Anexo ao multímetro para medir os parâmetros da bateria. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O prefixo destina-se à conexão com o multímetro MY-63, que mede, junto com outros parâmetros, a tensão contínua e alternada, bem como a capacitância dos capacitores e o coeficiente de transferência de corrente dos transistores bipolares. A presença desses modos é necessária para a operação do decodificador. Seu esquema é mostrado na Fig. 1. No SO DA1. 1 e o transistor de efeito de campo VT1, um estabilizador de corrente controlado por tensão é montado.

Fig. 1

Uma tensão exemplar Uobr = 5 V é fornecida à sua entrada do motor do resistor de ajuste R0,1. A corrente Ia flui através do transistor VT1, que é descarregado para a bateria. Depende da tensão de referência e da resistência do sensor de corrente (Rt) - resistores R8, R9 ou R10: Ia = Uobr / Rt. A corrente de descarga é selecionada pela chave SA1. Na posição 3, a corrente de descarga é de 1 A, na posição 2 - 0,1 A e na posição 1 - cerca de 10 μA (pode ser considerada igual a zero). No amplificador operacional DA1.2 é montado um amplificador com ganho unitário para corrente contínua (K == 1) e cerca de 100 (K = 100) para corrente alternada. A chave SA2 desconecta a bateria do circuito de medição. Todos os elementos do set-top box são alimentados pelo regulador de tensão interno do multímetro (+3 V), a corrente consumida pelo set-top box não excede 35...40 μA. Essa eficiência é alcançada através do uso de um amplificador operacional duplo de micropotência OPA293.

Para medir a tensão da bateria, o multímetro é ligado no modo de medição de tensão CC no limite de 2 V. A bateria instalada no suporte é conectada ao circuito de medição com a chave SA2. Ao alterar a corrente de descarga com a chave SA1, faça as leituras do voltímetro Ua0 (em Ia = 0), Ua0,1 (em Ia = 0,1 A) e Ua1 (em Ia = 1 A). Com base nesses dados, é calculada a resistência interna da bateria, que pode ser chamada de estática. Por exemplo, para Ia \u1d 0 A, Rct \u1d (Ua1 - Ua0,9) / XNUMX. Neste modo, você também pode determinar a capacidade da bateria. Para fazer isso, meça a duração da descarga t vezes uma bateria totalmente carregada com uma corrente estável Ia a uma tensão de XNUMX V e calcule sua capacidade: C \uXNUMXd Ia * t vezes (Ah). Durante a descarga, o multímetro não pode ser desligado, pois o estabilizador de corrente também será desligado.

Para não calcular a resistência interna, o decodificador fornece seu modo de medição, no qual o método fornecido no artigo de B. Stepanov "Medição dos parâmetros da bateria" ("Rádio", 2001, nº 9, p. 42) é usado. Baseia-se no fato de que um componente alternado é adicionado à tensão exemplar do estabilizador de corrente. Ao medir o componente variável da tensão na bateria, você pode determinar sua resistência interna. A fonte de tensão alternada no anexo é um sinal com frequência de cerca de 400 Hz e amplitude de 50 mV, que está presente no multímetro MY-b10 no contato esquerdo do conector "Cx", projetado para conectar o medidor capacitor. Uma tensão alternada é fornecida à entrada de um estabilizador de corrente controlado por tensão e leva ao aparecimento de um componente alternado da corrente de descarga (Ia„) e da tensão da bateria Ua, = IaRd, onde Rd é sua resistência diferencial interna . O prefixo é definido como Ia, = 1 mA. Para que o componente variável da corrente seja o mesmo para diferentes correntes de descarga, a tensão alternada proveniente do soquete "Cx", em Ia \u1d XNUMX A, reduz ainda mais o resistor de sintonia RXNUMX.

A tensão Ua amplifica o op-amp DA1.2 e, em seguida, é alimentada na entrada do multímetro, que é ligada para medir a tensão alternada no limite de 2 V. A tensão alternada na saída desta operação amp é: UOU, = UaK = IaRdK. A componente variável da corrente de descarga (Ia,) e o ganho do OA DA1.2 (K,) são escolhidos de forma que a tensão alternada medida na saída do set-top box (UОУ,) seja numericamente igual à resistência diferencial interna (Rd) da bateria. Por exemplo, para Rd \u0,1d 0,01 Ohm, obtemos UOU \u0,1d 100 * 0,1 * XNUMX \uXNUMXd XNUMX V. É essa tensão que o voltímetro mostrará. Deve-se notar que os valores calculados e medidos da resistência interna serão ligeiramente diferentes, pois no primeiro caso é determinado pela diferença nos valores da tensão sem carga e sob carga, e em o segundo - pela inclinação da característica de carga da bateria em um determinado ponto.

