Co można zrobić w oparciu o mały mikrokontroler Attiny13? Wiele rzeczy. Na przykład miernik napięcia, prądu, temperatury, z wynikami wyświetlanymi na wyświetlaczu typu HD44780. Więc zbierzmy to razem uniwersalne urządzenie, który z powodzeniem może być stosowany jako moduł w zasilaczach, ładowarkach, UMZCH oraz w miejscach gdzie nie jest wymagana bardzo duża dokładność. Rozmiar płyty to tylko 35 x 16 mm.

Obwód miernika U, I, T na Attiny13

• Zakres pomiaru napięcia 0-99V z rozdzielczością 0,1V.
• Zakres pomiaru prądu 0-9,99A z rozdzielczością 10 mA.
• Zakres pomiaru temperatury 0-99C z rozdzielczością 0,1C.
• Pobór prądu przez sam miernik wynosi 35 mA.

Przede wszystkim musisz wiedzieć, w jakim zakresie napięcia będzie działać urządzenie. Aby to ustalić, konieczne jest obliczenie dzielnika napięcia. Na przykład, aby uzyskać pomiar 10 V, dzielnik wynosiłby 1/10 (mnożymy x 10, ponieważ napięcie będzie 10 razy większe niż 1 V), dla 30 V będzie to 1/30 i tak dalej. Następnie musisz skonfigurować program dla tego zakresu. Mnożymy te 30 V przez 640, a wynik dzielimy przez 1023. Wynikową liczbę w przybliżeniu zapisujemy na początku programu, stałe napięcie i program trzeba skompilować (dla zakresu 100 V, 8,2k).

Możemy też w podobny sposób ustawić pomiar prądu, podać inny dzielnik, inny zakres i wymienić, ale nie będę tego opisywał. Nie ma tu analogowej kalibracji temperatury, bo wydawało się to zupełnie zbędne.

Poprawiamy eksperymentalnie w programie, odpowiada za to stała temp const. Rezystor 1K pomiędzy masą a wyjściem czujnika ustawia napięcie, można je nawet zredukować do 100 omów.

Jak działa schemat

Napięcie, które chcemy zmierzyć, przykładamy do punktów V i V+ na płytce, wejście masy zasilacza podłączamy do punktu GND, a wyjście masy do punktu B (pomiar odbywa się na masie). Pomiędzy punktami GND i V - podłączony jest bocznik. Miernik zasilany jest z punktu V i V+ przez regulator 7805. Na płytce jest miejsce na regulator w pakiecie TO252, ale z powodzeniem można również zastosować większy regulator 78L05 w pakiecie TO92. Maksymalne napięcie jakie można podać dla punktów V i V+ wyniesie do 35V dla zwykłego 7805, dla 78L05 będzie to oczywiście mniejsze, ale nie większe niż 30. W celu pomiaru wysokich napięć chip należy doładować osobno - po stronie druku przerwać ścieżkę pod potencjometrem regulacji napięcia i podać zasilanie do punktu A. Układ współpracuje z wyświetlaczem 16x1 z kontrolerem HD44780 lub 16x2.

Wideo miernika

Podczas flashowania mikrokontrolera należy ustawić reset pinu jako normalny pin (włączyć fusebit RSTDISBL). Przed wykonaniem tej operacji upewnij się, że wszystko jest dobrze ustawione, aby po wyłączeniu zostało zresetowane, a zwykły programista nie ma dostępu do procesora! Źródła, jak również cała inna dokumentacja i pliki znajdują się

Proponowane urządzenie przeznaczone jest do montażu w różnych zasilaczach regulowanych. Wyświetla się na wskaźnikach LED napięcie wyjściowe jednostka i jej prąd obciążenia. Gdy konieczne stało się ciągłe monitorowanie napięcia wyjściowego i prądu obciążenia zasilacza laboratoryjnego, od razu zdecydowano się na wyświetlanie ich wartości na siedmioelementowych wskaźnikach LED. Możliwa alternatywa- LCD znakowy z dwoma wierszami po 8 lub 16 znaków, ale są one drogie i trudne do odczytania. Kolejnym wymaganiem było jednoczesne wyprowadzanie wartości napięcia i prądu na wskaźniki bez przełączania. Z różnych powodów gotowe rozwiązania znalezione w literaturze i Internecie nie odpowiadały autorowi i postanowił sam zaprojektować urządzenie.

