Меню

Как подключить вольтметр через трансформатор тока

Подключение вольтметров к сети

Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?

Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.

Напряжение

В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.

Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше Внутреннее сопротивление вольтметра. Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:

Схема включения вольтметра

Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать компенсаторами постоянного тока, но чаше пользуются цифровыми вольтметрами . Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:

Схема включения вольтметра с добавочными сопротивлениями

Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.

Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:

Расчет добавочного сопротивления

Где m – масштабный коэффициент.

Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:

Схема включения через делитель

Где резисторы R1, R2 — резисторы выполняющие роль делителя, Rизм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.

Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.

В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).

При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:

Включение измерительных трансформаторов

Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.

Внешний вид трансформатора однофазного:

trransfomator_napryazeniya

Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.

Источник

Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Шунт

Шунт — цепь, включаемая параллельно данной цепи или прибору. Шунты применяются для расширения пределов измерений амперметров, т. к. в шунте ответвляется часть тока, текущего в цепи, тем большая, чем меньше сопротивление шунта.

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Измерение тока с шунтом

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Читайте также:  Какова предельно допустимая плотность тока при местной гальванизации выберите один ответ

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Добавочный резистор

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Трансформаторы тока и напряжения

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подключение измерительного трансформатора тока

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.

Источник

Схемы подключения амперметра через трансформатор тока, как выбрать

Измерение тока в сетях производят с помощью электродинамических приборов. Но для того, чтобы проверить мощность, необходимо правильно подсоединить устройства к цепи. В статье представленная описательная схема подключения амперметра через трансформаторы тока. Силовые сети находятся под высоким напряжением, поэтому подключить напрямую обычные средства проверки не получится. Для этих целей существуют понижающие блоки. Они понижают мощность до пределов, необходимых для измерительных приборов.

Назначение и конструктивные особенности измерительных трансформаторов

Понижающие блоки используют в измерительно-вычислительных системах. Они имеют одну основную и несколько дополнительных катушек. Амперметры подключают во вторичную цепь, где первичный и вторичный токи прямо пропорциональны друг другу. Сила тока зависит количества витков и внутреннего сопротивления проволоки. Такое напряжение безопасно для обслуживающего персонала и позволяет проводить работы без риска для жизни.

Обмотки измерительных блоков выполнены на ферритовом стержне. При подаче напряжения на главную катушку генерируется магнитное поле, которое меняется в пространстве. Такие колебания порождают электродвижущую силу во второстепенных обмотках.

Трансформаторы тока

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для учета активной энергии в сетях переменного тока с разным количеством фаз используют индукционные или электронные амперметры, которые обеспечивают точность измерений, соответствующие классу устройства. С увеличение сопротивления он будет уменьшаться.

В простой схеме измерительный инструмент подключают последовательно с добавлением нагрузки.

Он снимает показания с потребителя энергии. Такая схема обеспечивает оптимальный вариант замеров, так как общее сопротивление цепи минимально. Однако существуют более сложные схемы, конструктивная особенность зависит от целей и задачей учета.

Амперметр

Однофазная цепь

Эта сеть является самой простой с точки зрения обслуживания и замеров показателей. Поскольку она имеет всего один силовой кабель, по которому проходит напряжение. Амперметр подсоединяют к нему, дополнительно в цепь включают нагрузку в качестве потребителя. Сила всегда измеряется последовательно. Один щуп идет на вывод трансформатора, другой на контакт силового объекта.

Поскольку сопротивление незначительно, то точность показаний всегда близко к реальным значениям. Напряжение во вторичной обмотке должен быть меньше предельных значений прибора. Максимальный показатель рассчитывают по сечению провода, количеству витков и сопротивлению цепи.

Однофазная цепь

Трехфазная

Трехфазная сеть содержит три силовых кабеля и один нулевой, по которым проходит напряжение. Схема подключения трансформатора к такой цепи отличается от одинарных цепей. Часто бывает достаточно проверить одну жилу и затем сложить показания, поскольку они идентичны друг другу. Но для полноты и точности измерений, достаточно снять показания со двух контактов.

Для того чтобы проверить напряжение сети необходимо использовать два трансформатора и амперметра. Они подключаются параллельно друг другу и последовательно относительно нагрузки. Каждый прибор снимает одно линейное значение, в сумме они равны третьему с обратным знаком.

С промежуточным трансформатором

Когда измеряемые показания превышают предельные значения измерительного инструмента, то используют параллельную схему подключения из двух трансформаторов. Ее называют промежуточной, поскольку второй снимает нагрузки с первого, в каждом протекает половины от номинального тока. На первый блок подается сетевое напряжение. Контакты вторичной катушки соединяются со вторым трансформатором, который, в свою очередь, понижает его напряжение до необходимых значений.

