Podczas sprawdzania obwodów elektrycznych mocy często konieczne staje się zmierzenie natężenia prądu. Aby zmierzyć wielkość prąd stały, z reguły stosuje się bocznik rezystora, połączony szeregowo z obciążeniem, którego napięcie jest proporcjonalne do prądu. Jeśli jednak istnieje potrzeba pomiaru dużych prądów, wówczas wymagany będzie bocznik o imponującej mocy, dlatego bardziej wskazane jest zastosowanie innych metod pomiarowych.
W związku z tym wpadłem na pomysł zmontowania miernika prądu opartego na czujniku Halla. Jego schemat pokazano na rysunku.
Funkcje amperomierza:
- Pomiar prądu AC lub DC bez kontaktu elektrycznego z obwodem
- Pomiar prądu True RMS (true RMS) niezależnie od kształtu fali, a także maksymalna wartość na okres (około 0,5 sekundy)
- Informacje wyjściowe do postaci wyświetlacz LCD
- Dwa tryby pomiaru (do 10A i do 50A)
Schemat działa w następujący sposób. Wewnątrz pierścienia ferrytowego znajduje się drut z prądem, który wytwarza pole magnetyczne, którego wielkość jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu. Czujnik Halla umieszczony w szczelinie powietrznej rdzenia przetwarza indukcję pola na napięcie, które jest podawane na wzmacniacze operacyjne. Wzmacniacze operacyjne są potrzebne do dostosowania poziomów napięcia z czujnika do zakresu napięcia wejściowego przetwornika ADC. Odebrane dane są przetwarzane przez mikrokontroler i wyświetlane na wyświetlaczu LCD.
Wstępna kalkulacja programu
Jako rdzeń zastosowano pierścień R20*10*7 wykonany z materiału N87. Czujnik Halla - SS494B.
Za pomocą pilnika igłowego w pierścieniu obrabia się szczelinę o takiej grubości tak, aby zmieścił się tam czujnik, czyli około 2 mm. Na tym etapie można już w przybliżeniu oszacować czułość czujnika na prąd i maksymalny możliwy mierzony prąd.
Równoważna przepuszczalność rdzenia ze szczeliną jest w przybliżeniu równa stosunkowi długości linii magnetycznej do wielkości szczeliny:
Następnie podstawiając tę wartość do wzoru na obliczenie indukcji w rdzeniu i mnożąc ją przez czułość czujnika, znajdujemy zależność napięcia wyjściowego czujnika od natężenia prądu:
Tutaj K B- czułość czujnika na indukcję pola magnetycznego wyrażona w V/T (zaczerpnięta z karty katalogowej).
Na przykład w moim przypadku jah= 2 mm = 0,002 m,K B= 5 mV/Gauss = 50 V/T, skąd otrzymujemy:
Rzeczywista czułość na prąd okazała się równa 0,03 V/A oznacza to, że obliczenia są bardzo dokładne.
Zgodnie z arkuszem danych na SS494B maksymalna indukcyjność zmierzona przez czujnik wynosi 420 Gauss, dlatego maksymalny mierzony prąd wynosi:
Zdjęcie czujnika w szczelinie:
Obliczanie obwodów wzmacniacza operacyjnego
Amperomierz posiada dwa kanały: do 10 A (23 wyjścia MK) oraz do 50 A (24 wyjścia MK). Multiplekser ADC obsługuje przełączanie trybu.
Jako napięcie odniesienia przetwornika ADC wybrano wewnętrzne napięcie odniesienia, więc sygnał musi być doprowadzony do zakresu 0 - 2,56 V. Przy pomiarach prądów ±10 A napięcie czujnika wynosi 2,5 ± 0,3 V, dlatego jest konieczne do wzmocnienia i przesunięcia go tak, aby punkt zerowy znajdował się dokładnie w środku zakresu ADC. W tym celu używany jest wzmacniacz operacyjny IC2:A, dołączony jako wzmacniacz nieodwracający. Napięcie na jego wyjściu opisuje równanie:
Tutaj R2 oznacza R2 i P2 połączone szeregowo, a R3, odpowiednio, R3 i P3, aby wyrażenie nie wyglądało zbyt nieporęcznie. Aby znaleźć rezystancję rezystorów, dwukrotnie piszemy równanie (dla prądów -10A i +10A):
Znamy napięcie
Ustawiając R4 na 20 kOhm, otrzymujemy układ dwóch równań, gdzie zmiennymi są R2 i R3. Rozwiązanie systemu można łatwo znaleźć za pomocą pakietów matematycznych, takich jak MathCAD (plik obliczeniowy w załączniku).
Drugi łańcuch, składający się z IC3:A i IC3:B, oblicza się w podobny sposób. W nim sygnał z czujnika najpierw przechodzi przez repeater IC3:A, a następnie wchodzi do dzielnika na rezystorach R5, R6, P5. Po stłumieniu sygnału jest on dodatkowo obciążany przez wzmacniacz operacyjny IC3:B.
Opis mikrokontrolera
Mikrokontroler ATmega8A przetwarza sygnały ze wzmacniacza operacyjnego i wyświetla wyniki na wyświetlaczu. Jest taktowany wewnętrznym oscylatorem 8 MHz. Bezpieczniki są standardowe z wyjątkiem CKSEL. W PonyProg są one ustawione tak:
ADC jest skonfigurowany do pracy z częstotliwością 125 kHz (współczynnik podziału wynosi 64). Pod koniec konwersji ADC wywoływana jest procedura obsługi przerwań. Zapamiętuje maksymalną wartość prądu, a także sumuje kwadraty prądów kolejnych próbek. Gdy tylko liczba próbek osiągnie 5000, mikrokontroler oblicza wartość skuteczną prądu i wyświetla dane na wyświetlaczu. Następnie zmienne są resetowane do zera i wszystko zaczyna się od początku. Schemat przedstawia wyświetlacz WH0802A, ale każdy inny wyświetlacz może być używany z kontrolerem HD44780.
Do artykułu dołączone jest oprogramowanie mikrokontrolera, projekt dla CodeVision AVR oraz plik symulacyjny w Proteusie.
Konfiguracja schematu
Konfiguracja urządzenia sprowadza się do regulacji rezystorów strojenia. Najpierw musisz wyregulować kontrast wyświetlacza, obracając P1.
Następnie przełączając się przyciskiem S1 w tryb do 10A ustawiamy P2 i P3. Jeden z oporników odkręcamy maksymalnie w prawo i obracając drugi opornik uzyskujemy zerowe odczyty urządzenia. Staramy się mierzyć prąd, którego wartość jest dokładnie znana, a wskazania amperomierza powinny okazać się niższe niż w rzeczywistości. Oba rezystory przekręcamy nieco w lewo, aby zachować punkt zerowy i ponownie mierzymy prąd. Tym razem odczyty powinny być nieco większe. Kontynuujemy to, aż osiągniemy dokładne wyświetlanie aktualnej wartości.
Teraz przełącz na tryb do 50A i ustaw go. Rezystor P4 ustawia zero na wyświetlaczu. Mierzymy dowolny prąd i patrzymy na odczyty. Jeśli amperomierz je zawyża, skręć P5 w lewo, jeśli zaniża, skręć w prawo. Znowu ustawiamy zero, sprawdzamy odczyty przy danym prądzie i tak dalej.
Zdjęcie urządzenia
Pomiar prądu stałego:
Ze względu na niewystarczająco dokładną kalibrację wartości są nieco zawyżone.
Pomiar prądu przemiennego o częstotliwości 50 Hz, jako obciążenie służy żelazo:
Teoretycznie prąd RMS sinusoidy wynosi 0,707 maksimum, ale sądząc po odczytach, współczynnik ten wynosi 0,742. Po sprawdzeniu kształtu napięcia w sieci okazało się, że tylko przypomina sinusoidę. Biorąc to pod uwagę, takie odczyty urządzenia wyglądają dość wiarygodnie.
Urządzenie nadal ma wadę. Hałas jest stale obecny na wyjściu czujnika. Przechodząc przez wzmacniacz operacyjny trafiają do mikrokontrolera, w wyniku czego nie można osiągnąć idealnego zera (zamiast zera wyświetlane jest około 30-40 mA RMS). Można to skorygować, zwiększając pojemność C7, ale wtedy pasmo przenoszenia ulegnie pogorszeniu: przy wysokich częstotliwościach odczyty będą niedoszacowane.
Wykorzystane źródła
Lista elementów radiowych
| Przeznaczenie | Rodzaj | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | MK AVR 8-bitowy | ATmega8A | 1 | DIP-28 | Do notatnika | |
| IC2, IC3 | Wzmacniacz operacyjny | MCP6002 | 2 | SOIC-8 | Do notatnika | |
| IC4 | Regulator liniowy | L78L05 | 1 | Do notatnika | ||
| IC5 | Czujnik Halla | SS494B | 1 | Do notatnika | ||
| C1-C7 | Kondensator | 100 nF | 9 | K10-17b | Do notatnika | |
| R1, R3, R6, R9 | Rezystor | 10 kΩ | 4 | SMD 1206 | Do notatnika | |
| R2 | Rezystor | 12 kiloomów | 1 | SMD 1206 | Do notatnika | |
| R4 | Rezystor | 20 kΩ | 1 | SMD 1206 | Do notatnika | |
| R5 | Rezystor | 6,8 kΩ | 1 | SMD 1206 | Do notatnika | |
| R7, R8 | Rezystor | 100 kΩ | 2 | SMD 1206 | Do notatnika | |
| P1 | Rezystor przycinania | 10 kΩ | 1 | 3362P | Do notatnika | |
| P2 | Rezystor przycinania | 4,7 kΩ | 1 | 3362P |
Pomiar prądu(w skrócie pomiar prądu) to przydatna umiejętność, która przyda się więcej niż raz w życiu. Konieczna jest znajomość wielkości prądu, gdy konieczne jest określenie zużycia energii. Do pomiaru prądu służy urządzenie zwane amperomierzem.
