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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK RMS-Voltmeter – Präfix zum Multimeter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Das Präfix erweitert die Möglichkeiten der Digitalmultimeter der 83x-Serie und ermöglicht die Messung der Effektivwerte von Wechselspannungen verschiedener Formen und mit einem zusätzlichen Shunt – und Strom. Der Aufsatz wird über den internen ADC-Stabilisator des Multimeters mit Strom versorgt, erfordert keine Anpassung, ist einfach zu wiederholen und bietet eine hohe Messgenauigkeit. Über die Messung des quadratischen Mittelwerts (andere Namen sind effektiv, effektiv und in der englischen Abkürzung RMS) von Spannungs- und Stromwerten in der Fachliteratur zur Funktechnik gab es mehr als einmal ein Gespräch. Daher kann es für Funkamateure, die über kein solches Messgerät verfügen und es nicht kaufen können, interessant sein, es selbst für ein Heimlabor herzustellen. Die Aufgabe wird vereinfacht, wenn ein ähnliches Gerät auf Basis einer speziellen AD736-Mikroschaltung als Zusatz zu einem Digitalmultimeter hergestellt wird, das von seinem internen Stabilisator gespeist wird. Ein Diagramm eines solchen Aufsatzes zur Messung des Effektivwerts einer Wechselspannung verschiedener Formen ist in Abb. 1 dargestellt. XNUMX.
Wichtigste technische Merkmale
Detailliertere Fähigkeiten und Merkmale, die die Eigenschaften von Voltmetern bestimmen, die auf der Basis der AD736-Mikroschaltung aufgebaut sind, die in der Set-Top-Box verwendet wird, finden Sie in [2]. Die gemessene Wechselspannung wird an die Buchsen „Uvh"und über den Trennkondensator C1 - zum Widerstandsteiler R1 -R3, mit dem Sie die Messgrenze einstellen, indem Sie die entsprechende Position des Schalters SA1 wählen. Von seinem beweglichen Kontakt gelangt er in den Eingang der Mikroschaltung DA1 AD736JN. Widerstand R4 und die Dioden VD1, VD2 sind schützend. Sie schützen den Chip DA1 vor einem Ausfall durch Hochspannung, die an seinem Eingang auftreten kann, wenn die Messgrenze falsch gewählt wird. Die Kapazitäten der Kondensatoren C2 und C3 werden gemäß den Empfehlungen für die Verwendung ausgewählt die Mikroschaltung und kann je nach spezifischer Anwendung des Aufsatzes geändert werden: ein Audiovoltmeter, ein Voltmeter für Durchschnittswerte usw. Das Signal vom Ausgang des DA1-Chips wird in Form einer konstanten Spannung positiver Polarität eingespeist an den „VΩmA“-Eingang des Multimeters zur anschließenden Messung an. Der AD736 benötigt zur Stromversorgung eine bipolare Spannungsquelle. Die Mindestanforderungen an die Versorgungsspannung betragen +2,8 V und -3,2 V. Um die Set-Top-Box über den integrierten ADC-Stabilisator des Multimeters +3 V mit Strom zu versorgen, ist daher ein negativer Spannungswandler mit hohem Wirkungsgrad montiert Es kommt ein DA2-Chip zum Einsatz, dessen Beschreibung in [3] gegeben ist. Der Wandler versorgt die Mikroschaltung mit einer Spannung von -5,5 V. Das Präfix ist auf einer einseitig laminierten Glasfaserplatte montiert. Eine Zeichnung einer Leiterplatte und die Anordnung der Elemente darauf sind in Abb. 2 dargestellt. 3. Ein Foto des zusammengebauten Aufsatzes ist in Abb. dargestellt. 1. Auf der Platine befinden sich drei verzinnte Drahtbrücken. Sie werden vor dem Einbau der restlichen Elemente verlötet. Chips DA2 und DA8 – im DIP1-Gehäuse. Kondensatoren C4, C10 - Ausgangskeramik, importierte Analoga von K17-0,125B. Oxidkondensatoren – importierter Ausgang (Mini-Version). Widerstände - Ausgangsleistung 0,25 oder 1 Watt. Pin XP2 „NPNc“ – geeignet vom Stecker oder ein Stück verzinnter Draht mit geeignetem Durchmesser. Nach der Installation der Pins XP3, XP2 wird dafür ein Loch in die Platine gebohrt. Pins XP3 „VΩmA“ und XP1 „COM“ – von den Sonden für das Multimeter. Eingangsbuchsen XS2, XSXNUMX „U“vh"- Schraubklemmenblock 350-02-021-12 der 350er-Serie von DINKLE, DEGSON. SA1-Schalter - Schiebeserie MSS, MS, IS, zum Beispiel MSS-23D19 (MS-23D18).