Читайте также:  Каким током заряжать аккумулятор 140 ач

Подключение амперметров через трансформаторы тока

С выключателем амперметров

Во время эксплуатации силового оборудования возникает необходимость в обслуживании измерительных приборов. Он требуют проверки точности и калибровки. Поэтому для таких случаев разработали схемы с отключением устройств учета.

Амперметр подключается в цепь последовательно с выключателем. Пока тумблер находится в активном положении, по нему протекает электрический ток. После перевода рукояти в положение ВЫКЛ, сеть обесточивается, и прибор перестает снимать показания.

трансформатор

Трехфазная цепь с тремя амперметрами

С целью получения точных результатов измерений сетей с несколькими силовыми жилами используют количество амперметров, равное числу проводов. Для тестирования применяют два трансформатора, подключенных параллельно другу друга, каждый к своей фазе. На основные катушки подают номинальное напряжение.

Амперметры включают в сеть параллельно, контакты замыкаются на вторых выводах второстепенной обмотки. Общее значение двух приборов равно показателю третьего с противоположным показателем. Результат соответствует правилу, когда сумма трех линейных значений тока равна нулю.

трехфазная схема

Как выбрать трансформатор

При выборе конвертера необходимо всегда учитывать нагрузку, создаваемую потребителями тока. Их одновременное включение в сеть в несколько раз увеличивает мощность, что приводит к нагреву блоков питания. Основные характеристики всегда пишут на шильдике, поэтому номинал напряжения, которое потребуется для обеспечения электроэнергией, рассчитывают по формуле I1+I2+…In, где I – ток потребления электроприбором.

Необходимо также учитывать класс точности объекта, который позволит вести точный учет потребления энергии.

трансформатор

Применение

Измерительные блоки применяют в схемах учета электроэнергии. Одну из обмоток с низким коэффициентом погрешности используют для того, чтобы подключить средства измерения. Приборы контролируют рабочие параметры сети и позволяют избежать перегрузок сети.

Источник



Схемы подключения амперметра через трансформатор тока, как выбрать


От Датагора:
Да простят меня адепты модной микроконтроллерной схемотехники! Сейчас, когда микроконтроллеры ставят куда надо и не надо; когда в массовое сознание продвигается Идея, что микроконтроллер нужен даже в выключателе света в туалете; когда все чего-то «прошивают», часто не понимая, что делают, я с удовольствием представляю статью
Александра Минченко
о применении отличной специализированной микросхемы
ICL7107CPL
.

Микросхема ICL7107CPLZ

(Intersil, USA. Отечественный аналог КР572ПВ2А) — интегрирующий АЦП с выходом на светодиодные семисегментные индикаторы, 3.5 десятичных разряда. Содержит семисегментные декодеры, драйвер дисплея, сравнивающий элемент и счетчик.

Это чип применим для построения цифровых измерительных приборов, термометров, вольтметров, амперметров и т.п. — смотри даташит.

Обвязка минимальная, результаты отличные. Достаточно сказать, что большинство цифровых мультиметров построены на базе чипов
ICL710х
. А яркая LED-индикация обеспечит Вам неповторимый внешний вид.

Содержание / Contents

  • 1 Итак, вольтметр. Вариант забугорный, «Т-образный»
  • 2 Вариант мой, «Сэндвич»
  • 3 Сборка
  • 4 Амперметр
  • 5 Питание
  • 6 Настройка
  • 7 Детали
  • 8 Файлы
  • 9 Дополнение от Датагора: конверторы отрицательного напряжения питания 9.1 Вариант 1 на NE555
  • 9.2 Вариант 2 на CD4049

Идея и схема не нова, но я хочу предложить оригинальную конструкцию. Схема практически взята из даташита ICL7107CPL (см. файлы внизу).

С исправлениями от 30/10/2011



Параллельное подключение трансформаторов

Параллельная работа их необходима для обеспечения большей мощности потребителям, которых они снабжают энергией. Для организации и включения силовых трансформаторов в параллель необходимо учесть пять основных правил и условий:

  1. Одинаковы группы соединения обмоток;
  2. Одинаковы коэффициенты трансформации всех преобразователей включаемых в параллель. Допускается разница в пределах ±0,5%;
  3. Выполнена правильная фазировка;
  4. Напряжение короткого замыкания всех трансформаторов должно быть равным или отличается не более чем на 10%;
  5. Соотношение мощностей должно отличаться не более чем в три раза.

