Jednoduchý domáci voltmeter. Jednoduchý modulárny AC voltmeter na PIC16F676
N. OSTROUKHOV, Surgut
Článok popisuje AC voltmeter. Je zostavený na mikrokontroléri a môže byť použitý ako samostatné meracie zariadenie alebo ako vstavaný voltmeter v nízkofrekvenčnom generátore.
Navrhovaný voltmeter je určený na meranie sínusovej frekvencie striedavého napätia od 1 Hz do 800 kHz. Nameraný interval napätia je 0...3 V (alebo 0...30 V s externým deličom napätia 1:10). Výsledok merania sa zobrazuje na štvormiestnom LED indikátore. Presnosť merania je určená parametrami ADC zabudovaného v mikrokontroléri a zdroja referenčného napätia a je rovná 2 mV (pre interval 0...3 V). Voltmeter je napájaný stabilizovaným zdrojom napätia 5 V a spotrebuje prúd 40 ... 65 mA v závislosti od použitého indikátora a jasu jeho žiary. Prúd spotrebovaný zo zabudovaného meniča polarity nepresahuje 5 mA.
Konštrukcia zariadenia (pozri schému na obr. 1) obsahuje menič AC-DC, DC vyrovnávací zosilňovač, digitálny voltmeter a menič polarity napájacieho napätia. Prevodník AC na jednosmerný prúd je zostavený na komparátore DA1, generátore impulzov na prvkoch DD1.1-DD1.4 a spínacom tranzistore VT1. Pozrime sa bližšie na jeho tvorbu. Predpokladajme, že na vstupe zariadenia nie je žiadny signál. Potom je napätie na invertujúcom vstupe komparátora DA1 nulové a na neinvertujúcom vstupe je určené deličom napätia R19R22 a pri menovitých hodnotách uvedených v diagrame je asi -80 mV. Na výstupe komparátora je v tomto prípade nízka úroveň, ktorá umožňuje prácu generátora impulzov. Zvláštnosťou generátora je, že pri každom poklese napätia na výstupe komparátora DA1 sa vytvorí jeden impulz na výstupe generátora (pin 8 prvku DD1.2). Ak sa v čase jeho poklesu výstupný stav komparátora nezmení, vygeneruje sa ďalší impulz atď.
Trvanie impulzov závisí od menovitých hodnôt prvkov R16, C5 a je približne 0,5 μs. Pri nízkej úrovni napätia na výstupe prvku DD1.2 sa otvorí tranzistor VT1. Hodnoty rezistorov R17, R18 a R20 sú zvolené tak, aby cez otvorený tranzistor pretekal prúd 10 mA, ktorý nabíja kondenzátory C8 a C11. Počas trvania každého impulzu sa tieto kondenzátory nabíjajú zlomkami milivoltu. V ustálenom stave sa napätie na nich zvýši z -80 mV na nulu, frekvencia impulzov generátora sa zníži a impulzy kolektorového prúdu tranzistora VT1 budú len kompenzovať pomalé vybíjanie kondenzátora C11 cez odpor R22. V dôsledku malého počiatočného záporného posunu teda prevodník funguje normálne aj pri absencii vstupného signálu. Keď sa použije vstupné striedavé napätie, v dôsledku zmeny frekvencie opakovania impulzov generátora sa napätie na kondenzátore C11 mení v súlade s amplitúdou vstupného signálu. LPF R21C12 vyhladzuje výstupné napätie prevodník. Treba si uvedomiť, že v skutočnosti sa prevádza iba kladná polvlna vstupného napätia, takže ak je asymetrická okolo nuly, dôjde k ďalšej chybe.
Nárazový zosilňovač s koeficientom prenosu 1,2 je namontovaný na operačnom zosilňovači DA3. Dióda VD1 pripojená k jej výstupu chráni vstupy mikrokontroléra pred napätím so zápornou polaritou. Z výstupu operačného zosilňovača DA3 cez odporové napäťové deličy R1R2R3 a R4R5 sa konštantné napätie privádza do vedení PC0 a PC1 mikrokontroléra DD2, ktoré sú nakonfigurované ako vstupy ADC. Kondenzátory C1 a C2 dodatočne potláčajú rušenie a rušenie. Skutočný digitálny voltmeter je zostavený na mikrokontroléri DD2, ktorý využíva vstavaný 10-bitový ADC a interný zdroj referenčného napätia 1,1 V.