Wygląd proponowanego miernika pokazano na ryc. 1. Umożliwia pomiar napięcia od 0 do 99,9 V z rozdzielczością 0,1 V oraz prądu od 0 do 9,99 A z rozdzielczością 0,01 A. Urządzenie zmontowane jest na płytce 57x62 mm i można je zabudować w prawie każdym laboratorium zasilacz lub inne urządzenie, w którym wymagana jest stała kontrola napięcia i prądu. Obwód miernika pokazano na ryc. 2. Zawiera wzmacniacz operacyjny, dwa zintegrowane regulatory napięcia, mikrokontroler (najtańszy z dziesięciobitowym ADC), dwa rejestry i dwa siedmioelementowe wskaźniki LED. Mogą mieć cztery lub trzy cyfry.

Zmierzona wartość napięcia jest wyświetlana na wskaźniku HG1, a aktualna wartość jest wyświetlana na wskaźniku HG2. Wyjścia elementów wskaźnikowych o tej samej nazwie są łączone w pary i połączone przez rezystory ograniczające prąd R13-R20 z wyjściami rejestru DD2. Wspólne wnioski bitów wskaźników są połączone z rejestrem DD3. Rejestry są połączone szeregowo i tworzą 16-bitowy rejestr przesuwny sterowany sygnałami z trzech wyjść mikrokontrolera DD1: GP2 (impulsy zegarowe), GP4 (ładowany kod szeregowy), GP5 (impulsowe wyjście wczytanego kodu do rejestru równoległego wyjścia). Wskazanie - zwykła dynamika, w której bity wskaźników są włączane kolejno przez impulsy na wyjściach rejestru DD3, tworzone jednocześnie z pojawieniem się kodów na wyjściach rejestru DD2, aby wyświetlić żądaną cyfrę w włączonym fragment.

Wskaźniki HG1 i HG2 mogą być zarówno ze wspólnymi anodami, jak i ze wspólnymi katodami elementów każdej kategorii, ale oba muszą być takie same. W zależności od tego należy wybrać odpowiedni wariant programu mikrokontrolera - AV-meter_common_anocle.HEX dla wspólnych anod lub AV-meter_common_cathode. HEX dla zwykłych katod. Mikrokontroler steruje wskaźnikami przerwań z timera TMR0 z okresem 2 ms.
Wejścia GP0 i GP1 pracują w trybie wejść analogowych ADC mikrokontrolera. GP0 służy do pomiaru napięcia, a GP1 służy do pomiaru prądu. Zmierzone wartości są wyświetlane w trzech najbardziej znaczących cyfrach wskaźników. W najmniej znaczącej cyfrze wskaźnika HG1 stale wyświetlana jest litera U (znak pomiaru napięcia), a w tej samej cyfrze wskaźnika HG2 litera A (znak pomiaru prądu). W przypadku stosowania wskaźników trzycyfrowych nie są wymagane żadne zmiany programu, ale tych liter brakuje.

Mierzone napięcie podawane jest do mikrokontrolera przez dzielnik R2-R4, a napięcie proporcjonalne do mierzonego prądu podawane jest z wyjścia wzmacniacza operacyjnego DA1.1. Rezystor R12 wraz z wewnętrzną diodą ochronną mikrokontrolera zabezpiecza jego wejście przed ewentualnym przeciążeniem (wzmacniacz operacyjny zasilany jest napięciem 7...15 V). Wzmocnienie napięcia pobieranego z czujnika prądu (rezystor R1) wynosi około 50 ustawione przez rezystory R6, R8, R11. Jego dokładną wartość ustala rezystor strojenia R8.

LPF R7C3 wygładza tętnienia napięcia na nieodwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego. Bez tego filtra odczyty urządzenia „skaczą”. Podobną funkcję pełni kondensator C2 w obwodzie pomiaru napięcia. Dioda Zenera VD1 chroni wejście wzmacniacza operacyjnego przed przepięciem w przypadku przerwy w rezystorze R1. W skrajnych przypadkach nie można zainstalować diody Zenera.
Na szczególną uwagę zasługuje łańcuch R5R10. W przypadku braku zmierzonego prądu, tworzy początkowe napięcie polaryzacji około +0,25 mV na wejściu wzmacniacza operacyjnego. Bez tego zaobserwowano znaczną nieliniowość podczas pomiaru prądu mniejszego niż 0,3 A. W różnych przypadkach mikroukładów LM358N efekt ten przejawia się w różnym stopniu, ale w każdym razie błąd przy małych wartościach zmierzony prąd jest zbyt wysoki. Gdy R5 i R10 są ustawione na wartości wskazane na schemacie (można je zmieniać proporcjonalnie przy zachowaniu tej samej proporcji, np. 15 Ohm i 300 kOhm), błąd pomiaru prądu z tego powodu nie przekracza najmniej znaczącej cyfry .