Перед тем как подключить трансформатор в такую параллельную работу необходимо убедиться в выполнении всех этих пунктов.


↑ Итак, вольтметр. Вариант забугорный, «Т-образный»

На просторах интернета была найдена статья, в которой я нашел фото готового устройства с «Т-образной» печатной платой вольтметра. Идея мне сразу понравилась тем, что отсутствует жгут проводов между основной платой и платой с индикацией.


Я решил использовать свободное место под микросхемой и развёл туда почти все элементы схемы. Получилось очень даже компактно. Это получился мой первый вариант.

Вольтметр — назначение, как с ним работать, где применять

Все, что связано с электричеством, требует периодического контроля технических характеристик, обслуживания и ремонта. В этой работе необойтись без различных приборов, с помощью которых можно измерить те или иные характеристики. Одним из таких приборов является вольтметр.

Назначение прибора

Вольтметр предназначается для измерения напряжения или электродвижущей силы (ЭДС) на участках электрических цепей.

Подключение прибора к нагрузке производится параллельно.

Основные технические характеристики вольтметров

Для оценки технических характеристик измерительных приборов принято пользоваться такими показателями:

  1. Внутреннее сопротивление. В идеале этот показатель должен быть максимально высоким. В этом случае минимизируется влияние прибора на цепь, в которую он подключается. Другими словами, чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем точнее измерение;
  2. Диапазон измеряемых напряжений. Большинство вольтметров являются универсальными и измеряют напряжение в диапазоне от десятков милливольт до 1000 вольт. Этих пределов вполне достаточно для большинства измерений. Однако специалисты широко используют специальные приборы, которые позволяют измерять очень маленькие значения напряжений с высокой точностью – милли и даже микровольтметры (с точностью до тысячных и миллионных частей вольта) и киловольтметры, измеряющие высокие напряжения порядка тысяч вольт. Работа с этими приборами требует наличия некоторых специальных знаний, навыков и допуска к эксплуатации электроустановок с напряжением свыше 1000 В, чтобы не вывести из строя приборы (милли- и микровольтметры) или не допустить электротравмирования и гибели обслуживающего персонала (при работе с киловольтметрами);
  3. Точность измерения (погрешность). Этот параметр характеризует возможные отличия показаний прибора от реального напряжения в цепи;
  4. Диапазон частот измеряемого переменного напряжения.

Классификация вольтметров

Исходя из конструкции, сферы использования, точности измерения и другим показателям вольтметры классифицируют следующим образом.

↑ Вариант мой, «Сэндвич»

Повертев собранную плату в руках, прикинув место расположения в корпусе, я понял, что при установке двух таких плат, амперметра и вольтметра, внутреннее пространство уменьшится не в мою пользу. Корпус большего размера мне не захотелось приобретать и тогда пришла мысль второго варианта сборки платы устройства – «сэндвич».

При сборке второго варианта платы в ход пошли ножки резисторов и конденсаторов, а также шестигранные стойки из плотного капрона с внутренней сквозной резьбой М3 и небольшой кусок плёнки-самоклейки Oracal матово-белого цвета. На фото показана очерёдность сборки конструкции. В зависимости от количества диодов в схеме (2-3шт.) можно скорректировать яркость свечения индикаторов. Я установил 3шт. в вольтметре и 2шт. в амперметре (т.к. красный индикатор оказался значительно ярче зеленого).

Кто будет изготавливать платы без ЛУТ-технологии, может столкнутся с проблемой рисования лаком большого количества прямоугольных площадок с одинаковыми зазорами. Я печатал рисунок, затем приклеивал его к текстолиту с стороны меди и при помощи металлической линейки канцелярским ножом делал прорези. Между прорезями, после снятия бумаги и зачистки, лак очень хорошо заливается, не вытекая за границы.

Измерение напряжения, как пользоваться и работать вольтметром

Вольтметр — это прибор, который служит для измерения напряжения на участке цепи. Как правильно работать с этим прибором, что нужно учитывать при выборе вольтметра, какие еще бывают приборы для измерения напряжения в сети, давайте разберемся.

Напряжение

Напряжением называют физическую величину, выражающую работу, которая была затрачена для пробного электрического заряда из одной точки электрической цепи в другую. Или, другими словами, это энергия, расходуемая при перемещении положительного заряда из точки с малым потенциалом в точку с большим потенциалом.

Оно бывает двух видов: постоянное и переменное. Постоянное напряжение характерно для цепей электростатики или постоянного тока, а переменное – для схем с переменным и суисоидальным током. Данная физическая величина измеряется в вольтах, а его обозначение: U.

