Un voltmetru simplu de casă. Voltmetru AC modular simplu pe PIC16F676
N. OSTROUKHOV, Surgut
Articolul descrie un voltmetru AC. Este asamblat pe un microcontroler și poate fi folosit ca dispozitiv de măsurare independent sau ca voltmetru încorporat într-un generator de joasă frecvență.
Voltmetrul propus este conceput pentru a măsura frecvența sinusoidală a tensiunii AC de la 1 Hz la 800 kHz. Intervalul de tensiune măsurat este 0...3 V (sau 0...30 V cu un divizor extern de tensiune 1:10). Rezultatul măsurării este afișat pe un indicator LED din patru cifre. Precizia măsurării este determinată de parametrii ADC încorporat în microcontroler și sursa de tensiune de referință și este egală cu 2 mV (pentru intervalul 0...3 V). Voltmetrul este alimentat de o sursă de tensiune stabilizată de 5 V și consumă un curent de 40 ... 65 mA, în funcție de indicatorul utilizat și de luminozitatea strălucirii acestuia. Curentul consumat de la convertorul de polaritate încorporat nu depășește 5 mA.
Structura dispozitivului (vezi diagrama din Fig. 1) include un convertor AC-DC, un amplificator tampon DC, voltmetru digitalși un convertor de polaritate al tensiunii de alimentare. Convertorul AC-DC este asamblat pe un comparator DA1, un generator de impulsuri pe elementele DD1.1-DD1.4 și un tranzistor de comutare VT1. Să aruncăm o privire mai atentă la munca lui. Să presupunem că nu există semnal la intrarea dispozitivului. Apoi tensiunea la intrarea inversoare a comparatorului DA1 este zero, iar la intrarea neinversătoare este determinată de divizorul de tensiune R19R22 și, la valorile indicate în diagramă, este de aproximativ -80 mV. La ieșirea comparatorului, în acest caz, există un nivel scăzut care permite generatorului de impulsuri să funcționeze. Particularitatea generatorului este că, cu fiecare cădere de tensiune la ieșirea comparatorului DA1, se formează un impuls la ieșirea generatorului (pin 8 al elementului DD1.2). Dacă în momentul în care acesta scade, starea de ieșire a comparatorului nu se schimbă, va fi generat următorul impuls și așa mai departe.
Durata impulsurilor depinde de valorile elementelor R16, C5 și este de aproximativ 0,5 μs. La un nivel de tensiune scăzut la ieșirea elementului DD1.2, tranzistorul VT1 se deschide. Valorile rezistențelor R17, R18 și R20 sunt alese astfel încât un curent de 10 mA să circule prin tranzistorul deschis, care încarcă condensatorii C8 și C11. Pe durata fiecărui impuls, acești condensatori sunt încărcați cu fracțiuni de milivolt. În starea de echilibru, tensiunea pe ele va crește de la -80 mV la zero, frecvența impulsului generatorului va scădea și impulsurile curentului colector ale tranzistorului VT1 vor compensa doar descărcarea lentă a condensatorului C11 prin rezistorul R22. Astfel, datorită offsetului negativ inițial mic, chiar și în absența unui semnal de intrare, convertorul funcționează normal. Atunci când se aplică o tensiune de intrare AC, din cauza unei modificări a ratei de repetare a impulsului a generatorului, tensiunea pe condensatorul C11 se modifică în conformitate cu amplitudinea semnalului de intrare. LPF R21C12 netezește tensiune de ieșire convertor. Trebuie remarcat faptul că numai semiunda pozitivă a tensiunii de intrare este convertită, deci dacă este asimetrică în jurul zero, va apărea o eroare suplimentară.
Amplificatorul tampon cu un coeficient de transfer de 1,2 este asamblat pe amplificatorul operațional DA3. Dioda VD1 conectată la ieșirea sa protejează intrările microcontrolerului de tensiunea de polaritate negativă. De la ieșirea amplificatorului operațional DA3 prin divizoarele de tensiune rezistive R1R2R3 și R4R5, o tensiune constantă este furnizată liniilor PC0 și PC1 ale microcontrolerului DD2, care sunt configurate ca intrări ADC. Condensatorii C1 și C2 suprimă în plus interferența și interferențele. Voltmetrul digital real este asamblat pe un microcontroler DD2, care utilizează un ADC de 10 biți încorporat și o sursă internă de tensiune de referință de 1,1 V.
