ТРАНЗИСТОРНЫЙ ВОЛЬТМЕТР постоянного ТОКА

August 23, 2012 by admin Комментировать »

Транзисторный вольтметр постоянного тока выполнен в виде приставки к авометру (точнее, к микроампер^метру авометра) и имеет шесть пределов измерений постоянного напряжения: 0,5; 1; 5; 10; 50 и 100 В. При правильной регулировке его усилителя и тщательном подборе добавочных резисторов погрешность прибора не превышает ±5%, что вполне достаточно для любительских измерений Относительное входное сопротивление вольтметра — 100 кОм/В.

Принципиальная схема вольтметра изображена на рис 30 В нем применен балансный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах VT1 и VT2. .Измеряемое напряжение подается на базы обоих транзисторов через один из добавочных резисторов R1—R6. Измерительный прибор РА1 (микроамперметр авометра) включен между коллекторами транзисторов.

Чтобы шкалы разных пределов измерений вольтметра были линейными, транзисторы должны работать на линейном участке вольт-амперной характеристики. Для этого на базы транзисторов через резисторы R8—R10 подается небольшое начальное отрицательное напряжение смещения. Балансировка уси^ лителя перед измерениями (установка стрелки микроамперметра на нулевую отметку шкалы) осуществляется переменными резисторами R9 и R16 Первый

Рис. 30. Принципиальная схема транзисторного вольтметра постоянного тока

из них’служит для уравнивания базовых токов транзисторов, второй — коллекторных. .

Применение в приборе балансного усилителя уменьшает «дрейф луля» и тем больше, чем меньше разница в значениях тока 1КБ0 используемых в нем транзисторов.

Переход с одного предела измерений на другой осуществляется переключением добавочных резисторов R1—R6. Сопротивления этих резисторов подобраны так, чтобы получить полное отклонение стрелки микроамперметра при подаче на вход напряжений,, соответствующих пределам измерений. Применение отдельного резистора для каждого предела упрощает калибровку вольтметра.

Чувствительность балансного усилителя по входу составляет 5… 7 мкА при использовании микроамперметра с током 1и=100 мкА. Для того чтобы в качестве добавочных можно было использовать резисторы стандартных номиналов, чувствительность б-алансного усилителя с помощью переменного резистора R7 искусственно уменьшают до 10 мкА.

Питается прибор стабилизированным напряжением 9 В, снимаемым с нерегулируемого выхода сетевого блока питания. Поскольку для работы вольтметра вполне достаточно напряжения питания 3… 3,5 В, введена еще одна ступень стабилизации на кремниевом стабилитроне VD1. Двухступенчатая стабилизация питающего напряжения сниж-ает погрешность измерений при значительных колебанйях напряжения электросети.

Для питания вольтметра можно также использовать встроенную в него батарею гальванических элементов или аккумуляторов напряжением 3… 3,5 В, несколько увеличив для этого габариты приставки. Следует учесть, что в этом случае по мере разрядки батареи питания погрешность измерений будет возрастать.

Рис. 31. Внешйий вид вольтметра и соединение его с авометром и блоком питания

Конструкция и детали. Общий вид приставки-вольтметра вместе с авометром и блоком писания показан на рис. 31. Несущий элемент конструкции приставки— корпус 1 (рис. 32), изготовленный из листового алюминиевого сплава АМц-П толщиной 1 мм. Из такого же материала согнута и крышка 2. С корпусом она соединена винтами М2 с потайными головками. Этими же винтами к крышке прикреплена пластина 3, выполняющая функции приборных ножек и обеспечивающая необходимое расстояние между штепселями, соединяющими приставку с авометром, и плоскостью стола. Пластину можно изготовить из любого изоляционного материала толщиной 3J5.. 4 мм.

