формируется выпрямленное напряжение, которое через фильтрующие цепи R42C19 и R43C20 подается на вход АЦП.
Преобразователь переменного напряжения в постоянное собран на операционном усилителе (ОУ) DA2, который также используется в омметре. Входное напряжение подается на неинвертирующий вход ОУ. Усиленное напряжение полуволны положительной полярности выделяется на резисторе R39, а отрицательной - на резисторе R38. Между верхними по схеме выводами резисторов R39 и R38
На рис. 9 приведена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное, источника опорного напряжения, АЦП и подключения АЦП к индикатору.
телями при их включении во время измерения сопротивления, переменного тока или напряжения. Показания мультиметра в этом режиме не зависят от положения переключателя диапазонов SA2.
Крайнее верхнее по схеме положение переключателя SA1 служит для контроля напряжения батареи питания. В этом случае АЦП подключен к среднему плечу делителя напряжения батареи R 13 - R 15. Ток делителя имитирует ток, потребляемый операционными усили-
Измерение переменного напряжения и тока производится аналогично измерению постоянных напряжений и токов, но на вход АЦП включается преобразователь переменного напряжения в постоянное, обведенный на рис. 7 штрихпунктирной линией. Входной делитель и шунты использованы те же, что и при измерении постоянного напряжения и тока. Во входном делителе при измерении на переменном токе важную роль играют конденсаторы С2 - С8, обеспечивающие точность деления входного сигнала. Значение емкостей этих конденсаторов рассчитать затруднительно, так как неизвестна точная емкость монтажа. Поэтому конденсаторы нижних плеч делителя С7 и С8 рассчитаны на некоторую усредненную емкость монтажа, поскольку разброс ее мало влияет на точность деления при относительно большой емкости конденсатора С8. Верхние плечи делителя снабжены подстроенными конденсаторами для точной настройки делителя. Построение делителя в две ступени (С2, С4 -первая ступень, С5, С7, С8 - вторая) позволяет в 10 раз уменьшить емкости нижних плеч делителя. Относительно большая емкость С2 верхнего плеча делителя позволяет точно подстроить это плечо конденсатором С3 и уменьшить погрешность делителя из-за изменения емкости монтажа соединительных проводников. Нижнее низкоомное плечо делителя выполнено без конденсаторов.
сопротивления используемых резисторов R1 - R6, включенных последовательно, кратны 1,111кОм, ток, задаваемый ими, имеет значения, кратные 10, и падение напряжения на измеряемом сопротивлении с точностью до множителя 10° равно его величине. Это падение напряжения на основных диапазонах (множитель "х1") измеряется с помощью АЦП, подключенного непосредственно к измеряемому сопротивлению. При введении множителя "х10" падение напряжения на измеряемом резисторе с помощью делителя R16R17R18 перед подачей на АЦП уменьшается в 10 раз. Такое построение омметра позволяет использовать те же резисторы, что и в делителе вольтметра и исключает их подбор. Кроме того, дрейф нуля операционного усилителя не приводит к дрейфу нуля омметра на основных диапазонах и уменьшается в 10 раз при введении множителя "х10".
Принцип работы омметра проиллюстрирован функциональной схемой на рис. 8. Измеряемое сопротивление включено в цепь обратной связи операционного усилителя DA2, входной ток которого задан резисторами R1 - R6, подключенными через переключатели SA2.2 и SA1.3 к источнику напряжения +1,111 В. Поскольку
При измерении постоянного тока АЦП подключен к одному из шунтов R7-R11, через которые пропускается измеряемый ток. Использование двух секций SA2.3 и SA2.4 переключателя пределов измерений для коммутации шунтов позволяет исключить влияние нестабильности сопротивления контактов переключателя на погрешность измерения и порчу прибора в момент переключения пределов.
Схема коммутации цепей мультиметра приведена на рис. 7, за основу взята схема, описанная в [2, З]. При измерении постоянного напряжения оно через делитель R1 - R6 поступает на вход "+" аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вход "-" АЦП подключен при этом к общему проводу. Сопротивления большинства резисторов делителя выбраны кратными 10, что облегчает их -подбор. Сопротивление нижнего плеча делителя в этом случае составляет 1,111 кОм, оно получается параллельным соединением резисторов 1,2 кОм и 15 кОм. При использовании резисторов делителя с допуском 0,1% никакого дополнительного подбора резисторов делителя не требуется.
Входное сопротивление вольтметра - 11 МОм, емкость - 100 пФ, падение напряжения при измерении тока не превышает 0,2 В. Питание осуществляется от батареи 7Д-0,125Д, потребляемый ток не превышает 2 мА при измерении постоянных напряжений и токов и 7 мА при измерении сопротивлений и переменных напряжений и токов. Мультиметр работоспособен при разряде батареи до напряжения 7,5 В.
Указанная точность для вольтметра переменных напряжений на частотах более 5 кГц гарантируется на диапазонах 0,1999, 1,999, 19,99 В. На диапазонах 199,9 и 1999 В погрешность на частотах более 5 кГц больше.
Погрешность измерения сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2% +1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц... 5 кГц погрешность измерения менее ±(0,3%+1 единица младшего разряда) во всем диапазоне измеряемых напряжений. В диапазоне частот до 20 кГц при измерении в диапазоне от 0,1 предела измерения и выше погрешность не превышает 2,5% от измеряемой величины, на частоте 50 кГц - 10%.
19,99, 199,9, 1999. При измерении сопротивлений возможно введение множителя "х10".
Мультиметром можно измерять постоянное и переменное напряжения (в вольтах), ток (в миллиамперах), а также сопротивление (в килоомах) в пяти диапазонах с верхними пределами 0,1999, 1,999,
Основным отличием предлагаемого прибора от ранее описанного автором [2, 3] является малое потребление тока от батареи питания, что определяется использованием рассмотренной выше микросхемы КР572ПВ5 и жидкокристаллического индикатора. Кроме того, в нем расширен диапазон измеряемых сопротивлений до 19,99 МОм и возможен контроль р-n переходов различных полупроводниковых приборов, что не может обеспечить большинство других цифровых мультиметров.
Стрелочный авометр - измеритель напряжения, тока и сопротивления - много лет являлся основным прибором любого радиолюбителя. С появлением БИС КР572ПВ2 и КР572ПВ5 на смену ему пришел цифровой мультиметр, один из вариантов которого описываетсяниже.
ЦИФРОВОЙ МУЛЬТИМЕТР
2. Цифровой мультиметр.
2. Цифровой мультиметр.
Комментариев нет:
Отправить комментарий