Programul pentru microcontroler a fost scris folosind mediul BASCOM-AVR și permite utilizarea indicatoarelor LED digitale din trei sau patru cifre cu un anod comun sau un catod comun și vă permite să afișați valoarea efectivă (pentru un semnal sinusoidal) sau amplitudinea tensiunii semnalului de intrare, precum și să modificați luminozitatea indicatorului.ov, patru pentru scăzut și trei pentru mare. Programul de la începutul lucrului citește odată nivelurile de semnal pe aceste linii și configurează microcontrolerul să funcționeze cu indicatorul corespunzător. Pentru un indicator cu patru cifre, rezultatul măsurării este afișat ca X.XXX (V), pentru un indicator cu trei cifre - XXX (mV) până la 1 V și X.XX (V), dacă tensiunea este mai mare de 1 V. Când se utilizează un indicator cu trei cifre, ieșirile cifrelor sale sunt conectate ca ieșirile celor mai semnificative trei cifre ale celor patru cifre din fig. 1.
Nivelul semnalului pe linia PC2 controlează înmulțirea rezultatului măsurării cu 10, ceea ce este necesar atunci când se utilizează un divizor de tensiune extern 1:10. La un nivel scăzut, rezultatul nu este multiplicat.Semnalul de pe linia PB6 controlează luminozitatea indicatorului, la un nivel ridicat, acesta scade. Modificarea luminozității are loc ca urmare a unei modificări a raportului dintre timpul de strălucire și timpul de stingere al indicatorului în cadrul fiecărui ciclu de măsurare. Cu constantele setate în program, luminozitatea se schimbă cu aproximativ jumătate. Valoarea efectivă a tensiunii de intrare este afișată atunci când linia PB7 este aplicată un nivel ridicat și valoarea amplitudinii este scăzută. Programul analizează nivelurile de semnal pe liniile PC2, PB6 și PB7 în fiecare ciclu de măsurare și, prin urmare, acestea pot fi modificate în orice moment, pentru care este convenabil să folosiți comutatoare. Durata unui ciclu de măsurare este de 1,1 s. În acest timp, ADC-ul efectuează aproximativ 1100 de citiri, maximul este selectat dintre ele și înmulțit, dacă este necesar, cu coeficientul dorit.
Pentru o tensiune măsurată constantă ar fi suficientă o măsurătoare pentru întregul ciclu, iar pentru o tensiune alternativă cu o frecvență mai mică de 500 Hz, tensiunea pe condensatoarele C8. C11 se modifică semnificativ în timpul ciclului. Prin urmare, 1100 de măsurători cu un interval de 1 ms permit fixarea valorii maxime pentru perioada. Convertorul de polaritate a tensiunii de alimentare este asamblat pe un cip DA2 conform unei scheme standard. Tensiunea sa de ieșire -5 V alimentează comparatorul DA1 și amplificatorul operațional DA3. Conectorul XP2 este destinat programării în hardware a microcontrolerului.
Voltmetrul folosește rezistențe fixe C2-23, MLT, trimmere - seria Bourns 3296, condensatoare de oxid - importate, restul - K10-17. Microcircuitul 74AC00 poate fi înlocuit cu KR555LAZ, tranzistorul KT361G cu oricare din seria KT3107. Putem înlocui dioda 1N5818 cu orice diodă cu germaniu sau Schottky cu un curent direct admis de cel puțin 50 mA. Înlocuirea chipului ICL7660 este necunoscut autorului, dar convertorul de polaritate de tensiune +5/-5 V poate fi asamblat conform unuia dintre circuitele publicate în revista Radio. În plus, convertorul poate fi eliminat complet prin utilizarea unei surse de alimentare stabilizate bipolar. O atenție deosebită trebuie acordată alegerii comparatorului, deoarece intervalul de frecvență de funcționare depinde de acesta. Alegerea comparatorului LM319 (analogii KA319, LT319) se datorează a două criterii - viteza necesară și disponibilitatea. Comparatoarele LM306, LM361, LM710 sunt mai rapide, dar s-a dovedit a fi mai dificil să le obții și, în plus, sunt mai scumpe. Mai accesibile sunt LM311 (analogul domestic al KR554SAZ) și LM393. Când comparatorul LM311 a fost instalat în dispozitiv, așa cum era de așteptat, domeniul de frecvență s-a restrâns la 250 kHz. Rezistorul R6 are o rezistență relativ scăzută, deoarece dispozitivul a fost folosit ca voltmetru încorporat în generatorul LF. Când utilizați dispozitivul într-un contor independent, rezistența acestuia poate fi crescută, dar eroarea de măsurare va crește din cauza curentului de intrare relativ mare al comparatorului DA1.
