categorii: Electronică practică, Repararea aparatelor
Număr de vizualizări: 26598
Comentarii la articol: 2

Măsurarea tensiunii

 

Măsurarea tensiuniiÎn practica radio amator, acesta este cel mai frecvent tip de măsurare. De exemplu, la repararea unui televizor, tensiunile sunt măsurate în punctele caracteristice ale dispozitivului, și anume la bornele tranzistoarelor și microcircuitelor. Dacă aveți la îndemână o diagramă a circuitului și arată modurile de tranzistoare și microcircuite, atunci nu va fi dificil pentru un maestru experimentat să găsească o defecțiune.

Când construiți structuri auto-asamblate, măsurarea tensiunii nu poate fi eliminată. Excepție sunt doar scheme clasice, despre care scrie ceva de genul: „Dacă proiectarea este asamblată din piese de service, atunci nu este necesară nicio ajustare, va funcționa imediat.”

De regulă, acestea sunt circuite electronice clasice, de exemplu, multivibrator. Aceeași abordare poate fi obținută chiar și pentru un amplificator de frecvență audio, dacă este asamblat pe un cip specializat. Ca un bun exemplu, TDA 7294 și multe alte cipuri din această serie. Dar calitatea amplificatoarelor „integrate” este mică, iar adevărații cunoscători își construiesc amplificatorii pe tranzistoarele discrete și uneori pe tuburi electronice. Și iată că nu o poți face fără ajustarea și măsurările de stres aferente.


Cum și ce să măsoare

Prezentat în figura 1.

Măsurarea tensiunii

Figura 1

Poate cineva va spune, spun ei, ce se poate măsura aici? Și ce rost are să alcătuiți un astfel de lanț? Da, este probabil dificil să găsești o aplicație practică pentru o astfel de schemă. Și în scopuri educaționale, este destul de potrivit.

În primul rând, trebuie să acordați atenție modului în care este conectat voltmetrul. Deoarece circuitul DC este prezentat în figură, voltmetrul este conectat în conformitate cu polaritatea indicată pe dispozitiv sub formă de semnuri plus și minus. Practic, această remarcă este valabilă pentru dispozitivul indicator: dacă polaritatea nu este respectată, săgeata va devia în direcția opusă, în direcția divizării zero a scării. Deci obținem un fel de zero negativ.

Dispozitivele digitale, multimetrice, în această privință, sunt mai democratice. Chiar dacă sonde de testare conectat în polaritate inversă, tensiunea va fi măsurată în continuare, doar un semn minus va apărea pe scară înainte de rezultat.

Un alt lucru de remarcat la măsurarea tensiunilor este domeniul de măsurare al dispozitivului. Dacă tensiunea estimată este în intervalul, de exemplu, 10 ... 200 milivolți, atunci scala dispozitivului corespunde la 200 milivoliți, iar măsurarea tensiunii pe o scară de 1000 volți este puțin probabil să dea un rezultat inteligibil.

De asemenea, ar trebui să alegeți un domeniu de măsurare în alte cazuri. Pentru o tensiune măsurată de 100 de volți, este destul de potrivit un interval de 200V și chiar 1000V. Rezultatul va fi același. În ceea ce privește multimetru modern.

Dacă măsurătorile sunt făcute de dispozitivul bun de indicatoare vechi, atunci pentru a măsura tensiunea de 100 V, ar trebui să selectați intervalul de măsurare atunci când citirile sunt la mijlocul scării, ceea ce permite o lectură mai precisă.

Și încă o recomandare clasică cu privire la utilizarea unui voltmetru, și anume: dacă magnitudinea tensiunii măsurate este necunoscută, atunci măsurătorile ar trebui să înceapă prin setarea voltmetrului la cea mai mare gamă. La urma urmei, dacă tensiunea măsurată este de 1V, iar domeniul este de 1000V, cel mai mare pericol este în citirile incorecte ale dispozitivului. Dacă se dovedește invers, domeniul de măsurare este de 1V, iar tensiunea măsurată este de 1000, cumpărarea unui dispozitiv nou pur și simplu nu poate fi evitată.


Ce va arăta un voltmetru

Dar, poate, vom reveni la figura 1 și vom încerca să determinăm ce vor arăta ambele voltmetre. Pentru a determina acest lucru, trebuie să profită de legea lui Ohm. Problema poate fi rezolvată în câțiva pași.

În primul rând, calculați curentul în circuit. Pentru a face acest lucru, este necesar să împărțiți tensiunea sursei (în figură este o baterie galvanică cu o tensiune de 1,5 V) la rezistența circuitului.Cu o conexiune în serie de rezistențe, aceasta va fi pur și simplu suma rezistențelor lor. Sub forma unei formule, se pare că este așa: I = U / (R1 + R2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (A) = 180 (mA).

O mică remarcă: dacă expresia 4,5 / (100 + 150) este copiată în clipboard, apoi lipită în fereastra calculatorului Windows, apoi după apăsarea tastei „egal”, va fi obținut rezultatul calculelor. În practică, sunt calculate expresii și mai complexe care conțin bretele pătrate și ondulate, grade și funcții.

