クーロメーター。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

電量計。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

この記事で説明されているデバイスを使用すると、負荷に流す必要がある電気量 (電荷)、つまり電流と時間の積 (AC) を設定および制御できます。設定値に達すると、電流源をオフ (ブロック) したり、任意の信号を提供したりするために使用できる信号が発行されます。同様の目的で設計された産業用デバイスもありますが、非常に複雑です。それらと比較すると、提案されたデバイスははるかに単純で、アクセス可能な部品で作られており、構成は難しくありません。このような装置は、例えば自動車のバッテリーの充電を制限する場合や、負荷による供給量の電気の受け取りを制御する必要がある場合にうまく使用できます。

このデバイスは、[1] で説明されている電流安定化装置への追加として開発されました。ただし、不安定な電流源を含む他の電流源と組み合わせて動作することもできます。

規定の電気量は9桁のインジケーターで設定します。この場合の最大値は、例えば、９，９９９，９９９Ａｃとなる。 999 A の電流が負荷にほぼ 999 時間 (10 秒) 流れる可能性があります。電流が大きくなると、それに応じて最大流動時間も減少します。

装置のブロック図を図に示します。 1. ご覧のとおり、電流源 G1 の負荷 A1 は測定抵抗 Ri を介して共通線に接続されています。

クーロメーター

その両端に生じる電圧降下は、負荷を流れる電流に正比例し、DC インバータアンプ A2 に供給されます。その出力からの電圧は、電圧周波数コンバータ (VFC) U1 の入力に供給されます。その出力信号は、その周波数が入力電圧に正比例し、デジタルユニットに入力されます。後者はこの信号を処理し、電流源をオフにするコマンドを発行します。

[2]で説明されている電流源を使用する場合、整流器ブリッジの負端子を共通線に接続する開放線に負荷が接続されるため、インバータ増幅器(図1)が必要です。このため、測定抵抗 Ri から得られる電圧はマイナス極性になりますが、使用する PFC ではプラス極性でなければなりません。インバータアンプの使用により、抵抗Riの製造精度の要件を軽減することができました（計算値からの抵抗値の偏差は、抵抗R3をトリミングすることによるゲイン係数の対応する変化によって補償されます）。抵抗器 Ri の抵抗値は約 0,01 オームで、最大 100 ～ 150 A までの電流を制御できます。抵抗器は、必要な直径のニクロム線またはコンスタンタン線で作られています。

クーロメーター

測定抵抗器の両端に正極性の電圧を供給する電流源を使用する場合、インバータアンプは必要なく、ローパス周波数コンバータの入力をRiに直接接続できます。ただし、この場合、大きな測定誤差を避けるために、抵抗を非常に正確に選択する必要があります。

このデバイスは、[2] で説明されているわずかに変更された VLF を使用します。この修正（図3）は、K155シリーズの超小型回路をより経済的なKR1533シリーズに置き換え、その電源に電圧安定器を導入することで構成されていました（これにより、5Vの安定化電圧の外部電源を使用する必要がなくなりました）。 K544UD1A (DA1) の代わりに、CA3140E OU が使用されました。抵抗器 R7 の抵抗は 360 MOhm に減少します (実際には、これはデバイスが動作するのに十分であることが判明しました)。 VPF の出力信号とデジタルブロックの入力信号のレベルを一致させるために、カスケードオントランジスタ VT5 が導入されています。 VFC の動作原理については [2] で詳しく説明されているため、この記事では説明しません。

（クリックして拡大）

デジタルブロックの概略図を図に示します。 4. これは、一連のプリセット XNUMX 進カウンタ、パワーオンカウンタリセットユニット、プリセット読み取り値、および出力信号コンディショナで構成されます。

