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Voltímetro automotivo com precisão de 0,1 volts

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A possibilidade de falha prematura de uma bateria cara obriga o motorista a monitorar cuidadosamente a operação do relé regulador de tensão e o estado da rede elétrica de bordo do veículo. A tensão nele não deve diferir em mais de ± 3% do valor ideal, que é determinado para as condições de operação da bateria e depende da zona climática, da localização da bateria e de sua condição técnica e do modo de operação funcionamento do veículo. Quanto mais precisamente a tensão ideal for mantida ao recarregar a bateria, mais tempo ela durará.

O correto funcionamento do gerador do carro é de grande importância. Com um aumento da tensão do gerador acima do ideal em 10-12% (cerca de 0,15 V), a vida útil da bateria e das lâmpadas elétricas é reduzida em 2-2,5 vezes.

Para executar com precisão todos os ajustes necessários, você precisa de um voltímetro especial que mede a tensão na faixa de 13 a 15 V com precisão de 0,1 V. É difícil comprar esse dispositivo, mas muitos poderão fazer um semelhante com uma escala esticada na faixa de 10-15 V. Maior precisão de medição, escala linear em toda a faixa de medição, ausência de fonte de alimentação própria, maior confiabilidade (devido aos elementos de proteção fornecidos no dispositivo que não afetam a precisão da medição), capacidade de ajustar a zona de "estiramento" da escala são as características distintivas deste dispositivo. É feito com base em um amplificador operacional e é um medidor de diferença de tensão.

Especificações do voltímetro

Voltímetro automotivo com precisão de 0,1 volts

Figura.1

O voltímetro é alimentado diretamente do objeto de medição. O deslocamento inicial em relação ao qual a medição é feita é definido pela resistência da cadeia de resistores R3, R4 (veja o diagrama de circuito na Fig. 1) e o valor de feedback (que determina o ganho do OUDA1 e, consequentemente, o grau de "alongamento" do intervalo) é definido pela resistência da cadeia de resistores R5, R6.

A fonte de tensão de referência no diodo zener VD3 também fornece um deslocamento de potencial na entrada não inversora DA por uma quantidade igual a aproximadamente metade da queda de tensão medida, que é necessária para a operação do amplificador operacional com alimentação unipolar.

A resistência do resistor R7 depende da sensibilidade do microamperímetro RA e da tensão máxima de saída do amplificador operacional em relação ao cátodo do diodo zener VD3.

Os diodos VD1, VD2 protegem o amplificador operacional e VD4, VD5 protegem o microamperímetro contra sobrecorrente. VD1 proíbe a passagem de corrente negativa através do resistor R1 e do amplificador operacional. É possível passar corrente pelo diodo zener VD3, polarizado no sentido direto, pelo diodo VD2 e pelos resistores R2-R4. Assim, uma diferença de potencial não superior a 3,2 V será estabelecida entre as entradas DA (pinos 0,7) Uma queda de tensão semelhante será no pino 3 em relação ao pino 4 do amplificador operacional.

Isso garante proteção confiável do amplificador operacional contra erros ao conectar a polaridade.

O voltímetro usa resistores fixos do tipo MLT, é desejável usar os tipos multi-voltas SP5-2, SP5-3, SP5-14 como resistores sintonizados. É permitido usar outros tipos de amplificadores operacionais, por exemplo, K140UD7 ou K140UD1A, K553UD1 com os circuitos de correção apropriados. Diodos - qualquer silício de baixa potência. O diodo zener KS147A pode ser substituído por um KS156A, mas, provavelmente, a estabilidade de temperatura do voltímetro se deteriorará e será necessário esclarecer os valores dos resistores R1-R3. Microamperímetro - M906 ou M24 com corrente de deflexão total de 50 μA e escala correspondente à zona de medição selecionada. Também é possível usar outros dispositivos indicadores com uma corrente de deflexão total de até 1 mA, mas neste caso é necessário selecionar o valor do resistor R5, com base no valor selecionado da queda de tensão através dele (cerca de 1,5 V). Você também pode usar o avômetro no modo microamperímetro. Então este dispositivo será feito na forma de um prefixo para o testador.

Na ausência de elementos defeituosos e erros de instalação, o ajuste do voltímetro é reduzido à sua calibração. Esta operação é realizada usando uma fonte de alimentação ajustável com uma tensão de saída de 9-16 V e um voltímetro exemplar, preferencialmente digital, por exemplo B7-16, FZO, BP-11.

Os resistores do trimmer são colocados na posição intermediária e uma tensão de 12-13 V é aplicada à entrada do voltímetro, controlando-o usando um instrumento padrão. O ponteiro do voltímetro ajustado deve se desviar de zero. Então, uma tensão de 10 V (± 0,05 V) é ajustada na saída da fonte de alimentação, e a agulha do voltímetro é ajustada para divisão zero da escala com o resistor R4. Então, aumentando a tensão medida para 15 ± 0,05 V, o resistor R6 ajusta a seta para a divisão final da escala. Ao repetir essas operações para 10 V e 15 V, eles atingem a configuração mais precisa do voltímetro na faixa de operação de 13 a 14,5 V.

Durante o estabelecimento do relé-regulador, a tensão é medida diretamente nos terminais da bateria.

A Figura 2 mostra uma placa de circuito impresso com um layout de elementos. A placa é instalada nos parafusos de contato do microamperímetro M906 e colocada com ela na caixa.

Fig. 2

Autor: V. Bakanov, E. Kachanov, Chernivtsi, Modeler-Constructor No. 12, 1990, página 27; Publicação: cxem.net

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