Jednostavan domaći voltmetar. Jednostavan modularni AC voltmetar na PIC16F676
N. OSTROUKHOV, Surgut
Članak opisuje AC voltmetar. Sastavljen je na mikrokontroleru i može se koristiti kao samostalni mjerni uređaj ili kao ugrađeni voltmetar u niskofrekventnom generatoru.
Predloženi voltmetar je dizajniran za mjerenje sinusoidalne frekvencije izmjeničnog napona od 1 Hz do 800 kHz. Izmjereni naponski interval je 0...3 V (ili 0...30 V sa eksternim djeliteljem napona 1:10). Rezultat mjerenja se prikazuje na četverocifrenom LED indikatoru. Preciznost mjerenja određena je parametrima ADC ugrađenog u mikrokontroler i izvorom referentnog napona i jednaka je 2 mV (za interval 0...3 V). Voltmetar se napaja stabiliziranim izvorom napona od 5 V i troši struju od 40 ... 65 mA, ovisno o korištenom indikatoru i svjetlini njegovog sjaja. Struja koja se troši iz ugrađenog pretvarača polariteta ne prelazi 5 mA.
Struktura uređaja (vidi dijagram na slici 1) uključuje AC-to-DC pretvarač, DC bafer pojačalo, digitalni voltmetar i konvertor polariteta napona napajanja. AC u DC pretvarač je montiran na komparator DA1, generator impulsa na elementima DD1.1-DD1.4 i prekidački tranzistor VT1. Pogledajmo izbliza njegov rad. Pretpostavimo da nema signala na ulazu uređaja. Tada je napon na invertujućem ulazu komparatora DA1 jednak nuli, a na neinvertujućem ulazu određen je djeliteljem napona R19R22 i, na vrijednostima prikazanim na dijagramu, iznosi oko -80 mV. Na izlazu komparatora u ovom slučaju postoji nizak nivo koji omogućava rad generatora impulsa. Posebnost generatora je da se sa svakim padom napona na izlazu komparatora DA1 formira jedan impuls na izlazu generatora (pin 8 elementa DD1.2). Ako se do trenutka kada padne, izlazno stanje komparatora ne promijeni, generirat će se sljedeći impuls i tako dalje.
Trajanje impulsa ovisi o nazivnim vrijednostima elemenata R16, C5 i iznosi približno 0,5 μs. Na niskom naponskom nivou na izlazu elementa DD1.2 otvara se tranzistor VT1. Vrijednosti otpornika R17, R18 i R20 su odabrane tako da kroz otvoreni tranzistor teče struja od 10 mA, koja puni kondenzatore C8 i C11. Tokom trajanja svakog impulsa, ovi kondenzatori se pune za djeliće milivolta. U stacionarnom stanju, napon na njima će se povećati sa -80 mV na nulu, frekvencija impulsa generatora će se smanjiti, a impulsi struje kolektora tranzistora VT1 samo će kompenzirati sporo pražnjenje kondenzatora C11 kroz otpornik R22. Dakle, zbog malog početnog negativnog pomaka, čak iu odsustvu ulaznog signala, pretvarač radi normalno. Kada se primijeni ulazni izmjenični napon, zbog promjene brzine ponavljanja impulsa generatora, napon na kondenzatoru C11 se mijenja u skladu sa amplitudom ulaznog signala. LPF R21C12 zaglađuje izlazni napon konverter. Treba napomenuti da se zapravo pretvara samo pozitivni poluval ulaznog napona, pa ako je asimetričan oko nule, doći će do dodatne greške.
Bufer pojačalo sa koeficijentom prijenosa od 1,2 montirano je na op-amp DA3. VD1 dioda spojena na njen izlaz štiti ulaze mikrokontrolera od napona negativnog polariteta. Iz izlaza op-pojačala DA3 preko otpornih razdjelnika napona R1R2R3 i R4R5, konstantni napon se dovodi do linija PC0 i PC1 mikrokontrolera DD2, koji su konfigurisani kao ADC ulazi. Kondenzatori C1 i C2 dodatno potiskuju smetnje i smetnje. Stvarni digitalni voltmetar je sastavljen na DD2 mikrokontroleru, koji koristi ugrađeni 10-bitni ADC i interni referentni izvor napona od 1,1 V.
