Befestigung am Multimeter zur Messung der Batterieparameter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Das Präfix ist für den Anschluss an das Multimeter MY-63 vorgesehen, das neben anderen Parametern Gleich- und Wechselspannung sowie die Kapazität von Kondensatoren und den Stromübertragungskoeffizienten von Bipolartransistoren misst. Das Vorhandensein dieser Modi ist für den Betrieb der Set-Top-Box erforderlich. Sein Schema ist in Abb. dargestellt. 1. Auf dem Betriebssystem DA1. 1 und Feldeffekttransistor VT1 ist ein spannungsgesteuerter Stromstabilisator aufgebaut.

Fig. 1

An seinen Eingang wird vom Motor des Abstimmwiderstands R5 eine beispielhafte Spannung Uobr = 0,1 V angelegt. Durch den Transistor VT1 fließt der Strom Ia, der die Batterie entlädt. Sie hängt von der Referenzspannung und vom Widerstand des Stromsensors (Rt) ab – Widerstände R8, R9 oder R10: Ia = Uobr / Rt. Der Entladestrom wird durch den Schalter SA1 ausgewählt. In Position 3 beträgt der Entladestrom 1 A, in Position 2 - 0,1 A und in Position 1 - etwa 10 μA (er kann als gleich Null angesehen werden). Auf dem Operationsverstärker DA1.2 ist ein Verstärker mit einer Verstärkung von eins für Gleichstrom (K == 1) und etwa 100 (K = 100) für Wechselstrom aufgebaut. Schalter SA2 trennt die Batterie vom Messkreis. Alle Elemente der Set-Top-Box werden vom internen Spannungsregler (+3 V) des Multimeters mit Strom versorgt, der von der Set-Top-Box verbrauchte Strom überschreitet 35...40 μA nicht. Diese Effizienz wird durch den Einsatz eines Micro-Power-Dual-Operationsverstärkers OPA293 erreicht.

Um die Batteriespannung zu messen, wird das Multimeter bei der Grenze von 2 V in den Gleichspannungsmessmodus geschaltet. Die in der Halterung eingebaute Batterie wird mit dem SA2-Schalter an den Messkreis angeschlossen. Durch Ändern des Entladestroms mit dem Schalter SA1 messen Sie am Voltmeter Ua0 (bei Ia = 0), Ua0,1 (bei Ia = 0,1 A) und Ua1 (bei Ia = 1 A). Anhand dieser Daten wird der Innenwiderstand der Batterie berechnet, der als statisch bezeichnet werden kann. Zum Beispiel für Ia \u1d 0 A, Rct \u1d (Ua1 - Ua0,9) / XNUMX. In diesem Modus können Sie auch die Kapazität des Akkus ermitteln. Messen Sie dazu die Entladedauer t-mal eines vollständig geladenen Akkus mit einem stabilen Strom Ia auf eine Spannung von XNUMX V und berechnen Sie seine Kapazität: C = Ia * t-mal (Ah). Während des Entladens kann das Multimeter nicht ausgeschaltet werden, da sich auch der Stromstabilisator ausschaltet.

Um den Innenwiderstand nicht zu berechnen, verfügt die Set-Top-Box über einen eigenen Messmodus, in dem die im Artikel von B. Stepanov „Messung von Batterieparametern“ („Radio“, 2001, Nr. 9, S. 42) verwendet wird. Es basiert darauf, dass der beispielhaften Spannung des Stromstabilisators ein Wechselanteil hinzugefügt wird. Durch Messen des variablen Spannungsanteils an der Batterie können Sie deren Innenwiderstand bestimmen. Die Wechselspannungsquelle im Aufsatz ist ein Signal mit einer Frequenz von ca. 400 Hz und einer Amplitude von 50 mV, das im Multimeter MY-b10 am linken Kontakt des „Cx“-Anschlusses anliegt, der zum Anschluss des Gemessenen dient Kondensator. Eine Wechselspannung wird dem Eingang eines spannungsgesteuerten Stromstabilisators zugeführt und führt zum Auftreten einer Wechselkomponente sowohl des Entladestroms (Ia„) als auch der Batteriespannung Ua, = IaRd, wobei Rd ihr interner Differenzwiderstand ist. Das Präfix ist auf Ia, = 1 mA eingestellt. Damit der variable Stromanteil bei verschiedenen Entladeströmen gleich ist, reduziert die von der „Cx“-Buchse kommende Wechselspannung bei Ia = 1 A den Abstimmwiderstand RXNUMX weiter.