W przypadku wszystkich posiadanych przeze mnie kopii układu LM358N, które były kupowane w ciągu ostatnich dziesięciu lat w różnych miejscach, dobór tych rezystorów nie był wymagany. Ale jeśli to konieczne, konieczne jest określenie minimalnej rezystancji rezystora R10, przy której na wskaźniku HG1 nadal świecą się zera przy braku zmierzonego prądu, a następnie zwiększ go o 1,5 ... 2 razy. Nie radzę, aby uprościć projekt, wykluczać te, których zwykle brakuje w podobne urządzenia elementy C2, C3, R4, R5, R10.

Dobrą dokładność i stabilność odczytów zapewnia również całkowite oddzielenie od mikrokontrolera stosunkowo wydajnych jednostek sterujących impulsami wskaźników poprzez zasilanie ich z oddzielnego zintegrowanego regulatora napięcia DA3. Zakłócenia pracy samego procesora mikrokontrolera mają niewielki wpływ na wyniki pomiarów, ponieważ każdy z nich jest wykonywany ze wstępnym przejściem mikrokontrolera w stan uśpienia z wyłączonym generatorem zegara.

Mikrokontroler jest taktowany z wewnętrznego oscylatora. R9C5 - obwód instalacyjny mikrokontrolera w stan początkowy. Aby wyeliminować konsekwencje możliwych awarii mikrokontrolera, zawarty jest w nim zegar watchdog (WDT).

Na ryc. 3 pokazuje rysunek przewodników płytka drukowana urządzenia i na ryc. 4 - lokalizacja części na nim. Większość rezystorów i kondensatorów ma rozmiar 0805 do montażu powierzchniowego. Wyjątkiem są rezystory R2 (ze względu na rozpraszanie mocy), R13 (w celu uproszczenia okablowania drukowanych przewodów), rezystory tuningowe R3, R8, kondensatory tlenkowe C1, C6, C8. Kondensatory C2 i C3 są ceramiczne, ale można je zastąpić tantalowymi tlenkami.

W praktyce pomiary napięcia muszą być wykonywane dość często. Napięcie jest mierzone w inżynierii radiowej, urządzeniach elektrycznych i obwodach itp. Pogląd prąd przemienny może być pulsacyjny lub sinusoidalny. Źródła napięcia są albo generatorami prądu.

Napięcie prądu impulsowego ma parametry amplitudy i napięcia średniego. Źródłem takiego napięcia mogą być generatory impulsów. Napięcie jest mierzone w woltach i oznaczone jako „V” lub „V”. Jeśli napięcie jest zmienne, symbol „ ~ ”, dla stałego napięcia wyświetlany jest symbol „-”. Napięcie przemienne w domowej sieci domowej jest oznaczone ~ 220 V.

Są to urządzenia przeznaczone do pomiaru i kontroli charakterystyk sygnałów elektrycznych. Oscyloskopy działają na zasadzie odchylania wiązki elektronów, co daje obraz wartości zmienne na wyświetlaczu.

Pomiar napięcia AC

Zgodnie z dokumentami regulacyjnymi wartość napięcia w sieci domowej powinna wynosić 220 woltów z dokładnością odchylenia 10%, to znaczy napięcie może wahać się w zakresie 198-242 woltów. Jeśli oświetlenie w twoim domu stało się ciemniejsze, lampy zaczęły często ulegać awarii lub urządzenia gospodarstwa domowego zaczęły działać niestabilnie, to aby znaleźć i rozwiązać te problemy, najpierw musisz zmierzyć napięcie w sieci.

Przed pomiarem należy przygotować posiadane urządzenie pomiarowe do pracy:

• Sprawdź integralność izolacji przewodów sterujących za pomocą sond i końcówek.
• Ustaw przełącznik na napięcie AC, z górną granicą 250 woltów lub wyższą.
• Włóż końcówki przewodów sterujących do gniazd urządzenia pomiarowego, np. . Aby się nie pomylić, lepiej przyjrzeć się oznaczeniom gniazd na obudowie.
• Włącz urządzenie.

