Voltmeter mit linearer Skala. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Mit einem Voltmeter mit linearer Skala können Sie Gleich- und Wechselspannungen sowie Widerstände messen.

Die wichtigsten Parameter

Der Voltmeter-Verstärker (Abb. VII.4) ist ein dreistufiger Differenzverstärker mit Single-Ended-Ausgang. Die erste Stufe (auf den Feldeffekttransistoren V2, V3) soll den Eingangswiderstand des Geräts erhöhen. Die zweite und dritte Stufe sind auf den Transistoren V6, V7, V9 und V10 aufgebaut. Der Verstärker in der zweiten Stufe ist mit dem Widerstand R39 abgeglichen. Die Last der Ausgangsstufe ist das Mikroamperemeter P1, verbunden mit dem Kollektorkreis des Transistors V10.

(zum Vergrößern klicken)

Die Widerstände R29*, R30* sind in Reihe mit dem Mikroamperemeter geschaltet, das eine negative Rückkopplungsspannung erzeugt, die proportional zum Strom durch das Mikroamperemeter ist. Die Geräteschaltung ist so ausgelegt, dass nur die positive Spannung, die dem Gate des Transistors V2 (dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers) zugeführt wird, und die negative Spannung, die dem Gate V3 (nicht invertierender Eingang) zugeführt wird, verstärkt werden. Bei Spannungen mit umgekehrter Polarität schließt der Transistor V10 und der umgekehrte Ablenkstrom des Mikroamperemeters kann nur durch Hilfsenergie gewonnen werden. Daher ist die Diode V9 in den Kollektorkreis des Transistors V11 eingebunden und die Spannung wird von ihr entfernt, um den Spannungsabfall am Widerstand R42 zu kompensieren, der durch den Anfangsstrom des Transistors entsteht. Dieser Strom wird im Bereich von 0,04...0,05 mA gewählt, um die Linearität des Anfangsabschnitts der Verstärkerkennlinie zu erhöhen. Die Tasten S1-S3 dienen* zur Auswahl der Messart. Schalter S4 ändert die Messgrenzen. Das Gerät ist bei der Spannungsmessung durch den Widerstand R28 und die Diode V4 und bei der Widerstandsmessung durch den Widerstand R35 und die Diode V16 vor Überlastungen geschützt. Die Dioden V1 und V8 dienen außerdem dem Schutz der Verstärkertransistoren vor Überlastungen.

Der Versorgungsspannungsstabilisator besteht aus den Transistoren V12, V13, der Diode V15 und der Zenerdiode V14.

Bei der Messung an Gleichstrom schützt der Kondensator C1 den Eingang des Geräts vor der Wechselkomponente. Wenn am Eingang des Geräts eine Spannung mit falscher Polarität anliegt, schlägt die Nadel des Geräts nicht aus.

Bei der Messung an Wechselstrom fungiert der Verstärker als Einweggleichrichter und verstärkt daher nur die positive Halbwelle der gemessenen Spannung. Endschalter S4 - Typ PPZNPM, S1-S3, S5, S7-P2K, S6 - KM-Taste.

Das Gerät verwendet ein Mikroamperemeter M4208 mit einem Gesamtabweichungsstrom von 300 μA. Es können auch andere Mikroamperemeter verwendet werden. Ist der Strom der Gesamtauslenkung der Nadel kleiner als angegeben, sollten Sie einen Shunt für das Milliamperemeter wählen, ist er größer, ändern Sie die Rückkopplungstiefe. Die Transistoren KP102E können durch alle Transistoren der Serien KP102 oder KP103 ersetzt werden. Anstelle der Mikrobaugruppen KT365CA können Sie die Transistoren K2HTI71-K2NT173 oder KT315 verwenden. Anstelle der Diode V4 können Sie einen Anschluss des KT315-Transistors verwenden.

Beim Einrichten des Geräts kommt es darauf an, die Betriebsart der ersten Verstärkerstufe auszuwählen. Bei geöffnetem Rückführkreis (Widerstände R29* und R30* abgelötet) und Mittelstellung des Widerstands R39 des Motors ist der Widerstand R3* so gewählt, dass der Spannungsabfall an ihm 0,7-0,9 V beträgt; Die Widerstände R31*, R32* werden ausgewählt, bis an ihnen ein Spannungsabfall von 5,0...5,5 V erreicht wird. Die Modi der zweiten und dritten Stufe werden automatisch eingestellt.

Durch die weitere Auswahl des Widerstands R31* oder R32* stellen wir sicher, dass der „Nullpunkt“ des Geräts auf die mittlere Position des variablen Widerstands R39 eingestellt wird.

Die Selbsterregung wird durch Einschalten eines 15...50 pF-Kondensators zwischen den Basen der Transistoren V6, V7 sowie durch Umgehen des Verstärkereingangs mit einem 1...2 MOhm-Widerstand, der parallel zur Diode V4 gelötet ist, eliminiert . Bei der ersten Messgrenze (0,3 V) werden die Grenzen durch Auswahl eines Rückkopplungswiderstands festgelegt. Zunächst wird durch Anlegen einer Wechselspannung von 0,3 V an den Eingang und Auswahl des Widerstands R30* ein Ausschlag der Nadel bis zum Vollausschlag erreicht. Anschließend wird durch Auswahl des Widerstands R29* die Messgrenze auf 0,3 V bei Gleichstrom eingestellt. Bei anderen Grenzwerten hängt die Messgenauigkeit von der Genauigkeit der Wahl von R1*-R11* ab.

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