Istnieje prąd przemienny i prąd stały, dlatego do ich pomiaru stosuje się różne przyrządy pomiarowe. Prąd jest zawsze oznaczony literą I, a jego siła jest mierzona w amperach i oznaczona literą A. Na przykład I \u003d 2 A pokazuje, że prąd w testowanym obwodzie wynosi 2 ampery.
Zastanówmy się szczegółowo, jak różne przyrządy pomiarowe są przeznaczone do pomiaru różne rodzaje prądy.
- Na urządzeniu pomiarowym do pomiaru prądu stałego przed literą A umieszczany jest symbol „-”.
- Na urządzeniu pomiarowym do pomiaru prądu przemiennego w tym samym miejscu umieszczany jest symbol „~”.
- ~ Urządzenie do pomiaru prądu przemiennego.
- - Urządzenie do pomiaru prądu stałego.
Oto zdjęcie amperomierza zaprojektowanego dla Pomiary prądu stałego.
Zgodnie z prawem siła prądu płynącego w obwodzie zamkniętym, w dowolnym jego punkcie, jest równa tej samej wartości. W rezultacie, aby zmierzyć prąd, konieczne jest odłączenie obwodu w dowolnym miejscu dogodnym do podłączenia urządzenia pomiarowego.
Należy pamiętać, że wielkość napięcia obecnego w obwodzie elektrycznym nie ma żadnego wpływu na pomiar prądu. Źródłem prądu może być domowy zasilacz 220 V lub bateria 1,5 V itp.
Jeśli zamierzasz mierzyć prąd w obwodzie, zwróć szczególną uwagę na to, czy prąd płynie w obwodzie, bezpośrednio czy naprzemiennie. Weź odpowiednie urządzenie pomiarowe i jeśli nie znasz oczekiwanego natężenia prądu w obwodzie, ustaw przełącznik pomiaru prądu w pozycji maksymalnej.
Zastanówmy się szczegółowo, jak zmierzyć natężenie prądu za pomocą urządzenia elektrycznego.
Dla bezpieczeństwa pomiary poboru prądu urządzenia elektryczne zrobimy domowej roboty przedłużacz z dwoma gniazdami. Po złożeniu otrzymujemy przedłużacz bardzo podobny do standardowego przedłużacza sklepowego.
Ale jeśli zdemontujemy i porównamy ze sobą przedłużacz domowy i kupiony w sklepie, to wyraźnie zobaczymy różnice w strukturze wewnętrznej. Wnioski w gniazdach domowej roboty przedłużacza są połączone szeregowo, aw sklepie są połączone równolegle.
Zdjęcie wyraźnie pokazuje, że górne zaciski są połączone żółtym przewodem, a napięcie sieciowe jest podawane na dolne zaciski gniazd.
Teraz zaczynamy mierzyć prąd, w tym celu wkładamy wtyczkę urządzenia elektrycznego do jednego z gniazd, a sondy amperomierza do drugiego. Przed pomiarem prądu, nie zapomnij przeczytać informacji o tym, jak prawidłowo i bezpiecznie mierzyć prąd.
Teraz zastanów się, jak poprawnie zinterpretować odczyty amperomierza wskaźnikowego. Na pomiar poboru prądu przyrząd, wskazówka amperomierza zatrzymała się na podziałce 50, przełącznik został ustawiony na maksymalny limit pomiaru 3 ampery. Skala mojego amperomierza ma 100 działek. Oznacza to, że łatwo jest określić zmierzoną siłę prądu za pomocą wzoru (3/100) X 50 \u003d 1,5 ampera.
Wzór do obliczania mocy urządzenia według zużytego prądu.
Mając dane dotyczące ilości prądu pobieranego przez dowolne urządzenie elektryczne (telewizor, lodówka, żelazko, spawarka itp.), możesz łatwo określić, jaki pobór prądu ma to urządzenie. Na świecie istnieje fizyczny wzorzec, któremu elektryczność zawsze jest posłuszna. Odkrywców tego wzoru, Emila Lenza i Jamesa Joule'a, a na ich cześć nazwano go teraz prawem Joule-Lenza.
- I - natężenie prądu, mierzone w amperach (A);
- U - napięcie mierzone w woltach (V);
- P to moc mierzona w watach (W).
Przeprowadźmy jedno z bieżących obliczeń.
Zmierzyłem pobór prądu lodówki i wynosi on 7 amperów. Napięcie w sieci wynosi 220 V. Dlatego pobór mocy lodówki wynosi 220 V X 7 A \u003d 1540 W.
- instruktaż
Wstęp
Cześć! Po zakończeniu cyklu na czujnikach pojawiły się pytania o inny plan pomiaru parametrów zużycia urządzeń domowych i mało elektrycznych. Kto ile zużywa, jak połączyć, co mierzyć, jakie są subtelności i tak dalej. Czas odsłonić wszystkie karty w tym obszarze.W tej serii artykułów rozważymy temat pomiaru parametrów energii elektrycznej. Te parametry są w rzeczywistości bardzo duża liczba, które postaram się stopniowo opowiadać w małych seriach.
Do tej pory w przygotowaniu są trzy serie:
- Pomiar energii elektrycznej.
- Jakość energii elektrycznej.
- Urządzenia do pomiaru parametrów energii elektrycznej.
Na podstawie wyników całego cyklu wyprodukujemy coś w rodzaju inteligentnego licznika elektrycznego z dostępem do Internetu. Absolutnie znani miłośnicy sterowania urządzeniami elektrycznymi swojego inteligentnego domu mogą zapewnić wszelką możliwą pomoc we wdrożeniu części komunikacyjnej opartej np. na MajorDomo. Zróbmy OpenSource inteligentny dom lepiej, że tak powiem.
W tej serii, w dwóch częściach, odpowiemy na następujące pytania:
- Podłączanie czujników prądu i napięcia w urządzeniach prądu stałego oraz jednofazowych i trójfazowych obwodach prądu przemiennego;
- Pomiar efektywnych wartości prądu i napięcia;
- Pomiar współczynnika mocy;
- Moc pozorna, czynna i bierna;
- Pobór prądu;
1. Połączenie czujnika
W ostatnim cyklu o czujnikach napięcia i prądu mówiłem o rodzajach czujników, ale nie mówiłem o tym, jak ich używać i gdzie je umieścić. Czas to naprawić
Podłączanie czujników DC
Oczywiste jest, że cały cykl będzie poświęcony układom prądu przemiennego, ale szybko przejdziemy do obwodów prądu stałego, ponieważ może to być dla nas przydatne przy opracowywaniu zasilaczy prądu stałego. Weźmy na przykład klasyczny konwerter buck PWM:
Ryc. 1. Konwerter złotówki PWM
Naszym zadaniem jest zapewnienie stabilizowanego napięcia wyjściowego. Dodatkowo na podstawie informacji z czujnika prądu można sterować trybem pracy cewki indukcyjnej L1, zapobiegając jej nasyceniu, a także realizować zabezpieczenie prądowe przetwornika. I szczerze mówiąc, nie ma konkretnych opcji instalacji czujników.
Na wyjściu przekształtnika zainstalowany jest czujnik napięciowy w postaci dzielnika rezystancyjnego R1-R2, który jako jedyny może pracować na prądzie stałym. Z reguły specjalny układ konwertera ma wejście opinia i dokłada wszelkich starań, aby to wejście (3) miało określony poziom napięcia, określony w dokumentacji mikroukładu. Na przykład 1,25V. Jeśli nasz napięcie wyjściowe pokrywa się z tym poziomem - wszystko jest w porządku - bezpośrednio na to wejście przykładamy napięcie wyjściowe. Jeśli nie, ustaw dzielnik. Jeśli musimy zapewnić napięcie wyjściowe 5V, dzielnik musi zapewnić współczynnik podziału 4, tj. Na przykład R1 = 30k, R2 = 10k.
Czujnik prądu jest zwykle instalowany między zasilaczem a przetwornikiem i na chipie. Na podstawie różnicy potencjałów między punktami 1 i 2 oraz znanej rezystancji rezystorów Rs można wyznaczyć aktualną wartość prądu naszej cewki indukcyjnej. Instalacja czujnika prądu między źródłami a obciążeniem nie jest najważniejsza dobry pomysł, ponieważ kondensator filtra zostanie odcięty przez rezystor od odbiorców prądów pulsacyjnych. Zainstalowanie rezystora w szczelinie wspólnego przewodu również nie wróży dobrze - będą dwa poziomy gruntu, z którymi nadal można się bawić.
Problemów ze spadkami napięcia można uniknąć, stosując bezdotykowe czujniki prądowe - np. czujniki Halla:
Rys 2. Bezdotykowy czujnik prądu
Istnieje jednak trudniejszy sposób pomiaru prądu. W końcu napięcie na tranzystorze spada w ten sam sposób i przepływa przez niego ten sam prąd, co indukcyjność. Dlatego aktualną wartość prądu można również określić na podstawie spadku napięcia na nim. Szczerze mówiąc, jeśli spojrzysz na wewnętrzną strukturę mikroukładów konwerterów, na przykład firmy Texas Instruments, to ta metoda występuje tak często, jak poprzednie. Dokładność tej metody z pewnością nie jest najwyższa, ale to wystarcza, aby obecny odcięcie zadziałało.