Circuitul divizor de tensiune 1:10 este prezentat în fig. 2. Aici, funcțiile rezistorului R2 din divizor sunt îndeplinite de rezistorul R6 (vezi Fig. 1). Reglați divizorul de tensiune într-o anumită secvență. Impulsurile dreptunghiulare cu o frecvență de câțiva kiloherți, o amplitudine de 2 ... 3 V sunt alimentate la intrarea sa (un astfel de semnal de calibrare este disponibil în multe osciloscoape), iar intrarea osciloscopului este conectată la ieșire (la pinul 5 DA1). Prin reglarea condensatorului C1, se obține o formă de impuls dreptunghiulară. Osciloscopul trebuie utilizat cu un divizor de tensiune de intrare de 1:10. Toate piesele, cu excepția indicatorului, sunt montate pe o placă de circuite de 100x70 mm, folosind cabluri. Aspect una dintre opțiunile dispozitivului este prezentată în Fig. 3. Pentru confortul conectării unui indicator digital, se folosește un conector (nu este prezentat în diagramă). În timpul instalării, firul comun al mufei de intrare XP1 și bornele corespunzătoare ale condensatoarelor C8, C10, C11 și C13 trebuie conectate la firul comun într-un singur loc cu fire de o lungime minimă. Elementele VT1, R20, C8, C10, C11 și C13 și comparatorul DA1 trebuie plasate cât mai compact posibil, condensatoarele C3, C6 - cât mai aproape de bornele comparatorului DA1 și C4, C14, C15 - de bornele microcontrolerului DD2. Pentru a stabili, intrarea dispozitivului este închisă, ieșirea comună a sondei osciloscopului este conectată la ieșirea pozitivă a condensatorului C13, iar ieșirea semnalului este conectată la emițătorul tranzistorului VT1. Pe ecran ar trebui să apară un impuls de polaritate negativă cu o amplitudine de aproximativ 0,6 V și o durată de 0,5 μs. Dacă, din cauza ratei scăzute de repetare a impulsurilor, va fi dificil să le observați, atunci un rezistor cu o rezistență de 0,1 ... 1 kOhm este conectat temporar în paralel cu condensatorul C11. Tensiunea de pe condensatorul C12 este controlată de un voltmetru cu ohmic înalt, ar trebui să fie aproape de zero (plus sau minus câțiva milivolți).
Tensiunea de la ieșirea amplificatorului operațional DA3 (care nu trebuie să depășească câțiva milivolți) este setată la zero de rezistența R27. Modul de funcționare necesar al microcontrolerului este stabilit prin furnizarea nivelurilor necesare la liniile PB6, PB7, PC2-PC4, pentru care acestea sunt conectate la un fir comun sau la o linie de alimentare +5 V prin rezistențe cu o rezistență de 20 ... 30 kOhm. Un voltmetru exemplificativ este conectat la intrarea dispozitivului și se aplică o tensiune constantă de 0,95 ... 1 V. Citirile ambelor voltmetre sunt egalizate cu un rezistor trimmer R4. Apoi tensiunea este crescută la 2,95 ... 3 V și citirile sunt din nou egalizate cu rezistorul R1. Cu o selecție de rezistențe R8-R15, puteți seta luminozitatea dorită a indicatorului. Mai întâi, este selectată denumirea necesară doar a unuia dintre ele, iar apoi restul sunt instalate. La selectare, trebuie reținut că curentul maxim de ieșire al portului microcontrolerului utilizat nu trebuie să depășească 40 mA, iar consumul total de curent nu trebuie să depășească 200 mA.