Program pre mikrokontrolér bol napísaný v prostredí BASCOM-AVR a umožňuje použitie troj- alebo štvormiestnych digitálnych LED indikátorov so spoločnou anódou alebo spoločnou katódou a umožňuje zobraziť efektívnu (pre sínusový signál) alebo hodnotu amplitúdy napätia vstupného signálu, ako aj zmenu jasu žiaru indikátora Logická úroveň Signál na linke PC3 udáva typ použitého indikátora - so spoločnou anódou (nízka) alebo so spoločnou katódou (vysoká) a na Riadok PC4 - počet jeho číslic, štyri pre nízke a tri pre vysoké. Program na začiatku práce raz načíta úrovne signálu na týchto riadkoch a nakonfiguruje mikrokontrolér tak, aby pracoval s príslušným indikátorom. Pre štvormiestny ukazovateľ sa výsledok merania zobrazuje ako X.XXX (V), pre trojmiestny ukazovateľ - XXX (mV) do 1 V a X,XX (V), ak je napätie vyššie ako 1 V. Pri použití trojmiestneho ukazovateľa sú výstupy jeho číslic zapojené ako výstupy troch vyšších číslic štvorčíslia na obr. jeden.
Úroveň signálu na linke PC2 riadi násobenie výsledku merania 10, čo je potrebné pri použití externého deliča napätia 1:10. Pri nízkej úrovni sa výsledok nenásobí Signál na linke PB6 riadi jas indikátora, pri vysokej úrovni sa znižuje. Zmena jasu nastáva v dôsledku zmeny pomeru medzi dobou žiaru a dobou zhasnutia indikátora v rámci každého cyklu merania. S konštantami nastavenými v programe sa jas zmení asi o polovicu. Efektívna hodnota vstupného napätia sa zobrazí, keď sa na vedenie PB7 aplikuje vysoká úroveň a hodnota amplitúdy je nízka. Program analyzuje úrovne signálov na linkách PC2, PB6 a PB7 v každom meracom cykle, a preto je možné ich kedykoľvek meniť, na čo je vhodné použiť prepínače. Trvanie jedného meracieho cyklu je 1,1 s. Počas tejto doby ADC vykoná asi 1100 odčítaní, z ktorých sa vyberie maximum a v prípade potreby sa vynásobí požadovaným koeficientom.
Pre konštantné merané napätie by stačilo jedno meranie za celý cyklus a pre striedavé napätie s frekvenciou menšou ako 500 Hz napätie na kondenzátoroch C8. C11 sa počas cyklu výrazne mení. Preto 1100 meraní s intervalom 1 ms umožňuje stanoviť maximálnu hodnotu pre dané obdobie. Prevodník polarity napájacieho napätia je zostavený na čipe DA2 podľa štandardnej schémy. Jeho výstupné napätie -5 V napája komparátor DA1 a operačný zosilňovač DA3. Konektor XP2 je určený pre hardvérové programovanie mikrokontroléra.