Die Spannung Ua verstärkt den Operationsverstärker DA1.2 und wird dann dem Eingang des Multimeters zugeführt, das zur Messung der Wechselspannung an der Grenze von 2 V eingeschaltet wird. Die Wechselspannung am Ausgang dieses Operationsverstärkers amp ist: UOU, = UaK = IaRdK. Der variable Anteil des Entladestroms (Ia,) und die Verstärkung des OA DA1.2 (K,) werden so gewählt, dass die gemessene Wechselspannung am Ausgang der Set-Top-Box (UОУ,) numerisch gleich ist interner Differenzwiderstand (Rd) der Batterie. Für Rd = 0,1 Ohm erhalten wir beispielsweise UOU = 0,01 * 0,1 * 100 = 0,1 V. Diese Spannung zeigt das Voltmeter an. Es ist zu beachten, dass sich die berechneten und gemessenen Werte des Innenwiderstands geringfügig unterscheiden, da dieser im ersten Fall durch die Differenz der Werte der Leerlaufspannung und unter Last bestimmt wird, und in der zweite - durch die Steigung der Batterielastkennlinie an einem bestimmten Punkt.

Fig. 2

Die meisten Befestigungselemente werden auf einer Leiterplatte aus einseitig laminiertem Glasfasergewebe mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm platziert, deren Zeichnung in Abb. 2 dargestellt ist. 1. Es werden Festwiderstände für die Oberflächenmontage RN12-1206 der Größe 10 (Widerstand R2512 der Größe 19) verwendet, Abstimmwiderstände - SPZ-1206. Der Oxidkondensator besteht aus Tantal zur Oberflächenmontage, Größe B oder C, der Rest sind Keramikgrößen 2 (C4, C0805) und 3 (C2). Der Feldeffekttransistor muss sich im D2,5Pak-Gehäuse befinden, er ist auf ein metallisiertes Pad gelötet, um die Wärmeableitung zu verbessern. Außerdem muss es sich um die sogenannte „Logikpegelsteuerung“ handeln, d. h. bei einer Gate-Source-Spannung von 2.3 V muss der Drain-Strom mindestens 2505 A betragen. Im Namen einiger dieser Transistoren steht der Buchstabe L ist im Präfix vorhanden. Zusätzlich zu dem im IRL2905S-Diagramm angegebenen ist beispielsweise IRLRXNUMX geeignet.

Der Schalter SA2 muss im geschlossenen Zustand einen geringen Übergangswiderstand haben und ist für einen Strom von mindestens 1.2 A ausgelegt, geeignet z. B. B3009. Wenn kein Schalter mit solchen Parametern verfügbar ist, ist es besser, ihn durch die Installation eines Überbrückungskabels auszuschließen. Schalter SA1 für drei Stellungen und zwei Richtungen für einen Strom von mindestens 1 A - SS23F07. Einige andere 23-A-SS1,5-Serien funktionieren, wie SS23E24, SS23E28, SS23E29, aber die Platine muss geändert werden, da diese Schalter eine andere Pinbelegung haben.

Der Operationsverstärker kann durch einen ähnlichen Mikro-Rail-to-Rail-Stromversorgungsverstärker wie den LMV358DR2G ersetzt werden. Stecker XP1 – ein Stück verzinnter Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 und einer Länge von 15 mm, verbunden durch einen isolierten Draht mit der Platine. Dieser Stecker wird in die „C NPN“-Buchse zum Anschluss von Bipolartransistoren eingesteckt. Stecker XP2 und XP3 - Stifte mit einem Durchmesser von 4 und einer Länge von 35 mm, die in den Löchern der Platine befestigt werden. XP4-Stecker – ein Streifen aus verzinntem Messing oder Kupfer mit einer Dicke von 0,5 mm, einer Breite von 4 mm und einer Länge von 20 mm, der von der Seite der Leiterbahnen bis zum Pad auf der Platine gelötet wird. Bei der Installation des Aufsatzes müssen die Stecker XP2 und XP3 in die entsprechenden Buchsen des Multimeters und XP4 in die linke Buchse des „C“-Steckers gesteckt werden. Nach Überprüfung und Justierung des Aufsatzes werden die Stecker XP1-XP3 am befestigt Befestigen Sie die Platine mit Epoxidkleber. Die Kontakte sollten nicht die Form von Schraubenfedern, sondern Blütenblattfedern haben.