Fișiere atașate: vmetr.zip
Un simplu voltmetru AC cu o frecvență de 50 Hz este proiectat ca un modul încorporat care poate fi utilizat atât separat, cât și integrat într-un dispozitiv finit.
Voltmetrul este asamblat pe un microcontroler PIC16F676 și un indicator cu 3 cifre și nu conține foarte multe detalii.
Principalele caracteristici ale voltmetrului:
Forma tensiunii măsurate este sinusoidală
Valoarea maximă a tensiunii măsurate este de 250 V;
Frecvența tensiunii măsurate - 40 ... 60 Hz;
Afișare discretă a rezultatului măsurării - 1 V;
Tensiunea de alimentare a voltmetrului - 7 ... 15 V.
Consum mediu de curent - 20 mA
Două opțiuni de design: cu și fără PSU la bord
PCB cu o singură față
Design compact
Afișarea valorilor măsurate pe un afișaj LED cu 3 cifre
Schema schematică a unui voltmetru pentru măsurarea tensiunii AC
S-a implementat măsurarea directă a tensiunii alternative cu calcularea ulterioară a valorii acesteia și ieșirea către indicator. Tensiunea măsurată este alimentată la divizorul de intrare, realizat pe R3, R4, R5, iar prin condensatorul de separare C4 este alimentată la intrarea ADC a microcontrolerului.
Rezistoarele R6 și R7 creează o tensiune de 2,5 volți (jumătate de putere) la intrarea ADC. Condensatorul relativ mic C5 oprește intrarea ADC și ajută la reducerea erorii de măsurare. Microcontrolerul organizează funcționarea indicatorului în modul dinamic prin întreruperi de la cronometru.
Construcție și detalii
Opțiune cu alimentare de la rețeaua măsurată 220 V. Este furnizată o sursă de alimentare simplă de 5 volți, această parte este încercuită într-o linie verde pal în diagramă. Un astfel de modul este utilizat cu alimentare directă din rețeaua măsurată. În acest mod, limita inferioară a tensiunii măsurate va fi de aproximativ 150 volți.
Opțiune cu suplimentar alimentare + 7…15 V. Limite de măsurare 0 - 250 Volți.
Voltmetrul este asamblat pe o placă din fibră de sticlă folie unilaterală. Indicatorul este utilizat cu un catod comun.
Rezistoarele R6 și R7 pot avea o valoare de 47 - 100 kohm. Acestea trebuie selectate cu aceleași denumiri sau luate cu o toleranță de 1%. Liniaritatea citirilor din partea superioară a scalei depinde de egalitatea lor de denumiri.
Valoarea rezistențelor R8 - R12 este selectată în funcție de luminozitatea necesară a strălucirii și de puterea luminoasă a indicatorului. În acest caz, poate fi necesară creșterea capacității condensatorului C1 pentru a obține o valoare de curent mai mare pentru a alimenta indicatorul.
Când utilizați un indicator cu putere de lumină scăzută, este recomandabil să folosiți un 7805 mai puternic în locul cipul U1 (78L05) pentru a evita supraîncălzirea.
Setare
Setarea voltmetrului nu are caracteristici. Înainte de setare, este recomandabil să așteptați 10 - 15 minute după pornire. Este necesar să setați citirile corecte cu rezistențele R5 (fină) și R3 (aspră dacă este necesar).Program
Programul este scris în limbaj C (mikroC PRO pentru PIC) și este prevăzut cu comentarii. Programul folosit măsurarea directă a tensiunii alternative microcontroler, care a făcut posibilă simplificarea circuitului și îmbunătățirea preciziei de măsurare a tensiunilor joase.Microprocesor folosit PIC16F676. Frecvența ceasului oscilator intern 4 MHz.
