD4 приклеены под монтажной платой. Резистор R1 желательно применить импортный разрывной или отечественный типа Р1-7.Остальные резисторы ВС, С1-4, С1 -14, С2-23, МЛТ, РПМ.
Если вольтметр будет установлен в не отапливаемом помещении (гараж, сарай), то использование металлопленочных резисторов нежелательно, более надежными окажутся углеродные резисторы. Конденсатор С1 применен малогабаритный импортный, предназначенный для работы в сети переменного тока 275 В. Вместо такого конденсатора можно применить пленочные конденсаторы на рабочее напряжение переменного тока 630 В, например, типа К73-17, К73-24. Конденсатор С2 типа К50-68, К53-14, К53-19 емкостью 22… 100 мкФ.
Германиевые диоды могут быть любые из серий Д2, Д9, Д18, Д20, ГД507. Кремниевые диоды 1N4148 можно заменить 1 N914 или отечественными из серий КД510, КД521, КД522. Сверхъяркие светодиоды RL50- CB744D синего цвета свечения имеют яркость 6000 мКд при токе 20 мА, вместо таких светодиодов можно установить любые аналогичные, например, «белые» RL50-WH744D – 8000 мКд.
Для лучшего рассеивания света, в зоне установки светодиодов, черный корпус микроамперметра окрашивают густым слоем белого лака для ногтей. Такая краска быстро сохнет и не отслаивается при повышенной влажности и перепадах температуры.
Вариант 2
Вольтметр на базе микроамперметра
Если в вашем распоряжении не окажется готового вольтметра Ц24, рис.4, то вместо него можно применить любой микроамперметр с током полного отклонения стрелки 100… 1500 мкА, например, М2001/1,М2003-М1. При применении более чувствительного микроамперметра, резистор R2 должен быть установлен на значительно большее сопротивление. При выборе микроамперметра нелишним будет обратить внимание на то, какое у него должно быть рабочее положение – вертикальное или горизонтальное.
Для калибровки прибора используют автотрансформатор и мультиметр. При отсутствии профессионального измерительного оборудования можно воспользоваться любительскими мультиметрами «среднего класса», например, типа MY-67, MY-68, М320, TJ1-4M.
Желательно наличие не менее трех контрольных приборов, одновременно включенных параллельно калибруемому измерителю. К сожалению, популярные у многих цифровые мультиметры низшей ценовой категории серий М-8хх, обычно не обеспечивают приемлемой точности измерений напряжения переменного тока 50 Гц.
Изготовленный прибор можно смонтировать, например, на корпусе установленного в гараже предохранительного щитка, магнитного пускателя или зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Если найдется свободное место на передней панели лабораторного блока питания, корпусе сетевого разветвителя, водонагревателя или другого устройства с сетевым питанием, то установка такого вольтметра повысит эксплуатационные качества модернизированного аппарата.
Высокое входное сопротивление цифровых мультиметров может дать ошибочный результат при измерении напряжений у источников питания при обрыве в измеряемой цепи. Или, например, при измерении ЭДС севшего гальванического элемента CR2032 мультиметром с входным сопротивлением 20 МОм без нагрузочного резистора дает результат 3.2 В, а при измерении напряжения стрелочным мультиметром ТЛ-4М с входным сопротивлением 30 кОм результат был 1.8 В. В таких ситуациях удобнее пользоваться вольтметрами с относительно низким сопротивлением.
Принципиальная схема несложного вольтметра постоянного тока показана на рис.5. В наличии имелся распространенный в прошлом веке щитовой микроамперметр М4200 со шкалой на 75 В. Чтобы не изготавливать другую шкалу, было решено на его основе изготовить вольтметр с четырьмя диапазонами: 0.75, 7.5, 75 и 750 В. Входное сопротивление вольт-метра на диапазоне 0.75 В составляет около 0.75 кОм. на других диапазонах кратно этому значению, т.е. на диапазоне «750 В- – 750 кОм.
При нажатой кнопке SA1.1 вольтметр работает на диапазоне «0.75» В. Напряжение на РА1 поступает через токоограничительный резистор R1, терморезистор RT1 с положительным температурным коэффициентом сопротивления и замкнутые контакты переключателя SA1. Диоды VD1, VD2 защищают PVI от повреждения при перегрузке.