În al doilea rând, obțineți rezultatele măsurătorilor, cum ar fi scăderea tensiunii pe fiecare rezistor:

U1 = I * R1 = 0,018 * 100 = 1,8 (V),

U2 = I * R2 = 0,018 * 150 = 2,7 (V),

Pentru a verifica corectitudinea calculelor, este suficient să adăugați atât valorile rezultate ale căderii de tensiune. Suma trebuie să fie egală cu tensiunea bateriei.

Poate cineva poate întreba: „Și dacă împărțitorul nu este din două rezistențe, ci de la trei sau chiar de la zece? Cum să determinați căderea de tensiune pe fiecare dintre ele? " În același mod ca în cazul descris. Mai întâi trebuie să determinați rezistența totală a circuitului și să calculați curentul total.

După care acest curent deja cunoscut este pur și simplu înmulțit cu rezistența rezistenței corespunzătoare. Uneori trebuie să faci astfel de calcule, dar există și un lucru. Pentru a nu se îndoiește de rezultatele obținute, curentul din formule ar trebui să fie substituit în Amperes, iar rezistența în Ohms. Apoi, fără îndoială, rezultatul va fi în Volți.


Impedanța de intrare a voltmetrului

Acum toată lumea obișnuiește să folosească dispozitive fabricate în chineză. Dar acest lucru nu înseamnă că calitatea lor este inutilă. Doar că în Rusia nimeni nu s-a gândit să-și producă propriile multimetre, iar testerii cu săgeți au uitat, aparent, cum să o facă. Doar o rușine pentru stat.

Multimetru DT838

Fig. 2. MultimetruDT838

Odată, instrucțiunile pentru instrumente indicau caracteristicile lor tehnice. În special, pentru voltmetre și testere întrerupătoare, aceasta a fost rezistența la intrare și a fost indicată în kilo-ohmi / volți. Au existat dispozitive cu o rezistență de 10 K / V și 20 K / V. Acestea din urmă au fost considerate mai precise, deoarece tensiunea măsurată a fost redusă mai puțin și a prezentat un rezultat mai precis. Cele de mai sus pot fi confirmate de figura 3.

Impedanța de intrare a voltmetrului

Figura 3

Figura arată divizor de tensiune a două rezistențe. Rezistența fiecărui rezistor este de 1KΩ, tensiunea de alimentare este de 3V. Este ușor de ghicit, chiar și nu este necesar să luăm în considerare nimic, că pe fiecare rezistor va exista exact jumătate din tensiune.

Acum imaginați-vă că măsurătorile sunt efectuate de dispozitivul TL4, care în modul de măsurare a tensiunii are o impedanță de intrare de 10KΩ / V. La tensiunea indicată în diagramă, limita de măsurare de 3V este destul de potrivită, la care rezistența totală a voltmetrului va fi de 10 * 3 = 30 (KOhm).

Astfel, se dovedește că un alt 30KΩ este conectat în paralel cu rezistența cu o rezistență de 1KΩ. Atunci rezistența totală atunci când este conectată în paralel va fi de 999.999 Ohm. Deși ceva mai mic, dar nu de mult. Prin urmare, eroarea rezultatului măsurării tensiunii va fi neglijabilă.

Dacă ambele rezistențe ale divizorului au o valoare nominală de 1 megaohm, atunci rezultatele calculului vor arăta astfel:

Rezistența totală a unui voltmetru și a rezistenței R1 conectate în paralel va fi mai mică decât mai puțin, iar prin calcul va fi de 29,126KΩ. Cine nu crede, poate, practic, să recalculeze conform formulelor pentru conectarea paralelă a rezistențelor.

Curent total în circuitul divizor: I = U / (R1 + R2) = 3 / (1000 + 29.126) = 0.0029150949446423470012418304464176 (mA).

Valorile de rezistență sunt substituite în kilo-ohmi, deci curentul s-a redus în milimetri. Apoi se dovedește că va apărea voltmetrul

0.0029150949446423470012418304464176 * 29.126 ≈ 0,085 V.

Și jumătate era de așteptat, adică. un volts și jumătate! Dacă curentul este în milimetri, rezistența este în kilo-ohmi, atunci rezultatul este obținut în volți. Deși nu este conform sistemului SI, uneori fac acest lucru.

Desigur, un astfel de divizor este oarecum nerealist: de ce să punem doar 3 rezistențe de megaohm pe o tensiune de numai 3V? Sau poate că un astfel de divizor este folosit undeva, doar tensiunea de pe acesta trebuie măsurată cu un dispozitiv complet diferit.

De exemplu, unul dintre cele mai ieftine multimetri chinezi DT838, pe toate domeniile de măsurare a tensiunii, are o rezistență de intrare de 1 megohm, mult mai mare decât dispozitivul din exemplul precedent. Dar acest lucru nu înseamnă deloc faptul că contoarele de săgeți și-au întrecut vârsta. În unele cazuri, acestea sunt pur și simplu de neînlocuit.

