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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Testador elétrico universal. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Na fabricação, configuração e reparo de diversos aparelhos elétricos, é necessário verificar a presença de rede elétrica ou tensão retificada padrão nos circuitos, a integridade das conexões elétricas e peças individuais. Claro, você pode usar um avômetro nesses casos, mas às vezes é inconveniente e muitas vezes você precisa se distrair para observar as leituras da agulha indicadora. É melhor usar o amostrador sugerido. A sonda permite determinar a presença, natureza (DC ou AC) e polaridade da tensão, verificar se existe um circuito aberto ou não, e também avaliar a sua resistência, verificar um condensador com capacidade de vários milhares de picofarads a centenas de microfarads para circuito aberto, curto-circuito, corrente de fuga, verifique as junções pn dos dispositivos semicondutores (diodos, transistores), verifique o estado da bateria embutida. A sonda (Fig. 1) inclui um gerador de clock, uma chave de entrada, dois comparadores, dois geradores de tons (800 e 300 Hz), indicadores luminosos e sonoros.
O gerador de clock é montado nos elementos DD1.2 e DD1.3. Produz oscilações retangulares em formato próximo a um meandro (duração e pausas iguais), seguindo com frequência de cerca de 4 Hz. Das saídas do gerador e do inversor conectado a ele no elemento DD1.4, sinais antifase são fornecidos à chave de entrada e aos comparadores. A chave de entrada consiste em resistores limitadores de corrente R5, R6, uma ponte retificadora nos diodos VD1, VD2, VD4, VD5, um diodo zener VD3 e chaves eletrônicas nos transistores VT1, VT3, conectadas em um circuito com um coletor comum. Ao verificar tensões, a chave permite utilizá-las para alimentar seus próprios microcircuitos e, ao verificar circuitos de conexão e transições de dispositivos semicondutores, alimentá-los com tensão alternada ou contínua. Os elementos DD2.1, DD2.2 funcionam como comparadores. Cascatas nos elementos DD3.1 e DD3.2 - casamento entre comparadores e indicadores. Os geradores de tons de indicação sonora são montados nos elementos DD2.3, DD3.3 (800 Hz) e DD2.4, DD3.4 (300 Hz). Eles são carregados em um emissor piezocerâmico BQ1. As cascatas de indicação luminosa são feitas nos transistores VT4, VT5 (operam em modo chaveado) e nos LEDs HL1, HL2, respectivamente, vermelho e verde. O brilho dos LEDs é determinado pela resistência do resistor R14. A cascata no transistor VT2 é utilizada apenas na verificação do estado da fonte de alimentação - bateria GB1, composta por quatro baterias D - 0,03. Para recarregar a bateria, um circuito R11VD6 é instalado na sonda, limitando a corrente de carga ao valor necessário. Considere os modos de operação da sonda, definidos pelos interruptores SA1 e SA2. Ao monitorar a tensão (SA2 - na posição "U", SA1 - "U, R"), o sinal de entrada através das sondas X1, X3, conector X2 e resistores limitadores de corrente é fornecido à ponte retificadora, emissores dos transistores VT1, VT3 e entradas do comparador. O estabilizador paramétrico no diodo zener VD3 e o capacitor de filtro C1 são ativados - a partir deles a tensão é fornecida aos chips da sonda e aos transistores chave. O gerador de relógio é iniciado. Os transistores VT1, VT3 começam a abrir e fechar alternadamente. Simultaneamente ao fechamento de um deles, um sinal de permissão de operação é enviado ao comparador correspondente. Se a tensão de entrada do comparador ultrapassar metade da tensão de alimentação, o comparador é acionado e liga o gerador de audiofrequência e o LED do “seu” canal. Por exemplo, se houver uma tensão positiva na sonda X1 em relação à sonda X2, um sinal sonoro intermitente com frequência de cerca de 300 Hz é ouvido e o LED HL1 pisca, e se for negativo, a frequência do sinal será de cerca de 800 Hz e o LED HL2 pisca. Com tensão alternada no circuito em estudo, ambos os canais de indicação operam alternadamente. A frequência do gerador de clock é muito menor que a frequência da tensão da rede (50 Hz), portanto, quando uma tensão retificada, mas não suavizada, é aplicada à entrada da ponta de prova, o segundo comparador tem tempo para operar devido às suas ondulações . Como resultado, o som será modulado, o que é bem percebido pelo ouvido. Devido à inércia dos olhos, não será possível perceber o acionamento da indicação luminosa. Ao monitorar o circuito de conexão e sua resistência (chave SA2 - na posição "R", SA1 - "U, R"), toda a eletrônica da sonda é alimentada pela bateria GB1. Sua tensão é fornecida alternadamente às sondas. Vamos supor que no estado atual do gerador de clock, o transistor VT1 esteja aberto e o VT3 esteja fechado. A sonda X1 possui tensão positiva e X2 possui tensão negativa. Neste caso, a operação do comparador DD2.2 (e seu canal de indicação) é proibida e DD2.1 é permitida. Se o circuito em teste estiver aberto ou sua resistência for alta (mais de 24 kOhm), a queda de tensão no resistor R7 for menor que a tensão de resposta do comparador DD2.1, não há indicação. À medida que a resistência do circuito diminui, a tensão no resistor R7 aumenta. Assim que ultrapassar a metade da tensão de alimentação, o comparador funcionará, uma indicação de áudio com frequência de 800 Hz e o LED HL2 acenderão. À medida que