Z rysunku widać, że na testerze wybrano limit pomiaru 300 woltów, a na multimetrze 700 woltów. Niektóre urządzenia wymagają ustawienia kilku różnych przełączników w żądane położenie do pomiaru napięcia: rodzaj prądu, rodzaj pomiaru, a także włożenie końcówek przewodów do określonych gniazd. Końcówkę czarnej końcówki w multimetrze podłącza się do gniazda COM (wspólnego gniazda), czerwoną końcówkę wkłada się do gniazda oznaczonego „V”. To gniazdo jest wspólne dla pomiaru dowolnego rodzaju napięcia. Gniazdo oznaczone „ma” służy do pomiaru małych prądów. Gniazdo oznaczone „10 A” służy do pomiaru znacznej ilości prądu, który może osiągnąć 10 amperów.

Jeśli zmierzysz napięcie przewodem włożonym do gniazda „10 A”, urządzenie ulegnie awarii lub przepali się bezpiecznik. Dlatego podczas wykonywania prac pomiarowych należy zachować ostrożność. Najczęściej błędy występują w przypadkach, gdy najpierw mierzono rezystancję, a następnie, zapominając o przełączeniu na inny tryb, rozpoczyna się pomiar napięcia. Jednocześnie wewnątrz urządzenia pali się rezystor odpowiedzialny za pomiar rezystancji.

Po przygotowaniu urządzenia można przystąpić do pomiaru. Jeśli po włączeniu multimetru na wskaźniku nic się nie pojawia, oznacza to, że bateria znajdująca się wewnątrz urządzenia wygasła i należy ją wymienić. Najczęściej w multimetrach występuje „Krona”, która wytwarza napięcie 9 woltów. Jego żywotność wynosi około roku, w zależności od producenta. Jeśli multimetr nie był używany przez długi czas, koronka może nadal być uszkodzona. Jeśli bateria jest dobra, multimetr powinien pokazywać jeden.

Sondy przewodowe należy włożyć do gniazda lub dotknąć gołymi przewodami.

Wyświetlacz multimetru natychmiast pokaże wartość napięcia sieciowego w forma cyfrowa. Na urządzeniu wskazującym strzałka będzie odchylać się o określony kąt. Tester wskaźników ma kilka stopniowanych skal. Jeśli dokładnie je rozważysz, wszystko stanie się jasne. Każda waga przeznaczona jest do określonych pomiarów: prądu, napięcia lub rezystancji.

Limit pomiaru na urządzeniu został ustawiony na 300 V, więc należy liczyć na drugiej skali, która ma limit 3, a odczyty urządzenia należy pomnożyć przez 100. Skala ma wartość podziału 0,1 V , więc otrzymujemy wynik pokazany na rysunku, około 235 woltów. Ten wynik jest w dopuszczalne limity. Jeśli odczyty przyrządu stale się zmieniają podczas pomiaru, może wystąpić słaby kontakt w połączeniach elektrycznych, co może prowadzić do iskrzenia i nieprawidłowego działania sieci.

Pomiar napięcia stałego

Źródłem stałego napięcia są baterie, niskonapięciowe lub baterie, których napięcie nie przekracza 24 woltów. Dlatego dotykanie biegunów akumulatora nie jest niebezpieczne i nie ma potrzeby stosowania specjalnych środków bezpieczeństwa.

Aby ocenić wydajność akumulatora lub innego źródła, konieczne jest zmierzenie napięcia na jego biegunach. W przypadku baterii palcowych bieguny zasilania znajdują się na końcach obudowy. Biegun dodatni jest oznaczony „+”.

Prąd stały jest mierzony w taki sam sposób jak prąd przemienny. Różnica polega tylko na ustawieniu urządzenia w odpowiedni tryb i przestrzeganiu polaryzacji wyjść.

Napięcie baterii jest zwykle oznaczone na obudowie. Ale wynik pomiaru nie wskazuje jeszcze na stan akumulatora, ponieważ w tym przypadku mierzona jest siła elektromotoryczna akumulatora. Czas pracy urządzenia, w którym zostanie zainstalowana bateria, zależy od jego pojemności.

Aby dokładnie ocenić wydajność akumulatora, konieczne jest zmierzenie napięcia przy podłączonym obciążeniu. W przypadku baterii palcowej jako ładunek nadaje się zwykła żarówka 1,5 V do latarki. Jeśli napięcie nieznacznie spadnie, gdy światło jest włączone, czyli nie więcej niż 15%, bateria nadaje się do użytku. Jeśli napięcie spadnie znacznie mocniej, to taka bateria nadal może służyć tylko w zegar ścienny które zużywają bardzo mało energii.

