Як підключити цифровий вольтметр 70 500 вольт. Підключення вольтметра в ланцюг: рекомендації

В Інтернет-магазинах Китаю доступні недорогі цифрові вольтметри з використанням Трехразрядное цифрових світлодіодних індикаторів.

Вольтметри траплялися двох типорозмірів: 48 x 30 x 22 мм і 36.6 х 14.8 х12мм.

Більший виконаний в чорному пластмасовому корпусі і просто встановлюється в вікно, вирізане в передній панелі блоку живлення. Маленький вольтметр бескорпусной і кріпиться за «вушка» друкованої плати.

харчуються прилади постійним струмом при напрузі від 4 до 30 В (через вбудований інтегральний стабілізатор) і вимірюють постійна напруга до 30 або 99,9 В.

Детальні характеристики вольтметрів викладені на сайтах продавців. На одному з сайтів наводиться принципова схема одного з таких вольтметрів.

Вольтметр зібраний на мікроконтролері STM8. У наведеній схемі вхідний дільник напруги складається з послідовно з'єднаних резисторів R1 і R2 (390 кОм і 10 кОм). Неважко порахувати, що при подачі 1 В на вхід дільника на вимірювальний вхід процесора подається напруга 0,025 В. (Струм подільника I \u003d U: R \u003d 1: (390k + 10k) \u003d 0,0025 mA; падіння напруги на R2 \u003d I * R \u003d 0,0025 mA * 10k \u003d 0,025B).

Якщо в блоці живлення в ланцюг вихідного струму поставити вимірювальний резистор величиною 0,025 Ома, то при протіканні по ній струму в 1А, на вимірювальному резисторі впаде напруга 0,025 В. І якщо це напруга подати на R2, то індикатор вольтметра покаже одиницю (1 Ампер). Таким чином, вольтметр перетворився в амперметр.

Можна встановити тумблер і перемикати вимірювач в режим вольтметра або амперметра по наведеній нижче схемою. Коммутировать доводиться три ланцюги:

Штатний вхід вольтметра;

Додатковий вхід вимірювача (вимірювальний вхід процесора);

Загальний провід вольтметра.

Для того, щоб використовувати в якості перемикача двополюсний тумблер, довелося піти на деякий хитрощі - додати «свій» резистор R доб330кОм в ланцюзі вхідного дільника напруги. Штатний вхід вольтметра при цьому не використовується і не комутується.

На схемі показано включення в «мінусову» ланцюг джерела живлення. так R вимір включається в імпульсних (комп'ютерних) блоках харчування (при їх переробці в різні блоки живлення, які використовуються для радіоаматорських цілей), де цей вимірювальний резистор одночасно використовується як датчик струму в схемі регулювання вихідного струму.

Висновок «-Uпіт», показаний на схемі, нікуди не підключається, «мінус» харчування прилад отримує через перемикач вимірювального ланцюга. Оскільки при цьому комутується «мінусовій» провід живлення вольтметра, то в момент перемикання індикатори приладу короткочасно гаснуть.

Слід врахувати, що при встановленні вимірювача в лабораторний блок живлення, прилад почне працювати тільки при досягненні мінімальної напруги на його виході близько 4 Вольт. Для зарядного акумуляторного пристрою це несуттєво. Для лабораторного блоку живлення вимірювач доведеться живити від автономного джерела живлення, гальванічно не пов'язаного з блоком живлення.

Рішення можуть бути різні - випрямлячі на окремій обмотці на трансформаторі, на окремому маленькому трансформаторі від, так званих, «адаптерів» харчування, плата з телефонної зарядки або просто відповідна батарейка.

В принципі, вимірювальний резистор R вимір можна включити і в «плюсову» ланцюг блоку живлення з урахуванням того, що при цьому вольметр-амперметр також доведеться «живити» від автономного джерела живлення, гальванічно не пов'язаного з блоком живлення (інакше на вимірювальний вхід процесора в режимі вимірювання струму подається весь потенціал вихідного напруги і процесор вийде з ладу).

При короткому замиканні вихідних клем джерела живлення, при «переполюсовке» підключення акумуляторної батареї до зарядного пристрою (якщо випрямляч зібраний за мостовою схемою) через вимірювальний резистор до згоряння захисного запобіжника протікає великий струм короткого замикання і на резисторі виділяється імпульс напруги, який може пошкодити процесор.

На перший погляд, видно два рішення щодо захисту процесора.

Перший ( «організаційний» і найбільш простий) - замість тумблера, переключающего вимірювач в режими «вольтметр» - «амперметр» встановити не фіксується кнопку і ток вимірювати при натиснутому стані кнопки. Так як «переполюсовка» і коротке замикання відбуваються найчастіше при підключенні-відключенні навантаження і руки оператора зайняті цим процесом, то кнопка перемикання вимірювача буде в віджатим стані «вольтметр» і прилад не постраждає.

Другий - схемотехнічний. Встановити паралельно вимірювального резистору (входу вимірювача) швидкодіючий електронний пристрій, що захищає від перевищення допустимого напруги на вході вимірювального входу процесора, наприклад, супресор або стабілітрон.

Мені траплялися вольтметри з подільником 330 кОм і 10 кОм. Оскільки в якості вимірювального резистора в схемі переробленого комп'ютерного блоку живлення у мене вже використовувався стандартний 5-тіВаттний резистор 0,1 Ома в керамічному корпусі, то падіння напруги на ньому було занадто великим для подачі на процесор. Довелося паралельно вимірювального резистору підключити багатооборотний малогабаритний потенціометр ( «під руку підвернувся» на 100 Ом) і по «зразковим» тестеру виставити показання на індикаторі.

Цей спосіб можна використовувати і в разі застосування саморобного некаліброваного вимірювального резистора.

У продажу є вольтметри, що позиціонуються виробником як «вольтметри для вбудовування на панель автомобіля для вимірювання напруги бортової мережі» з верхнім вимірюваним межею 24В. У них всього два висновки (чорний «мінус» і червоний «плюс»). У цих вольтметрах вхід подільника з'єднаний з «плюсом» харчування друкованим провідником, який легко перерізати. В такому вольтметрі дільник варто 91 кОм і 10 кОм. Тобто в якості вимірювального резистора добре підходить 5-ватний резистор в керамічному корпусі номіналом 0,1 Ом.

Вольтметри різних виробників відрізняються принциповими схемами і застосовуваними процесорами, але принцип їх використання в якості амперметра залишається колишнім.

Нижче по тексту наведені фотознімки плат вольтметрів, що потрапили в руки автора. На них вказано розташування резисторів вхідного дільника і місце входу вимірювача.

«Великий» вольтметр з трьома висновками (маркування на платі відсутня).

«Великий» вольтметр на платі YB27_v1.4.

Схема вхідного дільника напруги з потенціометром. Нумерація елементів умовна, не збігається з маркуванням на друкованій платі. Стабілітрон VD2 - додатково встановлюється для захисту входу процесора від перевищення напруги на ньому.

Зовнішній вигляд плати

«Маленький» вольтметр на платі V20D-2P-1.1.Схема вхідного дільника напруги з потенціометром.

На закінчення фотознімок пристрої для зарядки акумуляторів, виготовленого з комп'ютерного блоку живлення з вбудованим вольтметром-амперметром. Верхній блок - зарядний пристрій, Нижній - електронна навантаження.

Буду радий, якщо кому-небудь з колег-радіоаматорів матеріали лабораторної роботи знадобляться. Успіхів!

ID: 1547

Як вам ця стаття?

Для свого чергового проекту (переробка ATX БП 580W в лабораторний), купив вищезгаданий індикатор. Не відразу й не вчасно з'ясувалося, що вхід харчування у нього гальванически пов'язаний з мінусовим входом шунта. Це вносить відчутну похибка при харчуванні індикатора від того-ж джерела, з якого вимірюється струм (похибка аж до ампера з моїм шунтом на 50А!). Можна було, звичайно, нагородити ще одну вартівню і від неї живити індикатор, але мені здалося це дуже жирним і я вирішив колупнуть сам індикатор.

Пошуком в інтернеті знайшов його брата близнюка YB27VA і його типову схему. Відразу скажу, що схема мого приладу трохи відрізняється. Суть переробки полягає в відв'язуванні диференціального входу операційного підсилювача ad8605 (маркований як B3A) від загального дроти живлення. Для переробки будуть потрібні початкові навички реверс інженеринг (щоб переконатися, що схема та сама), пайки дрібних деталей і знання закону Ома :)

Схема до переробки:

Схема після:

Червоним позначені перерізані доріжки. Від резистора R6 вирішив відмовитися, оскільки, схоже, він потрібен лише для того, щоб амперметр показував «0» при відключеному шунт. Так само перенесення харчування ad8605 (2 ніжка) не є необхідним (судячи з випробувань в симуляторі).

Друга переробка вирішує проблему, пов'язану з тим, що індикатор «бачить» перші ~ 180мА струму, тобто при подачі на шунт 1А прилад показує 0,8А, якщо подати 0,2, то нуль і тд. Це пов'язано зі зміщенням входу ОУ і АЦП. Його можна порахувати, знаючи опір шунта і величину, на яку прилад «бреше». У мене вийшло 270мкВ на вході ОУ. Цей зсув легко створити штучно, додавши один резистор в схему, в результаті прилад почне вимірювати від нуля.

У моєму випадку було потрібно додати резистор 1140кОм від інтегрального стабілізатора на 3В до "+" входу ОУ. Цей резистор, спільно з R7 і шунтом утворює дільник, що задає початкове зміщення.

Складовою резистор вийшов рівно стільки, скільки потрібно, за рахунок похибки одного з них :)

В результаті він тепер вимірює, починаючи з 50мА, до 50А з мінімальним кроком приблизно 20 мА (0 теж показує). Лінійність теж не підкачала, але, іноді, пропускає одиницю, наприклад з 0,12 відразу на 0,14 перескакує.

Досягнута точність приємно мене здивувала, вийшов справжній вимірювальний прилад, який можна використовувати в лабораторному БП в якості основного індикатора. Якому навіть можна вірити :) (це стосується, принаймні, струму). Незрозуміло, чому китайці вирішили заощадили на парі копійчаних деталей. Їх вартість явно на порядок нижче інших комплектуючих, того ж ad8605, наприклад. Користуйтеся хорошими приладами :)

Ще фотки з результатами вимірів:

P.S. Уже хотів було опублікувати статтю, але вирішив перевірити - а як там з напругою справи йдуть? Виявилося, що теж не добре йдуть - на 0,1 прилад бреше, і елегантно це не пофиксить, тому що нижній резистор підлаштування. Але я все одно запаяв туди резистор на 20МОм і результат мене влаштував)

• Принцип дії вольтметра
• Підключення вольтметра в ланцюг: рекомендації
• Вольтметр для звичайного автомобіля

Стикаючись з необхідністю дізнатися величину напруги на ділянці електричного кола, багато хто задається питанням: як підключити вольтметр? Це дуже просто, але потрібно знати кілька простих правил.

Цей прилад відноситься до вимірювальних. З його допомогою здійснюється відлік, вимір напруги і електрорушійної сили в електромережах. Його підключають паралельно навантаженні або джерела живлення.

Основні характеристики приладу

Правильно підключити вольтметр допоможе знання його пристрою і принципів роботи. Вид звичайного переносного вольтметра відомий кожному. Це прямокутна коробка з фронтальним екраном, важелями, кнопками і роз'ємами для контактів. Він обладнується ручкою, на яку його можна ставити в піднятому положенні, також вона служить для його перенесення. Є також дуже компактні варіанти, схожі на амперметр. Це просто маленька коробочка з клемами і шкалою зі стрілкою.

Деякі прилади, схожі з амперметром, відрізнити можна по знаку V на табло. У схемах його зображують такий же буквою, але в гуртку. Так само як у першого, на одному його кінці є знак «+». Його обов'язково під'єднують до плюсового кінця джерела, тобто до точки з позитивним значенням ланцюга. В іншому випадку покажчик буде показувати в протилежну правильному напрямку сторону.

