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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Taschenmultimeter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Ein Merkmal dieses Multimeters ist ein elektronischer Messgrenzenschalter und eine Originaleinheit zur Anpassung der Ausgänge des BIS KR572PV2 an eine Flüssigkristallanzeige. Das Gerät wird von einer „Korund“-Batterie gespeist, deren Energie für 50 Stunden Dauerbetrieb reicht. Die Mindestspannung, bei der das Multimeter noch funktioniert, beträgt 6,5 V. Bei diesem Wert „erlischt“ das LCD, obwohl der elektronische Teil des Avometers ordnungsgemäß funktioniert, wenn die Versorgungsspannung auf 5,6 V sinkt. Die Messeinheit des Gerätes erfolgt auf dem Operationsverstärker (Op-Amp) DA2 (siehe Schaltplan) und auf dem LSI DD6. Dieser CMOS mit LSI-Struktur arbeitet nach dem Prinzip der doppelten Integration mit 3,5 Dezimalstellen und verfügt über Ausgänge zur Ansteuerung von LED-Anzeigen mit sieben Segmenten. Der maximale Strom, den der LSI der Serie KR572PV2 aus beiden Stromquellen verbraucht, beträgt nicht mehr als 1,8 mA, der Ausgangsstrom der höchsten Ordnung beträgt mindestens 10 mA, der Rest beträgt mindestens 5 mA. Der ADC-Gleichtaktsignaldämpfungskoeffizient erreicht 100 dB, der Konvertierungsfehler überschreitet 1, 3 bzw. 5 Zähleinheiten für KR572PV2A, KR572PV2B und KR572PV2V nicht. Die angegebenen Parameter werden bei einer Temperatur von 25 ± 10 °C und Versorgungsspannungen von +5 V (Upit1.) und -5 V (Upit2.) mit ±1 % Instabilität gewährleistet. Versorgungsspannung Upit1. kann im Bereich von +4,5 bis +5,5 V, Upit.2, von -8 bis -4,5 V liegen. Die Eingangs- und Referenzspannungen sollten die Spannung der Stromquellen nicht überschreiten. Damit der LSI nicht ausfällt, wird er zunächst an einen gemeinsamen Draht (Pins 21 und 32) angeschlossen und dann werden Spannungen in Reihe angelegt: Leistung (Pins 1 und 26), vorbildlich (Pins 35 und 36) und schließlich Eingang (Pins 30 und 31). Entspannen Sie in umgekehrter Reihenfolge. Bei der Umwandlung des Eingangssignals, gemessen relativ zum gemeinsamen Draht, werden die Schlussfolgerungen 30, 32 und 35 MC mit dem gemeinsamen Draht verbunden. In diesem Multimeter unterscheidet sich der Einbau des BIS KR572PV2 vom typischen. Merkmal - in Arbeit an einem Flüssigkristallanzeiger, dessen Segmentausgänge über die Dioden VD14-VD36 mit den LSI-Ausgängen und über die Widerstände R34-R59 mit dem gemeinsamen LCD-Kabel verbunden sind. An ihn wird eine gepulste Spannung mit einer Frequenz von 1 kHz angelegt. Eine solche Einbindung der Mikroschaltung KR572PV2 ermöglicht die Arbeit mit dem LCD, allerdings übersteigt in diesem Fall der konstante Spannungsanteil an den Anzeigesegmenten etwas den zulässigen Wert. Die Pulswiederholungsrate des Taktgenerators, der Teil des LSI ist, wird durch die Elemente R71, C20 bestimmt und beträgt 40 kHz. Die über den Schalter SA1 gemessene Spannung wird dem elektronischen Dämpfungsglied zugeführt, das aus dem Multiplexer DD2 und dem Operationsverstärker DA1 besteht. Der gewählten Messskala entspricht ein bestimmter