Rys 3. Tranzystor jako czujnik prądu
To samo robimy w innych obwodach podobnych przetworników, czy to doładowania, czy odwrócenia.
Należy jednak osobno wspomnieć o przetwornikach transformatorowych typu forward i flyback.
Rysunek 4. Podłączanie czujników prądu w przetwornikach flyback
Mogą również wykorzystywać w swojej roli albo rezystancję zewnętrzną, albo tranzystor.
Na tym kończymy podłączanie czujników do przetworników DC. Jeśli masz sugestie dotyczące innych opcji, z chęcią uzupełnię o nie artykuł.
1.2 Podłączanie czujników do jednofazowych obwodów prądu przemiennego
W obwodach prądu przemiennego mamy znacznie większy wybór możliwych czujników. Rozważmy kilka opcji.Najprostszym jest użycie rezystancyjnego dzielnika napięcia i bocznika prądowego.
Rysunek 5. Podłączanie czujników rezystorowych
Ma jednak kilka istotnych wad:
Po pierwsze, albo dostarczymy znaczną amplitudę sygnału z bocznika prądowego, przydzielając mu dużą ilość mocy, albo zadowolimy się małą amplitudą sygnału, a następnie ją wzmocnimy. Po drugie, rezystor tworzy różnicę potencjałów między przewodem neutralnym sieci a przewodem neutralnym urządzenia. Jeśli urządzenie jest izolowane, to nie ma to znaczenia, ale jeśli urządzenie ma zacisk uziemiający, to ryzykujemy, że zostaniemy bez sygnału z czujnika prądu, bo go zwieramy. Może warto wypróbować czujniki działające na innych zasadach.
Na przykład zastosujemy przekładniki prądowe i napięciowe lub czujnik prądu z efektem Halla i przekładnik napięciowy. Możliwości pracy ze sprzętem jest znacznie więcej, ponieważ przewód neutralny nie ma strat, a co najważniejsze w obu przypadkach występuje izolacja galwaniczna sprzęt pomiarowy, który często może się przydać. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że czujniki przekładników prądowych i napięciowych mają ograniczoną charakterystykę częstotliwościową, a jeśli chcemy mierzyć skład harmoniczny zniekształceń, to nie jest to fakt, który nam się sprawdzi.
Rys 6. Podłączenie transformatora i bezdotykowych czujników prądu i napięcia
1.3 Podłączanie czujników do obwodów wielofazowych sieci AC
W sieciach wielofazowych nasza zdolność do podłączenia czujników prądu jest nieco mniejsza. Wynika to z faktu, że bocznik prądowy w ogóle nie może być użyty, ponieważ różnica potencjałów między bocznikami fazowymi będzie się wahać w granicach setek woltów, a nie znam żadnego sterownika ogólnego przeznaczenia, którego wejścia analogowe mogłyby wytrzymać takie kpiny.Jednym ze sposobów wykorzystania boczników prądowych jest oczywiście - dla każdego kanału konieczne jest wykonanie galwanicznie izolowanego wejścia analogowego. Ale o wiele łatwiej i bardziej niezawodnie jest korzystać z innych czujników.
W moim analizatorze jakości używam rezystancyjnych dzielników napięcia i zdalnych czujników prądu opartych na efekcie Halla.
Rys 7. Czujniki prądu w sieci trójfazowej
Jak widać na rysunku, używamy połączenia czteroprzewodowego. Oczywiście zamiast czujników prądu na efekt Halla można wziąć przekładniki prądowe lub pętle Rogowskiego.
Zamiast dzielników rezystancyjnych można zastosować przekładniki napięciowe, zarówno dla układu czteroprzewodowego, jak i trójprzewodowego.
W tym ostatnim przypadku uzwojenia pierwotne przekładników napięciowych są połączone w trójkąt, a uzwojenia wtórne w gwiazdę, której wspólny punkt jest wspólnym punktem obwodu pomiarowego.
Rysunek 8. Zastosowanie przekładników napięciowych w sieci trójfazowej
2 Efektywna wartość prądu i napięcia
Czas rozwiązać problem mierzenia naszych sygnałów. Praktyczne znaczenie ma dla nas przede wszystkim efektywna wartość prądu i napięcia.
Przypomnę materiał z cyklu czujników. Za pomocą przetwornika ADC naszego mikrokontrolera w regularnych odstępach czasu będziemy rejestrować chwilową wartość napięcia. Zatem dla okresu pomiarowego będziemy mieli tablicę danych o poziomie chwilowej wartości napięcia (dla prądu wszystko jest podobne).
Rysunek 9. Seria chwilowych wartości napięcia
Naszym zadaniem jest obliczenie efektywnej wartości. Najpierw użyjmy wzoru na całkę:
(1)W system cyfrowy musimy ograniczyć się do pewnego kwantu czasu, więc przechodzimy do sumy:
(2)Gdzie jest okres próbkowania naszego sygnału i jest to liczba próbek na okres pomiarowy. Gdzieś w tym filmie zaczynam rozcierać grę o równość obszarów. Powinienem był spać tego dnia. =)
W mikrokontrolerach MSP430FE4252, które są używane w jednofazowych miernikach Mercury, wykonywanych jest 4096 odczytów w okresie pomiarowym 1, 2 lub 4 sekund. W dalszej części będziemy polegać na T=1s i N=4096. Co więcej, 4096 punktów na sekundę pozwoli nam użyć szybkich algorytmów transformacji Fouriera do określenia widma harmonicznego do 40. harmonicznej, zgodnie z wymaganiami GOST. Ale o tym w następnym odcinku.
Naszkicujmy algorytm naszego programu. Musimy zapewnić stabilny start ADC co 1/8192 sekundy, ponieważ mamy dwa kanały i będziemy mierzyć te dane naprzemiennie. Aby to zrobić, skonfiguruj timer, a sygnał przerwania automatycznie zrestartuje ADC. Wszyscy ADC to robią.
Przyszły program napiszemy na arduino, ponieważ wielu ma go pod ręką. Nasze zainteresowania mają charakter czysto akademicki.
Mając systemową częstotliwość kwarcową 16 MHz i 8-bitowy timer (aby życie nie wyglądało jak miód), musimy zapewnić częstotliwość działania każdego przerwania timera o częstotliwości 8192 Hz.
Przykro nam, że 16 MHz nie jest dzielone tak bardzo, jak potrzebujemy, a końcowa częstotliwość timera to 8198 Hz. Przymykamy oczy na błąd 0,04% i wciąż odczytujemy 4096 próbek na kanał.
Przykro nam, że przerwanie przepełnienia w arduino jest zajęte obliczaniem czasu (odpowiedzialne za milis i opóźnienie, więc przestanie działać normalnie), więc używamy przerwania porównania.
I nagle uświadamiamy sobie, że sygnał dochodzi do nas dwubiegunowo, a msp430fe4252 radzi sobie z nim doskonale. Jesteśmy zadowoleni z jednobiegunowego przetwornika ADC, dlatego montujemy prosty konwerter sygnału dwubiegunowego na jednobiegunowy na wzmacniaczu operacyjnym:
Rys 10. Konwerter sygnału bipolarnego na unipolarny
Ponadto naszym zadaniem jest zapewnienie oscylacji naszej sinusoidy względem połowy napięcia odniesienia – wtedy albo odejmiemy połowę zakresu, albo aktywujemy opcję w ustawieniach ADC i uzyskamy wartości znaku.
Arduino ma 10-bitowy ADC, więc od wyniku bez znaku pomiędzy 0-1023 odejmiemy połowę i otrzymamy -512-511.
Sprawdzamy model zmontowany w LTSpiceIV i upewniamy się, że wszystko działa jak należy. W materiale wideo jesteśmy dodatkowo przekonani eksperymentalnie.
Rysunek 11. Wynik symulacji. Zielony to oryginalny sygnał, niebieski to wyjście!
Szkic dla Arduino dla jednego kanału
void setup() ( autoadcsetup(); DDRD |=(1<
Program został napisany w środowisku Arduino IDE dla mikrokontrolera ATmega1280. Na mojej płytce debugowania pierwsze 8 kanałów jest kierowanych na wewnętrzne potrzeby płyty, więc używany jest kanał ADC8. Możliwe jest użycie tego szkicu do płyty z ATmega168, ale musisz wybrać odpowiedni kanał.
Wewnątrz przerwań zniekształcamy kilka pinów serwisowych, aby wizualnie zobaczyć częstotliwość roboczą digitalizacji.
Kilka słów o tym, skąd wziął się współczynnik 102. Przy pierwszym uruchomieniu z generatora podawany był sygnał o różnych amplitudach, z oscyloskopu odczytywano wskazanie efektywnej wartości napięcia, a obliczoną wartość pobierano z konsoli w absolutne jednostki ADC.
| Umax, V | Urmy, V | Policzone |
| 3 | 2,08 | 212 |
| 2,5 | 1,73 | 176 |
| 2 | 1,38 | 141 |
| 1,5 | 1,03 | 106 |
| 1 | 0,684 | 71 |
| 0,5 | 0,358 | 36 |
| 0,25 | 0,179 | 19 |
Dzieląc wartości trzeciej kolumny przez wartości drugiej, otrzymujemy średnią 102. To będzie nasz współczynnik „kalibracji”. Widać jednak, że wraz ze spadkiem napięcia dokładność gwałtownie spada. Wynika to z niskiej czułości naszego ADC. W rzeczywistości 10 cyfr do dokładnych obliczeń jest katastrofalnie małe, a jeśli jest całkiem możliwe zmierzenie napięcia w gniazdku w ten sposób, to umieszczenie 10-bitowego ADC do pomiaru prądu pobieranego przez obciążenie będzie przestępstwem przeciwko metrologii .
