ポケットマルチメーター。スキーム、説明

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ポケットマルチメーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このマルチメータの特別な機能は、測定リミットの電子スイッチと、BIS KR572PV2 の出力を液晶インジケータと一致させるための独自のユニットです。このデバイスは 50 個のコランダム電池で駆動され、そのエネルギーは 6,5 時間の連続動作に十分です。マルチメータが動作する最小電圧は 5,6 V です。この値では、LCD が「消灯」しますが、電源電圧が XNUMX V に低下すると、アボメータの電子部分は正常に機能します。

デバイスの測定ユニットは、オペアンプ (オペアンプ) DA2 (回路図を参照) と LSI DD6 で構成されています。この CMOS LSI は、小数点以下 3,5 桁の二重積分原理で動作し、572 セグメント LED インジケータを駆動するための出力を備えています。 KR2PV1,8 シリーズ LSI が両電源から消費する最大電流は 10 mA 以下、上位ビットの出力電流は 5 mA 以上、残りは XNUMX mA 以上です。

ADC のコモンモード信号低減係数は 100 dB に達し、変換誤差は KR1PV3A、KR5PV572B、KR2PV572V でそれぞれ 2、572、2 カウント単位を超えません。指定されたパラメータは、温度 25±10°C、電源電圧 +5 V (Upit1.) および -5 V (Upit2.) で保証されており、不安定性は ±1% です。

電源電圧アップ1。入力電圧と基準電圧は、電源の電圧を超えてはなりません。 LSI の誤動作を防ぐため、まず共通線 (4,5 ピンと 5,5 ピン) に接続し、次に電源 (2 ピンと 8 ピン)、基準電圧 (4,5 ピンと 21 ピン)、最後に入力電圧の順に電圧を印加します。 (ピン 32 と 1)。逆の順序でストレスを解消してください。共通線に対して測定された入力信号を変換する場合、MS のピン 26、35、および 36 は共通線に接続されます。

このマルチメータでは、LSI KR572PV2 の搭載が標準のものと異なります。特徴は、液晶インジケータで動作し、そのセグメントの出力がダイオード VD14 ～ VD36 を介して LSI の出力に接続され、抵抗 R34 ～ R59 を介して LCD の共通線に接続されていることです。周波数1kHzのパルス電圧が供給されます。 KR572PV2 マイクロ回路が組み込まれているため、LCD で動作することができますが、この場合、インジケーターセグメントの定電圧成分が許容値をわずかに超えます。 LSI に含まれるクロックジェネレータのパルス繰り返し周波数は素子 R71、C20 によって決まり、40 kHz となります。測定された電圧は、スイッチSA1を介して、マルチプレクサDD2とオペアンプDA1によって形成される電子減衰器に供給されます。

選択された測定スケールは、マルチプレクサのピン 9 および 10 の特定のバイナリコードに対応し、抵抗 R25、R27、R29、R33 によって形成される対応する抵抗をオペアンプのフィードバック回路に導入します。これらの抵抗は、マルチプレクサ制御コードに応じて、入力端子 X1 から出力 DA1 まで次の伝達係数を提供します。1、0,1、0,01。 0,001。電圧測定時のマルチメータの入力抵抗は、抵抗R8によって決まります。ダイオード VD4 および VD5 とともに、入力電圧が選択したスケールの制限値を誤って超えた場合に、DA1 チップを過負荷から保護します。 1、10、100 mA の範囲内の電流を測定する場合、電子減衰器の透過係数は次の値になります。 100; 10. 1 ～ 0,1A の電流測定はソケット X1 を介して行われます。この場合、入力回路の伝達係数は4となります。

定電圧または定電流を測定するモードでは、LSI ADC の入力への信号は DA1 チップの出力から来ます。変量を測定する場合、出力DA1のバイポーラ信号はオペアンプDA2に組み込まれた整流器によりユニポーラ信号に変換され、平滑フィルタを通ってLSIの入力に入力されます。バイポーラ整流器では、出力ゼロ電圧の安定性は抵抗 R62 によって確保され、交流電圧に対する負のフィードバックはコンデンサ C15 によって提供されます。

抵抗を測定するとき、マルチメータの入力ソケットとそれに接続されている抵抗器に電流が流れます。その値は測定される抵抗器の値には依存しません。これは、トランジスタ VT2 ～ VT4 に組み込まれた安定した電流発生器によって生成されます。マルチプレクサ DD1 は、選択した制限に応じて抵抗 R12 ～ R15 の XNUMX つを接続し、必要な安定した電流値を設定します。