Funcționarea programului:într-o anumită perioadă de timp, se fac măsurători multiple de tensiune continuă fără referire la fază și, în același timp, se determină valorile minime și maxime ale tensiunii. Diferența dintre valorile lor va fi egală cu domeniul tensiunii măsurate, care este afișat pe indicator.
Aplicații posibile ale voltmetrului
Măsurarea tensiunii de rețea (limite de măsurare 150 - 250 volți)Bună dragă cititor. Uneori devine necesar să aveți un voltmetru mic și simplu „la îndemână”. A face un astfel de voltmetru cu propriile mâini nu este dificil.
Adecvarea unui voltmetru pentru măsurarea tensiunilor în anumite circuite este judecată de rezistența sa de intrare, care este suma rezistenței cadrului dispozitivului indicator și rezistența rezistorului suplimentar. Deoarece rezistențele suplimentare au valori diferite la limite diferite, atunci impedanta de intrare dispozitivul va fi diferit. Mai des, un voltmetru este evaluat prin rezistența de intrare relativă, care caracterizează raportul dintre rezistența de intrare a dispozitivului și 1 V din tensiunea măsurată, de exemplu, 5 kOhm / V. Acest lucru este mai convenabil: rezistența de intrare a voltmetrului este diferită la diferite limite de măsurare, iar rezistența relativă de intrare este constantă. Cu cât curentul total de deviație al săgeții dispozitivului de măsurare Ii utilizat în voltmetru este mai mic, cu atât rezistența de intrare relativă va fi mai mare, cu atât măsurătorile sale vor fi mai precise. În modelele de tranzistori, este necesar să se măsoare tensiunea de la fracțiuni de volt la câteva zeci de volți și chiar mai mult în modelele de lămpi. Prin urmare, un voltmetru cu limită unică este incomod. De exemplu, chiar și tensiunile de 1-5V nu pot fi măsurate cu precizie cu un voltmetru cu o scară de 100V, deoarece abaterea săgeții se va dovedi a fi greu de observat. Prin urmare, avem nevoie de un voltmetru care are cel puțin trei până la patru limite de măsurare. Schema unui astfel de voltmetru curent continuu prezentată în Fig.1. Prezența a patru rezistențe suplimentare R1, R2, R3 și R4 indică faptul că voltmetrul are patru limite de măsurare. ÎN acest caz prima limită este 0-1V, a doua este 0-10V, a treia este 0-100V și a patra este 0-1000V.
Rezistența rezistențelor suplimentare poate fi calculată prin formula care urmează din legea lui Ohm: Rd \u003d Up / Ii - Rp, aici Up - cea mai mare tensiune din această limită de măsurare, Ii este curentul total de deviere al indicatorului capului de măsurare, iar Rp este rezistența cadrului capului de măsurare. Deci, de exemplu, pentru un dispozitiv pentru un curent Ii \u003d 500 μA (0,0005A) și un cadru cu o rezistență de 500 ohmi, rezistența rezistorului suplimentar R1, pentru limita 0-1V ar trebui să fie de 1,5 kOhm, pentru limita 0-10V - 19,5 kOhm - 19,5 kOhm - limita 19,5 kOhm - 19,0 kOhm , pentru limita 0-1000 - 1999, 5 kOhm Rezistența relativă de intrare a unui astfel de voltmetru va fi de 2 kOhm / V. De obicei, într-un voltmetru se montează rezistențe suplimentare cu valori nominale apropiate de cele calculate. În cele din urmă, „reglarea” rezistențelor lor se efectuează la calibrarea voltmetrului prin conectarea altor rezistențe la ele în paralel sau în serie.
Dacă suplimentăm voltmetrul DC cu un redresor care convertește tensiunea AC în DC (mai precis, pulsatorie), obținem un voltmetru curent alternativ. Un posibil circuit al unui astfel de dispozitiv cu un redresor cu jumătate de undă este prezentat în Fig. 2. Dispozitivul funcționează după cum urmează. În acele momente în timp în care există o semiundă pozitivă de tensiune alternativă pe borna stângă (în funcție de circuit) a dispozitivului, curentul trece prin dioda D1 și apoi prin microampermetru către borna dreaptă. În acest moment, dioda D2 este închisă. În timpul semiundei pozitive de pe clema dreaptă, dioda D1 se închide, iar semiundele pozitive ale tensiunii alternative sunt închise prin dioda D2, ocolind microampermetrul.