W tym momencie przerwiemy. W kolejnej części rozważymy pozostałe trzy pytania z tej serii i płynnie przejdziemy do tworzenia samego urządzenia.
Prezentowany firmware, jak i inne firmware dla tej serii (ponieważ kręcę filmy szybciej niż przygotowuję artykuły) można znaleźć w repozytorium na GitHub.
Do pomiaru prądów stałych najczęściej wykorzystywane są magnetoelektryczne galwanometry, mikroamperomierze, miliamperomierze i amperomierze, których główną częścią jest magnetoelektryczny mechanizm pomiarowy (miernik). Urządzenie jednego z popularnych projektów miernika wskazówkowego pokazano na ryc. 1. Miernik zawiera magnes w kształcie podkowy 1. W szczelinie powietrznej pomiędzy jego nabiegunnikami 2 a nieruchomym cylindrycznym rdzeniem 5, wykonanym z magnetycznie miękkiego materiału, powstaje równomierne pole magnetyczne, którego linie indukcji są prostopadłe do powierzchni rdzenia. Rama 4 jest umieszczona w tej szczelinie, nawinięta cienkim izolowanym miedzianym drutem (średnica 0,02 ... 0,2 mm) na lekkiej papierowej lub aluminiowej ramie o prostokątnym kształcie. Ramę można obracać razem z osią 6 i strzałką 10, której koniec przesuwa się nad podziałką. Płaskie sprężyny spiralne 5 służą do wytworzenia momentu przeciwdziałającego obrotowi ramy, a także do doprowadzenia prądu do ramy. Pomiędzy osią a obudową zamocowana jest jedna sprężyna. Druga sprężyna jest przymocowana jednym końcem do osi, a drugim końcem do dźwigni korekcyjnej 7, której widelec zakrywa mimośrodowy pręt śruby 8. Obracając tę śrubę, strzałka jest ustawiona na podział zerowy skala. Przeciwwagi 9 służą do wyważania ruchomej części miernika w celu stabilizacji położenia strzałki przy zmianie położenia przyrządu.
Ryż. 1. Urządzenie magnetoelektrycznego mechanizmu pomiarowego.
Mierzony prąd, przechodzący przez cewki ramy, oddziałuje z polem magnetycznym magnesu trwałego. Powstający w tym przypadku moment obrotowy, którego kierunek wyznacza znana reguła lewej ręki, powoduje obrót ramy pod takim kątem, przy którym jest ona równoważona przez moment przeciwdziałający, który występuje przy skręceniu sprężyn 5 Ze względu na równomierność stałego pola magnetycznego w szczelinie powietrznej moment obrotowy, a co za tym idzie odchyłki strzałek kątowych są proporcjonalne do prądu przepływającego przez ramkę. Dlatego urządzenia magnetoelektryczne mają jednolite skale. Inne wielkości wpływające na wartość momentu obrotowego - indukcja magnetyczna w szczelinie powietrznej, liczba zwojów i powierzchnia ramy - pozostają stałe i wraz z siłą sprężystości sprężyn decydują o czułości miernika.
Podczas obracania ramki w aluminiowej ramie indukowane są prądy, których oddziaływanie z polem magnesu trwałego wytwarza moment hamowania, który szybko wycisza ruchomą część miernika (czas ustalania nie przekracza 3 s).
Mierniki charakteryzują się trzema parametrami elektrycznymi: a) całkowitym prądem odchylenia Ii, powodującym przesunięcie wskazówki do końca skali; b) całkowite odchylenie napięcia Ui, czyli napięcie na ramie miernika, które wytwarza w jego obwodzie prąd Ii; c) opór wewnętrzny Ri, który jest oporem ramy. Parametry te są ze sobą połączone prawem Ohma:
W radiowych przyrządach pomiarowych stosuje się różne typy mierników magnetoelektrycznych, których całkowity prąd odchylenia zwykle mieści się w zakresie 10 ... 1000 μA. Mierniki, których całkowity prąd odchylenia nie przekracza 50-100 μA są uważane za bardzo czułe.
Niektóre mierniki są wyposażone w bocznik magnetyczny w postaci stalowej płytki, którą można przybliżyć do końcowych powierzchni nabiegunników i magnesu lub od nich oddalić. W tym przypadku prąd całkowitego odchylenia I zmniejszy się lub wzrośnie w niewielkim zakresie, ze względu na zmianę strumienia magnetycznego działającego na ramę w wyniku rozgałęzienia części całkowitego strumienia magnetycznego przez bocznik.
Całkowite napięcie ugięcia Ui dla większości mierników zawiera się w przedziale 30-300 mV. Opór ramy R i zależy od obwodu ramy, liczby zwojów i średnicy drutu. Im bardziej czuły miernik, tym więcej zwojów cieńszego drutu ma jego rama i tym większy opór. Zwiększenie czułości mierników uzyskuje się również poprzez zastosowanie mocniejszych magnesów, ramek bezramowych, sprężyn z małym momentem przeciwdziałającym oraz zawieszenie części ruchomej na rozstępach (dwie cienkie nitki).
We wrażliwych miernikach z ramkami bezramkowymi strzałka odchylająca się pod wpływem prądu przepływającego przez ramkę wykonuje serię drgań, zanim zatrzyma się w pozycji równowagi. Aby skrócić czas osiadania strzały, rama jest bocznikowana rezystorem o rezystancji rzędu tysięcy lub setek omów. Rolę tego ostatniego pełni czasami obwód elektryczny urządzenia, połączony równolegle z ramą.
Mierniki z ruchomymi ramkami pozwalają uzyskać kąt całkowitego wychylenia strzały do 90-100°. Niewielkie mierniki są czasami wykonane ze stałą ramą i ruchomym magnesem zamontowanym na tej samej osi, co wskaźnik. W takim przypadku możliwe jest zwiększenie kąta całkowitego ugięcia strzały do 240°.
Szczególnie czułe mierniki używane do pomiaru bardzo małych prądów (poniżej 0,01 μA) i napięć (poniżej 1 μV) nazywane są galwanometrami. Są one często używane jako wskaźniki zerowe (wskaźniki braku prądu lub napięcia w obwodzie) podczas pomiaru metodami porównawczymi. Zgodnie z metodą odczytu rozróżnia się galwanometry wskaźnikowe i lustrzane; w tym ostatnim ryzyko odniesienia na skali tworzone jest za pomocą wiązki światła i lustra zamontowanego na ruchomej części urządzenia.
Mierniki magnetoelektryczne nadają się do pomiarów wyłącznie przy prądzie stałym. Zmiana kierunku prądu w ramie prowadzi do zmiany kierunku momentu obrotowego i ugięcia strzałki w przeciwnym kierunku. Gdy miernik jest podłączony do obwodu prądu przemiennego o częstotliwości do 5-7 Hz, strzałka będzie stale oscylować wokół zera skali z tą częstotliwością. Przy wyższej częstotliwości prądu układ ruchomy ze względu na swoją bezwładność nie ma czasu na śledzenie zmian prądu i igła pozostaje w pozycji zerowej. Jeśli przez miernik przepływa prąd pulsujący, odchylenie strzałki jest określone przez stałą składową tego prądu. Aby wyeliminować drgania strzałki, miernik jest bocznikowany kondensatorem Duża pojemność.
Mierniki przeznaczone do pracy w obwodzie prądu stałego, którego kierunek jest niezmienny, mają jednostronną podziałkę, której jeden z końców jest z podziałką zerową. Aby uzyskać prawidłowe ugięcie strzałki konieczne jest, aby prąd płynął przez ramkę w kierunku od zacisku oznaczonego „+” do zacisku oznaczonego „-”. Mierniki przeznaczone do pracy w obwodach prądu stałego, których kierunek może się zmieniać, wyposażone są w podziałkę dwustronną, której podział zerowy znajduje się zwykle pośrodku; gdy prąd płynie w urządzeniu od zacisku „+” do zacisku „-”, strzałka odchyla się w prawo.
Mierniki magnetoelektryczne wytrzymują przeciążenia krótkotrwałe, do 10-krotności prądu Iu i 3-krotne przeciążenie długotrwałe. Nie są wrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne (ze względu na obecność silnego wewnętrznego pola magnetycznego), zużywają mało energii podczas pomiarów i mogą być wykonywane we wszystkich klasach dokładności.
Do pomiarów prądu przemiennego stosuje się mierniki magnetoelektryczne w połączeniu z przetwornikami półprzewodnikowymi, elektronicznymi, fotoelektrycznymi lub termicznymi; Razem tworzą odpowiednio urządzenia prostownikowe, elektroniczne, fotowoltaiczne lub termoelektryczne.