Program za mikrokontroler je napisan korišćenjem BASCOM-AVR okruženja i omogućava upotrebu trocifrenih ili četvorocifrenih digitalnih LED indikatora sa zajedničkom anodom ili zajedničkom katodom i omogućava vam da prikažete efektivnu (za sinusoidni signal) ili amplitudnu vrednost napona ulaznog signala, kao i promenu jačine sjaja indikatora Logički nivo Signal na liniji PC3 određuje tip indikatora koji se koristi - sa zajedničkom anodom (niska) ili sa zajedničkom katodom (visoka), i na PC4 linija - broj njegovih cifara, četiri za niske i tri za visoke. Program na početku rada jednom očitava nivoe signala na ovim linijama i konfiguriše mikrokontroler da radi sa odgovarajućim indikatorom. Za četvorocifreni indikator, rezultat merenja se prikazuje kao X.XXX (V), za trocifreni indikator - XXX (mV) do 1 V i X.XX (V), ako je napon veći od 1 V. Kada se koristi trocifreni indikator, izlazi njegovih cifara su povezani kao izlazi tri starije cifre četvorocifrene na sl. jedan.
Nivo signala na liniji PC2 kontrolira množenje rezultata mjerenja sa 10, što je neophodno kada se koristi eksterni djelitelj napona 1:10. Na niskom nivou rezultat se ne umnožava.Signal na liniji PB6 kontrolira svjetlinu indikatora, na visokom se smanjuje. Promjena svjetline nastaje kao rezultat promjene odnosa između vremena sjaja i vremena gašenja indikatora unutar svakog ciklusa mjerenja. Sa konstantama postavljenim u programu, svjetlina se mijenja za otprilike polovicu. Efektivna vrijednost ulaznog napona se prikazuje kada se na liniju PB7 primjenjuje visoki nivo, a vrijednost amplitude je niska. Program analizira nivoe signala na linijama PC2, PB6 i PB7 u svakom mjernom ciklusu, te se stoga mogu mijenjati u bilo kojem trenutku, za što je zgodno koristiti prekidače. Trajanje jednog ciklusa mjerenja je 1,1 s. Za to vrijeme ADC obavlja oko 1100 očitavanja, od kojih se odabire maksimum i po potrebi se množi željenim koeficijentom.
Za konstantni izmjereni napon bilo bi dovoljno jedno mjerenje za cijeli ciklus, a za naizmjenični napon frekvencije manje od 500 Hz napon na kondenzatorima C8. C11 se značajno menja tokom ciklusa. Stoga, 1100 mjerenja sa intervalom od 1 ms omogućavaju fiksiranje maksimalne vrijednosti za period. Pretvarač polariteta napona napajanja sastavljen je na DA2 čipu prema standardnoj šemi. Njegov izlazni napon -5 V napaja komparator DA1 i operacijsko pojačalo DA3. XP2 konektor je namenjen za hardversko programiranje mikrokontrolera.