Voltmeter používa pevné odpory C2-23, MLT, trimre - Bourns séria 3296, oxidové kondenzátory - dovážané, zvyšok - K10-17. Mikroobvod 74AC00 je možné nahradiť KR555LAZ, tranzistor KT361G ktorýmkoľvek zo série KT3107. Diódu 1N5818 môžeme nahradiť akoukoľvek germánovou alebo Schottkyho diódou s prípustným priepustným prúdom minimálne 50 mA. Náhradu za čip ICL7660 autor nepozná, ale menič polarity napätia +5/-5 V je možné zostaviť podľa jedného z obvodov uverejnených v časopise Radio. Okrem toho je možné menič úplne eliminovať použitím bipolárneho stabilizovaného napájacieho zdroja. Osobitná pozornosť by sa mala venovať výberu komparátora, pretože od neho závisí rozsah prevádzkovej frekvencie. Výber komparátora LM319 (analógy KA319, LT319) je spôsobený dvoma kritériami - požadovanou rýchlosťou a dostupnosťou. Porovnávače LM306, LM361, LM710 sú rýchlejšie, ale ukázalo sa, že ich získanie je ťažšie a okrem toho sú drahšie. Dostupnejšie sú LM311 (domáci analóg KR554SAZ) a LM393. Keď bol do zariadenia nainštalovaný komparátor LM311, podľa očakávania sa frekvenčný rozsah zúžil na 250 kHz. Rezistor R6 má relatívne nízky odpor, pretože zariadenie bolo použité ako vstavaný voltmeter v generátore LF. Pri použití prístroja v samostatnom merači je možné zvýšiť jeho odpor, ale zvýši sa chyba merania v dôsledku pomerne veľkého vstupného prúdu komparátora DA1.
Obvod deliča napätia 1:10 je znázornený na obr. 2. Tu funkcie rezistora R2 v deliči plní rezistor R6 (pozri obr. 1). Nastavte delič napätia v určitom poradí. Na jeho vstup sa privádzajú obdĺžnikové impulzy s frekvenciou niekoľkých kilohertzov, amplitúdou 2 ... 3 V (takýto kalibračný signál je k dispozícii v mnohých osciloskopoch) a vstup osciloskopu je pripojený k výstupu (na kolík 5 DA1) . Nastavením kondenzátora C1 sa dosiahne obdĺžnikový tvar impulzu. Osciloskop by sa mal používať s deličom vstupného napätia 1:10. Všetky diely, okrem indikátora, sú namontované na doske plošných spojov s rozmermi 100x70 mm pomocou káblovej kabeláže. Vzhľad jedna z možností zariadenia je znázornená na obr. 3. Pre pohodlie pripojenia digitálneho indikátora sa používa konektor (nie je znázornený na obrázku). Počas inštalácie by mal byť spoločný vodič vstupnej zástrčky XP1 a príslušné svorky kondenzátorov C8, C10, C11 a C13 pripojený k spoločnému vodiču na jednom mieste vodičmi minimálnej dĺžky. Prvky VT1, R20, C8, C10, C11 a C13 a komparátor DA1 by mali byť umiestnené čo najkompaktnejšie, kondenzátory C3, C6 - čo najbližšie ku svorkám komparátora DA1 a C4, C14, C15 - ku svorkám mikrokontroléra DD2. Na vytvorenie je vstup zariadenia uzavretý, spoločný výstup sondy osciloskopu je pripojený ku kladnému výstupu kondenzátora C13 a výstup signálu je pripojený k emitoru tranzistora VT1. Na obrazovke by sa mal objaviť impulz negatívnej polarity s amplitúdou asi 0,6 V a trvaním 0,5 μs. Ak v dôsledku nízkej frekvencie opakovania impulzov bude ťažké ich pozorovať, potom je dočasne paralelne s kondenzátorom C11 zapojený odpor s odporom 0,1 ... 1 kOhm. Napätie na kondenzátore C12 je riadené vysokoohmovým voltmetrom, malo by sa blížiť k nule (plus mínus niekoľko milivoltov).
Napätie na výstupe operačného zosilňovača DA3 (ktoré by nemalo prekročiť niekoľko milivoltov) je nastavené na nulu pomocou odporu R27. Požadovaný prevádzkový režim mikrokontroléra sa nastavuje napájaním požadovaných úrovní do vedení PB6, PB7, PC2-PC4, pre ktoré sú pripojené na spoločný vodič alebo na napájacie vedenie +5 V cez odpory s odporom 20 . .. 30 kOhm. Na vstup zariadenia je pripojený príkladný voltmetr a aplikuje sa konštantné napätie 0,95 ... 1 V. Hodnoty oboch voltmetrov sa vyrovnávajú trimovacím odporom R4. Potom sa napätie zvýši na 2,95 ... 3 V a hodnoty sa opäť vyrovnajú s odporom R1. Pomocou výberu rezistorov R8-R15 môžete nastaviť požadovaný jas indikátora. Najprv sa vyberie požadovaná nominálna hodnota iba jedného z nich a potom sa nainštaluje zvyšok. Pri výbere treba pamätať na to, že maximálny výstupný prúd portu použitého mikrokontroléra by nemal presiahnuť 40 mA a celkový odber prúdu by nemal presiahnuť 200 mA.