Эту величину можно находить по следующим формулам:

Где U — напряжение, I – с ила тока, R – сопротивление, P – мощность.

Но значение U можно узнать, не используя этих формул, если провести специальные измерения. Для этого надо просто уметь пользоваться вольтметром.

Он является простейшим прибором для измерения напряжения. На уроках физики в школах детям часто рассказывают об особенностях данного устройства, учат проверять напряжение в электрической цепи.

Читайте также:  Найти ток в ветвях решение задач

С помощью него можно узнать не только напряжение, но и сопротивление, если знать специальные формулы.

Вольтметром удобно пользоваться, и он несложен в устройстве, поэтому вольтметр остается самым лучшим способом измерения U в домашних условиях.

Классификация вольтметров

Они бывают электромеханическими (такие приборы являются наиболее чувствительными и точными), электронными, принцип действия которых заключается в преобразовании переменного напряжения в постоянное, и цифровыми.

Исходя из назначения, вольтметры могут быть импульсными, постоянного или же переменного тока. А по принципу применения — щитовыми и переносными. Перед использованием прибора нужно проверять, к какому из типов они относятся, чтобы провести правильные измерения.

Немного истории

Первый в истории вольтметр был изобретен русским физиком Г.В. Рихманом в 1754 году и назывался «указателем электрической силы». Современные электростатические вольтметры основаны на принципах этого устройства.

Строение вольтметра

Прежде чем приступать к измерению напряжения, следует изучить, как работает вольтметр.

Его основные элементы — это корпус, клемма, стрелка и шкала. На клеммах обычно стоит знак «плюс» или «минус» или же они помечены цветом (плюс — красный цвет, минус — синий или черный цвет). Часто на этом приборе можно заметить букву «V».

Когда прибор служит для цепей с переменным током, то на циферблате изображается волнистая линия, а когда для цепей с постоянным током — линия прямая. Иногда используются обозначения АС (для измерения переменного тока) и DC (для измерения постоянного тока).

В приборах для переменного тока полярности нет.

Классический вольтметр, который на данный момент немного устарел, состоит из катушки тоненькой подковообразной проволоки с железной стрелкой, которая располагается между концами магнита. Стрелка перемещается на оси.

Ток идет по катушке, и намагниченная стрелка перемещается из-за силы тока. Чем сила тока больше, тем больше отклоняется стрелка. Можно заметить, что устройство этого прибора не очень сложное.

Весь его принцип основан на простых законах физики.

Как пользоваться вольтметром

Вольтметр всегда подключается параллельно участку цепи, т. к. такое подключение уменьшает ток. Прибор может провести измерения напряжения только на определенном участке электрической цепи. При работе с ним нужно всегда соблюдать полярность.

Провода прикручивают к винтам с гайками. У приборов, рассчитанных на постоянное напряжение, контакты обозначены знаками «плюс» и «минус». Это что касается стрелочного вольтметра. В электронных моделях все гораздо проще: там нет проводов.

Более подробно можно познакомиться с принципом работы вольтметра, посмотрев видео.

Как работать вольтметром

Перед тем как проводить измерения нужно проверить, подходит ли данный прибор для них. В первую очередь необходимо определить максимально допустимую величину измерений для данного вольтметра. Для этого достаточно просто найти наибольшее числовое значение на шкале вольтметра.

Далее следует уточнить, в каких единицах измеряет вольтметр. Это могут быть вольты, микровольты или милливольты.

Пренебрежение этим пунктом может привести к тому, что прибор начнет дымиться после подключения к сети, значение напряжения которой во много раз выше допустимого.

Вольтметр и автомобиль

В машине этот прибор используется по двум основным причинам: для того, чтобы следить за зарядкой аккумулятора и контролировать просадки напряжения в бортсети. Для полного контроля просадки питания, можно установить два вольтметра: один — для подключения к аккумулятору, а второй – для подключения к клеммам усилителей.

С помощью него можно измерять ток в сети автомобиля. Кузов машины имеет отрицательный заряд (знак «-»), значит, к нему подсоединяется клемма с минусовым полюсом.

Плюсовую клемму подключают к «положительному» генератору. Таким образом измеряют напряжение в автомобиле. Обычно оно имеет значение около четырнадцати вольт.

Для подключения лучше использовать толстые провода: они уменьшают погрешность в измерениях. Основные нормы напряжения:

  • Для заглушенного двигателя 12,2 – 12,6 вольт
  • Для заведенного двигателя 13,6 – 14,4 вольт

Мультиметр

Напряжение может измерять и мультиметр. Перед тем как использовать это устройство, нужно обязательно ознакомиться с инструкцией.