Voltmetar koristi fiksne otpornike C2-23, MLT, trimere - Bourns serije 3296, oksidne kondenzatore - uvozne, ostalo - K10-17. Mikrokrug 74AC00 može se zamijeniti sa KR555LAZ, KT361G tranzistorom sa bilo kojim od KT3107 serije. Diodu 1N5818 možemo zamijeniti bilo kojom germanijumskom ili Schottky diodom s dopuštenom naprijed strujom od najmanje 50 mA. Zamjena za ICL7660 čip je nepoznata autoru, ali se pretvarač polariteta napona +5/-5 V može sklopiti prema jednom od kola objavljenih u časopisu Radio. Osim toga, pretvarač se može potpuno eliminirati korištenjem bipolarnog stabiliziranog napajanja. Posebnu pažnju treba obratiti na izbor komparatora, jer od njega zavisi opseg radne frekvencije. Izbor komparatora LM319 (analozi KA319, LT319) je zbog dva kriterija - potrebne brzine i dostupnosti. Komparatori LM306, LM361, LM710 su brži, ali se pokazalo da ih je teže nabaviti, a osim toga su i skuplji. Dostupniji su LM311 (domaći analog KR554SAZ) i LM393. Kada je u uređaj instaliran komparator LM311, kako se očekivalo, frekvencijski opseg se suzio na 250 kHz. Otpornik R6 ima relativno nizak otpor, jer je uređaj korišten kao ugrađeni voltmetar u LF generatoru. Kada se uređaj koristi u samostalnom mjeraču, njegov otpor se može povećati, ali će se pogreška mjerenja povećati zbog relativno velike ulazne struje komparatora DA1.
Kolo razdjelnika napona 1:10 prikazano je na sl. 2. Ovdje funkcije otpornika R2 u razdjelniku obavlja otpornik R6 (vidi sliku 1). Podesite razdjelnik napona određenim redoslijedom. Pravokutni impulsi s frekvencijom od nekoliko kiloherca, amplitude 2 ... 3 V ulaze na njegov ulaz (takav kalibracijski signal dostupan je u mnogim osciloskopima), a ulaz osciloskopa je spojen na izlaz (na pin 5 DA1) . Podešavanjem kondenzatora C1 postiže se pravougaoni oblik impulsa. Osciloskop treba koristiti sa djeliteljem ulaznog napona 1:10. Svi dijelovi, osim indikatora, montirani su na matičnu ploču dimenzija 100x70 mm pomoću žičanog ožičenja. Izgled jedna od opcija uređaja prikazana je na sl. 3. Za praktičnost povezivanja digitalnog indikatora, koristi se konektor (nije prikazan na dijagramu). Tokom instalacije, zajedničku žicu ulaznog utikača XP1 i odgovarajuće terminale kondenzatora C8, C10, C11 i C13 treba spojiti na zajedničku žicu na jednom mjestu sa žicama minimalne dužine. Elemente VT1, R20, C8, C10, C11 i C13 i komparator DA1 treba postaviti što je moguće kompaktnije, kondenzatore C3, C6 - što bliže stezaljkama komparatora DA1, a C4, C14, C15 - na terminali mikrokontrolera DD2. Da bi se ustanovilo, ulaz uređaja je zatvoren, zajednički izlaz sonde osciloskopa spojen je na pozitivni izlaz kondenzatora C13, a izlaz signala je spojen na emiter tranzistora VT1. Na ekranu bi se trebao pojaviti impuls negativnog polariteta s amplitudom od oko 0,6 V i trajanjem od 0,5 μs. Ako će ih zbog niske stope ponavljanja impulsa biti teško promatrati, tada je otpornik otpora od 0,1 ... 1 kOhm privremeno spojen paralelno s kondenzatorom C11. Napon na kondenzatoru C12 kontrolira se visokoomskim voltmetrom, trebao bi biti blizu nule (plus ili minus nekoliko milivolti).
Napon na izlazu op-pojačala DA3 (koji ne bi trebao prelaziti nekoliko milivolti) je postavljen na nulu otpornikom R27. Potreban režim rada mikrokontrolera se postavlja napajanjem potrebnih nivoa na vodove PB6, PB7, PC2-PC4, za koje se spajaju na zajedničku žicu ili na napon +5 V preko otpornika otpora 20 . .. 30 kOhm. Primjerni voltmetar je priključen na ulaz uređaja i primjenjuje se konstantni napon od 0,95 ... 1 V. Očitavanja oba voltmetra se izjednačavaju trimer otpornikom R4. Zatim se napon povećava na 2,95 ... 3 V i očitanja se ponovo izjednačavaju sa otpornikom R1. Uz izbor otpornika R8-R15, možete podesiti željenu svjetlinu indikatora. Prvo se odabire traženi naziv samo jednog od njih, a zatim se instaliraju ostali. Prilikom odabira, treba imati na umu da maksimalna izlazna struja porta korištenog mikrokontrolera ne smije prelaziti 40 mA, a ukupna potrošnja struje ne smije biti veća od 200 mA.