Priložené súbory: vmetr.zip
Jednoduchý striedavý voltmeter s frekvenciou 50 Hz je navrhnutý ako vstavaný modul, ktorý je možné použiť ako samostatne, tak aj zabudovať do hotového zariadenia.
Voltmeter je zostavený na mikrokontroléri PIC16F676 a 3-cifernom indikátore a neobsahuje príliš veľa detailov.
Hlavné charakteristiky voltmetra:
Tvar meraného napätia je sínusový
Maximálna hodnota nameraného napätia je 250 V;
Frekvencia meraného napätia - 40 ... 60 Hz;
Diskrétne zobrazenie výsledku merania - 1 V;
Napájacie napätie voltmetra - 7 ... 15 V.
Priemerná spotreba prúdu - 20 mA
Dve možnosti dizajnu: s a bez PSU na palube
Jednostranná DPS
Kompaktný dizajn
Zobrazenie nameraných hodnôt na 3-miestnom LED displeji
Schematický diagram voltmetra na meranie striedavého napätia
Realizované priame meranie striedavého napätia s následným výpočtom jeho hodnoty a výstupom do indikátora. Namerané napätie sa privádza na vstupný delič, vyrobený na R3, R4, R5 a cez oddeľovací kondenzátor C4 sa privádza na vstup ADC mikrokontroléra.
Rezistory R6 a R7 vytvárajú napätie 2,5 V (polovičný výkon) na vstupe ADC. Relatívne malý kondenzátor C5 odpája vstup ADC a pomáha znižovať chybu merania. Mikrokontrolér organizuje činnosť indikátora v dynamickom režime prerušeniami od časovača.
Konštrukcia a detaily
Možnosť s napájaním z meranej siete 220V. K dispozícii je jednoduchý 5 V napájací zdroj, táto časť je na diagrame zakrúžkovaná svetlozelenou čiarou. Takýto modul sa používa s priamym napájaním z meranej siete. V tomto režime bude spodná hranica meraného napätia asi 150 voltov.
Možnosť s prídavným napájanie + 7…15 V. Limity merania 0 - 250 voltov.
Voltmeter je namontovaný na doske vyrobenej z jednostrannej fólie zo sklenených vlákien. Indikátor sa používa so spoločnou katódou.
Rezistory R6 a R7 môžu mať hodnotu 47 - 100 kohm. Musia byť vybrané s rovnakými nominálnymi hodnotami alebo brané s toleranciou 1 %. Linearita hodnôt v hornej časti stupnice závisí od ich rovnosti nominálnych hodnôt.
Hodnota rezistorov R8 - R12 sa volí v závislosti od požadovaného jasu žiary a svetelného výkonu indikátora. V tomto prípade môže byť potrebné zvýšiť kapacitu kondenzátora C1, aby sa získala väčšia hodnota prúdu na napájanie indikátora.
Pri použití indikátora s nízkym svetelným výkonom je vhodné namiesto čipu U1 (78L05) použiť výkonnejší 7805, aby nedošlo k prehriatiu.
Nastavenie
Nastavenie voltmetra nemá žiadne funkcie. Pred nastavením je vhodné po zapnutí počkať 10 - 15 minút. Je potrebné nastaviť správne hodnoty pomocou rezistorov R5 (jemný) a R3 (v prípade potreby hrubý).Program
Program je napísaný v jazyku C (mikroC PRO pre PIC) a doplnený komentármi. Použitý program priame meranie striedavého napätia mikrokontrolér, čo umožnilo zjednodušiť obvod a zlepšiť presnosť merania nízkych napätí.Použitý mikroprocesor PIC16F676. Frekvencia hodín vnútorný oscilátor 4 MHz.
