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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Multímetro de bolso. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Um recurso deste multímetro é uma chave eletrônica de limites de medição e uma unidade original para combinar as saídas do BIS KR572PV2 com um indicador de cristal líquido. O dispositivo é alimentado por uma bateria "Korund", cuja energia é suficiente para 50 horas de operação contínua. A tensão mínima na qual o multímetro ainda funciona é de 6,5 V. Nesse valor, o LCD "apaga", embora a parte eletrônica do avômetro funcione corretamente quando a tensão de alimentação cai para 5,6 V. A unidade de medição do dispositivo é feita no amplificador operacional (op-amp) DA2 (consulte o diagrama esquemático) e no LSI DD6. Este CMOS de estrutura LSI opera com base no princípio de integração dupla para 3,5 casas decimais com saídas para acionar indicadores de LED de sete segmentos. A corrente máxima consumida pela série KR572PV2 LSI de ambas as fontes de alimentação não é superior a 1,8 mA, a corrente de saída da ordem mais significativa é de pelo menos 10 mA, o restante é de pelo menos 5 mA. O coeficiente de atenuação do sinal de modo comum ADC atinge 100 dB, o erro de conversão não excede 1, 3 e 5 unidades de contagem, respectivamente para KR572PV2A, KR572PV2B e KR572PV2V. Os parâmetros especificados são garantidos a uma temperatura de 25±10°С e tensões de alimentação de +5 V (Upit1.) e -5 V (Upit2.) com ±1% de instabilidade. Tensão de alimentação Upit1. pode estar na faixa de +4,5 a +5,5 V, Upit.2, de -8 a -4,5 V. As tensões de entrada e de referência não devem exceder a tensão das fontes de alimentação. Para que o LSI não falhe, primeiro ele é conectado a um fio comum (pinos 21 e 32) e, em seguida, são aplicadas tensões em série: potência (pinos 1 e 26), exemplar (pinos 35 e 36) e, por fim, entrada (pinos 30 e 31). Alivie a tensão na ordem inversa. Ao converter o sinal de entrada, medido em relação ao fio comum, as conclusões 30, 32 e 35 MC são conectadas ao fio comum. Neste multímetro, a inclusão do BIS KR572PV2 difere do típico. Recurso - em funcionamento em um indicador de cristal líquido, cujas saídas dos segmentos são conectadas através dos diodos VD14-VD36 às saídas LSI e através dos resistores R34-R59 ao fio LCD comum. Uma tensão pulsada com frequência de 1 kHz é aplicada a ele. Essa inclusão do microcircuito KR572PV2 permite que ele funcione com o LCD; no entanto, neste caso, o componente constante da tensão nos segmentos indicadores excede um pouco o valor permitido. A taxa de repetição de pulso do gerador de clock, que faz parte do LSI, é determinada pelos elementos R71, C20 e é igual a 40 kHz. A tensão medida através do switch SA1 é fornecida ao atenuador eletrônico formado pelo multiplexador DD2 e op-amp DA1. A escala de medição selecionada corresponde a um determinado código binário nos terminais 9 e 10 do multiplexador, que introduz a resistência correspondente formada pelos resistores R25, R27, R29, R33 no circuito de realimentação do amplificador operacional. Esses resistores, dependendo do código de controle do multiplexador, fornecem as seguintes taxas de transferência do terminal de entrada X1 para a saída DA1: 1, 0,1, 0,01; 0,001. A resistência de entrada do multímetro ao medir tensões é determinada pelo resistor R8. Juntamente com os diodos VD4 e VD5, ele fornece proteção para o chip DA1 contra sobrecargas se a tensão de entrada exceder acidentalmente o valor limite da escala selecionada. Ao medir corrente dentro