Priloženi fajlovi: vmetr.zip
Jednostavan AC voltmetar frekvencije 50 Hz dizajniran je kao ugrađeni modul koji se može koristiti i zasebno i ugraditi u gotov uređaj.
Voltmetar je sastavljen na mikrokontroleru PIC16F676 i trocifrenom indikatoru i ne sadrži mnogo detalja.
Glavne karakteristike voltmetra:
Oblik izmjerenog napona je sinusoidan
Maksimalna vrijednost izmjerenog napona je 250 V;
Frekvencija mjerenog napona - 40 ... 60 Hz;
Diskretni prikaz rezultata mjerenja - 1 V;
Napon napajanja voltmetra - 7 ... 15 V.
Prosječna potrošnja struje - 20 mA
Dvije opcije dizajna: sa i bez PSU na ploči
Jednostrani PCB
Kompaktan dizajn
Prikaz izmjerenih vrijednosti na 3-cifrenom LED displeju
Šematski dijagram voltmetra za mjerenje naizmjeničnog napona
Implementirano direktno mjerenje naizmjeničnog napona sa naknadnim proračunom njegove vrijednosti i izlazom na indikator. Izmjereni napon se dovodi na ulazni razdjelnik, napravljen na R3, R4, R5, a preko razdjelnog kondenzatora C4 se dovodi na ulaz ADC-a mikrokontrolera.
Otpornici R6 i R7 stvaraju napon od 2,5 volti (pola snage) na ulazu ADC-a. Relativno mali kondenzator C5 shuntuje ulaz ADC-a i pomaže u smanjenju greške mjerenja. Mikrokontroler organizira rad indikatora u dinamičkom načinu rada prekidima iz tajmera.
Konstrukcija i detalji
Opcija sa napajanjem iz mjerene mreže 220 V. Osigurano je jednostavno napajanje od 5 volti, ovaj dio je zaokružen blijedozelenom linijom na dijagramu. Takav modul se koristi sa direktnim napajanjem iz mjerene mreže. U ovom načinu rada, donja granica izmjerenog napona bit će oko 150 volti.
Opcija sa dodatnim napajanje + 7…15 V. Granice mjerenja 0 - 250 Volti.
Voltmetar je montiran na ploču od jednostrane folije od stakloplastike. Indikator se koristi sa zajedničkom katodom.
Otpornici R6 i R7 mogu imati vrijednost od 47 - 100 kohm. Moraju biti odabrani sa istim apoenima ili uzeti sa tolerancijom od 1%. Linearnost očitavanja u gornjem dijelu skale ovisi o njihovoj jednakosti apoena.
Vrijednost otpornika R8 - R12 odabire se ovisno o potrebnoj svjetlini sjaja i svjetlosnom izlazu indikatora. U ovom slučaju, možda će biti potrebno povećati kapacitet kondenzatora C1 kako bi se dobila veća vrijednost struje za napajanje indikatora.
Kada koristite indikator sa slabim svjetlosnim izlazom, preporučljivo je koristiti snažniji 7805 umjesto U1 čipa (78L05) kako biste izbjegli pregrijavanje.
Podešavanje
Postavka voltmetra nema nikakvih karakteristika. Prije podešavanja, preporučljivo je pričekati 10 - 15 minuta nakon uključivanja. Potrebno je postaviti ispravna očitanja pomoću otpornika R5 (fino) i R3 (grubo ako je potrebno).Program
Program je napisan na jeziku C (mikroC PRO za PIC) i sa komentarima. Korišćeni program direktno merenje naizmeničnog napona mikrokontroler, koji je omogućio pojednostavljenje kola i poboljšanje tačnosti merenja niskih napona.Korišteni mikroprocesor PIC16F676. Frekvencija takta interni oscilator 4 MHz.