W przyrządach pomiarowych czasami stosuje się mierniki elektromagnetyczne, elektrodynamiczne i ferrodynamiczne, które nadają się do bezpośredniego pomiaru zarówno prądów stałych, jak i prądów przemiennych rms o częstotliwości do 2,5 kHz. Jednak tego typu mierniki są znacznie gorsze od mierników magnetoelektrycznych pod względem czułości, dokładności i poboru mocy podczas pomiarów. Dodatkowo posiadają nierówną skalę, skompresowaną w początkowej części, oraz są wrażliwe na działanie zewnętrznych pól magnetycznych, które osłabiają co trzeba stosować osłony magnetyczne i komplikują konstrukcję urządzeń.
Wyznaczanie parametrów elektrycznych mierników magnetoelektrycznych
W przypadku zastosowania mechanizmu pomiarowego nieznanego typu jako przyrządu magnetoelektrycznego, parametry tego ostatniego - całkowity prąd odchylania Ii i rezystancję wewnętrzną Ri - należy wyznaczyć empirycznie.
Ryż. 2. Schematy pomiaru parametrów elektrycznych mierników magnetoelektrycznych
Rezystancję ramy R i można w przybliżeniu zmierzyć za pomocą omomierza o wymaganej granicy pomiaru. Podczas sprawdzania bardzo czułych mierników należy zachować ostrożność, ponieważ wysoki prąd omomierza może je uszkodzić. W przypadku zastosowania wielolimitowego omomierza akumulatorowego pomiar należy rozpocząć od najwyższej granicy rezystancji, przy której prąd w obwodzie zasilającym omomierza jest najmniejszy. Przejście do innych limitów jest dozwolone tylko wtedy, gdy nie spowoduje to, że wskazówka miernika zejdzie ze skali.
Wystarczająco dokładnie, parametry miernika można określić zgodnie ze schematem na ryc. 2,a. Obwód jest zasilany ze stałego źródła napięcia B przez rezystor R1, który służy do ograniczenia prądu w obwodzie. Reostat R2 osiąga odchylenie igły miernika I na pełną skalę. Jednocześnie zliczana jest wartość prądu Ii według wzorcowego (wzorcowego) mikroamperomierza (miliamperomierza) bazy wywołania μA). Następnie równolegle do miernika podłącza się skrzynkę rezystancji odniesienia Ro, zmieniając rezystancję, której prąd płynący przez miernik jest redukowany dokładnie dwa razy w porównaniu z prądem we wspólnym obwodzie. Nastąpi to przy oporze Ro = R i. Zamiast magazynu rezystancji można użyć dowolnego rezystora zmiennego, a następnie zmierzyć jego rezystancję Ro = R i użyć omomierza lub mostka DC. Możliwe jest również podłączenie równolegle do miernika nieregulowanego rezystora o znanej rezystancji R, najlepiej bliskiej oczekiwanej rezystancji R i; wtedy wartość tego ostatniego określa wzór
R i \u003d (I / I1 - 1) * R,
gdzie I i I1 są prądami mierzonymi odpowiednio przez urządzenia μA i I.
Jeśli miernik AND ma jednolitą skalę zawierającą działki αp, to można zastosować układ pokazany na rys. 2b. Pożądane parametry miernika obliczane są według wzorów:
Ii \u003d U / (R1 + R2) * αp / α1; Ri = (α2 * R2)/(α1-α2) - R1 ,
gdzie U to napięcie zasilania mierzone przez woltomierz V, α1 i α2 to odczyty na skali miernika, gdy przełącznik B jest ustawiony odpowiednio w pozycjach 1 i 2, a R1 i R2 to znane rezystancje rezystorów, które są wziąć w przybliżeniu te same nominały. Błąd pomiaru jest tym mniejszy, im bliżej końca skali jest odczyt α1 co uzyskuje się poprzez odpowiedni dobór rezystancji
Miliamperomierze i amperomierze magnetoelektryczne
Mierniki magnetoelektryczne, gdy są bezpośrednio połączone z obwodami elektrycznymi, mogą być używane tylko jako mikroamperomierze prądu stałego o granicy pomiaru równej całkowitemu prądowi odchylania Ii. Aby rozszerzyć granicę pomiaru, miernik And jest podłączony do obwodu prądowego równolegle z bocznikiem - rezystor o niskiej rezystancji Rsh (ryc. 3); w tym przypadku tylko część mierzonego prądu przepłynie przez miernik i im mniejsza, tym mniejsza rezystancja Rsh w porównaniu z rezystancją miernika Ri. W pomiarach elektronicznych maksymalny wymagany limit pomiaru prądów stałych rzadko przekracza 1000 mA (1 A).
Przy wybranej wartości granicznej mierzonego prądu Ip przez miernik musi płynąć całkowity prąd odchylenia Ii; nastąpi to przy oporach bocznikowych
Rsh \u003d R i: (Ip / Ii - 1). (jeden)
Np. jeśli trzeba rozszerzyć granicę pomiarową mikroamperomierza typu M260, który ma parametry Ip = 0,2 mA i Ri = 900 Ohm, do wartości Ip = 20 mA, należy zastosować bocznik z rezystancją Rsh = 900 / (100-1) = 9,09 Ohm.
Ryż. 3. Schemat kalibracji miliamperomierza magnetoelektrycznego (amperomierza)
Boczniki na miliamperomierze wykonane są z drutu manganinowego lub konstantanowego. Ze względu na dużą rezystywność materiału wymiary boczników są niewielkie, co pozwala na łączenie ich bezpośrednio pomiędzy zaciskami urządzenia wewnątrz lub na zewnątrz jego obudowy. Jeżeli wartość prądu Ip jest znana (w amperach), to średnica drutu bocznikowego d (w milimetrach) jest wybierana z warunku
d >= 0,92 I p 0,5 , (2)
w którym gęstość prądu w boczniku nie przekracza 1,5 A/mm 2 . Na przykład bocznik miliamperomierza o granicy pomiaru Ip = 20 mA powinien być wykonany z drutu o średnicy 0,13 mm.
Po podniesieniu drutu o odpowiedniej średnicy d (w milimetrach), jego długość (w metrach), niezbędna do wytworzenia bocznika o rezystancji Rsh (w omach), jest w przybliżeniu określona wzorem
L = (1,5...1,9)d 2 * Rsh (3)
i jest precyzyjnie wyregulowany, gdy urządzenie jest włączone zgodnie ze schematem na ryc. 3 szeregowo z miliamperomierzem odniesienia mA.
Boczniki na wysokie prądy (do amperomierzy) są zwykle wykonane z manganinu arkuszowego. Aby wyeliminować wpływ rezystancji styku i rezystancji przewodów łączących, takie boczniki mają cztery zaciski (ryc. 4, a). Zewnętrzne masywne zaciski nazywane są prądem i służą do włączenia bocznika w obwód mierzonego prądu. Cęgi wewnętrzne nazywane są potencjałowymi i służą do podłączenia miernika. Taka konstrukcja eliminuje również możliwość uszkodzenia licznika przez duży prąd w przypadku przypadkowego odłączenia bocznika.
Aby zmniejszyć błąd pomiaru temperatury spowodowany różną zależnością temperaturową rezystancji ramy miernika i bocznika, rezystor manganinowy Rk jest połączony szeregowo z miernikiem (rys. 4, b); błąd zmniejsza się tyle razy, ile wzrasta rezystancja obwodu miernika. Jeszcze lepsze wyniki uzyskuje się poprzez włączenie termistora Rk o ujemnym współczynniku temperaturowym rezystancji. Przy obliczaniu urządzenia z kompensacją temperatury rezystancję R oraz we wzorach obliczeniowych należy rozumieć jako całkowitą rezystancję miernika i rezystora Rk.
Ryż. Rys. 4. Schematy załączania bocznika dla dużych prądów (a) i elementu kompensacji temperatury (b)
Biorąc pod uwagę wpływ bocznika, rezystancję wewnętrzną miliamperomierza (amperomierza)
Rma \u003d R i Rsh / (R i + Rsh). (4)
Aby zapewnić wystarczająco wysoką dokładność w szerokim zakresie mierzonych prądów, urządzenie musi mieć kilka granic pomiarowych; osiąga się to poprzez zastosowanie szeregu przełączalnych boczników zaprojektowanych dla różnych wartości prądu ograniczającego Ip.
Czynnikiem przejściowym skali N jest stosunek górnych wartości granicznych dwóch sąsiednich granic pomiarowych. Przy N = 10, jak na przykład w czterogranicznym miliamperomierzu z limitami 1, 10, 100 i 1000 mA, skala urządzenia wykonana dla jednego z limitów (1 mA) może być łatwo wykorzystana do mierzyć prądy na pozostałych granicach mnożąc odczyt przez odpowiedni mnożnik wynosi 10, 100 lub 1000. W takim przypadku zakres pomiarowy osiągnie 90% zakresu odczytu, co spowoduje zauważalny wzrost błędu pomiaru tych aktualne wartości, które odpowiadają odczytom na początkowych odcinkach wagi.
Ryż. 5. Skale multi-limit magnetoelektrycznych miliamperomierzy
Aby poprawić dokładność pomiarów w niektórych urządzeniach, wartości graniczne mierzonych prądów są wybierane z szeregu cyfr 1, 5, 20, 100, 500 itd., używając wspólnej skali z kilkoma rzędy znaków numerycznych do czytania (ryc. 5, a). Czasami wartości graniczne są wybierane z szeregu cyfr 1, 3, 10, 30, 100 itd., co pozwala wykluczyć odczyt z pierwszej trzeciej skali; jednak skala musi mieć dwa rzędy znaków wyskalowanych odpowiednio wielokrotnością 3 i 10 (ryc. 5, b).