Штепсельную колодку 5 можно изготовить из гетинакса или текстолита толщиной 2.,. 3 мм, а сами штепсели 4 — из отрезков латунного прутка диаметром 3 и длиной 30 .. 32 мм с резьбой ^МЗ на конце. Штепсели ввинчивают в резьбовые отверстия в колодке и окончательно закрепляют гайками 6. Предварительно под гайки подкладывают монтажные лепестки 7. Колодку крепят к корпусу винтами М2Х6 с потайными головками.

Монтаж деталей в корпусе приставки показан (с двух сторон) на рис. 33. На лицевой панели {на рИС> 33 она обращена вниз) закреплены переменный резистор R9 («Уст 0»), выключатель питания Q1, колодка с гнездами XS1—XS? и двухпроводный шнур, оканчивающийся штепселями для подключения к блоку питания. На боковой стенке корпуса расположена штепсельная колодка для подключения приставки к микроамперметру авометра.

Как и в авометре, надписи, поясняющие назначение прибора, его гнезд и органов управления, нанесены на склеенные встык полосы бумаги двух цветов и защищены от повреждений накладкой из органического стекла толщиной 2 мм.

Для крепления накладки к корпусу приставки использованы гайки тумблеравыключателя питания Q1 и переменного резистора R9.

Устройство колодки с гнездами XS1—XS7 показано на рис. 34. Контакты 4 закреплены на колодке 6 винтами о. Сама колодка 6 закреплена на корпусе приставки винтами 8 (МЗХб с потайной головкой), ввинченными в ее резьбовые отверстия с внешней стороны корпуса 7. ζ эти же отверстия, но с другой стороны, ввинчены винты 1 (МЗХ12), крепящие монтажную плату 3. Для создания необходимого зазора между платой и колодкой на винты 1 надеты трубчатые стойки 2 высотой б мм.

Разметка монтажной платы 3 и монтажная схема вольтметра показаны на рис. 35. Плата изготовлена из листового гетинакса толщиной 2 мм, монтажные

Рис 33 Вид на монтаж транзисторного вольтметра

Рис 34. Устройство гнездовой колодки и крепление ее в корпусе вольтметра

Рис 35. Разметка монтажной платы вольтметра и размещение деталей на не#я

стойки —из медной луженой проволоки диаметром 1,5 мм Все соединения на плате выполнены медным луженым проводом диаметром 0,5 Мм. В местах пересечений на него надеты отрезки поливинилхлоридной трубки. Для соединения монтажной платы >с деталями, закрепленными на корпусе, применен гибкий монтажный провод МГШВ сечением 0,14 мм2.

В вольтметре использованы следующие детали: переменные резисторы СП-F (R9), СПО-0,5 (R16), СПЗ-16 (R7); постоянные резисторы МЛТ-0,5, тумблер *ТП1-2 (Ql); транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока ==*50 (40 …60).

Стабилитрон КС133А можно заменить четырьмя плоскостными кремниевые ми диодами (например, серии Д226), включив их последовательно в прямом: направлении.

Очень важно, чтобы транзисторы имели одинаковые характеристики прямой4 передачи тока (зависимость тока коллектора от тока базы) и" обратные токя коллектора IКБ0 не более 2… 3 мкА. Для подбора пары транзисторов удобно воспользоваться измерительной схемой, изображенной на рис. 36. Здесь VT — проверяемый транзистор, РА — микроамперметр авометра, переменный резистор R2 служит’Для установки тока базы, резистор R1 огранйчивает его при установке движка резистора R2 в крайнее’верхнее (по схеме) положение, резистор R3 — шунт, увеличивающий предел измерения тока микроамперметром РА да 10 мА. В положении переключателя SA1, показанном на схе^е, прибором РА» измеряют ток базы транзистора VT (устанавливают его переменным резистором R2), в-положении «I*» — соответствующий ему ток коллектора. Батарея GB — 3336Л или три любых гальванических элемента (332, 343, 373). ПослеРис. 36. Схема подбора транзисторов для вольтметра

дорательно устанавливая токи базы от 10 до 80… 100 мкА (через каждые 5… -.. 10 мкА), фиксируют соответствующие им токи коллектора и отбирают из ■числа имеющихся транзисторов экземпляры с наиболее близкими характеристиками. Обратные токи коллекторов измеряют при температуре 15 и 40° С. Для вольтметра пригодны транзисторы, у которых этот параметр при указанных температурах .примерно одинаков (допустимая* разница — не более 10… 20%).

