RMS 電圧計 - マルチメータの接頭辞。スキーム、説明

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RMS 電圧計 - マルチメーターの接頭辞。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この接頭辞により、83x シリーズデジタルマルチメータの機能が拡張され、追加のシャントと電流を使用して、さまざまな形状の交流電圧の実効値を測定できるようになります。このアタッチメントはマルチメータの内部 ADC スタビライザから電力を供給され、調整が不要で、繰り返しが容易で、高い測定精度を実現します。

無線工学の文献における二乗平均平方根（他の名前 - 有効、有効、英語の略語 - RMS）の電圧と電流の値の測定については、複数回会話がありました。したがって、そのような測定器を持っておらず、購入できないアマチュア無線家の場合は、ホームラボ用に自作することも興味深いかもしれません。内部スタビライザによって電力供給されるデジタルマルチメータの付属品として、特殊な AD736 マイクロ回路に基づいて同様のデバイスを作成すると、作業が簡素化されます。さまざまな形状の交流電圧の実効値を測定するためのこのようなアタッチメントの図を図に示します。 1.

米。 1. 各種交流電圧の実効値を測定するための付属回路（クリックで拡大）

主な技術的特徴

測定限界、V ....... 0,2; 2; 20
電圧測定時の周波数範囲 0,1....1
各測定限界の最大値、Hz、以上......50...10000
上記の間隔および周波数範囲での電圧測定誤差、%、以下.... 2
入力抵抗、MΩ...... 1
消費電流、mA、それ以上……0,8

セットトップボックスで使用される AD736 マイクロ回路に基づいて組み立てられた電圧計の特性を決定する詳細な機能と機能については、[2] を参照してください。

測定された交流電圧は、ソケット「U」に供給されます_〜で「そして、分離コンデンサ C1 を介して、抵抗分圧器 R1 ～ R3 に接続されます。SA1 スイッチの適切な位置を選択することで、測定限界を設定します。その可動接点から、DA1 AD736JN マイクロ回路の入力に入ります。抵抗 R4ダイオード VD1、VD2 は保護用です。これらは、測定限界の誤った選択により入力に発生する可能性のある高電圧による故障からチップ DA1 を保護します。コンデンサ C2 と C3 の静電容量は、使用上の推奨事項に従って選択されます。マイクロ回路は、オーディオ電圧計、平均値の電圧計など、アタッチメントの特定の用途に応じて変更できます。DA1チップの出力からの信号は、正極性の定電圧の形で供給されます。後続の測定のためにマルチメータの「VΩmA」入力に接続します。

AD736 には電源としてバイポーラ電圧源が必要です。供給電圧の最小要件は +2,8 V および -3,2 V です。したがって、マルチメータの内蔵 ADC スタビライザ +3 V からセットトップボックスに電力を供給するには、高効率の負電圧コンバータが、マルチメータに組み込まれています。 DA2 チップが使用されます。その説明は [3] にあります。コンバータは、-5,5 V の電圧でマイクロ回路に電力を供給します。

プレフィックスは、片面にラミネートされたグラスファイバー製のボード上に組み立てられます。プリント基板の図面とその上の要素の配置を図に示します。 2. 組み立てられたアタッチメントの写真を図に示します。 3. 基板上には 1 つの錫メッキ線ジャンパーがあります。これらは、残りの要素を取り付ける前に半田付けされます。チップ DA2 および DA8 - DIP1 パッケージ内。コンデンサC4、C10 - 出力セラミック、K17-0,125Bの輸入類似品。酸化物コンデンサ - 輸入出力 (ミニバージョン)。抵抗器 - 出力電力 0,25 または 1 ワット。ピン XP2「NPNc」 - コネクタまたは適切な直径の錫メッキ線に適しています。ピン XP3、XP2 を取り付けた後、基板にそのための穴が「所定の位置」に開けられます。ピン XP3「VΩmA」および XP1「COM」 - マルチメータのプローブから。入力ソケット XS2、XSXNUMX "U"_〜で- DINKLE、DEGSON の 350 シリーズのネジ端子台 02-021-12-350。 SA1 スイッチ - スライドシリーズ MSS、MS、IS、たとえば、MSS-23D19 (MS-23D18)。