de 1, 10, 100 mA, o coeficiente de transferência do atenuador eletrônico assume os seguintes valores: 100; 10; 1. A medição de corrente de 0,1 a 1A é feita através do soquete X4. Neste caso, o ganho do circuito de entrada é 1. No modo de medição de tensão ou corrente constante, o sinal para a entrada do LSI ADC vem da saída do microcircuito DA1. Ao medir variáveis, um sinal bipolar da saída de DA1 é convertido em um retificador unipolar montado no amplificador operacional DA2 e alimentado através de um filtro de suavização para a entrada do LSI. Em um retificador bipolar, a estabilidade da tensão zero de saída é fornecida pelo resistor R62. O feedback negativo na tensão alternada é realizado pelo capacitor C 15. Ao medir a resistência, uma corrente flui através dos conectores de entrada do multímetro e do resistor conectado a eles, cujo valor não depende do valor do resistor medido. É gerado por um gerador de corrente estável, montado nos transistores VT2-VT4. O multiplexador DD1, dependendo do limite selecionado, conecta um dos resistores R12 - R15, definindo o valor necessário de corrente estável. O dispositivo de seleção de limite de medição é baseado em microcircuitos DD4, DD5 e contém dois flip-flops RS (DD4.1 e DD4.2), um único vibrador (DD4.3) e um contador reversível (DD5). Os níveis lógicos nas saídas Q1 e Q2 do contador DD5 controlam a operação dos multiplexadores DD1 e DD2 e assim determinam o limite de medição selecionado. O código 00 corresponde ao limite de medição 2; 01-20; 10-200, 11-2000 V (mA, kOhm). Ao ligar o multímetro, o código 5 é definido na saída do contador DD01 e o limite de 20 V (mA, kOhm) é ativado. Selecione o limite de medição necessário pressionando o botão SB1 ou SB2. No primeiro caso (+1) há uma transição para um limite de medição maior, no segundo (-1) - para um menor. No LCD, isso é indicado movendo o ponto decimal para a direita ou para a esquerda. Vamos ver como isso acontece. Quando SB1 (SB2) é pressionado, a corrente de carga do capacitor C5 (C6) faz com que um pulso positivo apareça na entrada do flip-flop RS DD4.1 (DD4 2), e ele dispara. A queda de tensão na saída de DD4.1 (DD4.2) inicia o disparo único DD4.3, cujo pulso de saída é alimentado na entrada de contagem do contador DD1 e muda seu estado para 5. O DD1 4 um -shot através da cadeia R3C32 afeta os flip-flops RS DD11 e DD4.1, retornando-os ao seu estado original após 4.2 µs. O modo de operação do contador DD100 define o nível lógico na entrada ± 5: se houver um 1 lógico, ocorre a soma, se o 1 lógico for subtraído. No multímetro, o nível zero está presente na entrada ±0 do chip DD1 o tempo todo, mas quando você pressiona o botão SB5 (+1), uma unidade lógica aparece nesta entrada, ela desaparece depois que 1 é gravado no A duração do pulso positivo na entrada é ±1 do contador DD1 é de cerca de 5 µs. O método descrito de comutação de limites de medição foi escolhido com a perspectiva de criar um multímetro baseado neste dispositivo com seleção automática de limites. As tensões de alimentação de +5,5 V e -4,7 V são geradas por uma unidade de potência composta por um estabilizador e um conversor de polaridade. Uma tensão positiva forma um estabilizador montado nos transistores VT1, VT5, VT6. Esse estabilizador tem um fator de estabilização de tensão de pelo menos 500 e proteção contra curto-circuito. Ao ligar o multímetro, o circuito de disparo, composto pelos elementos C1, VD1, R6, coloca o estabilizador no modo de operação. A queda de tensão no transistor regulador VT1 do estabilizador é de apenas 0,05-0,1 V.