Przełączanie boczników, niezbędne do przejścia z jednej granicy pomiarowej do drugiej, może być realizowane za pomocą przełącznika przy zastosowaniu na wszystkich granicach wspólnych zacisków wejściowych (rys. 6) lub za pomocą systemu gniazd dzielonych, połówki z których są połączone metalową wtyczką przewodu pomiarowego (rys. 7 ). Cecha schematów na ryc. 6, b i 7, b oznacza, że bocznik każdego limitu pomiarowego obejmuje rezystory bocznikowe o innych, mniej czułych granicach.
Ryż. 6. Schematy miliamperomierzy wielolimitowych z przełącznikami limitów pomiarowych.
Podczas przełączania poniżej prądu limitu pomiarowego urządzenia możliwe jest uszkodzenie miernika, jeśli zostanie on na krótko włączony bez bocznika w obwód mierzonego prądu. Aby tego uniknąć, konstrukcja przełączników (rys. 6) musi zapewniać przejście od jednego kontaktu do drugiego bez przerywania obwodu. W związku z tym konstrukcja gniazd dzielonych (rys. 7) powinna umożliwiać załączenie wtyczki przewodu pomiarowego po włączeniu najpierw z bocznikiem, a następnie z obwodem miernika.
Ryż. 7. Schematy miliamperomierzy multilimitowych z przełączaniem limitów pomiarowych typu plug-and-socket.
W celu ochrony miernika przed niebezpiecznymi przeciążeniami, równolegle z nim umieszczany jest przycisk Kn ze stykiem NC (rys. 7, b); miernik włącza się w obwód dopiero po naciśnięciu przycisku. Efektywny sposób ochrona wrażliwych liczników polega na ich bocznikowaniu (w kierunku do przodu) specjalnie dobranymi diodami półprzewodnikowymi; w tym przypadku jednak możliwe jest naruszenie jednolitości skali.
W porównaniu do urządzeń z przełączalnymi bocznikami, urządzenia wielozakresowe z uniwersalnymi bocznikami są bardziej niezawodne w działaniu. Bocznik uniwersalny to grupa rezystorów połączonych szeregowo, które razem z miernikiem tworzą obwód zamknięty (rys. 8). Do podłączenia do badanego obwodu stosuje się wspólny zacisk ujemny i zacisk podłączony do jednego z odczepów bocznikowych. Tworzy to dwie równoległe gałęzie. Na przykład, gdy przełącznik B jest ustawiony w pozycji 2 (rys. 8, a), jedna gałąź zawiera rezystory aktywnej sekcji bocznika, która ma rezystancję Rsh.d = Rsh.d = Rsh2 + Rsh3, w drugiej gałęzi , rezystor Rsh1 jest połączony szeregowo z miernikiem. Rezystancja Rsh.d musi być taka, aby przy granicy mierzonego prądu Ip przez miernik przepływał całkowity prąd odchylania Ii. Ogólnie
Rsh.d \u003d (Rsh + Ri) (Ii / Ip). (pięć)
gdzie Rsh = Rsh1 + Rsh2 + Rsh3 + ... jest impedancją bocznika.
Bocznik uniwersalny jako całość pełni funkcję aktywnego bocznika na granicy 1, co odpowiada najmniejszej wartości granicznej mierzonego prądu Iп1; jego opór można obliczyć za pomocą wzoru (1). Jeśli wybrano granice pomiaru Ip2 = = N12*Ip1; Ip3 \u003d N23 * Ip2; Ip4 \u003d N34 * Ip3 itd., a następnie opór poszczególnych sekcji bocznika określają wyrażenia:
Rsh2 + Rsh3 + Rsh4 + ... = Rsh / N12;
Rsh3 + Rsh4 + ... = Rsh/(N12*N23);
Rsh4 + ... = Rsh / (N12 * N23 * N34) itp. Różnica rezystancji z dwóch sąsiednich równości pozwala określić rezystancję poszczególnych elementów bocznika Rsh1, Rsh2, Rsh3 itp.
Ryż. 8. Schematy miliamperomierzy wielozakresowych z uniwersalnymi bocznikami
Z powyższych wyrażeń widać, że współczynniki przejścia N12, N23, N34 itp. są całkowicie określone przez stosunek rezystancji poszczególnych sekcji bocznika i są całkowicie niezależne od danych licznika. Dlatego ten sam uniwersalny bocznik, połączony równolegle z różnymi licznikami, zmieni swoje granice taką samą liczbę razy; w tym przypadku początkową granicę pomiaru określa wzór
Ip1 \u003d Ii * (Ri / Rsh + 1). (6)
Ze schematów na ryc. 8 widać, że w urządzeniach z bocznikami uniwersalnymi granice pomiarowe można dobierać zarówno za pomocą przełączników, jak i gniazdek zwykłego typu. Zerwanie styku w tych obwodach jest bezpieczne dla miernika. Jeżeli przybliżona wartość mierzonego prądu jest nieznana, to przed podłączeniem przyrządu wielozakresowego do badanego obwodu należy ustawić najwyższą górną granicę pomiarów,
Podziałka miliamperomierzy i amperomierzy magnetoelektrycznych
Kalibracja przyrządu pomiarowego polega na określeniu jego charakterystyki kalibracyjnej, czyli relacji pomiędzy wartościami mierzonej wielkości a odczytami przyrządu odczytowego, wyrażonymi w formie tabeli, wykresu lub wzoru. W praktyce podziałkę przyrządu wskaźnikowego kończy się rysowaniem na jego skali podziałek, które odpowiadają pewnym wartościom liczbowym mierzonej wartości.
W przypadku urządzeń magnetoelektrycznych o jednakowych skalach głównym zadaniem kalibracji jest ustalenie zgodności ostatecznego podziału skali z wartością graniczną wartości mierzonej, co można wykonać za pomocą obwodu podobnego do pokazanego na ryc. 3. Urządzenie kalibrowane podłącza się do zacisków 1 i 2. Za pomocą reostatu R w obwodzie zasilanym ze źródła prądu stałego ustawić wartość graniczną prądu Ip na urządzeniu wzorcowym mA i zaznaczyć punkt na skali na od której odbiega strzałka miernika I. Jeśli skalibrowane urządzenie ma jeden limit, to dowolny punkt w pobliżu przystanku, który ogranicza ruch wskaźnika, można uznać za punkt końcowy skali. W instrumentach wielolimitowych z wieloma skalami takiego arbitralnego wyboru końca skali można dokonać tylko przy jednym limicie, przyjmowanym jako początkowy.
Jeżeli strzałka przy aktualnym Ip nie znajduje się na końcowej podziałce skali, urządzenie należy wyregulować. W instrumentach z jednym limitem lub przy pierwotnym limicie instrumentu z wieloma limitami, tę regulację można przeprowadzić za pomocą bocznika magnetycznego. W przypadku braku tego ostatniego regulację przeprowadza się poprzez regulację oporów boczników. Jeżeli przy obecnym Ip strzałka nie osiągnie ostatecznego podziału, należy zwiększyć rezystancję bocznika Rsh; kiedy strzałka schodzi ze skali, opór bocznika jest zmniejszony.
Podczas kalibracji przyrządów wielozakresowych działających zgodnie ze schematami przedstawionymi na ryc. 6, b, 7, b i 8 boczniki należy wyregulować w określonej kolejności, zaczynając od rezystancji bocznika Rsh, odpowiadającej najwyższemu prądowi granicznemu Ip3; następnie opory boczników Rsh2 i Rsh1 są sukcesywnie dostosowywane. Podczas przełączania granic może być konieczna wymiana urządzenia wzorcowego, którego górna granica pomiaru musi we wszystkich przypadkach być równa lub nieznacznie przekraczać wartość graniczną skali z podziałką.
Znając położenie działów początkowych i końcowych jednolitej skali, łatwo jest określić położenie wszystkich działów pośrednich. Należy jednak pamiętać, że w przypadku niektórych urządzeń magnetoelektrycznych, ze względu na wady konstrukcyjne lub cechy obwodu pomiarowego, może nie istnieć dokładna proporcjonalność między przemieszczeniem kątowym wskazówki a mierzonym prądem. Dlatego wskazane jest sprawdzenie podziałki skali w kilku punktach pośrednich poprzez zmianę prądu za pomocą reostatu R. Rezystor Ro służy do ograniczenia prądu w obwodzie.
Kalibrację należy przeprowadzić przy całkowicie zmontowanym przyrządzie iw normalnych warunkach pracy. Uzyskane punkty odniesienia nanosi się na powierzchnię skali zaostrzonym ołówkiem (ze szkłem usuniętym z obudowy miernika) lub mocuje się zgodnie z oznaczeniami istniejącej skali przyrządu. Jeżeli stara waga miernika nie nadaje się do użytku, wówczas nową wagę wykonuje się z grubego gładkiego papieru, który w miejscu starej wagi przykleja się klejem odpornym na wilgoć. Pozycja nowej skali musi ściśle odpowiadać pozycji zajmowanej przez starą skalę podczas kalibracji instrumentu. Dobre wyniki uzyskuje się poprzez narysowanie skali czarnym tuszem w powiększonej skali, a następnie wykonanie kserokopii o wymaganym rozmiarze.
Omówione powyżej ogólne zasady podziałki mają zastosowanie do strzałki urządzenia pomiarowe do różnych celów.