. Aktualny lub aktualna siła określić liczbę elektronów przechodzących przez punkt lub element obwodu w ciągu jednej sekundy. Na przykład co sekundę około 2 000 000 000 000 000 000 (dwa biliony) elektronów przechodzi przez żarnik płonącej lampy kieszonkowej. Jednak w praktyce mierzy się nie liczbę elektronów, ale ich ruch, wyrażony w ampery(ALE).

Amper jest jednostką prąd elektryczny, który został tak nazwany na cześć francuskiego fizyka i matematyka A. Ampère, który badał oddziaływanie przewodników z prądem. Ustalono eksperymentalnie, że przy prądzie 1 A około 6 250 000 000 000 000 000 elektronów przechodzi przez element punktowy lub obwodowy.

Oprócz ampera używane są również mniejsze jednostki natężenia prądu: miliamper(mA) równe 0,001 A, oraz mikrowzmacniacz(μA) równy 0,000001 A lub 0,001 mA. W konsekwencji: 1 A = 1000 mA = 1 000 000 µA.

1. Urządzenie do pomiaru natężenia prądu.

Podobnie jak napięcie, prąd jest stały I zmienny. Przyrządy używane do pomiaru prądu nazywają się amperomierze, miliampery I mikrometrów. Podobnie jak woltomierze, amperomierze są okazać się I cyfrowy.

Na schematy elektryczne urządzenia są oznaczone kółkiem i literą w środku: ALE(amperomierz), mama(milimetr) i uA(mikroamperomierz). Blisko symbol amperomierz to wskazuje oznaczenie literowe « ROCZNIE” i numer seryjny na schemacie. Na przykład. Jeśli w obwodzie są dwa amperomierze, to przy pierwszym piszą „ PA1”i około drugiego” PA2».

Aby zmierzyć prąd, amperomierz jest włączony. bezpośrednio do obwodu szeregowo z obciążeniem, to znaczy przerwać obwód zasilania obciążenia. Tak więc w momencie pomiaru amperomierz staje się niejako kolejnym elementem obwodu elektrycznego, przez który przepływa prąd, ale jednocześnie amperomierz nie wprowadza żadnych zmian w obwodzie. Poniższy rysunek przedstawia schemat włączenia miliamperomierza do obwodu mocy żarówki.

Trzeba też pamiętać, że amperomierze występują w różnych zakresach (skalach), a jeśli podczas pomiaru użyjemy przyrządu o mniejszym zakresie w stosunku do wartości mierzonej, to przyrząd może ulec uszkodzeniu. Na przykład. Zakres pomiarowy miliamperomierza wynosi 0 ... 300 mA, co oznacza, że ​​prąd jest mierzony tylko w tych granicach, ponieważ przy pomiarze prądu powyżej 300 mA urządzenie ulegnie awarii.

2. Pomiar natężenia prądu za pomocą multimetru.

Pomiar prądu za pomocą multimetru praktycznie nie różni się od pomiaru za pomocą zwykłego amperomierza lub miliamperomierza. Jedyną różnicą jest to, że konwencjonalne urządzenie ma tylko jeden zakres pomiarowy, przeznaczony do określonej maksymalnej wartości prądu, podczas gdy multimetr ma kilka zakresów i przed pomiarem należy określić, którego zakresu w danym momencie użyć.

Zwykłe multimetry, a nie profesjonalne, są przeznaczone do pomiaru prąd stały i mają cztery podzakresy, co w zupełności wystarcza na poziomie gospodarstwa domowego. Każdy podzakres ma swój własny maksymalny limit pomiarowy, który jest wskazywany przez wartość liczbową: 2m, 20m, 200m, 10 A. Na przykład. Na granicy " 20m» istnieje możliwość pomiaru prądu stałego w zakresie 0…20 mA.

Na przykład zmierzmy prąd pobierany przez konwencjonalną diodę LED. W tym celu zmontujemy obwód składający się ze źródła napięcia (bateria AAA) GB1 i LED VD1 i włącz multimetr w przerwie w obwodzie RA1. Ale zanim włączymy multimetr do obwodu, przygotujmy go do pomiarów.

Sondy pomiarowe wkładamy do gniazd multimetru, jak pokazano na rysunku:

czerwony bagnet nazywa się pozytywny, i jest włożony do gniazda, naprzeciw którego wyświetlane są ikony mierzonych parametrów: « VΩmA»;
czarny bagnet jest negatywny lub ogólny i jest włożony do gniazda, naprzeciwko którego jest napisane " COM”. Wszystkie pomiary są dokonywane w odniesieniu do tej sondy.