Rezistorul suplimentar Rd se calculează în același mod ca pentru tensiuni constante, dar rezultatul este împărțit la 2,5-3 dacă redresorul dispozitivului este semiundă sau la 1,25-1,5 dacă redresorul dispozitivului este cu undă completă - Fig. Mai precis, rezistența acestui rezistor este selectată empiric în timpul calibrării scalei instrumentului. Puteți calcula Rd folosind alte formule. Rezistența rezistențelor suplimentare ale voltmetrelor sistemului redresor, realizate conform circuitului din Fig. 2, se calculează prin formula:
Rd = 0,45? Up / Ii - (Rp + rd);
Pentru circuitul din Fig. 3, formula arată astfel:
Rd = 0,9? Up / Ii - (Rp + 2); unde rd este rezistența directă a diodei.
Citirile instrumentelor sistemului redresor sunt proporționale cu valoarea medie redresată a tensiunilor măsurate. Scalele lor sunt calibrate în valorile eficace ale tensiunii sinusoidale, prin urmare, citirile dispozitivelor sistemului redresor sunt egale cu valoarea efectivă a tensiunii numai atunci când se măsoară tensiunile sinusoidale. Diodele cu germaniu D9D sunt folosite ca diode redresoare. Astfel de voltmetre pot măsura și tensiuni de frecvență audio de până la câteva zeci de kiloherți. O scară pentru un voltmetru de casă poate fi desenată folosind programul FrontDesigner_3.0_setup.
Dacă utilizați un voltmetru cu un cap de măsurare al unui sistem magnetoelectric pentru a măsura tensiunea continuă, atunci ați acordat atenție că, dacă polaritatea sondelor voltmetrului este conectată la sursa tensiunii măsurate, săgeata capului de măsurare deviază în direcția opusă dincolo de zero și iese din scară. Dacă încercați să măsurați o tensiune alternativă cu o frecvență de aproximativ 50 Hz și mai mare cu un astfel de dispozitiv, săgeata se poate zvâcni ușor în momentul inițial de timp, dar după aceea va indica zero. O valoare diferită de zero va indica prezența unei componente de tensiune constantă.
Cel mai simplu mod de a ieși din situație este să convertiți tensiunea AC în DC, adică să o îndreptați. Acest lucru este ușor de făcut cu o singură diodă, așa cum se arată în articol. Dacă doriți să măsurați tensiunea mai mult sau mai puțin precis, puteți utiliza pentru rectificare.
Scheme de măsurare
Motivul acestui comportament al contorului magnetoelectric la măsurarea tensiunii AC este simplu. În astfel de dispozitive există un magnet permanent, iar direcția de abatere a săgeții dispozitivului depinde de direcția fluxului de curent în bobina cadrului rotativ. În momentul unui semiciclu pozitiv, săgeata dispozitivului încearcă să devieze într-o direcție, în timp ce cea negativă încearcă să devieze în cealaltă. Cu o schimbare destul de frecventă a polarității, de exemplu, ca într-o rețea de consum de 50 Hz, săgeata pur și simplu nu are timp să devieze într-o direcție, când brusc trebuie să devieze în direcția opusă. În acest caz, puteți observa doar tremurul săgeții sau să nu observați nimic.
Capetele de măsurare ale sistemului electromagnetic din dispozitivul lor nu au un magnet permanent, iar principiul lor de funcționare se bazează pe fenomenul de a trage cu curent un obiect dintr-un material magnetizabil în regiunea centrului bobinei. Direcția de acțiune a unei bobine cu curent asupra unui obiect magnetizat nu depinde de direcția curentului din înfășurarea bobinei. Prin urmare, astfel de dispozitive măsoară cu ușurință atât curentul sau tensiunea continuă, cât și alternativă.