（クリックして拡大）

電源がオンになると、マイクロ回路 DD3、DD4、DD6 は回路 R6C3 によって生成されるパルスによって初期状態に設定されます。カウンタ DD7 ～ DD14 にはゼロ状態入力がないため、要素 DD1.1 とカウンタ DD3 にノードが導入されます。発生器（その回路は図1に示されています）から入力DD5の1.1つに来る約3 Hzの繰り返し周波数のパルスは、カウンタDD6に渡されます。これは、カウンタの7番目の入力にゼロレベルがあるためです。要素。同時に、これらのパルスはカウンタデコーダ DD14 に送信されます。その出力はプリセットカウンタ DD6 ～ DD1 の制御入力に接続されています。パルスが到着すると、カウンタは 1.1 つずつゼロ状態に設定されます。1 番目のパルスが DD8 に到着すると、HL9 LED が点灯し、デバイスが動作準備ができていることを示します。」同時に、DD3 要素がカウンタデコーダ DDXNUMX の出力 XNUMX (ピン XNUMX) から来るロジック XNUMX 信号によってブロックされます。

クーロメーター

電源がオンになると、要素 DD17.2、DD1.4 に作成された単一バイブレータが短いパルスを生成し、これにより要素 DD17.3、DD17.4 のトリガが単一状態に設定されます。ログレベルの信号は要素 DD5.2 の出力から除去されます。 1: 現在のソースをブロックできます。同時にHL2 LEDが点灯します。

DD2 マイクロ回路の要素には、SB1、SB2 ボタンの接点のバウンスを抑制するトリガーが含まれています。 SB2 ボタンを 14 回押すと、DD1 カウンタがプリセットモードに切り替わり、対応する桁のインジケータのカンマが点灯し、HL2 LED が消灯します。続けてSB0ボタンを押すと、カウンターが9つずつプリセットモードに切り替わります。対応するインジケーター上の希望の番号 (1 ～ 1) を SB2 ボタンで設定します。したがって、SBXNUMX および SBXNUMX ボタンを操作すると、電流 (アンペア) と時間 (秒) の積に対応する必要な数値がディスプレイに入力されます。

SB4 ボタンを押してデバイスを起動します。この場合、ログレベルは要素 DD17.3 の出力で設定されます (したがって、DD5.2 の出力でも)。 0 (電流源の動作を許可) にすると、電流が抵抗 Ri (図 1 を参照) を通って流れ始め、対応する繰り返し周波数のパルスが VPF の出力に現れます。カウンタの入力に到着すると、インジケータにプリセットされた数値が 0 になるまで減ります。カウンタの並列転送のすべての出力にログレベルが現れるとすぐに。 0の場合、要素DD17.2、DD1.4のワンショットは、トリガDD17.3DD17.4を初期状態に切り替えるパルスを生成し、カウントが停止し、電流源が再びブロックされます。 SB3ボタンで機器の動作を停止し、しばらくしてからSB4ボタンで再開することができ、動作を中断した値からカウントダウンが続きます。

要素 DD1.2、DD1.3、および DD16.1 ～ DD16.6 は、プリセットモードでインジケーターのカンマを確実に点火します。

デジタルブロックの出力信号は、電流源の制御に使用されます。これはさまざまな方法で行うことができます。たとえば、この信号を、強力なリレーが負荷されたトランジスタのベースに印加し（図6）、その接点は負荷回路に含まれています。電流源 [1] では、可変抵抗器 R3 モーターと共通線の間に閉接点を接続することで、低電力リレーを使用できます。

クーロメーター

表示部の概略図を図に示します。 7. 176 つの K2ID1 デコーダ (DD7 ～ DD338) と、共通カソードを備えた同数の ALC1A インジケータ (HG7 ～ HG6) が含まれています。共通アノードを持つインジケーターを使用することは許可されていますが、この場合、+1 V の電源電圧を 7 つのマイクロ回路 DD9 ～ DDXNUMX の端子とインジケーターの共通アノードに (適切な抵抗を介して) 印加する必要があります。

（クリックして拡大）

このデバイスは、+12 および -12 V の安定化電圧によって電力を供給されます。デジタル部分とディスプレイユニットに電力を供給するには、外部 9 V 電源、または +142 V 電源に接続された KR8EN12A マイクロ回路上のスタビライザーから受け取った電圧のいずれかを使用します。使用済み。

装置の主要コンポーネント（PFC、デジタルブロック、ディスプレイブロック）のプリント基板の図面

VPFを組み立てるときは、トランジスタVT1のコレクタ端子とDA2マイクロ回路の端子1を曲げて、錫メッキ線を巻き、対応する穴にはんだ付けする必要があります。表示器基板を取り付ける際には、部品側のジャンパーとして市販の標準バスバーを使用すると便利ですが、取り付け線で製作することも可能です。