Prevádzka programu: počas určitého časového obdobia sa vykonáva viacero priamych meraní napätia bez ohľadu na fázu a súčasne sa určujú minimálne a maximálne hodnoty napätia. Rozdiel medzi ich hodnotami sa bude rovnať rozsahu nameraného napätia, ktorý je zobrazený na indikátore.
Možné aplikácie voltmetra
Meranie sieťového napätia (limity merania 150 - 250 voltov)Dobrý deň, milý čitateľ. Niekedy je potrebné mať „po ruke“ malý jednoduchý voltmeter. Urobiť taký voltmetr vlastnými rukami nie je ťažké.
Vhodnosť voltmetra na meranie napätí v určitých obvodoch sa posudzuje podľa jeho vstupného odporu, ktorý je súčtom odporu rámu ukazovacieho zariadenia a odporu prídavného odporu. Pretože ďalšie odpory majú rôzne hodnoty pri rôznych limitoch vstupná impedancia zariadenie bude iné. Voltmeter sa častejšie hodnotí podľa jeho relatívneho vstupného odporu, ktorý charakterizuje pomer vstupného odporu zariadenia k 1 V meraného napätia, napríklad 5 kOhm / V. Je to pohodlnejšie: vstupný odpor voltmetra je pri rôznych limitoch merania odlišný a relatívny vstupný odpor je konštantný. Čím menší je prúd celkovej výchylky šípky meracieho zariadenia Ii použitého vo voltmetri, tým väčší bude jeho relatívny vstupný odpor, tým presnejšie budú jeho merania. V konštrukciách tranzistorov je potrebné merať napätie od zlomkov voltu až po niekoľko desiatok voltov a ešte viac v konštrukciách svietidiel. Preto je voltmeter s jedným limitom nepohodlný. Napríklad ani napätie 1-5V nemožno presne zmerať voltmetrom so stupnicou 100V, pretože odchýlka šípky bude sotva znateľná. Preto potrebujeme voltmeter, ktorý má aspoň tri až štyri limity merania. Schéma takéhoto voltmetra priamy prúd znázornené na obr. Prítomnosť štyroch dodatočných rezistorov R1, R2, R3 a R4 naznačuje, že voltmeter má štyri limity merania. V tomto prípade je prvý limit 0-1V, druhý je 0-10V, tretí je 0-100V a štvrtý je 0-1000V.
Odpor prídavných odporov možno vypočítať podľa vzorca podľa Ohmovho zákona: Rd \u003d Up / Ii - Rp, tu Up je najvyššie napätie daného limitu merania, Ii je celkový vychyľovací prúd ihly meracej hlavy a Rp je odpor rámu meracej hlavy. Takže napríklad pre zariadenie na prúd Ii \u003d 500 μA (0,0005A) a rám s odporom 500 Ohmov by mal byť odpor prídavného odporu R1 pre limit 0-1V 1,5 kOhm, pre hranicu 0-10V - 19,5 kOhm, pre hranicu 0 -100V - 199,5 kOhm, pre hranicu 0-1000 - 1999,5 kOhm. Relatívny vstupný odpor takéhoto voltmetra bude 2 kOhm / V. Zvyčajne sú do voltmetra namontované ďalšie odpory s menovitými hodnotami blízkymi vypočítaným. Nakoniec sa „úprava“ ich odporov vykonáva pri kalibrácii voltmetra pripojením ďalších odporov k nim paralelne alebo sériovo.
Ak jednosmerný voltmeter doplníme o usmerňovač, ktorý premieňa striedavé napätie na jednosmerné (presnejšie pulzujúce), dostaneme voltmeter striedavý prúd. Možné zapojenie takéhoto zariadenia s polvlnným usmerňovačom je na obr.2. Zariadenie funguje nasledovne. V tých časových chvíľach, keď je na ľavej (podľa obvodu) svorke zariadenia kladná polvlna striedavého napätia, prúd tečie cez diódu D1 a následne cez mikroampérmeter na pravú svorku. V tomto čase je dióda D2 zatvorená. Počas kladnej polvlny na pravej svorke sa dióda D1 uzavrie a kladné polvlny striedavého napätia sa uzavrú cez diódu D2 a obchádzajú mikroampérmeter.