RMS電圧計-マルチメータアタッチメント
米。 2. プリント回路基板の図面とその上の要素の位置

RMS電圧計-マルチメータアタッチメント
米。 3.組み立てられたプレフィックス

プレフィックスを調整する必要はありません。これを使用するときは、マルチメータの種類のスイッチを、200 mV の限界で DC 電圧を測定する位置に設定します。分圧器の抵抗 R1、R2 の抵抗測定の上記の精度を得るには、次のように公称シリーズ E12 (10%) または E24 (5%) から選択できます。まず、公称抵抗がそれぞれ 900 および 90 kΩ の抵抗から 910 および 91 kΩ をサンプリングします。次に、抵抗 R1 は 1 MΩ、R2 - 100 kΩ、R3 - 11,1 kΩ に設定でき、抵抗から 11 kΩ を選択します。ただし、「すべてが少し多い」または「すべてが少し少ない」を考慮すると、ここには多くのバリエーションがあります。セットトップボックスをマルチメータに接続する前に、セットトップボックスが故障した場合に内蔵の低電力 ADC 電源電圧レギュレータが無効にならないように、電流保護機能を備えた別の 3 V 電源から消費する電流をチェックする必要があります。何らかの要素、またはボードの電流が流れるトラックの偶発的な短絡。

セットトップボックスの入力インピーダンスは、最大 10 MΩ まで増加できます。これを行うには、入力分圧器 R1 ～ R3 の抵抗器のすべての抵抗値を 0805 倍に増やすだけで十分です。周波数範囲の維持は、必要に応じて、分周器の周波数を独立させることによって実現されます。この場合、知られているように、分圧器の各抵抗器と並列に、対応する静電容量のコンデンサを接続する必要がある。これらのコンデンサのプリント導体の側から基板上に、対応する接触パッドが設けられています。これらのコンデンサは表面実装されており、サイズは 1206、100 です。このような各 RC 回路のおおよその時定数は XNUMX μs で、測定器の入力分周器を設定するためのよく知られた方法に従って選択されます。

逆電流保護ダイオード VD1、VD2 (1N4148) が存在すると、測定にさらなる誤差が生じる可能性があります。これを解消するには、逆電圧 1 V で逆電流が 2 ～ 5 nA 以下のダイオード (FDLL300A など) を使用するか、市販のものから選択する必要があります。任意のマルチメータを使用して、入力抵抗 200 MΩ で 1 mV の制限で逆電流を測定できます。ダイオードのカソードは電源のプラスに接続され、アノードはマルチメータのプローブと直列にマイナスに接続されます。ミリボルト単位の読み取り値は、ナノアンペア単位の逆電流と数値的に同じになります。デバイスの入力抵抗が 10 MΩ の場合、読み取り値は XNUMX で割る必要があります。

交流のRMS値（たとえば、ネットワーク変圧器、それに基づく電源、スイッチング電源、その他の同様のデバイスの無負荷電流）を測定するには、クランプ付きの測定シャントでアタッチメントを補足すると便利です。。これを行うには、端子「U」に接続します。_〜で「1本の絶縁ワイヤを備えた2オームの抵抗器。その両端にはんだ付けされたクリップが付いています。たとえば、「ワニ」。200 Wの抵抗器を取り付けると、2 mAおよび1 A以内の交流電流を測定できます。これは、次の値に相当します。スイッチSA200の位置「2 mV」と「4 V」マルチメータに接続されたこのようなシャントを備えた著者のセットトップボックスのバージョンを図XNUMXに示します。

RMS電圧計-マルチメータアタッチメント
米。 4. マルチメーターにシャントが接続されたセットトップボックスの作成者バージョン

周波数 10、50、500、および 5000 Hz の三角形および長方形の形状 (蛇行) の電圧測定の精度について著者の接頭辞を確認したところ、マルチメータの測定値は基準電圧計の測定値と 1% 以下の差しかありませんでした。各測定限界における最大値の範囲は 0,1 ～ 1 です。

文学

Long A. AC 電圧計は何を示していますか? - ラジオ、2006 年、第 6 号、p. 23-27。
AD736 低コスト、低消費電力、真の RMS-DC コンバータ。 - URL: アナログ。 com/static/imported-files/data_sheets/AD736.pdf。
Glibin S. ICL7660 シリーズ超小型回路に基づくコンバータで 2015 倍のバイポーラ電圧を取得。 - ラジオ、3 年、第 35 号、p. XNUMX.

著者: S.グリビン

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