Предварительно вольтметр целесообразно собрать и наладить на макетной монтажной панели и только после этого перенести детали на монтажную плату прибора.

Налаживание вольтметра начинают с установки тока стабилизации стабилитрона VD1» Для этого провод, соединяющий ^резистор R14 с движком переменного резистора R16 (рис. 35), временно отпаивают, а цепь, состоящую из резистора R13 и стабилитрона, через миллиамперметр, рассчитанный на ток

50..     . 100 мА, подключают к выпрямйтелю. Подбором резистора R13 устанавливают ток через стабилитрон в пределах 25… 30 мА, после чего восстанавливают соединение между резисторами R14 и R16.

Далее движки резисторов R9 и R16 устанавливают в среднее положение л, включив питание вольтметра, резистором R9 устанавливают стрелку микроамперметра на нулевую отметку шкалы. Затем выводы баз транзисторов временно соединяют проволочной перемычкой и с помощью подстроечного резистора R16 добиваются отсутствия тока через микроамперметр. После этого проводник, соединяющий выводы баз транзисторов, удаляют и резистором R9 снова устанавливают стрелку на нулевую отметку шкалы. Эти операции повто ряют несколько раз, пока стрелка микроамперметра не перестанет реагировать ни на соединение баз, ни на их разъединение.

Если в усилителе вольтметра применены транзисторы со статическим коэффициентом передачи ‘тока h2i3 = 45… 50, то на этом налаживание прибора заканчивается.. В случае же, если коэффициент Ь21э транзисторов меньше этого значения, например не выходит за пределы 30… 40, сопротивление резисторов R8 и R10 необходимо уменьшить до 22… 27 кОм.

Калибровка транзисторного вольтметра постоянного тока практически не отличается от списанной в предыдущем разделе калибровки авометра в режиме измерения постоянного напряжения (см. с. 33). Для калибровки вольтметра на

Первых четырех пределах (0,5; L; 5 и 10 В) можно использовать блок питания с регулируемым выходным напряжением. Установив по* образцовому вольтметру напряжение 1 В, включают соединительные провода в гнезда «—Общ.» и «1 В» калибруемого прибора и, перемещая движок подстроечного резистфрл R7, устанавливают стрелку микроамперметра на последнюю отметку шкалы постоянных напряжений.

При калибровке остальных пределов измерений резистор R7 не трогают, а подбирают соответствующие включенному пределу добавочные резисторы R1 и $3—R6.

Для калибровки пределов 50 и 100 В необходим источник постоянного тока напряжением 100… 110 В. Им может быть выпрямитель любого лампового ^приемника.

Закончив .калибровку, детали переносят с макетной панели на монтажную плату вольтметра В последнюю очередь подпаивают переменные резисторы R7 и R16. В полностью собранном приборе проверяют балансировку усилителя и калибровку на одном из пределов измерений. Если во вре*мя монтажа движки подстроечных резисторов R7 и R16 случайно сдвинутся, то еще раз балансируют и корректируют чувствительность усилителя, после чего движки этих резисторов фиксируют каплями нитрокраски.

Пользуясь описанным вольтметром, время оту времени проверяют и при необходимости резистором R9 корректируют балансировку усилителя, устанавливая стрелку микроамперметра на нулевую отметку шкалы.

Источник: Борисов В. Г., Фролов В. В., Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.— 3-е изд., стереотип. — М.: Радио и связь, 1995.— 144 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1213).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты