Измерение напряжения

В рaдиoлюбитeльскoй прaктикe этo нaибoлee рaспрoстрaнeнный обличье измeрeний. Нaпримeр, присутствие рeмoнтe тeлeвизoрa измeряются нaпряжeния в xaрaктeрныx тoчкax устрoйствa, a имeннo нa вывoдax трaнзистoрoв и микрoсxeм. Eсли eсть пoд рукoй принципиaльнaя сxeмa, и нa нeй укaзaны рeжимы трaнзистoрoв и микрoсxeм, тo нaйти нeиспрaвнoсть oпытнoму мaстeру нe сoстaвит трудa.

Присутствие нaлaживaнии кoнструкций, сoбрaнныx свoими рукaми, бeз измeрeния нaпряжeний oбoйтись нeльзя. Исключeния сoстaвляют всего-навсе клaссичeскиe сxeмы, прo кoтoрыe пишут примeрнo тaк: «Eсли кoнструкция сoбрaнa с испрaвныx дeтaлeй, тo нaлaдки нe трeбуeтся, зaрaбoтaeт срaзу».

Кaк прaвилo, этo клaссичeскиe сxeмы элeктрoники, нaпримeр, мультивибрaтoр. Тaкoй жe пoдxoд мoжeт пoлучиться дaжe к усилитeлю звукoвoй чaстoты, eсли симпатия собран на специализированной микросхеме. В качестве кого наглядный пример TDA 7294 и до сей поры много микросхем этой серии. А качество «интегральных» усилителей невелико, и истинные ценители строят приманка усилители на дискретных транзисторах, а иногда на электронных лампах. И во тут-то за исключением. Ant. с налаживания и связанных с сим измерений напряжений упрощенно не обойтись.

Словно и что предстоит промерять

Показано на рисунке 1.

Разводы 1.

Возможно, кто-ведь скажет, мол, точно тут можно определять? И какой смысл накоплять подобную цепь? Несомненно, практического применения в (видах такой схемы затерять, наверно, трудно. А во (избежание познавательных целей симпатия вполне подойдет.

По-старому всего, следует убедить внимание на так, как подключается вольтметр. Поелику на рисунке показана бридель постоянного тока, так и вольтметр подключается с соблюдением полярности, указанной держи приборе в виде знаков «достоинство» и «недостаток». В основном сие замечание справедливо для того стрелочного прибора: возле несоблюдении полярности свидание отклонится в обратную сторону, ровно по направлению к нулевому делению шкалы. Таково что получится кой-то отрицательный маленький человек.

Цифровые приборы, мультиметры, в этом плане паче демократичны. Даже в противном случае измерительные щупы подключены в обратной полярности, сила все равно кончай измерено, только бери шкале перед результатом появится титло «минус».

Пока что на что годится обратить внимание около измерении напряжений сие диапазон измерений прибора. Коль скоро предполагаемое напряжение находится в пределах, вот хоть, 10…200 милливольт, в таком случае такому диапазону соответствует сетка прибора 200 милливольт, а фиксирование упомянутого напряжения объединение шкале 1000 передергивание вряд ли даст доходчивый результат.

Так но следует выбирать область распространения измерений и в других случаях. К измеряемого напряжения 100 уклонение вполне подойдет охват 200В и даже 1000В. Последствие будет один и оный же. Это который касается современного мультиметра.

В противном случае же измерения производятся старым добрым стрелочным прибором, так для измерения напряжения 100В долженствует выбрать диапазон измерений, идеже показания находятся в середине шкалы, отчего позволяет осуществить больше точный отсчет.

И единаче одна классическая предложение по использованию вольтметра, а особенно: если величина измеряемого напряжения неизвестна, ведь измерения следует разговор, установив вольтметр для самый большой широта. Ведь если измеряемое стресс будет 1В, а диапазон хорош 1000В, самая большая гибельность в неверных показаниях прибора. Коли же получится (шиворот-)навыворот, — диапазон измерений 1В, а измеряемое стресс 1000, покупки нового прибора общедоступно не избежать.

Как будто покажет вольтметр

Только, пожалуй, вернемся к рисунку 1, и попробуем назначить, что, же покажут пара вольтметра. Для того, воеже это определить, придется пустить в ход законом Ома. Задачу (бог) велел решить за одну каплю шагов.

Во-первых, сократить ток в цепи. Про этого надо драматичность источника (на рисунке сие гальваническая батарея с напряжением 1,5 В) поделить на сопротивление оковы. При последовательном соединении резисторов сие будет просто собрание их сопротивлений. В виде формулы сие выглядит примерно яко: I = U / (R1 + R2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (А) = 180 (мА).

Маленькое порицание: если выражение 4,5 / (100 + 150) снять копию в буфер обмена, позднее вставить в окно виндоус-калькулятора, в таком случае после нажатия фортепьяно «равно» кончайте получен результат вычислений. Бери практике вычисляются единаче более сложные выражения, содержащие квадратные и фигурные скобки, степени и функции.

Умереть и не встать-вторых, получить результаты измерений, наравне падение напряжения нате каждом резисторе:

U1 = I * R1 = 0,018 * 100 = 1,8 (В),

U2 = I * R2 = 0,018 * 150 = 2,7 (В),

Исполнение) проверки правильности вычислений амба сложить оба получившиеся значения падения напряжений. Кредит должна быть равна напряжению батареи.

Судя по всему, у кого-то может сложиться вопрос: «А кабы делитель будет малограмотный из двух резисторов, а изо трех или даже если из десяти? Чисто определить падение напряжения получи и распишись каждом из них?». Ровным счетом так же, сиречь и в описанном случае. Первое дело надо определить точка соприкосновения сопротивление цепи и полагать общий ток.

(год) спустя чего этот еще известный ток легко умножить на гридлик соответствующего резистора. Изредка такие вычисления свершать приходится, но тутовник тоже есть одно так. Чтобы не быть н в полученных результатах токовище в формулы следует подставлять в Амперах, а прочность в Омах. Тогда, кроме всяких сомнений, сумма получится в Вольтах.

Входное импеданс. Ant. подчинение вольтметра

Сейчас постоянно привыкли пользоваться приборами китайского производства. Хотя это не говорит о часть, что качество у них никудышное. Попросту в отечестве никто невыгодный додумался до производства собственных мультиметров, а стрелочные тестеры ладить, видимо, разучились. Не мудрствуя лукаво обидно за державу.

Тускарора. 2. Мультиметр DT838

Порой-то в инструкциях к приборам указывались их технические характеристики. В частности в (видах вольтметров и стрелочных тестеров сие было входное воспротивление, и указывалось оно в Килоомах/Дорожка. Были приборы с сопротивлением 10 К/В и 20 К/В. Последние считались паче точными, поскольку не столь подсаживали измеряемое сила и показывали более педантичн результат. Сказанное хоть подтвердить рисунком 3.

Абрис 3.

На рисунке показан дивизор напряжения из двух резисторов. Оппозиция каждого резистора 1Килоом, напряжение питания 3В. Несложно. Ant. трудно догадаться, даже вычислять ничего не надобно(ть), что на каждом резисторе хорошего понемножку ровно половина напряжения.

Теперича представим, что измерения проводятся прибором ТЛ4, какой-никакой в режиме измерения напряжений имеет входное воспротивление 10КОм/В. При указанном в схеме напряжении в полном смысле слова подходит предел измерений 3В, для котором полное импеданс. Ant. подчинение вольтметра составит 10*3 = 30(Комок).

Таким образом, из чего явствует, что параллельно резистору сопротивлением в 1Килоом подключено еще 30Комок. Тогда общее отпор при параллельном включении составит 999,999Ом. Правда и несколько меньше меньшего, же не намного. Благодаря этому погрешность результата измерения напряжения короче незначительна.

В случае, когда оба резистора делителя имеют номинальная стоимость 1 мегаом, то результаты расчета будут смотреться примерно так:

Суммарное прочность параллельно соединенного вольтметра и резистора R1 хорош меньше меньшего, а по части расчету составит 29,126Комок. Кто не верит, может во (избежание практики пересчитать числом формулам для параллельного соединения сопротивлений.

Совокупный ток в цепи делителя: I = U / (R1 + R2) = 3 / (1000 + 29,126) = 0,0029150949446423470012418304464176 (мА).

Значения сопротивлений подставлены в килоомах, оттого ток получился в миллиамперах. После этого получается, что вольтметр покажет

0,0029150949446423470012418304464176 * 29,126 ≈ 0,085 В.

А ожидалась одна вторая, т.е. полтора вольта! Коли ток в миллиамперах, борьба в килоомах, то вывод получается в вольтах. Зато хорошо и не по системе СИ, хотя иногда поступают и просто так.

Конечно, такой дивизор несколько не реален: на (что на напряжение прощай 3В ставить резисторы сопротивлением 1 мегаом? А может идеже-нибудь такой дивизор и применяется, вот токмо напряжение на нем надо бы мерить совсем другим прибором.

Так, один из самых дешевых китайских мультиметров DT838, нате всех диапазонах измерения напряжений обладает входным сопротивлением 1 мегаом, ощутительно выше, чем инструмент в предыдущем примере. Однако это вовсе приставки не- говорит о том, отчего стрелочные авометры отжили неординарный век. В некоторых случаях они без труда незаменимы.

Измерение переменных напряжений

Полно методы и рекомендации, касающиеся измерения постоянных напряжений, справедливы и в целях переменных: вольтметр включается симультанно участку цепи, входное противление вольтметра должно взяться по возможности большим, охват измерений должен достойно кого измеряемому напряжению. Хотя при измерении переменных напряжений нужно учитывать еще двойка фактора, которых постоянное взрывоопасность не имеет. Сие частота напряжения и его характер.

Измерения могут проводиться двумя типами приборов: либо современным цифровым мультиметром, либо «допотопным» стрелочным тестером. Разумеется, что оба прибора присутствие таком измерении включаются в власть измерения переменных напряжений. И тот и другой прибора рассчитаны сверху измерение напряжений синусоидальной телосложение, и при этом будут скрывать действующее значение напряжения.

Действующее сила U составляет 0,707 амплитудного напряжения Uм.

U = Uм/√2 = 0,707 * Uм, каким ветром занесло можно сделать клемма, что Uм = U * √2 = 1,41 * U

Тогда уместно привести всеобъемлюще распространенный пример. Близ измерении переменного напряжения ассортимент показал 220В, таким образом, амплитудное значение согласно формуле получится

Uм = U * √2 = 1,41 * U = 220 * 1,41 = 310В.

Данный расчет подтверждается отдельный раз, когда сетевое попытка выпрямляется диодным мостом со временем которого стоит не без того бы один электролизный конденсатор: если примерить постоянное напряжение получи и распишись выходе моста, так прибор покажет наравне раз 310В. Эту цифру нужно запомнить, она может прийтись кстати при разработке и ремонте импульсных блоков питания.

Указанная общее место справедлива для всех напряжений, ежели они будут пердолить синусоидальную форму. Как например, после понижающего трансформатора перевода нет 12В переменки. Тогда по прошествии выпрямления и сглаживания сверху конденсаторе получится

12 * 1,41 = 16,92 приближенно 17В. Но это буде не подключена мощность. При подключенной нагрузке постоянное вольтаж подсядет почти до самого 12В. В случае, когда оттиск напряжения иная, нежели синусоида эти формулы малограмотный работают, приборы показывают безграмотный то, что с них ожидалось. Держи этих напряжениях измерения производятся другими приборами, в частности, осциллографом.

Еще Водан фактор, влияющий сверху показания вольтметра сие частота. Например, дигитальный мультиметр DT838 в соответствии с своих характеристик меряет переменные напряжения в диапазоне частот 45…450Гц. Небольшую толику лучше в этом плане выглядит старенек стрелочный тестер ТЛ4.

В диапазоне напряжений прежде 30В его частотный объем составляет 40…15000Гц (приближенно весь звуковой размер, можно пользоваться возле настройке усилителей), так с увеличением напряжения допустимая колебание падает. В диапазоне 100В сие 40…4000Гц, 300В 40…2000Гц, а в диапазоне 1000В только (лишь) 40…700Гц. Гляди тут уже бесспорная перевес над цифровым прибором. Сии цифры также справедливы всего делов для напряжений синусоидальной фигура.

Хотя иногда и отнюдь не требуется никаких данных о форме, частоте и амплитуде переменных напряжений. Примерно сказать, как определить работает гетеродин коротковолнового приемника неужто нет? Почему получатель ничего не «ловит»?

По сути, все очень беспритязательно, если воспользоваться стрелочным прибором. Должно включить его получи любой предел измерения переменных напряжений и одним щупом (!) дотронуться выводов транзистора гетеродина. В противном случае есть высокочастотные колебания, в таком случае они продетектируются диодами в середке прибора, и стрелка отклонится держи некоторую часть шкалы.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте козни умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-заведение от GeekBrains:

Литфак Интернет вещей

Вас сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Намыть капусты опыт работы с реальными проектами, в команде и неповторимо;

• Получить удостоверение и свидетельство, подтверждающие полученные навыки.

Starter box для первых экспериментов в сувенир!

После прохождения курса в вашем портфолио перестань: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная уз устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-управляющее устройство), устройство контроля влажности воздуха, теория умного полива растений, (у)строение контроля протечки воды…

Вас получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный документ, которые можно примолвить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Матерь