Чим більше опір всередині пристрою, тим краще, оскільки в такому випадку опір має найменший вплив на об'єкт вимірювання, тому свідчення його більш точні і діапазон застосування ширше.

Є досить різноманітне кількість модифікацій:

• за принципом функціонування (електромеханічні, статичні, електронні);
• за призначенням (імпульсні, постійного / змінного струму, чутливі до фази, селективні, універсальні);
• стаціонарні, щитові, переносні.

Більш технічне визначення вольтметра звучить так: гальванометр з великою чутливістю, значним опором, обладнаний табло, на якому відображаються показники різниці потенціалів, або електровозбудітельний показник в вольтах.

Повернутися до списку

Принцип дії вольтметра

Він вимірює різноманітні значення струму, що протікає крізь прилад. Принцип роботи єдиний для всіх приладів, а конструкція може бути дуже різноманітною.

Деякі такі прилади застарілого виробництва складаються з котушки тоненькою дроту, вона розташована між кінцями магніту в формі підкови із залізною стрілкою, яка рухається на осі. Струм тече в цій котушці. Намагнічений покажчик рухається від сили струму: чим він сильніший, тим значніше її відхилення (тобто чим істотніше різниця потенціалів кінців дроту котушки).

Деякі не мають магнітів, струм проходить через котушку, вбираючи всередину тонку металеву трубку, простіше кажучи, рухає щодо котушки циліндрик з металу, розташованого на осі.

У приладах, розрахованих на змінний струм, Струм пропускається через спеціальним способом встановлену дріт, від чого вона нагрівається, тим самим змінює свій розмір, що і відображає індикатор.

При вимірах треба враховувати опір при нагріванні і обчислювати поправку, тому конструкція деяких пристроїв зроблена вже таким чином, щоб вимірювати з поправкою.

Повернутися до списку

Перше, про що треба знати: якщо включити прилад в ланцюг послідовним способом, він може вийти з ладу.

Паралельне підключення використовується, оскільки воно зменшує струм.

Вольтметр підключається таким способом, щоб його потужний опір не змінювало показники вимірювань. При послідовному під'єднанні потужність струму в ланцюзі стане мінімальною.

Правильно пристрій приєднується в ланцюг паралельно її частини: так воно не впливає на перебіг струмів, тому і опір необхідна велика. Не потрібно плутати вольтметр з амперметром, який включається послідовно, тому що опору в ньому має бути мінімум.

Струм, який тече через прилад, набагато менше протікає по тестованої області ланцюга. Всередині його немає впливають сил. Різниця решт клем однакова з напругою, тому він вимірює його.

Підключення приладу виглядає так. Для вимірів напруги, яке є між двох обраних точок в електричному ланцюзі, його просто потрібно приєднати до них так, щоб таке приєднання знаходилося паралельно джерела живлення. Вольтметр не має практично ніякого впливу на струм, внаслідок його пропускання через себе, оскільки створюється спеціально для цього зі значним опором. Тому він не завдає ніяких втрат енергії.

З метою розширити діапазон вимірів послідовно до обмотці пристрої монтують додатковий резистор. В такому випадку на вимірювач йде лише частина вимірюваного струму, вона є пропорційною опору приладу. При відомому резисторного опорі у вольтметра визначають показник напруги.

Такий резистор вбудовується всередину приладу, він одночасно використовується з метою зменшення впливу температур середовища на показники вольтметра. Для цього він виготовляється з матеріалу з низьким температурним коефіцієнтом, його опір менше такого в котушці, і тому загальний опір приладу майже не залежить від температури.

Багато починаючі радіоаматори, збираючи собі, перш за все, простий, без наворотів, в подальшому, думаю, захочуть розширення його функціональності. Тут є два варіанти, можна зібрати новий блок живлення, що йде відразу з захистом, з регулюванням струму, і можливо будь-якими іншими, розширеними можливостями. Або піти тим шляхом, яким пішов я, зробивши апгрейд або інакше кажучи, удосконалення існуючого, перевіреного часом блоку живлення.

Свого часу зібрав, для свого простого регульованого блоку харчування, плату регулювання струму і плату захисту від КЗ, доповнивши, таким чином, його схему. Але при користуванні цим блоком живлення, напруга на виході, як і раніше, доводилося виставляти орієнтуючись за показаннями мультиметра, включеним як вольтметр. Також і струм, при включеній регулюванню вихідного струму, доводилося виставляти за показаннями міліамперметра тестера. Це здалося мені незручним, хотілося, щоб була цифрова індикація струму і напруги, і тоді почав уже було підшукувати схему ампер-вольтметра на мікроконтролері AVR меге 8 і подібну. Як при перегляді одного з відео на Ю-тубі, побачив в блоці живлення такої вбудовується в різні електронні прилади ампер - вольтметр, як на фото нижче:

Під відео була приведена посилання на китайський інтернет магазин Алі - експрес. У мене вже був досвід замовлення з Алі, для тих, хто ще не користувався їхніми послугами, скажу, що якщо в лоті вказана безкоштовна доставка, то доставка дійсно безкоштовна, без підступу. Товар приходить в Росію протягом 45 днів.

Причому в разі недоставки або подібних неприємностей, покупець отримує всю сплачену суму цілком, повертають оперативно, був досвід. Вартість такого ампер-вольт метра всього 3,6 долара, що становить навіть з урахуванням зростання доларів, невелику суму. Тому коливався я недовго, і підшукавши найбільш вигідна пропозиція, Замовив. Проведення з роз'ємами для підключення, йдуть в комплекті з приладом.

Підключається до вимірюваного пристрою ампер-вольт метр за допомогою трьох-пинового роз'єму. За допомогою другого двох пинового роз'єму на ампер - вольтметр підключений до джерела живлення, яке може бути в діапазоні від 4.5 до 30 вольт. Більш докладно з усіма характеристиками можна ознайомитися, подивившись малюнок, що знаходиться вище. Спочатку викликало утруднення підключення роз'єму 3 Pin, на сторінці замовлення була лише плутана схема. Згодом, на сторінці іншого продавця, аналогічного товару, знайшов наступний малюнок - схему підключення:

На практиці все виглядає простіше, плюс харчування у нас йде на червоний дріт і на навантаження. Мінус харчування йде на чорний провід, а залишився синій провід (на малюнку жовтий) йде на мінус навантаження. Таким чином, у нас амперметр включається в розрив ланцюга мінуса. Якщо нам амперметр не потрібен при користуванні, ми підключаємо тільки чорний і червоний дроти, синій (жовтий) провід просто нікуди не підключаємо, можливо, це не зовсім правильно, але все працює. Мій ампер-вольт метр працював трохи неточно, як по току, так і за напругою, і був мною відкалібрований звіряючись з показаннями двох мультиметров, на випадок якщо на одному з них підсіла батарея, і він почав брехати.

У пристрої передбачена калібрування по струму і напрузі, шляхом обертання двох головок під хрестову викрутку. Кріпиться ампер - вольтметр за допомогою чотирьох пластмасових розпірок знаходяться попарно зверху і знизу. Аналогічно кріпляться малогабаритні клавішні вимикачі. Єдиний недолік, виявлений при користуванні ампер-вольт метром це те, що він, незважаючи на заявлений дозвіл 0.01 А. показує струм не від нуля, а приблизно від 30 - 50 міліампер, тому виставляти по ньому невеликі струми може бути проблематично.

В цілому приладом залишився задоволений, якби став збирати ампер-вольт метр сам, на МК, напевно і розміри були б більше, і за вартістю вище. Зрозуміло, сфера застосування цього приладу не обмежується одними регульованими блоками харчування, його можна вбудувати в будь-який пристрій, де важливим є контроль струму і напруги. А / В-метр йде з вбудованим шунтом і дозволяє вимірювати струми до 10 Ампер, при напрузі до 100 Вольт. Якщо необхідно самому зібрати подібний пристрій - принципова схема і прошивка є в.