Мультиметры, как правило, могут измерить три основные величины: силу тока, сопротивление и напряжение. Они могут быть аналоговыми и цифровыми.

Некоторые мультиметры могут измерять и:

  • Переменный ток
  • Электрическая ёмкость
  • Температура
  • Частота напряжения
  • Индуктивность
  • Большая сила тока

Классический вольтметр удобен в использовании и несложен в своем устройстве. Он всегда подключается параллельно к участку цепи. Всегда лучше сначала собрать цепь, а потом подсоединять к ней вольтметр.

В работе с этим прибором очень важно соблюдать полярность. С помощью него можно измерять напряжение в машине.

Никогда не надо забывать, что напряжение (как высокое, так и низкое) опасно не только для здоровья, но и для жизни человека.

Поэтому при работе с электроприборами нужно соблюдать технику безопасности: пользоваться специальными перчатками, работать только в нормальных условиях и т. д. Перед использованием, нужно проверять прибор.

↑ Сборка

Впаиваем все элементы на основную плату:

затем на плату индикации:

Дальше впаиваем перемычки на плату индикации, отгибая каждую на расстоянии 4 мм от края на угол примерно 30-35 градусов. Я загибал одновременно все перемычки при помощи небольших тисков.

После этого складываем платы пайкой друг к другу, скрепляем на болтики с втулками. Лишние по длине перемычки аккуратно обрезаем маленькими бокорезами. После чего нужно пинцетом прижать каждую обрезанную перемычку к плате для дальнейшей припайки.

После установки микросхемы, индикаторов и оклейки их матовой самоклейкой получаем это:


Передохнули , поехали дальше – амперметр.

Как выбрать трансформатор

При выборе конвертера необходимо всегда учитывать нагрузку, создаваемую потребителями тока. Их одновременное включение в сеть в несколько раз увеличивает мощность, что приводит к нагреву блоков питания. Основные характеристики всегда пишут на шильдике, поэтому номинал напряжения, которое потребуется для обеспечения электроэнергией, рассчитывают по формуле I1+I2+…In, где I – ток потребления электроприбором.

Необходимо также учитывать класс точности объекта, который позволит вести точный учет потребления энергии.

↑ Амперметр

Конструктивно амперметр собирается также как и вольтметр, за исключением небольших изменений в входной части схемы (10к резистор впаивается вместо 1М), переносом перемычки запятой и добавлением платы с шунтом на 5А в виде цементного пятиватного сопротивления величиной 0,1R.

В оригинале статьи, на схеме, были ещё два предела измерения — 2А и 10А


Но при попытке установить шунт на 2А (5W/1R) значение тока на индикаторе, к сожалению, не соответствовали действительностиу. А мне одного предела 5А достаточно. Если у кого получится, напишите что делали для настройки или какое сопротивление ставили. Перемычка на свечение запятой ставится в HL6 (в вольтметре на HL3).
Амперметр готов.

↑ Файлы

Даташит на ICL7107
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

В архиве все варианты печаток

в LAY и
схема
в sPlan.
С исправлениями от 30/10/2011
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Кто соберёт на SMD-плате

— если потребуется, откорректируйте её под размеры площадок и вместе с фото отправьте Игорю (Datagor) или мне для добавления в статью вашего варианта.

ВНИМАНИЕ, друзья. У кого есть свои проверенные варианты печаток

— присылайте вкупе со схемами пожалуйста!
#23-10-2011
Варианты схем и печаток от
FOLKSDOICH
(исправлено) ▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

↑ Дополнение от Датагора: конверторы отрицательного напряжения питания

Предлагаю два варианта конверторов для получения отрицательного напряжения питания схемы. Оба варианта на широко распространенных чипах, без применения редких специализированных чипов типа MAX1044 или ICL7660.

↑ Вариант 1 на NE555

Популярный универсальный таймер NE555
или просто 555 с успехом применяется в схемах преобразователей питания.

R1 = 8K2 R2 = 47K / 470K R3 = 100K R4 = 2K R5, R6 = 47K R7 = 0R / 4K7 R8 = 560R C1,C5, C6, C8, C9 = 100n C2 = 470n / 47n C3 = 220n C4 = 100p C7 = 10-22u D1, D2 = 1N4148 IC1 = ICL7107 IC2 = NE555 OPTO = 7-сегм. индикаторы с ОА, 10 pin

Источник