インバータアンプ (図 2 を参照) とローパス周波数コンバータ (図 3 を参照) では、抵抗 C2 ～ 23 が使用されます (R6 は 5,1 MOhm の抵抗を持つ 7 つの抵抗で構成されます)。 MLTが使えます。抵抗 R180 は、5 MOhm の抵抗を持つ 2 つの CMM 抵抗で構成されています。デバイスの他のコンポーネントでは、任意のタイプの抵抗を使用できます。トリマー抵抗器 - SP5-22、SP50-35。酸化物コンデンサ - KXNUMX-XNUMX または同様の小型のもの、その他 - 適切なサイズの任意のタイプ。

CA3140E (図 3 を参照) および KR140UD22 (図 2 を参照) の代わりに、KR544UD1 A オペアンプ、および K1533 の類似品である KR3 シリーズ (図 555 を参照) のマイクロ回路の代わりに、を使用することができます。シリーズ。デジタルブロックでは、K176 シリーズのマイクロ回路のほか、CD4029 (K561IE14 に類似)、CD4011 (K561LA7)、CD4001 (K561LE5)、CD4002 (K561LE6)、CD4017 (K561IE8)、CD4022 (K561IE9)、CD4050 を使用できます。 (K561PU4)。 ALS338A インジケータは、ALS324A、ALS3ZZA と互換性があります。

デバイスをセットアップするには、DC 電圧計と電流計、および周波数計が必要です。電流源の遮断を一時的にオフにし、電流計を負荷と直列に接続した後、電流源をオンにして電流を 10 A に設定します。次に、インバータアンプ (使用している場合) の出力に電圧計を接続し、抵抗 R3 (図 2 を参照) を使用して、アンプ出力の電圧を 100 mV に設定します。

次に、PFC がセットアップされます (方法については [2] で詳しく説明されています)。ここで、最初に抵抗 R1 を使用してオペアンプ DA12 のバランスをとる必要があることに注意してください。次に、VPF の入力を共通線に接続し、抵抗 R5 を使用して出力で可能な最小周波数の信号 (10 ～ 30 秒ごとに 100 パルス) を取得してみます。この後、インバータアンプの出力から VPF の入力に 5 mV の電圧が印加され、トランジスタ VT3 (図 10 参照) のコレクタのパルスを周波数計で監視しながら、VPF のスライダを動かします。抵抗 R100 は周波数を XNUMX Hz に設定します。

デジタルブロック (図 4 参照) を設定する必要はなく、動作を確認するだけで済みます。電源を入れた直後はインジケーターが任意の数字を表示します。その後、1 秒以内に順番にゼロにリセットされ、各インジケーターのカンマも順番に点灯します。その後、HL2 の LED が点灯します (HLXNUMX も点灯します)。デバイスは使用する準備ができています。最後に、電流源はデジタルユニットからの出力信号によって再びブロックされます。

このデバイスは大電流で動作するように設計されています。電流が低い場合、表示ビットと対応するカウンタの数を減らすことができます。

デバイスを長期モードで使用する場合は、停電の場合に備えてバックアップ電源を提供することをお勧めします。電圧 5 ～ 9 V のバックアップバッテリ (バッテリまたはガルバニ電池) が、ダイオードを介してデジタルユニットの電源バスに接続されています。もちろん、この場合、ディスプレイユニットおよびデジタルユニットの HL2 LED には、この回路をバイパスして、たとえば別の安定化電源から電力を供給する必要があります。この変更後、デジタルユニットのバッテリーからの電流消費は最小限になります。主電源電圧が失われ、その後回復した場合でも、カウントプロセスは中断されず、損失なく続行されます。

文学

短いI.150Aまでの電流安定器。-Radio、2002、No。10、p。 33、34。
Shchagin A. 広範囲の電圧-周波数コンバータ。 - ラジオ、1987 年、第 10 号、p. 31-33。

著者：I.Korotkov、ブチャ村、キエフ地域

他の記事も見る セクション充電器、バッテリー、ガルバニ電池.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