Dacă aveți nevoie să măsurați tensiunea în rețeaua de curent alternativ și doar un dispozitiv cu un cap de măsurare al sistemului magnetoelectric (cu un magnet permanent) este la îndemână, atunci puteți pur și simplu să ieșiți din situație având cel puțin o diodă redresoare cu o tensiune inversă nu mai mică decât valoarea amplitudinii presupusei valori măsurate. Pentru a face acest lucru, luați în considerare două scheme.
Circuit cu o diodă
Opțiune mai puțin precisă, dar extrem de simplă. Tot ce este necesar este să conectați una dintre sondele dispozitivului printr-o diodă redresoare. În acest caz, trebuie remarcat faptul că dioda trebuie conectată la borna anterioară cu polaritate pozitivă de către catod (la negativ - de către anod). Sub acțiunea unui semiciclu pozitiv, săgeata va devia valoarea tensiunii măsurate în direcția de care avem nevoie. În timpul semiciclului negativ, dioda se va opri, întrerupând circuitul dispozitivului cu o sursă de tensiune care nu va mai acționa asupra săgeții dispozitivului în sens opus.
Caracteristica de măsurare cu o singură diodă
Determinarea valorii unei marimi. Atunci când se măsoară conform schemei luate în considerare, trebuie să se țină cont de faptul că dispozitivul reacționează numai în timpul unui semiciclu și va afișa o valoare de două ori mai mică decât valoarea reală a tensiunii de funcționare. Adică, dacă, la măsurarea tensiunii cu un astfel de circuit, dispozitivul a arătat o valoare de 110 V, această citire trebuie înmulțită cu două și veți obține ceea ce ați măsurat.
Selectarea diodelor. Pentru alegerea potrivita diodă, trebuie să ținem cont de tensiunea inversă a diodei, care trebuie să fie mai mare decât valoarea amplitudinii valorii măsurate, altfel dioda se poate sparge, iar dispozitivul nu va mai apărea sau poate fi de mai multe ordine de mărime. De exemplu, vom măsura tensiunea într-o priză. La specificarea clasei de tensiune a echipamentului, este indicată valoarea efectivă. Pentru a afla valoarea amplitudinii, trebuie să înmulțiți valoarea efectivă cu rădăcina a doi:. Tensiunea rețelei de consumatori este de 220 V. Amplitudinea tensiunii va fi de 220 × 1,41 \u003d 311 V. În cazul nostru, diodele redresoare cu o tensiune inversă de 400 V și mai mare sunt destul de potrivite. Mai jos nu este de dorit, pentru că. în cazul unei supratensiuni în rețea, amplitudinea tensiunii poate depăși tensiunea inversă a diodei, va apărea o defecțiune ireversibilă joncțiune p-n iar dioda se va defecta.
De asemenea, nu alegeți diode de mare putere, cu cât puterea este mai mică, cu atât mai bine. Diodele de putere au un mare zona p-n tranziție, care în starea blocată se poate comporta ca plăci de condensator. Astfel, în semiciclul negativ, conducția capacitivă poate afecta, iar citirile dispozitivului vor fi oarecum subestimate. Cu cât frecvența tensiunii măsurate este mai mare, cu atât este mai mare influența, mai ales când se utilizează capete de măsurare sensibile la rezistență ridicată.
Diagrama cu o punte de diode
O opțiune mai complexă, dar care vă permite să măsurați cantitățile electrice mai precis. Acest lucru va necesita 4 diode sau o punte de diode gata făcută. Principiul de funcționare al circuitului este similar cu prima opțiune, dar aici elementul de măsurare simte ambele semicicluri ale tensiunii, care acționează asupra acestuia în aceeași direcție, iar dispozitivul arată valoarea efectivă a tensiunii. Adică, citirile dispozitivului vor corespunde realității.
Alegerea diodelor sau a unei punți de diode este similară cu primul caz.
Masuri de precautie
Când modificați instrumentul în aceste moduri, acordați o atenție deosebită siguranței. Diodele sau o punte de diode utilizate în circuite, precum și punctele de contact pentru tăierea firelor, sondele instrumentelor, bornele voltmetrului trebuie să fie bine izolate pentru a preveni deteriorarea soc electricîn cazul contactului accidental cu piesele purtătoare de curent ale aparatului în timpul măsurării.