o estado do gerador de clock muda, as funções dos comparadores mudam de acordo. Neste caso, no caso de testar circuitos com resistência inferior a 24 kOhm, ambos os canais de indicação funcionarão alternadamente. No mesmo modo, as junções pn de dispositivos semicondutores são verificadas. Se a transição for interrompida (queima), não há indicação; se houver falha, ambos os canais de indicação funcionam. Se a transição estiver funcionando corretamente, você poderá determinar imediatamente a “polaridade” de sua conexão com as pontas de prova. Um sinal sonoro com frequência de 800 Hz e a iluminação do LED verde (HL2) significa que a sonda X1 está conectada à região p (digamos, ao ânodo do diodo), uma frequência sonora de 300 Hz e a iluminação do LED vermelho (HL1) indica a conexão desta sonda à região n (diodo catódico). Neste caso, a operação do gerador de clock é interrompida, pois a saída do elemento DD1.1 está configurada para um nível lógico baixo (0 lógico). O mesmo nível será estabelecido na base do transistor VT1, e ele fechará. O transistor VT3 estará aberto, então a sonda X3 haverá tensão positiva. Um capacitor pré-descarregado é conectado às pontas de prova. O carregamento do capacitor começa, uma tensão positiva aparece no resistor R2, que aciona o comparador DD2.2. A indicação acende (o LED HL1 acende e soa um sinal com frequência de 300 Hz), que apaga após um tempo. O comparador de tensão opera na seção de carga linear do capacitor, então você pode estimar a capacitância do capacitor pela duração da operação do indicador - é diretamente proporcional à capacitância. No mesmo modo, a corrente de fuga do capacitor é avaliada. Primeiro, o capacitor é carregado das pontas de prova, depois desconectado e, após esperar 10...15 s, reconectado às pontas de prova. Com base na duração da exibição, estima-se quanto de carga o capacitor perdeu. Para verificar o estado da bateria GB1, a chave SA1 é colocada na posição “KP” (controle de energia) e SA2 na posição “R”. Um gerador de corrente estável nos elementos VT2, R3 e resistor R4 formam um estabilizador de tensão de referência de micropotência, à qual está conectado o pino 12 do elemento DD1.1. Quando a tensão da bateria cai abaixo de 4 V, a saída deste elemento muda para o estado lógico 0 e bloqueia o funcionamento do gerador de clock. Quando ambos os canais de indicação funcionam neste modo quando as pontas de prova estão em curto, você pode usar a ponta de prova. Se um sinal com frequência de 300 Hz soar continuamente e o LED HL1 acender, a bateria precisa ser recarregada. Em seguida, a chave SA2 é colocada na posição “3” (carregamento) e uma tensão alternada de 110...220 V é fornecida às sondas. A duração de uma carga completa da bateria é de 14 horas. Os canais de indicação são bloqueados pela aplicação de um sinal de alto nível para as entradas dos elementos DD3.1 e DD3.2. Não há interruptor de alimentação separado na sonda - sua função é executada pelo interruptor SA2, que no modo de armazenamento deve ser colocado na posição “U” (a corrente consumida da bateria é insignificante - não poderia nem ser corrigida). No estado de espera, quando a chave SA1 foi colocada nas posições “R”, “KP”, “U, R”, a corrente consumida pela sonda foi de 75, 130, 300 µA, respectivamente. Quando a indicação é ligada, a corrente aumenta para 5 mA. Digamos que a bateria esteja completamente descarregada ou totalmente ausente. Neste caso, a tensão é monitorada com uma sonda utilizando apenas indicação sonora. Todos os transistores, exceto os de efeito de campo, podem ser usados das séries KT315, KT3102 com qualquer índice de letras ou outros de silício de baixa potência. Ao usar o transistor de efeito de campo indicado no diagrama ou outro, selecione o resistor R3 com uma resistência tal que uma diminuição na tensão da bateria para 4 V leve ao aparecimento de um 1.1 lógico na saída do elemento DD0. microcircuitos da série K561, é permitido o uso de microcircuitos semelhantes da série 564, KR1561. O diodo Zener VD3 pode ter uma tensão de estabilização diferente, mas não excedendo a tensão máxima dos microcircuitos, transistores, capacitores utilizados com uma corrente de estabilização máxima permitida não inferior a 20 mA. Estruturalmente, a sonda é confeccionada em um invólucro feito de material isolante (Fig. 2) com dimensões de 135x44x19 mm. A sonda X1 é fixada rigidamente e X2 é conectada com um fio flexível trançado isolado ao soquete X2 no corpo. As chaves são montadas no corpo de forma que suas alças possam ser movimentadas com o polegar da mão direita sem soltar a sonda e a segunda sonda.
As demais peças são montadas em uma placa de circuito impresso (Fig. 3) feita de folha dupla-face de fibra de vidro.
Obviamente, outra solução de design e instalação da sonda é aceitável. As únicas condições são isolar de forma confiável todos os circuitos, uma vez que estão sob tensão de rede, e isolar os resistores R5, R6, que podem liberar até 1,5 W de potência ao carregar a bateria. Ao configurar uma sonda, em primeiro lugar, como mencionado acima, o resistor R3 é selecionado. Ao selecionar o resistor R11, a corrente de carga da bateria é ajustada para 3 mA. Periodicamente você precisa inspecionar as baterias e limpar sua superfície de quaisquer depósitos que apareçam. Autor: L.Polyansky, Moscou
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