W sektorze pomiaru DC wybierz limit " 2m”, którego zakres pomiarowy wynosi 0 ... 2 mA. Podłączamy sondy multimetru zgodnie ze schematem, a następnie doprowadzamy zasilanie. Dioda zaświeciła się, a jej pobór prądu wyniósł 1,74 mA. To w zasadzie cały proces pomiaru.

Ta opcja pomiaru jest jednak odpowiednia, gdy znany jest pobór prądu. W praktyce często dochodzi do sytuacji, gdy konieczne jest zmierzenie prądu w jakimś odcinku obwodu, którego wartość jest nieznana lub w przybliżeniu znana. W takim przypadku pomiar rozpoczyna się od najwyższego limitu.

Załóżmy, że pobór prądu przez diodę LED jest nieznany. Następnie tłumaczymy przełącznik na limit ” 200m”, co odpowiada zakresowi 0…200 mA, a następnie podłączamy do obwodu sondy multimetru.

Następnie przykładamy napięcie i patrzymy na odczyty multimetru. W tym przypadku aktualne odczyty wynosiły „ 01,8 ”, co oznacza 1,8 mA. Jednak zero z przodu oznacza, że ​​możesz zejść do granicy ” 20m».

Wyłączamy zasilanie. Przesuwamy przełącznik do limitu " 20m”. Włącz zasilanie i ponownie wykonaj pomiar. Odczyty wynosiły 1,89 mA.

Często zdarza się, że podczas pomiaru prądu lub napięcia na wyświetlaczu pojawia się: jednostka. Jednostka wskazuje, że wybrano dolną granicę pomiaru i jest ona mniejsza niż wartość mierzonego parametru. W takim przypadku musisz przejść do powyższego limitu.

Może zaistnieć również moment, w którym mierzony prąd jest wyższy niż 200 mA i konieczne jest przejście do granicy pomiaru” 10 A”. Jest tu jednak pewien niuans, o którym należy pamiętać. Poza tym, że przełącznik jest przesunięty na limit” 10 A”, należy również przestawić sondę dodatnią (czerwoną) do skrajnego lewego gniazda, naprzeciw którego znajduje się wartość alfanumeryczna „10A”, co oznacza, że ​​gniazdo to jest przeznaczone do pomiaru dużych prądów.

I więcej porad. Zrób z tego zasadę: kiedy skończysz wszystkie pomiary na granicy « 10 A» natychmiast przestaw sondę dodatnią (czerwoną) na jej normalne miejsce. To uratuje twoje nerwy, sondy i multimetr.

Cóż, w zasadzie to wszystko, co chciałem powiedzieć o pomiarze prądu za pomocą multimetru. Najważniejszą rzeczą do zrozumienia jest to, że kiedy woltomierz jest podłączony równolegle do obciążenia lub źródło napięcia, podczas gdy przy pomiarze prądu amperomierz podłączony bezpośrednio do obwodu i przepływa przez nią prąd, który zasila elementy obwodu.

Otóż ​​jako utrwalenie tego, co przeczytałem, proponuję obejrzeć film, w którym na przykładzie obwodów opowiada o pomiarze napięcia i prądu za pomocą multimetru.

Podstawową jednostką miary napięcia elektrycznego jest wolt. W zależności od wielkości napięcie można zmierzyć w wolty(W), kilowolty(1 kV = 1000 V), miliwolty(1 mV = 0,001 V), mikrowolty(1 uV = 0,001 mV = 0,000001 V). W praktyce najczęściej mamy do czynienia z woltami i miliwoltami.

Istnieją dwa główne rodzaje napięć - stały I zmienny. Źródłem stałego napięcia są baterie. Źródłem napięcia przemiennego może być na przykład napięcie w sieci elektrycznej mieszkania lub domu.

Służy do pomiaru napięcia woltomierz. Woltomierze są frekwencja(analogowy) i cyfrowy.

Do tej pory woltomierze wskaźnikowe są gorsze od cyfrowych, ponieważ te ostatnie są wygodniejsze w użyciu. Jeżeli przy pomiarach woltomierzem wskaźnikowym, odczyty napięcia muszą być przeliczane na wadze, to przy pomiarze cyfrowym wynik pomiaru jest natychmiast wyświetlany na wskaźniku. A pod względem gabarytów urządzenie wskaźnikowe przegrywa z cyfrowym.