Das Gerät kann vereinfacht werden, indem der Differenzwiderstandsmessmodus und die entsprechenden Elemente eliminiert werden. In diesem Fall kann der SA1-Schalter eine Richtung und drei Positionen haben, der Operationsverstärker ist einfach (DA1.2 wird nicht benötigt), der LMV321SQ3T2G reicht aus. Der Drain des Feldeffekttransistors und Kontakt X1 sind mit dem XP2-Stecker verbunden, die Widerstände R1, R2, R4, R11, R12 sind ausgeschlossen (anstelle von R4 ist eine Drahtbrücke eingebaut), Kondensatoren C2, C4. In dieser Version kann das Präfix nach geändertem Design in Verbindung mit einfacheren und günstigeren Multimetern der M-83x (fT-83x)-Serie verwendet werden, in denen es Modi zur Messung der Gleichspannung und des Stromübertragungskoeffizienten von Bipolartransistoren gibt .

Passen Sie das Präfix in der folgenden Reihenfolge an. Schließen Sie es an ein Multimeter an, legen Sie einen vollständig geladenen Akku in die Halterung ein und schalten Sie SA1 auf Position 1 („0 A“). Der Schieberegler des Widerstands R2 wird gemäß dem Schema in die untere Position bewegt, das Multimeter wird bei der Grenze von 2 V in den Gleichspannungsmessmodus geschaltet und der Strom eingeschaltet. Die Messwerte des Multimeters sollten der Batteriespannung entsprechen, die von einem beispielhaften Voltmeter kontrolliert wird. Nach dem Ausschalten des Multimeters wird zwischen einem der Pole der Batterie und dem Kontakt des Halters ein Platteneinsatz aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 0,5, einer Breite von 10 und einer Länge von etwa 15 mm angebracht Eingerichtet. Zuvor wird an jeder Seite der Platte ein dicker isolierter Draht angelötet, an den ein Gleichstrom-Amperemeter angeschlossen wird. Schalter SA1 wird auf Position 3 („1 A“) gestellt und das Multimeter eingeschaltet. Der Trimmwiderstand R5 stellt den entsprechenden Stabilisatorstrom (1 A) ein. In Schalterstellung 2 („0,1 A“) sollte der Strom auf diesen Wert absinken und in Stellung 1 („0 A“) 20 μA nicht überschreiten.

Das Multimeter wird ausgeschaltet und anstelle von Drähten wird ein Widerstand Rdop mit einem Widerstand von 0,1 Ohm auf die Platte gelötet. Die Motoren der Widerstände R2 und R11 werden in die mittlere Position gebracht, das Multimeter wird bei der Grenze von 2 V in den Wechselspannungsmessmodus geschaltet und dann wird der Strom eingeschaltet. Stellen Sie den Entladestrom auf 0,1 A ein. In diesem Fall zeigt das Voltmeter eine Spannung (U2) an, die proportional zur Summe des internen Differenzwiderstands der Batterie und des zusätzlichen Widerstands Rd + Rdop ist. Wenn beispielsweise der Widerstand Rdop mit einer Pinzette geschlossen wird, wird er vom Entladestromfluss ausgeschlossen und die Voltmeterwerte sinken (U1). Der Schieber des Widerstands R2 ist auf eine Position eingestellt, bei der U2-U1 = 0,1 V.

Fig. 3

In diesem Fall kann es erforderlich sein, die Position des Schiebers des Widerstands R11 zu ändern. Ebenso erfolgt die Einstellung bei einem Entladestrom von 1 A, es wird jedoch nur der Widerstand R1 verwendet. Es empfiehlt sich, die Anpassung zwei- oder dreimal durchzuführen. Das Aussehen der Konsole ist in Abb. dargestellt. 3.

Autor: I. Nechaev

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