Prídavný odpor Rd sa vypočíta rovnakým spôsobom ako pri konštantných napätiach, ale získaný výsledok sa vydelí 2,5-3, ak je usmerňovač zariadenia polovičný, alebo 1,25-1,5, ak je usmerňovač zariadenia dvoj-polvlnový - Obr. Presnejšie povedané, odpor tohto odporu sa volí empiricky pri kalibrácii stupnice prístroja. Rd môžete vypočítať pomocou iných vzorcov. Odpor prídavných odporov voltmetrov usmerňovacieho systému, vyrobených podľa obvodu na obr. 2, sa vypočíta podľa vzorca:
Rd = 0,45? Up / Ii - (Rp + rd);
Pre obvod na obr. 3 vzorec vyzerá takto:
Rd = 0,9? Up / Ii - (Rp + 2.); kde rd je priepustný odpor diódy.
Hodnoty prístrojov usmerňovacieho systému sú úmerné priemernej rektifikovanej hodnote nameraných napätí. Ich stupnice sú kalibrované v efektívnych hodnotách sínusového napätia, preto sa hodnoty zariadení usmerňovacieho systému rovnajú efektívnej hodnote napätia iba pri meraní sínusových napätí. Ako usmerňovacie diódy sa používajú germániové diódy D9D. Takéto voltmetre dokážu merať aj audiofrekvenčné napätia až do niekoľkých desiatok kilohertzov. Stupnicu pre domáci voltmeter je možné nakresliť pomocou programu FrontDesigner_3.0_setup.
Ak na meranie jednosmerného napätia používate voltmeter s meracou hlavicou magnetoelektrického systému, potom ste dávali pozor, že ak je polarita voltmetrových sond pripojená na zdroj meraného napätia, šípka meracej hlavice sa odchyľuje opačne smer za nulu a ide mimo stupnice. Ak sa takýmto zariadením pokúsite zmerať striedavé napätie s frekvenciou asi 50 Hz a vyššou, šípka môže v počiatočnom okamihu mierne trhnúť, ale potom bude ukazovať na nulu. Nenulová hodnota bude indikovať prítomnosť zložky konštantného napätia.
Najjednoduchší spôsob, ako sa dostať zo situácie, je previesť striedavé napätie na jednosmerné, to znamená narovnať ho. To sa dá ľahko urobiť pomocou jednej diódy, ako je uvedené v článku. Ak chcete zmerať napätie viac alebo menej presne, môžete použiť na rektifikáciu.
Schémy merania
Dôvod tohto správania magnetoelektrika pri meraní striedavého napätia je jednoduchý. V takýchto zariadeniach je permanentný magnet a smer odchýlky šípky zariadenia závisí od smeru toku prúdu v cievke otočného rámu. V momente kladného polcyklu sa šípka zariadenia pokúša vychýliť jedným smerom, zatiaľ čo negatívna sa pokúša vychýliť v druhom. Pri pomerne častej zmene polarity, napríklad v 50 Hz spotrebiteľskej sieti, sa šípka jednoducho nestihne vychýliť jedným smerom, keď sa zrazu potrebuje vychýliť opačným smerom. V tomto prípade si môžete len všimnúť chvenie šípu, alebo si nič nevšimnúť.
Meracie hlavy elektromagnetického systému v ich zariadení nemajú permanentný magnet a princíp ich činnosti je založený na fenoméne ťahania predmetu z magnetizovateľného materiálu prúdom do oblasti stredu cievky. Smer pôsobenia cievky s prúdom na magnetizovaný predmet nezávisí od smeru prúdu vo vinutí cievky. Preto takéto zariadenia ľahko merajú jednosmerný aj striedavý prúd alebo napätie.