В случае, если, например, на вход вольтметра будет ошибочно подано сетевое напряжение 230 В переменного тока или его выпрямленное значение с конденсатора фильтра 300…350 В, терморезистор RT1 быстро разогреется, его сопротивление резко увеличится, ток в цепи будет ограничен до 2.5 мА, что безопасно для R1, VD1, VD2, PV1. В случае если бы в цепи вместо терморезистора был включен только один R1 соответствующего сопротивления, этот резистор был бы мгновенно поврежден.
Таким образом, из-за человеческих ошибок и отсутствия у недорогих измерительных приборов элементов защиты в мире было повреждено немало мультиметров. Некоторые цифровые мультиметры средней и высокой ценовой категории оснащаются такой же защитой на терморезисторе или электромагнитным выключателем.
При нажатии на кнопку SA1.2 в цепь включается токоограничительный резистор R3, вольтметр будет работать на диапазоне «7.5 В». При включении диапазона «75 В- последовательно с R3 включается резистор R4, а на диапазоне «750 В» ток на PV1 будет поступать через все токоограничительные резисторы в измеряемой цепи.
Прибор дополнительно оснащен узлом «индикатора фазы», собранном на R2, HL1. Хотя этот узел может быстро определить фазный провод в сетевой розетке, как и многочисленные «отвертки- индикаторы», его назначение несколько иное – оперативно отслеживать утечки сетевого напряжения во вторичную цепь в незаземленных источниках питания. Это необходимо для оценки рисков повреждения при работе с устройствами, содержащими полевые, СВЧ транзисторы, МОП, КМДП микросхемы, чувствительные к повреждениям диоды, светодиоды.
Конструкции и детали стрелочных вольтметров
Вольтметр был смонтирован в пластмассовом корпусе от фотореле «ФР-75А» ТУ 32-1501-75. Вид на компоновку деталей показан на рис.6. Размеры коробки около 122x88x48 мм. Вид устройства в сборе фото в начале статьи. Микроамперметр М4200 без встроенных резисторов, при их наличии, резисторы нужно удалить из корпуса микроамперметра.
Микроамперметр можно заменить М42300 или другим аналогичным, например, М4260. М2003-М1. Чтобы не переделывать шкалу, токоограничительные резисторы можно пересчитать под другие значения диапазонов, например: 0.5, 5.0, 50, 500 Вольт.
Переключатель SA1 – счетверенный П2К с зависимой фиксацией с двумя группами контактов, соединенными параллельно. Перед монтажом переключатель следует разобрать, контакты очистить от окислов, пластиковые корпусы кнопок изнутри вычистить и промыть этиловым спиртом. При сборке переключателя трущиеся пластмассовые и металлические части можно смазать густой силиконовой смазкой для оргтехники.
Терморезистор RT1 установлен на текстолитовых стойках, применен сопротивлением около 300 Ом от электронного балласта компактной электролюминесцентной ламы «Camelion Lh36- AS-M Е27 Т3», обозначен как MZ5. Подойдет любой аналогичный сопротивлением 270… 330 Ом при комнатной температуре. Чем мощнее лампа, тем меньшего сопротивления терморезистор в ней может быть установлен. При формовке его жестких выводов не повредите корпус терморезистора.
Резистор R1 проволочный мощностью 5…7 Вт. В процессе работы и перегрузки прибора этот резистор не нагревается, применение обычных металлопленочных и углеродных резисторов на его месте нежелательно из-за разбрызгивания, выгорания токопроводящего слоя в момент перегрузки, из-за чего изменяется сопротивление резисторов, с последующим их обрывом. Остальные резисторы любого типа общего применения, R3 – R5 припаяны к соответствующим контактам SA1.
Вместо диодов 1N4007S можно установить любые из серий 1N4001 – 1 N4007, UF4001 – UF4007, КД209, КД243, КД247. Диоды припаяны к лепестковым контактам микроамперметра. Лампа тлеющего разряда HL1 малогабаритная импортная оранжевого свечения, была выбрана из нескольких десятков, самой яркой оказалась миниатюрная лампочка от подсветки клавиш импортных роторных выключателей. Неплохой результат был и у тиратронов МТХ-90, но их размеры намного больше и меньше угол обзора.