Das Präfix muss nicht angepasst werden. Beim Arbeiten damit wird der Betriebsartenschalter des Multimeters auf die Position zur Messung der Gleichspannung an der Grenze von 200 mV gestellt. Für die oben genannte Genauigkeit der Widerstandsmessung der Widerstände R1, R2 im Teiler können Sie wie folgt zwischen der Nennreihe E12 (10 %) oder E24 (5 %) wählen. Zunächst werden 900 und 90 kΩ von Widerständen mit Nennwiderständen von 910 bzw. 91 kΩ abgetastet. Zweitens kann der Widerstand R1 auf einen Widerstandswert von 1 MΩ, R2 – 100 kΩ, R3 – 11,1 kΩ eingestellt werden, wobei 11 kΩ aus den Widerständen ausgewählt werden. Allerdings gibt es hier viele Variationen, ob „alles ein bisschen mehr“ oder „alles ein bisschen weniger“. Bevor Sie die Set-Top-Box an das Multimeter anschließen, sollten Sie den Strom überprüfen, den sie von einer anderen 3-V-Stromquelle mit Stromschutz verbraucht, um den eingebauten Low-Power-ADC-Versorgungsspannungsregler im Falle einer Fehlfunktion nicht zu deaktivieren irgendein Element oder ein versehentlicher Kurzschluss der stromführenden Leiterbahnen der Platine. Die Eingangsimpedanz der Set-Top-Box kann auf bis zu 10 MΩ erhöht werden. Dazu reicht es aus, alle Widerstände des Eingangsteilers R1-R3 um das Zehnfache zu erhöhen. Die Beibehaltung des Frequenzbereichs wird bei Bedarf dadurch erreicht, dass der Teiler frequenzunabhängig gemacht wird. In diesem Fall muss bekanntlich parallel zu jedem Widerstand des Teilers ein Kondensator mit der entsprechenden Kapazität geschaltet werden. Auf der Platine sind auf der Seite der Leiterbahnen für diese Kondensatoren die entsprechenden Kontaktpads vorgesehen. Diese Kondensatoren sind oberflächenmontiert, Größen 0805, 1206. Die ungefähre Zeitkonstante jeder dieser RC-Schaltungen beträgt 100 µs und wird nach der bekannten Methode zum Aufbau von Eingangsteilern von Messgeräten ausgewählt. Das Vorhandensein der Rückstromschutzdioden VD1, VD2 (1N4148) kann zu einem zusätzlichen Fehler bei den Messungen führen. Um dies zu vermeiden, müssen Dioden mit einem Sperrstrom von nicht mehr als 1 ... 2 nA bei einer Sperrspannung von 5 V verwendet werden, beispielsweise FDLL300A, oder aus den verfügbaren Dioden ausgewählt werden. Den Rückstrom können Sie mit jedem Multimeter an der Grenze von 200 mV bei einem Eingangswiderstand von 1 MΩ messen. Die Kathode der Diode ist mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden und die Anode ist in Reihe mit den Multimetersonden mit dem Minuspol verbunden. Messwerte in Millivolt entsprechen numerisch dem Rückstrom in Nanoampere. Bei einem Eingangswiderstand des Geräts von 10 MΩ sollten die Messwerte durch zehn geteilt werden. Zur Messung der Effektivwerte von Wechselstrom, beispielsweise des Leerlaufstroms von Netztransformatoren, darauf basierenden Netzteilen, Schaltnetzteilen und anderen ähnlichen Geräten, ist es sinnvoll, den Aufsatz durch einen Messshunt mit Zangen zu ergänzen . Verbinden Sie dazu die Klemmen „Uvh„1-Ohm-Widerstand mit zwei isolierten Drähten, an deren gegenüberliegenden Enden Klemmen angelötet sind, zum Beispiel „Krokodil“. Wenn Sie einen 2-W-Widerstand installieren, können Sie Wechselstrom innerhalb von 200 mA und 2 A messen, was entspricht die Stellungen des Schalters SA1 „200 mV“ und „2 V“. Die Autorenversion der Set-Top-Box mit einem solchen an das Multimeter angeschlossenen Shunt ist in Abb. 4 dargestellt.
Bei der Überprüfung des Präfixes des Autors auf die Genauigkeit der Messung von Spannungen in dreieckiger und rechteckiger Form (Mäander) mit einer Frequenz von 10, 50, 500 und 5000 Hz unterschieden sich die Messwerte des Multimeters von den Messwerten des Referenzvoltmeters um nicht mehr als 1 % der Bereich von 0,1 ... 1 Maximalwert an jeder Messgrenze. Literatur
Autor: S. Glibin
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