Fig. 2

A maioria dos elementos de fixação é colocada em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro laminada em um lado com espessura de 1,5 ... 2 mm, cujo desenho é mostrado na fig. 2. São usados ​​resistores fixos para montagem em superfície RN1-12 de tamanho 1206 (resistor R10 de tamanho 2512), resistores de ajuste - SPZ-19. O capacitor de óxido é de tântalo para montagem em superfície, tamanho B ou C, os demais são de cerâmica tamanhos 1206 (C2, C4) e 0805 (C3). O transistor de efeito de campo deve estar no pacote D2Pak, ele é soldado a uma almofada metalizada para melhorar a dissipação de calor. Além disso, deve ser com o chamado "controle de nível lógico", ou seja, com uma tensão de porta-fonte de 2,5 V, a corrente de dreno deve ser de pelo menos 2.3 A. No nome de alguns desses transistores, a letra L está presente no prefixo. Além do indicado no diagrama IRL2505S, por exemplo, IRLR2905 é adequado.

A chave SA2 deve ter uma baixa resistência de contato no estado fechado e é classificada para uma corrente de pelo menos 1.2 A, adequada, por exemplo, B3009. Se um switch com tais parâmetros não estiver disponível, é melhor excluí-lo instalando um jumper. Chave SA1 para três posições e duas direções para uma corrente de pelo menos 1 A - SS23F07. Algumas outras séries 23A SS1,5 funcionarão, como SS23E24, SS23E28, SS23E29, mas o PCB precisará ser alterado porque esses interruptores têm uma pinagem diferente.

O amplificador operacional pode ser substituído por um Rail-to-Rail de micro potência semelhante, como o LMV358DR2G. Plug XP1 - um pedaço de fio de cobre estanhado com diâmetro de 1 e comprimento de 15 mm, conectado por um fio isolado à placa. Este plugue é inserido no conector "C NPN" para conectar transistores bipolares. Plugues XP2 e XP3 - pinos com diâmetro de 4 e comprimento de 35 mm, que são fixados nos orifícios da placa. Plugue XP4 - uma tira de latão ou cobre estanhado com 0,5 de espessura, 4 de largura e 20 mm de comprimento, é soldada da lateral dos condutores impressos ao bloco da placa. Ao instalar o acessório, os plugues XP2 e XP3 devem entrar nos soquetes correspondentes do multímetro e XP4 - no soquete esquerdo do conector "C". Após verificar e ajustar o anexo, os plugues XP1-XP3 são fixados no placa com cola epóxi, seus contatos não devem ser em forma de molas helicoidais, mas de pétalas.

O dispositivo pode ser simplificado eliminando o modo de medição de resistência diferencial e seus elementos correspondentes. Neste caso, a chave SA1 pode ser uma direção e três posições, o amplificador operacional é único (DA1.2 não é necessário), o LMV321SQ3T2G serve. O dreno do transistor de efeito de campo e o contato X1 são conectados ao plugue XP2, os resistores R1, R2, R4, R11, R12 são excluídos (um jumper de fio é instalado em vez de R4), capacitores C2, C4. Nesta versão, o prefixo, tendo mudado de design, pode ser usado em conjunto com multímetros mais simples e acessíveis da série M-83x fT-83x), nos quais existem modos de medição de tensão CC e coeficiente de transferência de corrente de transistores bipolares .

Ajuste o prefixo na seguinte sequência. Conecte-o a um multímetro, instale uma bateria totalmente carregada no suporte e coloque o SA1 na posição 1 ("0 A"). O controle deslizante do resistor R2 é movido para a posição inferior de acordo com o esquema, o multímetro é alternado para o modo de medição de tensão CC no limite de 2 V e a energia é ligada. As leituras do multímetro devem corresponder à tensão da bateria, que é controlada por um voltímetro exemplar. Após desligar o multímetro, entre um dos terminais da bateria e o contato do suporte, é colocado um inserto de placa feito de fibra de vidro dupla face com espessura de 0,5, largura de 10 e comprimento de cerca de 15 mm instalado. De antemão, um fio isolado grosso é soldado a cada lado da placa, ao qual é conectado um amperímetro CC. A chave SA1 é colocada na posição 3 ("1 A") e o multímetro é ligado. O resistor de compensação R5 define a corrente do estabilizador correspondente (1 A). Na posição do interruptor 2 ("0,1 A"), a corrente deve diminuir para este valor e na posição 1 ("0 A") não deve exceder 20 μA.

O multímetro é desligado e, em vez de fios, um resistor Rdop com resistência de 0,1 Ohm é soldado à placa. Os motores dos resistores R2 e R11 são colocados na posição intermediária, o multímetro é colocado no modo de medição de tensão CA no limite de 2 V e, em seguida, a energia é ligada. Defina a corrente de descarga para 0,1 A. Nesse caso, o voltímetro mostrará uma tensão (U2) proporcional à soma da resistência diferencial interna da bateria e do resistor adicional Rd + Rdop. Se, por exemplo, o resistor Rdop for fechado com uma pinça, ele será excluído do circuito de fluxo de corrente de descarga e as leituras do voltímetro diminuirão (U1). O controle deslizante do resistor R2 é ajustado para uma posição onde U2-U1 = 0,1 V.

Fig. 3

Nesse caso, pode ser necessário alterar a posição do controle deslizante do resistor R11. Da mesma forma, o ajuste é realizado em uma corrente de descarga de 1 A, mas apenas o resistor R1 é usado. O ajuste é desejável para realizar duas ou três vezes. A aparência do console é mostrada na fig. 3.

Autor: I. Nechaev

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