Лампа приклеена к внутренней стороне прозрачной крышки корпуса цианакриловым клеем. Сенсор Е1 сделан из металлического корпуса импортного германиевого транзистора типа SFT352, учитывайте, что ни один из его выводов не соединен с корпусом транзистора. Можно использовать имеющие немного другие размеры корпуса отечественные транзисторы МП39, ГТ402 и аналогичные.
На разноцветные щупы XI, Х2 надеты термоусадочные трубки разных цветов, что облегчает их идентификацию, когда на рабочем столе используется несколько измерительных приборов.
Перед настройкой вольтметра установите стрелку прибора регулировочным винтом на нулевое деление шкалы. Настройку начинают с подбора резистора R1.
Если не удастся подобрать одиночный проволочный резистор необходимого сопротивления, можно установить два последовательно включенных проволочных резистора: первый мощностью 5 Вт сопротивлением 47 или 51 Ом, второй мощностью 2…3 Вт сопротивлением 3…12 Ом, также можно применить самодельный.
После поочередно подбирают сопротивление резисторов R3 – R5. При отсутствии мощных резисторов подходящего сопротивления, можно установить на их место резисторы чуть большего сопротивления, а параллельно с каждым из этих резисторов включить по 2 шт. последовательно включенных резисторов мощностью 0.25 Вт сопротивлением сотни кОм – единицы МОм.
После необходимых проверок изготовленного прибора не испытывайте из любопытства защиту на RT1 ненужными перегрузками. Если понадобится этим вольтметром найти фазный провод сетевой проводки, желательно переключить SA1 в положение «750 В», что повысит безопасность его использования.
Карпов В. А. Электрические измерительные приборы, 1927 год. 7. Электромагнитные амперметры и вольтметры.
Карпов В. А. Электрические измерительные приборы, 1927 год. 7. Электромагнитные амперметры и вольтметры.В. А. Карпов. Электрические измерительные приборы, 1927 год
ГЛАВА III. Амперметры и вольтметры.
7. Электромагнитные амперметры и вольтметры. Группа электромагнитных приборов является наиболее распространенной. Принцип их действия, использованный впервые еще Ф. Кольраушем в 1884 году, основан на перемещении подвижной железной части под влиянием магнитного потока, создаваемого катушкой, по которой пропускается ток. Практическое осуществление этого принципа отличается разнообразием.
Так, в распространенных в свое время амперметрах Гуммеля подвижная часть прибора состоит из очень тонкой изогнутой пластинки Е мягкого железа (рис. 22), которая располагается эксцентрически внутри катушки А, так что ось пластинки параллельна оси соленоида. К этой пластинке прикреплена указательная стрелка Z, конец которой перемещается по дугообразной шкале. Общий центр тяжести повижной системы при нулевом положении указателя лежит под точкой вращения; таким образом подвижная система уравновешивается ее собственною тяжестью и в положении покоя указатель устанавливается против нулевого деления действием силы тяжести. Небольшой противовес (на рисунке не показанный) дает возможность привести точно указатель к нулевому делению, когда прибор установлен окончательно.
При пропускании тока через обмотку катушки А, пластинка Е приближается к виткам соленоида вследствие того, что всякое магнитное тело перемещается в том направлении, где напряжение магнитного поля наибольшее. Отсюда следует, что стрелка-указатель перемещается на такой угол, который соответствует взаимному равновесию этого последнего и силы тяжести подвижной системы. Для сильных токов обмотка изготовлялась из одного витка толстой проволоки, для более же слабых токов брали несколько витков более тонкой проволоки.
Вес пластинки очень мал, всего около 0,1 грамма; следовательно, сопротивления трения в подшипниках ничтожны. Чувствительность прибора увеличивается еще тем обстоятельством, что при своем действии ток стремится поднять пластинку, благодаря чему уменьшается давление на подпятник.
В приборах Сименса и Гальске (рис. 23) катушка S имеет плоскую форму и при прохождении по ней тока втягивает железный сердечник Е, имеющий форму пластинки. Противовесом в подвижной системе прибора служит изогнутый алюминиевый стерженек А, оканчивающийся поршнем D, который перемещается в изогнутой цилиндрической трубе, закрытой с одной стороны. Между поршнем и цилиндром имеется небольшой зазор. Когда поршень передвигается в ту или другую сторону, в нижней части цилиндра получается разрежение воздуха или, наоборот, повышенное давление, при чем в обоих случаях поршень испытывает тормозящее действие. Воздушные тормаза той или другой конструкции применяются в измерительных приборах весьма часто и служат успокоителями. Благодаря им, стрелка без особых колебаний устанавливается на соответствующем делении.
Другая конструкция прибора представлена на рис. 24. Здесь в катушку а втягивается тонкий, легко подвижный железный стерженек е, жестко связанный с указательной стрелкой f. Когда в катушке нет тока, стрелка прибора стоит на нуле. Если она все же имеет небольшое отклонение от нуля, то, перемещая гайки на противовесах d, можно возвратить ее на нулевое положение. При прохождении по катушке тока стерженек е втягивается и стрелка f перемещается по шкале. Чем больше сила тока, тем глубже погружается в катушку стерженек и тем больше отклонение прибора стрелки.
Не больше, как вариант изображенных на рис. 23 и 24 приборов, можно считать прибор, представленный на рис. 25, где мы видим: 1 — серпообразный плоский железный стержень, втягиваемый в катушку; 2 — указательную стрелку; 3 — противовес с регулирующим грузиком — гайкой; 4 — ось вращения всей подвижной системы; 5 — катушку.
В приборе, представленном на рис. 26, железный стержень 1 под действием магнитного потока, создаваемого током в катушке, поворачивается и стремится занять положение по оси катушки Sp. В приборе, изображенном на рис. 27, внутри катушки Sp помещены неподвижная железная часть 1 и связанная с указанной стрелкой 3 подвижная пластинка 2. Под действием тока в катушке оба железных сердечника намагничиваются одинаково, почему между ними, как между магнитами, возникает отталкивательная сила, которая и используется для перемещения стрелки. Подобным же образом устроен и прибор (A.E.G.), представленный на фиг. 28, у которого: S — катушка, В — неподвижная железная часть, А — подвижная железная часть, F — пружинка, регулирующая перемещение стрелки и возвращающая ее в нулевое положение при выключении прибора.
Приборы рассмотренных конструкций могут быть амперметрами или вольтметрами, смотря по тому, какая обмотка на их катушке. В амперметрах мы будем иметь катушку, обмотанную небольшим количеством витков проволоки, сечение которой определяется предельной силой тока для данного прибора. В вольтметре на катушку будет намотана тонкая проволока. Витков этой проволоки будет много. Поэтому, хотя по вольтметру, в виду его значительного сопротивления, и пойдет ток незначительной силы, но втягивающее усилие, зависящее от ампер-витков, будет значительным. Отсюда простое правило для переделки амперметра на вольтметр или обратно, амперметра одной силы тока на другую силу тока или вольтметра одного напряжения на другое напряжение — производить расчет по ампер-виткам. Так, если амперметр имеет шкалу на 300 ампер и n1 витков на катушке, то для переделки его на 50 ампер, необходимо, для того, чтобы прибор при 50 амперах давал полное отклонение на шкале прибора, сохранить 300 * n1 ампер-витков. Отсюда для 50 ампер новое количество витков должно быть равным
Если мы желаем из вольтметра сделать амперметр, то зная, что сопротивление прибора R омов, можем подсчитать, по закону Ома, силу тока i1, которая идет через вольтметр при его работе. Размотав затем катушку, считая при этом ее витки n1, мы получим, что полное число ампер-витков, необходимое для полного отклонения прибора будет i1 n1. Поэтому, если нам нужно, чтобы прибор служил, как амперметр с предельной шкалой на 25 ампер, то на катушку следует намотать
витков соответствующего диаметра проволоки.
При переделке вольтметра на вольтметр же, только для другого предельного напряжения, нужно учитывать, есть ли у прибора добавочное сопротивление. Во многих случаях проще всего переделку прибора свести к увеличению или уменьшению этого добавочного сопротивления.