Cechy pomiaru prądu stałego
Aby zmierzyć prąd, urządzenie (na przykład miliamperomierz) jest połączone szeregowo z badanym obwodem; prowadzi to do wzrostu całkowitej rezystancji obwodu i zmniejszenia przepływającego w nim prądu. Stopień tego spadku szacuje (w procentach) współczynnik wpływu miliamperomierza
Vma \u003d 100 * Rma / (Rma + Rc),
gdzie Rц jest całkowitą rezystancją obwodu między punktami połączenia urządzenia (na przykład zaciski 1 i 2 na schemacie na ryc. 3).
Mnożąc licznik i mianownik prawej strony wzoru przez wartość prądu w obwodzie I i biorąc pod uwagę, że I * Rma to spadek napięcia na miliamperomierzu Uma, a I (Rma + Rc) jest równy emf. E, działając w badanym schemacie, otrzymujemy
Vma \u003d 100 * Uma / E.
W złożonym (rozgałęzionym) łańcuchu pod n.p. s.s. E musisz zrozumieć napięcie w obwodzie otwartym między punktami przerwania, do których urządzenie powinno być podłączone.
Graniczną wartością napięcia Uma jest spadek napięcia na urządzeniu Up, powodujący odchylenie się jego strzałki do końca skali. Dlatego maksymalna możliwa wartość współczynnika wpływu podczas korzystania z tego urządzenia
Bp = 100 Up/E. (7)
Z powyższych wzorów wynika, że mniejsze e. s.s. E, tym bardziej urządzenie wpływa na mierzony prąd. Na przykład, jeśli Up / E \u003d 0,1, to Vp \u003d 10%, tj. włączenie urządzenia może spowodować spadek prądu w obwodzie o 10%; przy Up/E = 0,01 spadek prądu nie przekracza 1%. Dlatego przy pomiarze prądu żarzenia lamp radiowych lub prądu emitera tranzystory należy spodziewać się znacznie większej zmiany prądu w obwodzie niż przy pomiarach prądów anodowych, ekranowych czy kolektorowych. Oczywiste jest również, że przy tych samych granicach pomiarowych na mierzony prąd w mniejszym stopniu wpływa urządzenie, które charakteryzuje się niższym napięciem Up. W miliamperomierzach wielolimitowych z przełączalnymi bocznikami (ryc. 6 i 7) przy wszystkich granicach pomiarowych maksymalny spadek napięcia na urządzeniu jest taki sam i równy napięciu całkowitego odchylenia miernika, tj. Up \u003d Ui \ u003d Ii/Ri, a moc pobierana przez urządzenie jest ograniczona wartością
Pp = IiUi = Ip * Ii * Ri. W miliamperomierzach z uniwersalnymi bocznikami (ryc. 8) spadek napięcia na urządzeniu jest równy Ii * Ii tylko przy początkowej granicy 1. W innych granicach wzrasta do wartości Up ≈ Ii * (Rp + Rsh) ( ze wzrostem mocy pobieranej przez urządzenie w (Ri + Rsh) / R i razy), ponieważ jest to suma spadków napięcia na mierniku i odcinka połączonego szeregowo z nim bocznika. Dlatego urządzenie z bocznikiem uniwersalnym, ceteris paribus, ma silniejszy wpływ na reżim badanych obwodów niż urządzenie z bocznikami przełączanymi.
Jeżeli przyjmiemy całkowitą rezystancję uniwersalnego bocznika Rsh >> Ri, to dolna granica miliamperomierza będzie bliska Ii, jednak przy innych granicach spadek napięcia na urządzeniu może być zbyt duży. Jeśli przyjmiemy rezystancję Rsh jako małą, wzrośnie najmniejszy prąd graniczny Ip1 urządzenia. Dlatego w każdym konkretnym przypadku konieczne jest określenie dopuszczalnej wartości rezystancji bocznikowej Rsh.
Gdy urządzenie magnetoelektryczne jest podłączone do obwodu prądu pulsującego lub pulsacyjnego, w celu pomiaru składowej stałej tego prądu, konieczne jest podłączenie równolegle do urządzenia kondensatora o dużej pojemności, który ma rezystancję dla składowej prądu przemiennego to znacznie mniej niż wewnętrzny opór urządzenia Rma. W celu wyeliminowania wpływu pojemności urządzenia względem korpusu badanej instalacji miejsce włączenia urządzenia w obwody wysokiej częstotliwości dobiera się w taki sposób, aby jeden z jego zacisków był połączony bezpośrednio lub poprzez kondensator o dużej pojemności do korpusu.
W niektórych przypadkach boczniki stałe są zawarte w różnych obwodach badanego urządzenia radioelektronicznego, co pozwala za pomocą tego samego miernika magnetoelektrycznego kontrolować kolejno prądy w tych obwodach bez ich przerywania.
Zadanie 1. Oblicz obwód miliamperomierza z uniwersalnym bocznikiem (ryc. 8) dla trzech granic pomiarowych: 0,2; 2 i 20 mA ze współczynnikiem przejścia N = 10. Miernik urządzenia - mikroamperomierz typu M94 - posiada następujące dane: Ii = 150 μA = 0,15 mA, Ri = 850 Ohm, Ui = Ii / Ri = 0,128 V. Dla każdego limitu znajdź spadek napięcia na urządzeniu przy prądzie granicznym, a także maksymalny możliwy wpływ urządzenia na mierzony prąd, jeśli np. s.s. E = 20 V.
1. Przy limicie 1 (Ip1 = 0,2 mA) bocznik do miernika jest jako całość bocznikiem uniwersalnym. Całkowita rezystancja tego ostatniego, określona wzorem (1), Rsh = 2550 Ohm.
Spadek napięcia na urządzeniu przy prądzie granicznym Up1 = Ui = 0,128 V. Maksymalny możliwy współczynnik wpływu miliamperomierza Vp1 = (Up1 / E) * 100 = 0,64%.
2. Dla ograniczenia 2 (Ip2 = 2 mA) rezystancja sekcji bocznikowej bocznika uniwersalnego wynosi Rsh2+ Rsh3 = Rsh/N = 255 Ohm. Dlatego rezystancja Rsh1 = Rsh - (Rsh2 + Rsh3) = 2295 Ohm.
Ograniczający spadek napięcia na urządzeniu Up2 = Ii / (Ri + Rsh1) = 0,727 V. Ograniczający współczynnik wpływu Vp2 = 100 * Up2 / E = 3,63%.
3. Dla limitu 3 (Ip3 = 20 mA) Rsh3 = Rsh / N 2 = 25,5 Ohm; Rsh2 = 255-25,5 = 229,5 Ohm; Up3 \u003d Ip * (Ri + Rsh1 + Rsh2) \u003d 0,761 V; Vp3 \u003d 100 * n3 / E \u003d 3,80%.
Zadanie 2. Oblicz obwód miliamperomierza z uniwersalnym bocznikiem dla trzech granic pomiarowych: 5, 50 i 500 mA. Miernik urządzenia - mikroamperomierz typu M260M - posiada następujące dane: Ii = 500 μA, Ri = 150 Ohm. Określić wpływ urządzenia na mierzony prąd, jeżeli pomiary w zakresie 5 i 50 mA wykonywane są w obwodach, w których m.in. s.s. nie mniej niż 200 V, a przy granicy 500 mA - w obwodzie żarnika lampy radiowej zasilanej baterią z emf. 6 V.
Odpowiedź: Rsh \u003d 16,67 Ohm; Rsh1 = 15 omów; Rsh2= 1,5 Ohm; Rsh3=0,17 Ohm; Up1 = 75 mV; Vp1 = 0,037%; Up2 = 82,5 mV; Vp2 = 0,041%; Up3 = 83 mV; Vp3= 1,4%.
Odpowiedź: 1) Rsh1 = 16,67 Ohm; Rsh2 = 1,52 0m; Rsh3=0,15 Ohm; 2) Rsh1 = 15,15 Ohm; Rsh2= 1,37 Ohm; Rsh3 = 0,15 Ohm.
Mikroamperomierze tranzystorowe DC
Jeśli konieczne jest zmierzenie bardzo małych prądów, znacznie niższych niż całkowity prąd odchylania I i istniejący miernik magnetoelektryczny, ten ostatni jest używany w połączeniu ze wzmacniaczem prądu stałego. Najprostsze i najbardziej ekonomiczne są bipolarne wzmacniacze tranzystorowe. Wzmocnienie prądu można osiągnąć przez włączenie tranzystorów w obwodach ze wspólnym emiterem i wspólnym kolektorem, ale preferowany jest pierwszy obwód, ponieważ zapewnia niższą impedancję wejściową wzmacniacza.
Ryż. 9. Schematy jednotranzystorowych mikroamperomierzy prądu stałego
Najprostszy obwód mikroamperomierza z jednym tranzystorem zasilanego ze źródła z emf. E \u003d 1,5 ... 4,5 V, pokazane na ryc. 9a, linie ciągłe. Prąd bazowy Ib jest prądem zmierzonym, przy pewnej wartości nominalnej, której Iн w obwodzie kolektora płynie prąd Ik, równy całkowitemu prądowi odchylenia Ii miernika I. Bst. Na przykład przy zastosowaniu tranzystora typu GT115A o Vst = 60 i miernika typu M261 o prądzie Ii = 500 μA, prąd znamionowy In = 500/60 ≈ 8,3 μA. Ponieważ zależność między prądami Ik i Ib jest zbliżona do liniowej, skala miernika kalibrowana w wartościach mierzonego prądu będzie prawie jednorodna (z wyjątkiem niewielkiego początkowego odcinka skali do 10% jego długości). Podłączając specjalnie dobrany bocznik między zaciskami wejściowymi, można zwiększyć graniczny mierzony prąd do wartości wygodnej do obliczeń (np. do 10 μA).