測定限界選択デバイスは DD4、DD5 マイクロ回路で作成され、4.1 つの RS フリップフロップ (DD4.2 および DD4.3)、ワンショットデバイス (DD5)、およびアップ/ダウンカウンタ (DD1) を含みます。 DD2 カウンタの出力 Q5 および Q1 の論理レベルは、マルチプレクサ DD2 および DD00 の動作を制御し、選択された測定限界を決定します。コード 2 は測定限界 01 に対応します。 20-10; 200-11、2000-XNUMX V (mA、キロオーム)。

マルチメータの電源をオンにすると、DD5 カウンタの出力がコード 01 に設定され、20 V 制限 (mA、kOhm) がオンになります。 SB1 または SB2 ボタンを押して、必要な測定リミットを選択します。最初のケース (+1) では、より大きな測定限界への移行があり、1 番目のケース (-1) では、より小さな測定限界への移行があります。これは、小数点を右または左に移動することによって LCD に表示されます。これがどのように起こるかを見てみましょう。 SB2 (SB5) が押されると、コンデンサ C6 (C4.1) の充電電流により、RS トリガー DD4 (DD2 4.1) の入力に正のパルスが現れ、点弧します。 DD4.2 (DD4.3) の出力での電圧降下によりワンショット DD1 がトリガーされ、その出力パルスがメーター DD5 の計数入力に送信され、その状態が 1 に変わります。 DD4 3 はチェーン R32C11 を介して RS フリップフロップ DD4.1 および DD4.2 に影響を与え、100 μs 後にそれらを元の状態に戻します。 DD5 カウンタの動作モードは、入力の論理レベルを ± 1 に設定します。論理 1 がある場合は加算が行われ、論理 0 がある場合は減算が行われます。マルチメータでは、DD1 マイクロ回路の ±5 入力にゼロレベルが常に存在しますが、SB1 (+1) ボタンを押すと、この入力に論理 1 が表示され、カウンタに 1 が書き込まれると論理 5 が消えます。カウンタ DD101 の ±XNUMX 入力における正パルスの持続時間は約 XNUMX μs です。

説明した測定限界を切り替える方法は、このデバイスに基づいて限界を自動選択するマルチメーターを作成することを想定して選択されました。 +5,5 V と -4,7 V の電源電圧は、スタビライザーと極性コンバーターで構成される電源ユニットによって生成されます。正の電圧は、トランジスタ VT1、VT5、VT6 に組み込まれたスタビライザーによって生成されます。このような安定器は、少なくとも 500 の電圧安定化係数と短絡保護機能を備えています。マルチメータの電源がオンになると、要素 C1、VD1、R6 で構成されるトリガー回路がスタビライザーを動作モードにします。スタビライザのレギュレータトランジスタ VT1 の両端の電圧降下は、わずか 0,05 ～ 0,1 V です。

概略図（クリックして拡大）

回路基板

DA1、DA2 K544UD1A、DD1、DD2 K564KP1、DD3 K564LA7、DD4 K564TR2、DD6 KR572PV2B、VT1、VT7 K.T361B; VT2 - VT4 KT3107B、VT5、VT6、VT8 KT315B、VD1、VD6。 VD7、VD10、VD11、VD14 ～ VD36 KD103A、VD4、VD5 KD503B、VD8、VD9。 VD12。 VD13 D9D

マルチメータの主な技術パラメータ:

測定上限:
直流電圧 (V)、電流 (mA)、抵抗 (kΩ) ....... 2; 20;200;2000
交流電圧 (V) と電流 (mA) ................................................... .... .... 1;10;100;1000
入力抵抗、ミリオーム .......... 1
基本測定誤差:
定電圧、%。 ....... 1
交流電圧、％。 ....... 3
直流、%................................................. 1
交流、% ................... 3
抵抗、%.................................. 1
測定周波数範囲：
交流電圧、kHz .... 0,02-20
交流、kHz……0.02～10
電流測定時の入力電圧降下が 0,1 および 1 A、V ..... 1 以下の制限内にない場合
その他の制限では、V .... 0,1 以下
消費電流、mA ....... 8以下
寸法、mm 。 130×63×25
重量、g ..........185