Следует при переделках также иметь в виду, что число ампер-витков, возможно, придется слегка изменить, но, во всяком случае, уменьшить или прибавить один виток, а иногда полвитка или даже треть витка гораздо проще, чем с самого начала работать вслепую.
Как и в тепловых измерительных приборах, шкала электромагнитных приборов не пропорциональна и может быть представлена нижней шкалой рис. 18. Поэтому к электромагнитным приборам можно отнести все сказанное раньше относительно шкалы тепловых приборов.
Для действия магнитного потока безразлично, какого он направления в катушке. Между тем на старинных электромагнитных приборах часто на зажимах можно видеть знаки плюс и минус, при чем с этими знаками добросовестно считаются при включении приборов. Знаки эти не нужны и с ними можно не считаться. Равным образом, наличие этих знаков вводит в заблуждение и в том смысле, что считают данные приборы пригодными лишь для постоянных токов. Нужно иметь в виду, что как постоянный, так и равным образом переменный ток могут совершенно одинаково создать в катушке действующий магнитный поток. Поэтому приборы могут считаться одинаково пригодными как для постоянного, так и для переменного тока. Правда, часто в приборах шкала постоянного тока не совсем совпадает со шкалой переменного тока (в последнем случае покажет на 1—2% меньше). В таком случае на шкалу можно нанести две шкалы. Применяя особенные сорта железа для частей прибора, втягиваемых в катушку, можно достичь такой незначительной разницы в обеих шкалах, что ею можно пренебречь и один и тот же прибор с одной шкалой с успехом применять для не особенно точных измерений в постоянном и переменном токе. Как на пример, когда такой случай может иметь место, укажем на установку, питающуюся попеременно от постоянного и переменного тока и имеющую по одному электромагнитному амперметру и вольтметру.
На показания прибора влияют, в случае переменного тока, число периодов и форма кривой переменного тока. Так, например, если прибор сконструирован как вольтметр на 15 периодов, то при включении его в сеть, число периодов которой составляет 50, вследствие увеличения кажущегося сопротивления прибора по нему пойдет ток несколько меньшей силы, и прибор будет показывать несколько преуменьшенную величину напряжения. Для амперметра это обстоятельство уже не играет такой роли.
Электромагнитные приборы не чужды и влияния посторонних магнитных полей. Поэтому близ находящийся провод, нагруженный током значительной силы, может оказать на прибор свое влияние. Последнее парализуют тем, что прибор заключают в железный футляр, который и служит для него магнитным экраном.
Электромагнитные приборы очень выносливы и допускают значительные перегрузки. Это ценное их свойство, на ряду с их сравнительной дешевизной и простотой конструкции, служит причиной их большой распространенности. К их перечисленным уже недостаткам (непропорциональность шкалы и магнитобоязнь, то есть зависимость показаний от влияния посторонних магнитных полей) можно прибавить еще один — это разницу в показаниях при наростающем и убывающем в приборе тока, доходящую в отдельных случаях даже до 4%. Так, например, амперметр на 100 ампер, может показать только 96 ампер при фактической 100-амперной нагрузке или 10 ампер при нагрузке в 9,6 ампера. Конечно, для случаев обыденной практики такая разница может и не играть роли, но при точном учете расходуемого тока с нею уже приходится считаться.
Использование мультиметра, вольтметра, амперметра и омметра
Что такое мультиметр? Мультиметр — это инструмент, способный измерять два или более электрических параметра. Почти все они могут измерять напряжение, силу тока и сопротивление. Раньше счетчики могли измерять только один тип электрических величин, поэтому человеку приходилось носить с собой счетчик для каждой единицы, которую он должен был измерить. Более поздние измерители были разработаны с поворотным переключателем, чтобы они могли измерять несколько единиц стоимости, отсюда и термин мультиметр.
В чем разница между мультиметром, вольтметром, амперметром и омметром? В наше время эти термины используются как синонимы, и все они относятся к мультиметру. Вольтметры измеряют напряжение, амперметры измеряют токи, омметры измеряют сопротивление, а мультиметры измеряют комбинацию двух или более из них.
A аналоговые счетчики, устарели?