庭の花の間引き機 02.05.2024

現代の農業では、植物の世話プロセスの効率を高めることを目的とした技術進歩が進んでいます。収穫段階を最適化するように設計された革新的な Florix 摘花機がイタリアで発表されました。このツールには可動アームが装備されているため、庭のニーズに簡単に適応できます。オペレーターは、ジョイスティックを使用してトラクターの運転台から細いワイヤーを制御することで、細いワイヤーの速度を調整できます。このアプローチにより、花の間引きプロセスの効率が大幅に向上し、庭の特定の条件や、そこで栽培される果物の種類や種類に合わせて個別に調整できる可能性が得られます。 2 年間にわたりさまざまな種類の果物で Florix マシンをテストした結果、非常に有望な結果が得られました。フロリックス機械を数年間使用しているフィリベルト・モンタナリ氏のような農家は、花を摘むのに必要な時間と労力が大幅に削減されたと報告しています。 ... >>

最先端の赤外線顕微鏡 02.05.2024

顕微鏡は科学研究において重要な役割を果たしており、科学者は目に見えない構造やプロセスを詳しく調べることができます。ただし、さまざまな顕微鏡法には限界があり、その中には赤外領域を使用する場合の解像度の限界がありました。しかし、東京大学の日本人研究者らの最新の成果は、ミクロ世界の研究に新たな展望をもたらした。東京大学の科学者らは、赤外顕微鏡の機能に革命をもたらす新しい顕微鏡を発表した。この高度な機器を使用すると、生きた細菌の内部構造をナノメートルスケールで驚くほど鮮明に見ることができます。通常、中赤外顕微鏡は解像度が低いという制限がありますが、日本の研究者による最新の開発はこれらの制限を克服します。科学者によると、開発された顕微鏡では、従来の顕微鏡の解像度の 120 倍である最大 30 ナノメートルの解像度の画像を作成できます。 ... >>

昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

Firefox スマートフォン ZTE オープン 20.08.2013

中国の携帯電話メーカー ZTE は、eBay で ZTE Open スマートフォンの販売をまもなく開始する予定です。このデバイスは XNUMX 月初旬に発表され、Mozilla の Firefox OS オペレーティングシステムを実行する最初の商用デバイスになりました。

Mozilla の Web サイトによると、Firefox OS スマートフォンは「初めてのスマートフォン購入者を対象としています」。「Firefox OS ベースのスマートフォンは、最初の完全な Web ベースのスマートフォンです。これらのスマートフォンの購入者は、必要なパーソナライゼーションとパフォーマンスを、美しくシンプルで直感的なユーザーインターフェイスと共に、必要な価格で手に入れることができます」とサイトは述べています。

ZTE Open には、解像度 3,5 x 480 ピクセルの 320 インチ画面、256 MB の RAM、512 MB の内部メモリ、および 3,2 メガピクセルのカメラが搭載されています。パッケージには、デバイスに配置できる 4 GB の microSD メモリカードが含まれています。

Firefox OS は、消費者がスマートフォンに期待するすべての機能を提供すると Mozilla は述べています。電話をかけたり、SMS メッセージを使用したり、電子メールを操作したり、Facebook や Twitter にアクセスしたり、内蔵カメラで写真を撮ったりすることができます。ナビゲーションを使用します。そうすることで、Firefox Web ブラウザと Firefox Marketplace アプリストアへのアクセスも取得します。

ZTE Open は、米国と英国の eBay Web サイトでそれぞれ 80 ドルと 60 ポンドで購入できます。これらのデバイスは、グローバル市場をターゲットにするため、ローカルサービスなしで販売されます。

その他の興味深いニュース:

▪ Photonカメラが人体の内視鏡を追跡

▪ 新しいセミキューブ電子プラットフォーム

▪ Corsair M75 Air ワイヤレスマウス

▪ リファルト - インスタントアスファルト

▪ Android 2 搭載の Samsung Galaxy Tab 4.0

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのセクション無線コンポーネントのパラメータ、類似物、マーキング。記事の選択

▪ 哲学記事。講義ノート

▪ 記事二人の人が同じ指紋を持つことはできますか? 詳細な回答

▪ 記事アナシクルス・オフィシナリス。伝説、栽培、応用方法