Binärcode an den Klemmen 9 und 10 des Multiplexers, der den entsprechenden Widerstand, gebildet durch die Widerstände R25, R27, R29, R33, in den Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers einbringt. Diese Widerstände sorgen je nach Steuercode des Multiplexers für die folgenden Übertragungsverhältnisse vom X1-Eingangsanschluss zum DA1-Ausgang: 1, 0,1, 0,01; 0,001. Der Eingangswiderstand des Multimeters beim Messen von Spannungen wird durch den Widerstand R8 bestimmt. Zusammen mit den Dioden VD4 und VD5 schützt es den DA1-Chip vor Überlastungen, wenn die Eingangsspannung versehentlich den Grenzwert der ausgewählten Skala überschreitet. Bei der Strommessung im Bereich von 1, 10, 100 mA nimmt der Übertragungskoeffizient des elektronischen Dämpfungsglieds folgende Werte an: 100; 10; 1. Die Strommessung von 0,1 bis 1A erfolgt über Buchse X4. In diesem Fall beträgt die Verstärkung des Eingangskreises 1. Im Modus zur Messung konstanter Spannung oder Strom kommt das Signal zum Eingang des LSI-ADC vom Ausgang der DA1-Mikroschaltung. Beim Messen von Variablen wird ein bipolares Signal vom Ausgang von DA1 in einen am Operationsverstärker DA2 montierten unipolaren Gleichrichter umgewandelt und über einen Glättungsfilter dem Eingang des LSI zugeführt. Bei einem bipolaren Gleichrichter sorgt der Widerstand R62 für die Stabilität der Ausgangsnullspannung. Die Gegenkopplung der Wechselspannung erfolgt durch den Kondensator C 15. Bei der Widerstandsmessung fließt durch die Eingangsbuchsen des Multimeters und den daran angeschlossenen Widerstand ein Strom, dessen Wert nicht vom Wert des gemessenen Widerstands abhängt. Es wird von einem stabilen Stromgenerator erzeugt, der auf den Transistoren VT2-VT4 aufgebaut ist. Der Multiplexer DD1 verbindet je nach gewähltem Grenzwert einen der Widerstände R12 - R15 und stellt so den erforderlichen Wert des stabilen Stroms ein. Das Gerät zur Auswahl der Messgrenzen basiert auf den Mikroschaltungen DD4, DD5 und enthält zwei RS-Flip-Flops (DD4.1 und DD4.2), einen einzelnen Vibrator (DD4.3) und einen umkehrbaren Zähler (DD5). Die Logikpegel an den Ausgängen Q1 und Q2 des Zählers DD5 steuern den Betrieb der Multiplexer DD1 und DD2 und bestimmen somit die gewählte Messgrenze. Code 00 entspricht Messgrenze 2; 01-20; 10-200, 11-2000 V (mA, kOhm). Beim Einschalten des Multimeters wird am Ausgang des Zählers DD5 der Code 01 gesetzt und die Grenze von 20 V (mA, kOhm) eingeschaltet. Wählen Sie die gewünschte Messgrenze durch Drücken der Taste SB1 oder SB2 aus. Im ersten Fall (+1) erfolgt ein Übergang zu einer größeren Messgrenze, im zweiten (-1) - zu einer kleineren. Auf dem LCD wird dies durch Verschieben des Dezimalpunkts nach rechts oder links angezeigt. Mal sehen, wie das passiert. Beim Drücken von SB1 (SB2) entsteht durch den Ladestrom des Kondensators C5 (C6) ein positiver Impuls am Eingang des RS-Flip-Flops DD4.1 (DD4 2) und dieser zündet. Der Spannungsabfall am Ausgang DD4.1 (DD4.2) löst den Einzelvibrator DD4.3 aus, dessen Ausgangsimpuls dem Zähleingang des Zählers DD1 zugeführt wird und seinen Zustand auf 5 ändert. Der