Аналоговый измеритель перемещает стрелку по шкале. Аналоговые мультиметры с переключаемым диапазоном очень дешевы, но новичкам сложно читать их точно, особенно на шкалах сопротивления.Движение глюкометра тонкое, и его падение может повредить его!
У каждого типа счетчиков есть свои преимущества. Цифровой измеритель, используемый в качестве вольтметра, обычно лучше, потому что его сопротивление намного выше, 1 МОм или 10 МОм, по сравнению с 200 Ом для аналогового мультиметра в аналогичном диапазоне. С другой стороны, легче следить за медленно изменяющимся напряжением, наблюдая за стрелкой на аналоговом дисплее.
Аналоговый мультиметр, используемый в качестве амперметра, имеет очень низкое сопротивление и очень чувствителен со шкалой до 50 мкА.Более дорогие цифровые мультиметры могут сравняться или даже лучше.
Аналоговые счетчикивсе еще находят применение, однако новичку или даже опытному электрику я бы порекомендовал цифровой счетчик, поэтому аналоговых счетчиков здесь вы не найдете.
Использование мультиметра для измерения силы тока, напряжения и сопротивления
Прежде чем подробно описывать мультиметры, важно иметь четкое представление о том, как счетчики соединяются в цепи.
Измерительные амперы. На схемах A, и B ниже показана схема до и после подключения амперметра:
| А | В | ||
| Для измерения тока цепь должна быть разомкнута, чтобы амперметр можно было подключить последовательно | |||
| Амперметры должны иметь НИЗКОЕ сопротивление | |||
Подумайте об изменениях, которые необходимо внести в практическую схему, чтобы включить в нее амперметр.Для начала нужно разомкнуть цепь , чтобы амперметр можно было подключить последовательно. Весь ток, протекающий в цепи, должен проходить через амперметр. Измерители не должны изменять поведение схемы или, по крайней мере, незначительно, и из этого следует, что амперметр должен иметь очень НИЗКОЕ сопротивление.
Измерение напряжения. Схема C показывает ту же схему после подключения вольтметра:
| А | С | ||
| Для измерения разности потенциалов (напряжения) схему не меняют: вольтметр включен параллельно | |||
| Вольтметры должны иметь ВЫСОКОЕ сопротивление | |||
На этот раз разрывать цепь не нужно.Вольтметр подключается параллельно между двумя точками, где должно производиться измерение. Поскольку вольтметр обеспечивает параллельный путь, он должен потреблять как можно меньше тока. Другими словами, вольтметр должен иметь очень ВЫСОКОЕ сопротивление.
Какой метод измерения, по вашему мнению, будет более полезным? На самом деле измерения напряжения используются гораздо чаще, чем измерения тока.
Обработка электронных сигналов обычно рассматривается в терминах напряжения.Дополнительным преимуществом является более простое измерение напряжения. Исходную схему менять не нужно. Часто измерительные щупы подключаются простым прикосновением к интересующим точкам.
Измерение сопротивления. Омметр не работает с цепью, подключенной к источнику питания. Если вы хотите измерить сопротивление определенного компонента, вы должны полностью вынуть его из схемы и протестировать отдельно, как показано на диаграмме D :
.| А | D | ||
| Для измерения сопротивления необходимо полностью удалить компонент из цепи | |||
| Омметры работают, пропуская ток через проверяемый компонент | |||
Омметры работают, пропуская через компонент небольшой ток и измеряя создаваемое напряжение.Если вы попробуете это сделать с компонентом, подключенным к цепи с источником питания, наиболее вероятным результатом будет повреждение счетчика. У большинства мультиметров есть предохранитель для защиты от неправильного использования.
Работа с мультиметром. Центральная ручка имеет множество положений, и вы должны выбрать, какое из них подходит для измерения, которое вы хотите провести. Если измеритель переключается на 20 В постоянного тока, например, то 20 В — это максимальное напряжение, которое может быть измерено. Иногда его называют 20 В fsd , где fsd — это сокращение от полного отклонения шкалы . Для цепей с источниками питания до 20 В, включая все схемы, которые вы, вероятно, построите, диапазон напряжения 20 В постоянного тока является наиболее полезным. Диапазоны постоянного тока обозначены на измерителе значком. Иногда вы можете использовать |
PPT — Амперметры и вольтметры * PowerPoint Presentation, скачать бесплатно
Амперметры и вольтметры * Амперметр измеряет ток; вольтметр измеряет напряжение. Оба основаны на гальванометрах, если они не цифровые.Ток в цепи проходит через амперметр; амперметр должен иметь низкое сопротивление, чтобы не влиять на ток.