DA1, DA2 K544UD1A, DD1, DD2 K564KP1, DD3 K564LA7, DD4 K564TR2, DD6 KR572PV2B, VT1, VT7 K.T361B; VT2 - VT4 KT3107B, VT5, VT6, VT8 KT315B, VD1, VD6. VD7, VD10, VD11, VD14 - VD36 KD103A, VD4, VD5 KD503B, VD8, VD9. VD12. VD13 D9D Os principais parâmetros técnicos do multímetro:
Uma tensão de polaridade negativa de -4,7 V é obtida em um conversor que contém um gerador, um estágio de transistor de saída e um multiplicador de tensão capacitivo. A tensão de saída do gerador montado em um chip DD3 é uma sequência de pulsos com frequência de cerca de 1 kHz. Esses pulsos são alimentados nas bases dos transistores VT7 e VT8 do estágio de saída e os abrem e fecham alternadamente. Quando o transistor VT7 está aberto, o capacitor SU é carregado através dele e do diodo VD8, e quando VT8 - o capacitor C 10 é descarregado através dele e do diodo VD9, carregando o capacitor C9, onde uma tensão negativa de -4,7 V é Como uma tensão estabilizada é aplicada ao estágio de saída do conversor e a carga do circuito de -4,7 V permanece inalterada, então a tensão negativa é estável. A amplitude da ondulação de tensão negativa sob carga não excede 10 mV. A corrente consumida pela fonte de alimentação sem carga é de 1,5-2 mA. O multímetro usa principalmente resistores MLT com tolerância de ± 5% e apenas um resistor R4 da marca C1 8 tem tolerância de ± 1% selecione em um ohmímetro digital com precisão não inferior a ± 3% Esta operação reduzirá significativamente o multímetro tempo de preparação. Resistores trimmer-SPZ-4. O dispositivo usa capacitores de óxido K8-9 e K25-27, capacitores constantes C29 - C33, C0,1 - C18 marca KM. Os botões para selecionar os limites são microinterruptores do tipo MP-53 ou MP-1, o interruptor de ativação MT-53, os interruptores SA19-PG4-ZP-ZN, SA8 é composto por dois interruptores MP 11. Os elementos do multímetro são colocados em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro dupla face com 20 mm de espessura (ver foto). Resistores fixos e MS DD9 são instalados verticalmente na placa. Os elementos R12, R1, R1, R2 e FU3 são montados na chave SA12. Para reduzir o tamanho do dispositivo, o LCD é colocado acima do LSI. Na figura da placa, é necessário conectar os pontos A - A, B - C, G - G e 1-7, respectivamente, e conectar o ponto D ao terminal 3 DD4. Os resistores R8 - R9 e os diodos VD2-VD1 não são marcados. O estabelecimento de um multímetro começa com a verificação do nó de energia. Seu bom funcionamento é evidenciado pela presença de ambas as tensões de saída e o consumo de corrente na ausência de carga não é superior a 2 mA. A tensão de saída na faixa de 5,2-5,5 V é definida usando o diodo Zener VD3. No modo de medição de corrente DC, com os soquetes de saída não conectados, o número 000 ou -000 deve aparecer no display LCD, que é substituído pela leitura -1888, se +5 V for aplicado ao pino 37 do BIS DD6. Ao pressionar os botões SB1 e SB2, é verificado o funcionamento do nó de seleção do limite de medição, controlando a exibição correta das vírgulas. Se necessário, verifique no osciloscópio RS-triggers DD4.1 e DD4 2, vibrador único DD4.3 e contador DD5. Em seguida, prossiga para o teste do atenuador eletrônico. Para fazer isso, no modo de medição de tensão, um sinal de 1 V e uma frequência de 1 kHz é alimentado na entrada do multímetro. O sinal de saída é controlado no pino 6 do chip DA1.O coeficiente de transferência do dispositivo de entrada depende do limite de medição selecionado e deve ser 1, respectivamente; 0,1; 0,01; 0,001 dentro de 2, 20; 200; 2000 V (mA, k0m). Se o divisor eletrônico estiver funcionando corretamente, os conectores de entrada estão em curto e o resistor de ajuste R28 é definido como 0 na saída do amplificador operacional DA1. Em seguida, conecte o osciloscópio à saída do chip DA2 (pino 6) e equilibre-o com um resistor variável R53. Em ambos os casos, a precisão do ajuste zero é de ±0,1 mV. Para definir a sensibilidade, o multímetro é alternado para o modo de medição de tensão CC no limite de 2 V. Depois de aplicar uma tensão CC calibrada de 1000 mV à entrada, a leitura "69" é definida no visor com um resistor de ajuste R1.000 No modo de medição de tensão CA, um sinal de 1000 mV, frequência de 1 kHz e resistor de ajuste R65 definem o número "1.000" no visor. Os valores dos resistores R12-R15 são selecionados com resistores exemplares conectados à entrada com uma resistência de 100 Ohm 10, 100 kOhm e 1 MΩ. Autores: E. Velik, V. Efremov
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