Măsurarea tensiunii AC

Toate metodele și recomandările legate de măsurarea tensiunii constante sunt valabile și pentru variabile: voltmetrul este conectat în paralel cu secțiunea circuitului, rezistența de intrare a voltmetrului trebuie să fie cât mai mare, domeniul de măsurare ar trebui să corespundă tensiunii măsurate. Dar la măsurarea tensiunilor alternative, trebuie să se țină seama de alți doi factori, care tensiune constantă nu are. Aceasta este frecvența tensiunii și forma acesteia.

Măsurătorile pot fi efectuate de două tipuri de dispozitive: fie un multimetru digital modern, fie un tester „antediluvian”. În mod firesc, ambele dispozitive din această măsurare sunt incluse în modul de măsurare a tensiunilor alternative. Ambele dispozitive sunt concepute pentru a măsura tensiunea unei forme sinusoidale și, în același timp, vor apărea valoarea rms.

Tensiunea efectivă U este 0,707 a tensiunii de amplitudine Um.

U = Um / √2 = 0,707 * Um, de unde se poate concluziona că Um = U * √2 = 1,41 * U

Un exemplu omniprezent este potrivit aici. La măsurarea tensiunii AC, dispozitivul a prezentat 220V, ceea ce înseamnă că valoarea amplitudinii conform formulei este

Um = U * √2 = 1,41 * U = 220 * 1,41 = 310V.

Acest calcul este confirmat de fiecare dată când tensiunea de rețea este rectificată de o punte de diodă după care există cel puțin un condensator electrolitic: dacă măsurați tensiunea constantă la ieșirea podului, dispozitivul va afișa doar 310V. Această cifră trebuie amintită, poate fi utilă în dezvoltarea și repararea surselor de alimentare comutatoare.

Formula indicată este valabilă pentru toate tensiunile, dacă au o formă sinusoidală. De exemplu, după un transformator descendent, există o schimbare de 12 V. Apoi, după îndreptarea și netezirea pe condensator, obținem

12 * 1,41 = 16,92 aproape 17V. Dar aceasta se întâmplă dacă sarcina nu este conectată. Când încărcarea este conectată, tensiunea continuă va scădea la aproape 12V. În cazul în care forma de tensiune este diferită de unda sinusoidală aceste formule nu funcționează, dispozitivele nu arată ceea ce se aștepta de la ele. La aceste tensiuni, măsurătorile sunt făcute de alte instrumente, de exemplu, un osciloscop.

Un alt factor care afectează citirile voltmetrului este frecvența. De exemplu, multimetrul digital DT838, în funcție de caracteristicile sale, măsoară tensiuni alternative în domeniul de frecvență de 45 ... 450 Hz. Un pic mai bine în această privință este testerul de indicatoare TL4 vechi.

În domeniul de tensiune până la 30V, domeniul său de frecvență este de 40 ... 15000Hz (aproape întregul interval de sunet poate fi utilizat la reglarea amplificatoarelor), dar cu o creștere a tensiunii, frecvența admisă scade. În gama 100V este de 40 ... 4000Hz, 300V 40 ... 2000Hz, iar în intervalul 1000V este de numai 40 ... 700Hz. Iată o victorie incontestabilă asupra unui dispozitiv digital. Aceste cifre sunt valabile numai pentru stresuri sinusoidale.

Deși uneori nu sunt necesare date privind forma, frecvența și amplitudinea tensiunilor alternative. De exemplu, cum să stabilești dacă oscilatorul local al unui receptor cu unde scurte funcționează sau nu? De ce receptorul nu „prinde” nimic?

Se dovedește că totul este foarte simplu, dacă utilizați un dispozitiv pointer. Este necesar să-l porniți la orice limită pentru măsurarea tensiunilor alternative și cu o sondă (!) Atingeți bornele tranzistorului oscilator local. Dacă există oscilații de înaltă frecvență, atunci acestea sunt detectate de diodele din interiorul dispozitivului, iar săgeata va devia către o parte a scării.

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Măsurarea curentului
  • Cum se măsoară tensiunea, curentul, rezistența cu un multimetru, verificați diodele și ...
  • Cum se utilizează o măsurătoare de tensiune continuă multimetru
  • Săgeată și multimetri digitali - avantaje și dezavantaje
  • Divizor de tensiune pentru rezistențe, condensatoare și inductoare

  •  
     
    Comentarii:

    # 1 a scris: | [Cite]

     
     

    La naiba, ei au pictat „principiile de bază ale efectuării măsurătorilor cu un multimetru” atât de bine încât nu există nicio cale în fotografie care să arate unde să pună comutatorul în DT-832 pentru măsurarea tensiunii într-o rețea de uz casnic, așa că ai scris la sfârșitul articolului - DARE! Ei bine, unde am schimbat această răsucire - peste tot scânteile de scurtcircuit - ca urmare, mufa s-a topit !!!

     
    Comentarii:

    # 2 a scris: Andrew | [Cite]

     
     

    Ai scris

    Doar că în Rusia nimeni nu s-a gândit să-și producă propriile multimetre, iar testerii cu săgeți au uitat, aparent, cum să o facă. Doar o rușine pentru stat.

    și atunci mi-a părut rău pentru faptul că ești atât de mult despre puterea ta. Adresați-vă unui motor de căutare, de exemplu, despre „AKTACOM” ...