Einzelvibrator DD1 4 durch Die R3C32-Kette wirkt auf die RS-Flip-Flops DD11 und DD4.1 und bringt sie nach 4.2 µs in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Die Betriebsart des Zählers DD100 setzt den logischen Pegel am Eingang ± 5: Liegt eine logische 1 vor, erfolgt die Summation, wird die logische 1 subtrahiert. Im Multimeter liegt der Nullpegel ständig am ±0-Eingang des DD1-Chips an, aber wenn Sie die Taste SB5 (+1) drücken, erscheint an diesem Eingang eine logische Einheit, die verschwindet, nachdem 1 in den geschrieben wurde Zähler. Die Dauer des positiven Impulses am Eingang beträgt ±1 des Zählers DD1 beträgt etwa 5 µs. Die beschriebene Methode zur Umschaltung der Messgrenzen wurde mit der Aussicht gewählt, auf Basis dieses Gerätes ein Multimeter mit automatischer Grenzwertwahl zu schaffen. Die Versorgungsspannungen von +5,5 V und -4,7 V werden von einem Netzteil bestehend aus einem Stabilisator und einem Polaritätswandler erzeugt. Eine positive Spannung bildet einen Stabilisator, der auf den Transistoren VT1, VT5, VT6 aufgebaut ist. Ein solcher Stabilisator verfügt über einen Spannungsstabilisierungsfaktor von mindestens 500 und einen Kurzschlussschutz. Wenn Sie das Multimeter einschalten, bringt die Triggerschaltung, bestehend aus den Elementen C1, VD1, R6, den Stabilisator in den Betriebsmodus. Der Spannungsabfall am Regeltransistor VT1 des Stabilisators beträgt nur 0,05-0,1 V.
DA1, DA2 K544UD1A, DD1, DD2 K564KP1, DD3 K564LA7, DD4 K564TR2, DD6 KR572PV2B, VT1, VT7 K.T361B; VT2 - VT4 KT3107B, VT5, VT6, VT8 KT315B, VD1, VD6. VD7, VD10, VD11, VD14 – VD36 KD103A, VD4, VD5 KD503B, VD8, VD9. VD12. VD13 D9D Die wichtigsten technischen Parameter des Multimeters:
Eine negative Polaritätsspannung von -4,7 V wird in einem Wandler erhalten, der einen Generator, eine Ausgangstransistorstufe und einen kapazitiven Spannungsvervielfacher enthält. Die Ausgangsspannung des auf einem DD3-Chip montierten Generators ist eine Folge von Impulsen mit einer Frequenz von etwa 1 kHz. Diese Impulse werden den Basen der Transistoren VT7 und VT8 der Ausgangsstufe zugeführt und öffnen und schließen diese abwechselnd. Wenn der Transistor VT7 geöffnet ist, wird der Kondensator SU über ihn und die Diode VD8 geladen, und wenn VT8 - wird der Kondensator C 10 über ihn und die Diode VD9 entladen, wodurch der Kondensator C9 aufgeladen wird, wo eine negative Spannung von -4,7 V anliegt Da an der Ausgangsstufe des Wandlers eine stabilisierte Spannung anliegt und die Last des -4,7-V-Kreises unverändert bleibt, ist die negative Spannung stabil. Die Amplitude der negativen Spannungswelligkeit unter Last überschreitet nicht 10 mV. Der vom Netzteil ohne Last aufgenommene Strom beträgt 1,5-2 mA. Das Multimeter verwendet hauptsächlich MLT-Widerstände mit einer Toleranz von ± 5 % und nur ein Widerstand R4 der Marke C1 8 hat eine Toleranz von ± 1 %. Wählen Sie ein digitales Ohmmeter mit einer Genauigkeit von nicht schlechter als ± 3 %. Dieser Vorgang verringert die Leistung des Multimeters erheblich Aufbauzeit. Trimmerwiderstände-SPZ-4. Das Gerät verwendet Oxidkondensatoren K8-9 und