Ale to nie znaczy, że urządzenia wskaźnikowe w ogóle nie są używane. Istnieje kilka procesów, których nie można zobaczyć za pomocą urządzenia cyfrowego, dlatego rozjazdy są częściej stosowane w przedsiębiorstwach przemysłowych, laboratoriach, warsztatach naprawczych itp.

Na elektrycznym schematy obwodów woltomierz jest oznaczony kółkiem z dużymi literami łacińska litera « V" w środku. Obok symbolu woltomierza jego oznaczenie literowe „ PU” i numer seryjny na schemacie. Na przykład. Jeśli w obwodzie są dwa woltomierze, to przy pierwszym piszą „ j.p. 1”i około drugiego” j.p. 2».

Podczas pomiaru napięcia stałego schemat wskazuje biegunowość połączenia woltomierza, ale jeśli mierzone jest napięcie przemienne, polaryzacja połączenia nie jest wskazana.

Napięcie jest mierzone między dwa punkty schematy: in elektroniczne obwody ach między pozytywny I negatywny biegunów, w obwodach elektrycznych pomiędzy faza I zero. Podłączony woltomierz równolegle do źródła napięcia lub równolegle do łańcucha- rezystor, lampa lub inne obciążenie, na którym należy zmierzyć napięcie:

Rozważ podłączenie woltomierza: w górnym obwodzie napięcie jest mierzone na lampie HL1 i jednocześnie na zasilaczu GB1. Na poniższym schemacie napięcie jest mierzone na lampie. HL1 i rezystor R1.

Przed pomiarem napięcia określ je pogląd i przybliżone wartość. Faktem jest, że w przypadku woltomierzy część pomiarowa jest zaprojektowana tylko dla jednego rodzaju napięcia, co skutkuje różnymi wynikami pomiarów. Woltomierz do pomiaru napięcia stałego nie widzi napięcia przemiennego, a woltomierz do napięcia przemiennego, wręcz przeciwnie, może mierzyć napięcie stałe, ale jego odczyty nie będą dokładne.

Znajomość przybliżonej wartości mierzonego napięcia jest również niezbędna, ponieważ woltomierze pracują w ściśle określonym zakresie napięć, a pomyłka przy wyborze zakresu lub wartości może spowodować uszkodzenie urządzenia. Na przykład. Zakres pomiarowy woltomierza wynosi 0 ... 100 woltów, co oznacza, że ​​napięcie można mierzyć tylko w tych granicach, ponieważ przy pomiarze napięcia powyżej 100 woltów urządzenie ulegnie awarii.

Oprócz urządzeń mierzących tylko jeden parametr (napięcie, prąd, rezystancję, pojemność, częstotliwość) istnieją urządzenia wielofunkcyjne, które mierzą wszystkie te parametry w jednym urządzeniu. Takie urządzenie nazywa się próbnik(głównie strzałki urządzenia pomiarowe) lub cyfrowy miernik uniwersalny.

Nie będziemy się rozwodzić nad testerem, to temat innego artykułu, ale od razu przejdziemy do multimetru cyfrowego. W większości multimetry mogą mierzyć dwa rodzaje napięcia w zakresie 0...1000 woltów. Dla ułatwienia pomiaru oba napięcia są podzielone na dwa sektory, a w sektorach na podzakresy: napięcie stałe ma pięć podzakresów, napięcie przemienne ma dwa.

Każdy podzakres ma swój własny maksymalny limit pomiarowy, który jest wskazywany przez wartość liczbową: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. Na przykład. Na granicy "200V" napięcie mierzone jest w zakresie 0...200 woltów.

Teraz proces pomiaru.

1. Pomiar napięcia stałego.

Najpierw definiujemy pogląd zmierzone napięcie (DC lub AC) i przesuń przełącznik na żądany sektor. Weźmy na przykład baterię palcową, której stałe napięcie wynosi 1,5 wolta. Wybieramy sektor stałego napięcia, w którym limit pomiaru wynosi „2 V”, którego zakres pomiarowy wynosi 0 ... 2 wolty.

Przewody pomiarowe należy włożyć do gniazd zgodnie z poniższym rysunkiem:

czerwony sonda nazywa się pozytywny, i jest włożony do gniazda, naprzeciw którego wyświetlane są ikony mierzonych parametrów: „VΩmA”;
czarny bagnet nazywa się negatywny lub ogólny i jest włożony do gniazda, naprzeciwko którego znajduje się ikona „COM”. Wszystkie pomiary są dokonywane w odniesieniu do tej sondy.