Rad programa: tokom određenog vremenskog perioda vrše se višestruka merenja direktnog napona bez obzira na fazu, a istovremeno se određuju minimalne i maksimalne vrednosti napona. Razlika između njihovih vrijednosti bit će jednaka rasponu izmjerenog napona, koji je prikazan na indikatoru.
Moguće primjene voltmetra
Mjerenje mrežnog napona (granice mjerenja 150 - 250 Volti)Zdravo dragi čitaoče. Ponekad postaje potrebno imati mali, jednostavan voltmetar "pri ruci". Nije teško napraviti takav voltmetar vlastitim rukama.
Pogodnost voltmetra za mjerenje napona u pojedinim strujnim krugovima procjenjuje se po njegovom ulaznom otporu, koji je zbir otpora okvira pokazivača i otpora dodatnog otpornika. Budući da dodatni otpornici imaju različite vrijednosti na različitim granicama, onda ulazna impedansa uređaj će biti drugačiji. Češće se voltmetar procjenjuje prema njegovom relativnom ulaznom otporu, koji karakterizira omjer ulaznog otpora uređaja na 1 V izmjerenog napona, na primjer, 5 kOhm / V. Ovo je praktičnije: ulazni otpor voltmetra je različit na različitim granicama mjerenja, a relativni ulazni otpor je konstantan. Što je manja struja ukupnog otklona strelice mjernog uređaja Ii koji se koristi u voltmetru, veći će biti njegov relativni ulazni otpor, to će njegova mjerenja biti preciznija. U dizajnu tranzistora potrebno je mjeriti napon od frakcija volta do nekoliko desetina volti, a čak i više u dizajnu lampe. Stoga je jednogranični voltmetar nezgodan. Na primjer, čak i naponi od 1-5V ne mogu se precizno izmjeriti voltmetrom sa skalom od 100V, jer će se odstupanje strelice pokazati jedva primjetnim. Stoga nam je potreban voltmetar koji ima najmanje tri do četiri granice mjerenja. Šema takvog voltmetra jednosmerna struja prikazano na sl.1. Prisustvo četiri dodatna otpornika R1, R2, R3 i R4 ukazuje da voltmetar ima četiri granice mjerenja. U ovom slučaju, prva granica je 0-1V, druga je 0-10V, treća je 0-100V, a četvrta je 0-1000V.
Otpor dodatnih otpornika može se izračunati po formuli koja slijedi iz Ohmovog zakona: Rd = Up / Ii - Rp, ovdje je Up najviši napon date granice mjerenja, Ii je ukupna struja otklona igle mjerne glave, i Rp je otpor okvira mjerne glave. Tako, na primjer, za uređaj za struju Ii = 500 μA (0,0005A) i okvir s otporom od 500 Ohma, otpor dodatnog otpornika R1, za granicu od 0-1V trebao bi biti 1,5 kOhm, za granicu od 0-10V - 19,5 kOhm, za granicu od 0 -100V - 199,5 kOhm, za granicu 0-1000 - 1999,5 kOhm. Relativni ulazni otpor takvog voltmetra bit će 2 kOhm / V. Obično se u voltmetar ugrađuju dodatni otpornici s nazivnim vrijednostima bliskim izračunatim. Konačno, "podešavanje" njihovih otpora vrši se prilikom kalibracije voltmetra spajanjem drugih otpornika na njih paralelno ili serijski.
Ako DC voltmetar dopunimo ispravljačem koji pretvara izmjenični napon u istosmjerni (tačnije pulsirajući), dobićemo voltmetar naizmjenična struja. Mogući krug takvog uređaja s poluvalnim ispravljačem prikazan je na slici 2. Uređaj radi na sljedeći način. U onim trenucima kada postoji pozitivan poluval naizmjeničnog napona na lijevom (prema krugu) terminalu uređaja, struja teče kroz diodu D1, a zatim kroz mikroampermetar do desnog terminala. U ovom trenutku, dioda D2 je zatvorena. Tokom pozitivnog polutalasa na desnoj stezaljci, dioda D1 se zatvara, a pozitivni poluvalovi naizmjeničnog napona se zatvaraju kroz diodu D2, zaobilazeći mikroampermetar.
