Gerät zur Überwachung kleiner Spannungsabweichungen. Schema, Beschreibung

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Gerät zur Überwachung kleiner Spannungsabweichungen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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In der Amateurfunkpraxis ist es manchmal notwendig, kleine Spannungsabweichungen relativ zu einem bestimmten Schwellenwert zu kontrollieren. Um dieses Problem zu lösen, ist die Verwendung eines herkömmlichen Digitalmultimeters am einfachsten, viel bequemer ist jedoch die Verwendung eines speziellen Millivoltmeters mit „gestreckter Skala“. Bei einem solchen Gerät nimmt nahezu die gesamte Skala einen relativ kleinen Bereich – meist wenige Prozent – des oberen Teils des Betriebsspannungsbereichs ein.

Um eine für die meisten praktischen Anwendungen ausreichende Messgenauigkeit zu gewährleisten, muss ein Voltmeter auf Spannungsänderungen im Zehntel-Volt-Bereich reagieren, einen hohen Eingangswiderstand und eine geringe Abhängigkeit der Messwerte von der Temperatur aufweisen. Diese Anforderungen werden durch das nachfolgend beschriebene Gerät erfüllt.

Der Aufbau erfolgt nach dem Messbrückenschema (Abb. 1). Die linke Schulter der Brücke enthält eine Referenzspannungsquelle auf einer VD3-Zenerdiode mit einem stabilen Stromgenerator, der auf einem VT1-Transistor montiert ist. Die rechte Schulter wird von der Diode VD4 und den Widerständen R3, R4 gebildet. Ein Mikroamperemeter RA5 ist über die Widerstände R6, R1 in die Messdiagonale der Brücke eingebunden.

Die geringe Abhängigkeit der Messwerte von der Umgebungstemperatur wird dadurch erreicht, dass zur Bildung der Referenzspannung eine Präzisions-Zenerdiode KS405A für eine Spannung von 6,2 V mit einem Stabilisierungsspannungstemperaturkoeffizienten von 0,002 %/°C verwendet wird der niedrige Stabilisierungsstrom (ca. 2 mA), ein ziemlich hoher Eingangswiderstand im Millivoltmeter.

Im Gerät können Sie Festwiderstände - MLT, Tuning - Multiturn SP5-11 verwenden. Mikroamperemeter RA1 - beliebig (M263, M24 usw.) mit einem Vollausschlagstrom des Pfeils 50 ... 100 μA. Beim Austausch einer Zenerdiode sollten Sie eine wählen, die den niedrigsten Temperaturkoeffizienten der Stabilisierungsspannung aufweist.

Gerät zur Überwachung kleiner Spannungsabweichungen

Um das Gerät einzurichten, benötigen Sie eine einstellbare Gleichspannungsquelle und ein Digitalmultimeter. Zunächst wird eine Schwellenspannung (minimal messbare Spannung) an den Eingang des Geräts angelegt und mit dem Widerstand R3 „Balance“ wird der Pfeil des Mikroamperemeters PA1 auf Null gesetzt. Dann wird die Spannung auf den maximal steuerbaren Wert erhöht und der Widerstand R6 „Sensitivity“ stellt den Pfeil auf die letzte Skalenteilung ein. Durch Ändern der Eingangsspannung innerhalb der angegebenen Grenzen wird die Skala mit einem Standardvoltmeter in Einheiten der Spannungsabweichung kalibriert.

Ich habe das beschriebene Millivoltmeter verwendet, um den Ladezustand einer Zwölf-Volt-Autobatterie anhand ihrer EMF zu beurteilen. Hierzu werden folgende Spannungspegel eingestellt: Schwelle - 11 V, Maximum - 13 V („Länge“ der Skala beträgt 2 V). Eine Variante der Skala eines solchen spezialisierten Millivoltmeters, wenn es mit einem M24-Mikroamperemeter mit einem Gesamtablenkstrom von 50 μA arbeitet, ist in Abb. 2; der Maßstab wird in einer „geradeten“ Form dargestellt. Auf der Skala gibt der Buchstabe N die Unterteilungen der bereits darauf angebrachten Skala an, E – EMF (unbelastete Batteriespannung) in Volt, Q – den Ladezustand der Batterie in Prozent.

Das Gerät ist auf einer Leiterplatte aus 1 mm dickem Folienfiberglas montiert. Die Platinenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 3.

Wenn Sie beim Abgleich die Pegel 10 und 15 V einstellen, erhalten Sie ein genaues Messgerät für die Bordspannung des Autos.

Die Temperaturabhängigkeit der Voltmeterwerte ist noch geringer, wenn die Anschlüsse der VD4-Diode geschlossen sind.

Autor: B.Tatarko, Tver

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