Sonda dodatnią dotykamy bieguna dodatniego akumulatora, a ujemnym - ujemnego. Wynik pomiaru 1,59 V jest od razu widoczny na wskaźniku multimetru. Jak widać, wszystko jest bardzo proste.

Teraz kolejny niuans. Jeśli sondy na akumulatorze zostaną zamienione, przed urządzeniem pojawi się znak minus, wskazujący, że polaryzacja połączenia multimetru jest odwrócona. Znak minus może być bardzo wygodny w procesie konfigurowania obwodów elektronicznych, gdy trzeba określić dodatnie lub ujemne opony na płycie.

Cóż, teraz rozważ opcję, gdy wielkość napięcia jest nieznana. Zostawmy baterię palcową jako źródło napięcia.

Załóżmy, że nie znamy napięcia baterii i aby nie spalić urządzenia, pomiar rozpoczynamy od maksymalnego limitu „600 V”, co odpowiada zakresowi pomiarowemu 0…600 V. Sondami multimetru dotykamy biegunów akumulatora i na wskaźniku widzimy wynik pomiaru równy „ 001 ”. Liczby te wskazują, że nie ma napięcia lub jego wartość jest za mała lub zakres pomiarowy jest za duży.

Schodzimy w dół. Przestawiamy przełącznik w pozycję „200V”, co odpowiada zakresowi 0…200 V i dotykamy sondami biegunów akumulatora. Wskaźnik pokazywał odczyty równe „ 01,5 ”. W zasadzie te odczyty już wystarczają, aby powiedzieć, że napięcie baterii AA wynosi 1,5 wolta.

Jednak zero z przodu sugeruje spadek jeszcze niższy i dokładniejszy pomiar napięcia. Obniżamy się do granicy „20V”, co odpowiada zakresowi 0…20 V i znowu mierzymy. Wyświetlacz pokazuje „ 1,58 ”. Teraz możemy z dokładnością powiedzieć, że napięcie baterii palcowej wynosi 1,58 wolta.

W ten sposób, nie znając wielkości napięcia, znajdują ją, stopniowo zmniejszając się od górnej granicy pomiaru do dolnej.

Zdarzają się również sytuacje, gdy podczas pomiaru jednostka „ 1 ”. Urządzenie sygnalizuje, że zmierzone napięcie lub prąd przekracza wybrany limit pomiaru. Na przykład. Jeśli zmierzysz napięcie równe 3 woltom przy limicie „2 V”, na wskaźniku pojawi się jednostka, ponieważ zakres pomiarowy tego limitu wynosi tylko 0 ... 2 wolty.

Jest jeszcze jedna granica "200m" z zakresem pomiarowym 0...200 mV. Limit ten jest przeznaczony do pomiaru bardzo małych napięć (miliwoltów), które są czasami spotykane podczas tworzenia pewnego rodzaju projektu radia amatorskiego.

2. Pomiar napięcia AC.

Proces pomiaru napięcia AC nie różni się od pomiaru napięcia DC. Jedyna różnica polega na tym, że dla napięcia przemiennego polaryzacja sond nie jest wymagana.

Sektor napięcia AC jest podzielony na dwa podzakresy 200V I 600V.
Na granicy „200 V” można zmierzyć na przykład napięcie wyjściowe uzwojeń wtórnych transformatorów obniżających napięcie lub dowolne inne napięcie w zakresie 0 ... 200 woltów. Na granicy „600 V” można mierzyć napięcia 220 V, 380 V, 440 V lub dowolne inne napięcie w zakresie 0 ... 600 woltów.

Jako przykład zmierzmy napięcie sieć domowa 220 woltów.
Przestawiamy przełącznik na pozycję „600V” i wkładamy sondy multimetru do gniazdka. Wskaźnik natychmiast pokazał wynik pomiaru 229 woltów. Jak widać, wszystko jest bardzo proste.

I jedna chwila.
Przed pomiarem wysokich napięć ZAWSZE jeszcze raz upewnij się, że izolacja sond i przewodów woltomierza lub multimetru jest w dobrym stanie, i dodatkowo sprawdź wybraną granicę pomiaru. I dopiero po tych wszystkich operacjach zrób pomiary. W ten sposób oszczędzisz sobie i urządzeniu nieoczekiwanych niespodzianek.

A jeśli coś pozostaje niejasne, obejrzyj wideo, na którym pokazano pomiar napięcia i prądu za pomocą multimetru.