Dodatni otpornik Rd izračunava se na isti način kao i za konstantne napone, ali se dobijeni rezultat podijeli sa 2,5-3 ako je ispravljač uređaja poluvalni, odnosno sa 1,25-1,5 ako je ispravljač uređaja dvopolovinski - Slika 3. Tačnije, otpor ovog otpornika se bira empirijski tokom kalibracije skale instrumenta. Možete izračunati Rd koristeći druge formule. Otpor dodatnih otpornika voltmetara sistema ispravljača, napravljenih prema krugu na slici 2, izračunava se po formuli:
Rd = 0,45? Up / Ii - (Rp + rd);
Za kolo na slici 3, formula izgleda ovako:
Rd = 0,9? Up / Ii - (Rp + 2.); gdje je rd prednji otpor diode.
Očitavanja instrumenata ispravljačkog sistema su proporcionalna prosječnoj ispravljenoj vrijednosti izmjerenih napona. Njihove skale su kalibrirane u efektivnim vrijednostima sinusoidnog napona, pa su očitanja uređaja ispravljačkog sistema jednaka efektivnoj vrijednosti napona samo pri mjerenju sinusnih napona. D9D germanijumske diode se koriste kao ispravljačke diode. Takvi voltmetri također mogu mjeriti napone audio frekvencije do nekoliko desetina kiloherca. Skala za domaći voltmetar može se nacrtati pomoću programa FrontDesigner_3.0_setup.
Ako za mjerenje jednosmjernog napona koristite voltmetar sa mjernom glavom magnetoelektričnog sistema, onda ste obratili pažnju da ako se polaritet sondi voltmetra spoji na izvor mjerenog napona, strelica mjerne glave odstupa u suprotnom smjeru. smjer izvan nule i prelazi skalu. Ako takvim uređajem pokušate izmjeriti naizmjenični napon frekvencije oko 50 Hz i više, strelica se može lagano trzati u početnom trenutku, ali će nakon toga pokazivati na nulu. Vrijednost različita od nule će ukazivati na prisustvo komponente konstantnog napona.
Najlakši način da se izvučete iz situacije je da izmjenični napon pretvorite u istosmjerni, odnosno da ga ispravite. To je lako učiniti s jednom diodom, kao što je prikazano u članku. Ako želite više ili manje precizno izmjeriti napon, možete ga koristiti za ispravljanje.
Šeme mjerenja
Razlog ovakvog ponašanja magnetoelektričnog merača pri merenju naizmeničnog napona je jednostavan. U takvim uređajima postoji trajni magnet, a smjer odstupanja strelice uređaja ovisi o smjeru strujanja struje u zavojnici rotirajućeg okvira. U trenutku pozitivnog poluciklusa, strelica uređaja pokušava da odstupi u jednom pravcu, dok negativna pokušava da odstupi u drugom. Uz prilično čestu promjenu polariteta, na primjer, kao u potrošačkoj mreži od 50 Hz, strelica jednostavno nema vremena da odstupi u jednom smjeru, kada odjednom treba odstupiti u suprotnom smjeru. U ovom slučaju možete samo primijetiti drhtanje strelice ili ne primijetiti ništa.
Mjerne glave elektromagnetnog sistema u svom uređaju nemaju trajni magnet, a njihov princip rada zasniva se na fenomenu izvlačenja predmeta iz magnetizirajućeg materijala u područje centra zavojnice strujom. Smjer djelovanja zavojnice sa strujom na magnetizirani predmet ne ovisi o smjeru struje u namotu zavojnice. Stoga takvi uređaji lako mjere i jednosmjernu i naizmjeničnu struju ili napon.