-4,7 V の負極性電圧は、発電機、出力トランジスタ段、および容量性電圧乗算器を含むコンバータで得られます。発電機の出力電圧は、DD3 チップ上に組み込まれており、周波数 1 の一連のパルスです。約7kHz。これらのパルスは出力段のトランジスタ VT8 と VT7 のベースに到達し、交互に開閉します。トランジスタ VT8 が開いているとき、コンデンサ CJ はそれとダイオード VD8 を介して充電され、VT10 のとき、コンデンサ C9 はトランジスタとダイオード VD9 を介して放電され、コンデンサ C4,7 が充電され、-4,7 V の負電圧が確立されます。がコンバータの出力段に供給され、-XNUMX V 回路の負荷が一定であれば、負電圧は安定します。

負荷時の負電圧リップルの振幅は 10 mV を超えず、無負荷時の電源ユニットの消費電流は 1,5 ～ 2 mA です。

マルチメータは主に±5%の許容差を持つMLT抵抗を使用しており、C4 1ブランドの抵抗器R8のみ±1%の許容差があります。測定精度に影響を与える抵抗の値（R3、R4、R8、R9）、R25、R27、R29、R33) は、±0,1% 以下の精度を持つデジタル抵抗計を使用して選択する必要があります。この操作により、マルチメータのセットアップ時間が大幅に短縮されます。トリマー抵抗器-SPZ-18。このデバイスは、酸化物コンデンサ K53-1 および K53-19、永久コンデンサ C4 ～ C8、C11 ～ C20 ブランド KM を使用します。リミット選択ボタンは MP-9 または MP-12 タイプのマイクロスイッチ、電源スイッチは MT-1、スイッチ SA1-PG2-ZP-ZN、SA3 は 12 つの MP 1 トグルスイッチで構成されています。厚さ 7 mm の両面箔グラスファイバー製のプリント基板上に配置します (図を参照)。固定抵抗と MC DD3 は基板上に垂直に取り付けられます。要素 R4、R8、R9、R2、および FU1 はスイッチ SA7 に取り付けられます。装置の小型化を図るため、LSI を LSI の上に配置します。ボードの図では、点 A - A、B - C、D - G、および 7 - 14 をそれぞれ接続し、点 D を DD3 のピン 34 に接続する必要があります。抵抗 R59 ～ R14 およびダイオード VD36 ～ VDXNUMX にはマークが付けられていません。

マルチメーターのセットアップは、電源をチェックすることから始まります。適切に動作していることは、両方の出力電圧が存在することと、負荷がない場合の消費電流が 2 mA 以下であることによって証明されます。出力電圧はツェナーダイオード VD5,2 を使用して 5,5 ～ 3 V に設定されます。 DC 測定モードでは、出力ソケットが接続されていない場合、LCD ディスプレイに数字 000 または -000 が表示されます。これは、DD1888 LSI のピン 5 に +37 V の電圧が印加されると、読み取り値 -6 に置き換えられます。。 SB1、SB2ボタンを押すことで測定リミット選択ユニットの動作をチェックし、カンマが正しく表示されることを確認します。必要に応じて、オシロスコープを使用して RS フリップフロップ DD4.1 および DD4 2、ワンショット DD4.3、およびカウンタ DD5 をチェックします。次に、電子減衰器のテストに進みます。これを行うには、電圧測定モードで、1 V および 1 kHz の周波数の信号がマルチメータの入力に供給されます。出力信号は DA6 チップのピン 1 で制御され、入力デバイスの伝達係数は選択された測定限界に依存し、それぞれ 1 である必要があります。 0,1; 0,01; 0,001、2以内で20。 200; 2000V(mA、k0m)。

電子分周器が正常に動作している場合は、入力ソケットを短絡し、トリミング抵抗 R28 を使用してオペアンプ DA0 の出力を 1 に設定します。次に、オシロスコープを DA2 マイクロ回路の出力 (ピン 6) に接続し、可変抵抗器 R53 を使用してバランスを取ります。どちらの場合も、ゼロ精度は ±0,1 mV です。感度を設定するには、マルチメータを 2 V の制限で DC 電圧測定モードに切り替えます。1000 mV の校正済み DC 電圧を入力に印加すると、トリマー抵抗 R69 がディスプレイ上の読み取り値を「1.000」に設定します。 AC 電圧測定モードでは、1000 mV、周波数 1 の信号がデバイスの入力 kHz に供給され、トリミング抵抗 R65 がディスプレイ上の数値「1.000」を設定します。抵抗 R12 ～ R15 の値は、100 オーム、10、100 kオーム、および 1 MO オームの抵抗を持つ標準抵抗が入力に接続されている場合に選択されます。

著者: E. ヴェリク、V. エフレモフ

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