W prawdziwe obwody mikroamperomierze tranzystorowe podejmują działania mające na celu ustabilizowanie trybu pracy i skorygowanie jego ewentualnych odchyleń. Przede wszystkim niedopuszczalne jest (zwłaszcza przy podwyższonym napięciu zasilania) rozwarcie obwodu bazy tranzystora, co może wystąpić podczas pomiarów. Dlatego podstawa jest połączona z emiterem przez mały rezystor rezystancyjny lub, jak pokazano linią przerywaną na ryc. 9, a, c biegun ujemnyźródło poprzez rezystor Rb o rezystancji rzędu setek kiloomów. W tym drugim przypadku do bazy podawane jest napięcie polaryzacji, które ustala tryb pracy wzmacniacza. Następnie, w celu wyregulowania wymaganego prądu znamionowego (załóżmy 10 μA dla powyższego przykładu), rezystor dostrajający Rsh \u003d (2 ... 5) Ri jest połączony równolegle z miernikiem (lub szeregowo z nim).
Należy zauważyć, że w przypadku braku zmierzonego prądu początkowy prąd kolektora Ik.n popłynie przez miernik osiągając 5-20 μA oraz ze względu na obecność niekontrolowanego prądu zwrotnego kolektora Ik.o oraz prądu w podstawie obwód rezystora Rb. Działanie prądu Ik.n można skompensować ustawiając wskazówkę miernika na zero za pomocą korektora mechanicznego urządzenia. Jednak bardziej racjonalne jest ustawienie zera elektrycznego przed rozpoczęciem pomiarów, na przykład za pomocą baterii pomocniczej E0 i reostatu R0 = (5 ... 10) Rand, tworząc prąd kompensacyjny I0 w obwodzie miernika równy wartość, ale odwrotnie w kierunku prądu Ik. n. Zamiast dwóch źródeł zasilania można zastosować jedno (ryc. 9, b), łącząc równolegle dzielnik napięcia dwóch rezystorów R1 i R2 o rezystancjach rzędu setek omów. Tworzy to obwód mostka DC (patrz rys. Metoda mostkowa do pomiaru rezystancji elektrycznej), co jest równoważone zmianą oporu jednego z ramion (R0).
Potrzeba złożoności oryginalny schemat wzmacniacz jednotranzystorowy prowadzi do tego, że wzmocnienie prądowe
Ki = Ui/In (8)
okazuje się być mniejsza niż współczynnik przenoszenia prądu Vst zastosowanego tranzystora. Ponadto niezawodne działanie mikroamperomierza tranzystorowego można zapewnić tylko wtedy, gdy Ki<< Вст.
Jak wiadomo parametry tranzystora w znacznym stopniu zależą od temperatury otoczenia. Zmiana tego ostatniego prowadzi do samoistnych oscylacji (dryftu) prądu wstecznego kolektora Ik.o, który w tranzystorach germanowych wzrasta prawie 2 razy na każde 10 K wzrostu temperatury. Powoduje to zauważalną zmianę wzmocnienia prądowego Ki i impedancji wejściowej wzmacniacza, co może prowadzić do całkowitego naruszenia charakterystyk kalibracyjnych urządzenia. Należy również uwzględnić nieodwracalną zmianę parametrów („starzenie”) tranzystorów obserwowaną w czasie, co stwarza konieczność okresowej weryfikacji i korekty charakterystyk kalibracyjnych urządzenia tranzystorowego.
Jeżeli zmianę prądu Ik.o można w pewnym stopniu skompensować przez ustawienie zera przed rozpoczęciem pomiarów, należy podjąć specjalne środki w celu ustabilizowania wzmocnienia Ki. Tak więc odchylenie do podstawy (ryc. 9, b) jest dostarczane przez dzielnik napięcia z rezystorów Rb1 i Rb2, a termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym rezystancji jest czasami używany jako ten ostatni. Termistor można zastąpić diodą D połączoną równolegle z rezystorem Rb1. Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się rezystancja wsteczna diody, co prowadzi do takiej redystrybucji napięć pomiędzy elektrodami tranzystora, która przeciwdziała wzrostowi prądu kolektora. W tym samym kierunku działa również ujemne sprzężenie zwrotne między kolektorem a podstawą, co wynika z połączenia z kolektorem (a nie z minusem zasilania) wyjścia rezystora Rb2. Najskuteczniejszy efekt zapewnia ujemne sprzężenie zwrotne, które pojawia się, gdy w obwód emitera znajduje się rezystor Re.
Poprawa stabilności wzmacniacza poprzez zastosowanie dostatecznie głębokiego ujemnego sprzężenia zwrotnego prowadzi do małego stosunku współczynników Ki/Bst. Dlatego, aby uzyskać wzmocnienie Ki równe kilkudziesięciu, należy dobrać do mikroamperomierza tranzystor germanowy o wysokim współczynniku przenoszenia prądu: Vst = 120...200.
W mikroamperomierzach można zastosować tranzystory krzemowe, które w porównaniu z tranzystorami germanowymi mają parametry stabilniejsze zarówno w czasie, jak i w odniesieniu do wpływu temperatury. Jednak współczynnik Bst dla tranzystorów krzemowych jest zwykle niewielki. Można go zwiększyć za pomocą złożonego obwodu tranzystorowego (ryc. 9, c); ten ostatni ma współczynnik przenoszenia prądu Vst w przybliżeniu równy iloczynowi odpowiednich współczynników jego składowych tranzystorów, tj. Vst ≈ Vst1*Vst2. Jednak prąd kolektora wstecznego tranzystora kompozytowego:
Ik.o ≈ Ik.o2 + Bst2*Ik.o1
znacznie przewyższa odpowiednie prądy swoich elementów i podlega zauważalnym wahaniom temperatury, co prowadzi do konieczności stabilizacji trybu pracy wzmacniacza.
Łatwiej jest osiągnąć wysoką stabilność działania mikroamperomierza tranzystorowego, gdy jego wzmacniacz jest wykonany zgodnie z układem symetrycznym z dwoma tranzystorami konwencjonalnymi lub kompozytowymi, specjalnie dobranymi pod kątem identyczności ich parametrów (przede wszystkim dla przybliżonej równości współczynniki Vst i prądy Ik.o). Typowy schemat takiego urządzenia z elementami stabilizacyjno-korekcyjnymi pokazano na ryc. 10. Ponieważ początkowe prądy kolektorów tranzystorów są w przybliżeniu jednakowo zależne od temperatury i napięcia zasilania i przepływają przez miernik w przeciwnych kierunkach, kompensując się nawzajem, zwiększa się stabilność położenia zerowego igły miernika i równomierność jego skali . Głębokie ujemne sprzężenie zwrotne zapewniane przez rezystory Re i Rb.k zwiększa stabilność wzmocnienia prądowego. Zbalansowany obwód zwiększa również czułość mikroamperomierza, ponieważ mierzony prąd wytwarza potencjały o różnych znakach na elektrodach wejściowych obu tranzystorów; w efekcie rezystancja wewnętrzna jednego tranzystora wzrasta, a drugiego maleje, co zwiększa nierównowagę miejsca DC, w którego przekątnej jest podłączony miernik I.
Podczas regulacji zbalansowanego mikroamperomierza za pomocą potencjometru strojenia Rk, potencjały kolektorów są wyrównane, co jest kontrolowane przez brak odczytów licznika, gdy zaciski wejściowe są zwarte. Zerowanie podczas pracy realizowane jest potencjometrem Rb poprzez wyrównanie prądów bazowych przy rozwartych zaciskach wejściowych. Należy pamiętać, że te dwie regulacje są współzależne i podczas debugowania urządzenia należy je powtarzać kilkakrotnie.
Ryż. 10. Zbalansowany obwód mikroamperomierza tranzystorowego
Rezystancja wejściowa mikroamperomierza Rmka jest określona głównie przez całkowitą rezystancję R = Rb1 + Rb2 + R6, działającą między podstawami tranzystorów i wynosi w przybliżeniu (0,8 ... 0,9) * R; jego dokładne wyznaczenie, jak również znamionowy prąd graniczny In, należy przeprowadzić empirycznie. Wygodnie jest wyregulować wymaganą wartość prądu znamionowego za pomocą łańcucha rezystorów bocznikowych, którego rezystancję należy wziąć pod uwagę przy określaniu rezystancji wejściowej Rmka.
Stabilność rezystancji wejściowej umożliwia rozszerzenie granicy pomiaru w kierunku obniżenia czułości za pomocą boczników. Rezystancja bocznikowa wymagana do uzyskania maksymalnego mierzonego prądu Iп,
Rsh.p \u003d Rmka * In / (Ip - In) \u003d Rmka * Ii / (Ki * Ip - Ii) (9)
Dzięki danym liczbowym wskazanym na schemacie i zastosowaniu tranzystorów z Vst ≈ 150, zbalansowany mikroamperomierz ma wzmocnienie Ki ≈ 34 i może być dostosowany do prądu znamionowego In = 10 μA za pomocą rezystora dostrajającego Rm. W przypadku konieczności uzyskania prądu znamionowego ok. 1 μA, wzmacniacz uzupełniany jest o drugi stopień, który często realizowany jest zgodnie z obwodem wtórnika emiterowego, co ułatwia dopasowanie impedancji wyjściowej wzmacniacza przy niskiej rezystancji licznika AND.