Ako trebate izmjeriti napon u AC mreži, a pri ruci je samo uređaj s mjernom glavom magnetoelektričnog sistema (sa trajnim magnetom), onda se jednostavno možete izvući iz situacije ako imate barem jednu ispravljačku diodu sa obrnutim naponom koji nije niži od vrijednosti amplitude očekivane vrijednosti za mjerenje. Da biste to učinili, razmotrite dvije sheme.
Kolo sa jednom diodom
Manje precizna, ali izuzetno jednostavna opcija. Sve što je potrebno je spojiti jednu od sondi uređaja preko ispravljačke diode. U ovom slučaju, treba napomenuti da dioda mora biti spojena na prethodni terminal s pozitivnim polaritetom preko katode (na negativan - anodom). Pod djelovanjem pozitivnog poluciklusa, strelica će skrenuti izmjerenu vrijednost napona u smjeru koji nam je potreban. Tijekom negativnog poluperioda, dioda će se isključiti, prekidajući strujni krug uređaja s izvorom napona koji više neće djelovati na strelicu uređaja u suprotnom smjeru.
Funkcija mjerenja jedne diode
Određivanje vrijednosti količine. Prilikom mjerenja prema razmatranoj shemi treba uzeti u obzir da uređaj reaguje samo tokom jednog poluciklusa, te će pokazati vrijednost dva puta manju od stvarne vrijednosti radnog napona. Odnosno, ako je prilikom mjerenja napona s takvim krugom uređaj pokazao vrijednost od 110 V, ovo očitanje se mora pomnožiti s dva i dobit ćete ono što ste izmjerili.
Izbor diode. Za pravi izbor diode, moramo uzeti u obzir obrnuti napon diode, koji mora biti veći od vrijednosti amplitude izmjerene vrijednosti, inače dioda može probiti, a uređaj će prestati da se prikazuje, ili može lagati za nekoliko redova magnitude. Na primjer, izmjerit ćemo napon u utičnici. Prilikom određivanja klase napona opreme, naznačena je efektivna vrijednost. Da biste saznali vrijednost amplitude, trebate pomnožiti efektivnu vrijednost korijenom iz dva:. Napon potrošačke mreže je 220 V. Amplituda napona bit će 220 × 1,41 \u003d 311 V. U našem slučaju, ispravljačke diode s obrnutim naponom od 400 V i više su sasvim prikladne. Ispod nije poželjno, jer. u slučaju prenapona u mreži, amplituda napona može premašiti obrnuti napon diode, doći će do nepovratnog kvara p-n spoj i dioda će otkazati.
Također, nemojte birati diode velike snage, što je manja snaga, to bolje. Snažne diode imaju veliku p-n oblast prijelaza, koji se u zaključanom stanju može ponašati kao kondenzatorske ploče. Dakle, u negativnom poluperiodu, kapacitivna provodljivost može utjecati, a očitanja uređaja će biti donekle podcijenjena. Što je veća frekvencija mjerenog napona, to je veći utjecaj, posebno kada se koriste visokootporne osjetljive mjerne glave.
Dijagram sa diodnim mostom
Složenija opcija, ali koja vam omogućava preciznije mjerenje električnih veličina. Ovo će zahtijevati 4 diode ili gotov diodni most. Princip rada kola je sličan prvoj opciji, ali ovdje mjerni element osjeća oba polucikla napona, koji na njega djeluju u istom smjeru, a uređaj pokazuje efektivnu vrijednost napona. Odnosno, očitanja uređaja će odgovarati stvarnosti.
Izbor dioda ili diodnog mosta sličan je prvom slučaju.
Mere predostrožnosti
Kada modificirate svoj instrument na ove načine, obratite posebnu pažnju na sigurnost. Diode ili diodni most koji se koriste u strujnim krugovima, kao i kontaktne točke za rezanje žica, sonde instrumenata, terminali voltmetra moraju biti sigurno izolirani kako bi se spriječilo oštećenje strujni udar u slučaju slučajnog kontakta sa delovima uređaja koji vode struju tokom merenja.