Пример: конструкция амперметра. Разработайте амперметр так, чтобы он показывал 1,0 А по полной шкале, используя гальванометр с полной шкалой чувствительности 50 мкА и сопротивлением r = 30 Ом. Проверьте, линейна ли шкала.
Вольтметр не должен влиять на напряжение на элементе цепи , который он измеряет; поэтому его сопротивление должно быть очень большим.
Пример: конструкция вольтметра. Используя гальванометр с внутренним сопротивлением 30 Ом и полной шкалой чувствительности по току 50 мкА, сконструируйте вольтметр, показывающий от 0 до 15 В. Является ли шкала линейной?
Омметр измеряет сопротивление; для этого требуется батарея , обеспечивающая ток.
Резюме: амперметр должен быть включен последовательно с током для измерения; вольтметр должен быть подключен параллельно измеряемому напряжению.
Пример: зависимость показания напряжения от истинного. Предположим, вы тестируете электронную схему, которая имеет два резистора R1 и R2, каждый по 15 кОм, соединенных последовательно, как показано в части (а) рисунка. Батарея поддерживает напряжение 8,0 В на них и имеет незначительное внутреннее сопротивление. Вольтметр с чувствительностью 10 000 Ом / В ставится на шкалу 5,0 В. Какое напряжение показывает измеритель при подключении к R1, часть (b) рисунка, и какая ошибка вызвана конечным сопротивлением измерителя?
Краткое содержание главы • Источник ЭДС преобразует энергию из некоторой другой формы в электрическую.• Аккумулятор является источником ЭДС параллельно внутреннему сопротивлению. • Последовательные резисторы:
Параллельные резисторы: • Правила Кирхгофа: • Сумма токов, входящих в переход, равна сумме токов, выходящих из него. • Полная разность потенциалов вокруг замкнутого контура равна нулю.
RC-цепь имеет характерную постоянную времени: • Чтобы избежать ударов, не позволяйте своему телу становиться частью замкнутой цепи. • Амперметр: измеряет ток.• Вольтметр: измеряет напряжение.
Обзор амперметра и вольтметра
У нас есть один общий вид амперметра и два вида вольтметров, которые очень полезны при интеграции в вашу систему в качестве дисплея, например, он может показывать уровень заряда батареи вашего мотоцикла, текущий уровень вашего станка с ЧПУ, пр.
Это самый простой двухпроводный вольтметр, просто подключите его к двум концам нагрузки, и он будет работать, не требуя специальных линий питания для его питания.Этот небольшой вольтметр имеет небольшой диапазон измерения.
напрямую измеряет нашу литиевую батарею
3,6 В, должна 3,7 В при полной зарядке 😀
И есть еще один вольтметр большего диапазона, который имеет три провода, питаемые отдельно, может измерять до 200В! Его также можно установить как панель, обратите внимание, что сбоку есть пластиковые защелки.
Желтый и красный к VCC и черный к GND
с другого ракурса, литий 900 мАч
См. Сверху
Боковые защелки
см. Спецификации сбоку
А есть текущая мера, в основном есть два способа ее подключения, см. Здесь.Лучший способ — использовать отдельный источник питания для амперметра, поэтому используйте литиевую батарею для зарядки амперметра, для которой требуется питание 4-20 В, но эта батарея 3,6 В также работает, просто не будет работать, если вы позволите источнику питания батареи для и нагрузкой, и амперметром, тогда на амперметре вы получите 0 В.
Итак, мы используем еще одно USB-питание для нагрузки и батарею для амперметра, смотрите картинки, как это работает. Два тонких провода к батарее и два толстых провода между цепью GND нагрузки.
Вы также можете использовать лучший источник питания, которым является USB-порт, для питания нагрузки двигателя и амперметра, толстые концевые провода амперметра на цепи GND двигателя тоже работают хорошо.