Ak potrebujete zmerať napätie v striedavej sieti a máte po ruke iba zariadenie s meracou hlavou magnetoelektrického systému (s permanentným magnetom), jednoducho sa zo situácie dostanete tak, že budete mať aspoň jednu usmerňovaciu diódu so spätným napätím nie nižším ako očakávaná hodnota amplitúdy, ktorá sa má merať. Ak to chcete urobiť, zvážte dve schémy.
Obvod s jednou diódou
Menej presná, ale veľmi jednoduchá možnosť. Všetko, čo je potrebné, je pripojiť jednu zo sond zariadenia cez usmerňovaciu diódu. V tomto prípade je potrebné poznamenať, že dióda musí byť pripojená k predchádzajúcej svorke s kladnou polaritou katódou (k zápornej - anódou). Pri pôsobení kladného polcyklu šípka vychýli nameranú hodnotu napätia v smere, ktorý potrebujeme. Počas zápornej polovice cyklu sa dióda vypne, čím sa preruší obvod zariadenia so zdrojom napätia, ktorý už nebude pôsobiť na šípku zariadenia v opačnom smere.
Funkcia merania jednej diódy
Určenie hodnoty veličiny. Pri meraní podľa uvažovanej schémy je potrebné vziať do úvahy, že zariadenie reaguje iba počas jednej polovice cyklu a zobrazí hodnotu dvakrát menšiu ako skutočná hodnota prevádzkového napätia. To znamená, že ak pri meraní napätia s takýmto obvodom prístroj ukázal hodnotu 110 V, tento údaj je potrebné vynásobiť dvoma a dostanete to, čo ste namerali.
Výber diódy. Pre správna voľba diódy, musíme vziať do úvahy spätné napätie diódy, ktoré musí byť väčšie ako hodnota amplitúdy nameranej hodnoty, inak môže dióda preraziť a zariadenie prestane ukazovať, alebo môže ležať o niekoľko rádov rozsah. Napríklad ideme merať napätie v zásuvke. Pri špecifikácii napäťovej triedy zariadenia je uvedená efektívna hodnota. Ak chcete zistiť hodnotu amplitúdy, musíte vynásobiť efektívnu hodnotu odmocninou z dvoch:. Napätie spotrebiteľskej siete je 220 V. Amplitúda napätia bude 220 × 1,41 \u003d 311 V. V našom prípade sú celkom vhodné usmerňovacie diódy so spätným napätím 400 V a vyšším. Nižšie nie je žiaduce, pretože. v prípade prepätia v sieti môže amplitúda napätia prekročiť spätné napätie diódy, dôjde k nezvratnému prerušeniu p-n križovatka a dióda zlyhá.
Taktiež si nevyberajte vysokovýkonné diódy, čím nižší výkon, tým lepšie. Výkonové diódy majú veľ p-n oblasť prechodu, ktorý sa v zablokovanom stave môže správať ako dosky kondenzátora. V zápornom polcykle teda môže ovplyvniť kapacitné vedenie a hodnoty zariadenia budú trochu podhodnotené. Čím vyššia je frekvencia meraného napätia, tým väčší je vplyv, najmä pri použití meracích hláv citlivých na vysoký odpor.
Schéma s diódovým mostíkom
Zložitejšia možnosť, ktorá však umožňuje presnejšie merať elektrické veličiny. To bude vyžadovať 4 diódy alebo hotový diódový mostík. Princíp činnosti obvodu je podobný prvej možnosti, tu však merací prvok cíti obe polcykly napätia, ktoré naň pôsobia v rovnakom smere, a prístroj ukazuje efektívnu hodnotu napätia. To znamená, že hodnoty zariadenia budú zodpovedať skutočnosti.
Výber diód alebo diódového mostíka je podobný ako v prvom prípade.
Preventívne opatrenia
Pri úprave vášho nástroja týmto spôsobom venujte zvláštnu pozornosť bezpečnosti. Diódy alebo diódový mostík používaný v obvodoch, ako aj kontaktné body na rezanie drôtov, prístrojové sondy, svorky voltmetra musia byť bezpečne izolované, aby sa zabránilo poškodeniu elektrický šok v prípade náhodného kontaktu s časťami prístroja pod prúdom počas merania.