K25-27, Konstantkondensatoren C29 - C33, C0,1 - C18 der Marke KM. Die Tasten zur Auswahl der Grenzwerte sind Mikroschalter vom Typ MP-53 oder MP-1, der Einschalt-Kippschalter MT-53, die Schalter SA19-PG4-ZP-ZN, SA8 bestehen aus zwei Kippschaltern MP 11. Die Elemente des Multimeters sind auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 20 mm platziert (siehe Bild). Festwiderstände und MS DD9 sind vertikal auf der Platine installiert. Am Schalter SA12 sind die Elemente R1, R1, R2, R3 und FU12 montiert. Um die Größe des Geräts zu reduzieren, wird das LCD über dem LSI platziert. In der Abbildung der Platine ist es notwendig, die Punkte A - A, B - C, G - G bzw. 1-7 zu verbinden und Punkt D mit Klemme 3 DD4 zu verbinden. Die Widerstände R8 - R9 und die Dioden VD2-VD1 sind nicht gekennzeichnet. Die Einrichtung eines Multimeters beginnt mit der Überprüfung des Stromknotens. Der ordnungsgemäße Betrieb wird durch das Vorhandensein beider Ausgangsspannungen nachgewiesen und der Stromverbrauch ohne Last beträgt nicht mehr als 2 mA. Die Ausgangsspannung im Bereich von 5,2-5,5 V wird über die Zenerdiode VD3 eingestellt. Im DC-Strommessmodus sollte bei nicht angeschlossenen Ausgangsbuchsen die Zahl 000 oder -000 auf dem LCD-Display erscheinen, die durch die Anzeige -1888 ersetzt wird, wenn +5 V an Pin 37 des BIS DD6 angelegt werden. Durch Drücken der Tasten SB1 und SB2 wird die Funktion des Auswahlknotens für die Messgrenze überprüft und die korrekte Anzeige von Kommas gesteuert. Überprüfen Sie ggf. die RS-Trigger DD4.1 und DD4 2 des Oszilloskops, den Einzelvibrator DD4.3 und den Zähler DD5. Fahren Sie dann mit dem Test des elektronischen Dämpfungsglieds fort. Dazu wird im Spannungsmessmodus ein Signal von 1 V und einer Frequenz von 1 kHz dem Eingang des Multimeters zugeführt. Die Steuerung des Ausgangssignals erfolgt an Pin 6 des DA1-Chips. Der Übertragungskoeffizient des Eingangsgeräts hängt von der gewählten Messgrenze ab und sollte jeweils 1 betragen; 0,1; 0,01; 0,001 innerhalb von 2, 20; 200; 2000 V (mA, k0m). Wenn der elektronische Teiler ordnungsgemäß funktioniert, werden die Eingangsbuchsen kurzgeschlossen und der Trimmwiderstand R28 am Ausgang des Operationsverstärkers DA0 auf 1 gesetzt. Als nächstes schließen Sie das Oszilloskop an den Ausgang des DA2-Chips (Pin 6) an und gleichen es mit einem variablen Widerstand R53 aus. In beiden Fällen beträgt die Nullstellgenauigkeit ±0,1 mV. Um die Empfindlichkeit einzustellen, wird das Multimeter bei einem Grenzwert von 2 V in den Gleichspannungsmessmodus geschaltet. Nach Anlegen einer kalibrierten Gleichspannung von 1000 mV an den Eingang wird mit einem Trimmwiderstand R69 der Wert „1.000“ auf dem Display eingestellt . Im Wechselspannungsmessmodus stellt ein Signal von 1000 mV, Frequenz 1 kHz und Trimmwiderstand R65 die Zahl „1.000“ auf dem Display ein. Die Werte der Widerstände R12-R15 werden anhand beispielhafter an den Eingang angeschlossener Widerstände mit einem Widerstand von 100 Ohm, 10, 100 kOhm und 1 MΩ ausgewählt. Autoren: E. Velik, V. Efremov
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