Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Выше (рис. 2.26) было показано, что вольтметр постоянного тока с малым входным сопротивлением заметно искажает режим электрической цепи, что приводит к ошибкам измерения. Чтобы в этом случае получить правильный результат измерения, нужно снять два показания измеряемого напряжения на двух пределах измерения (на пределах «10 В» и «30 В»). Действительное напряжение теперь может быть подсчитано по формуле:

U = U1∙U2∙(R2 — R1)/(U1∙R2 — U2∙R1),

где U1, U2 — показания вольтметра на пределах измерения «10 В» и «30 В» соответственно;

R1, R2 — входные сопротивления вольтметра соответственно для пределов измерения «10 В» и «30 В».

Не забывайте, что вольтметр постоянного тока:

1. Всегда подключается к зажимам нагрузки (резистору, лампе накаливания и т. д.) параллельно;

2. Всегда подключается к зажимам нагрузки с учетом полярности напряжения.

А теперь перейдем к расчету резисторов омметра. В омметр входят микроамперметр РА1, постоянный резистор R7, переменный резистор R6, гнездо XS6, зажим «-Общ» и химический элемент G1. С принципом работы омметра вы уже знакомы, если забыли, то следует повторить (рис. 2.28). Если мы подключим микроамперметр РА1 непосредственно к элементу G1 (напряжение на его зажимах равно 1,5 В), то через рамку микроамперметра сопротивлением R_п = 800 Ом потечет ток I = U/R_п = 1,5/800 = 1,8 мА = 1800 мкА. Но сила тока полного отклонения рамки I_п0 равна 200 мкА, поэтому рамка может перегореть. Для ограничения силы тока и ставят резисторы R6 и R7. Общее сопротивление резисторов должно быть равно:

R₀ = U/I_п0 = 1,5/200∙10^-6 = 7500 Ом = 7,5 кОм,

из них 800 Ом будет составлять сопротивление R_п рамки. В процессе эксплуатации химические элементы разряжаются и напряжение на их зажимах уменьшается. Так, для элементов А314, А316, А332 допустимое напряжение разряда составляет 0,9 В, а для элементов А336, А343, А373 — 0,75 В. С учетом этого общее сопротивление резисторов должно быть не менее:

1. R₀₁ = U_д1/I_по — R_п = 0,9/200∙10^-6 — 800 = 4500 — 800 = 3,7 кОм.

2. R₀₂ = U_д2/I_по — R_п = 0,75/200∙10^-6 — 800 = 3750 — 800 ~= 3 кОм.

Поэтому с учетом полного разряда элемента сопротивление постоянного резистора R7 должно быть равно 3,7 кОм, либо 3 кОм, а сопротивление переменного резистора R_6–1 = R₀ — R₀₁ = 7,5–3,7 = 3,8 кОм или R_6–2 = R₀ — R₀₂ = 7,5–3 = 4,5 кОм.

Выбираем: R7 = 3 кОм, a R6 = 4,5 кОм. Переменным резистором R6 устанавливают стрелку омметра на нуль шкалы при закороченных клеммах XS6 и «—Общ» измерительными проводниками.

Шкала омметра обратная по сравнению со шкалой вольтметра (рис. 2.31): нуль находится справа, а наибольшее значение сопротивления, обозначаемого знаком «» («бесконечность»), слева. Кроме того, шкала омметра нелинейная: ее деления по мере приближения к («» все более сжимаются.

Рис. 2.31.Образец шкалы миллиавометра

И последнее. Переходим к расчету добавочных резисторов R1—R5 вольтметра переменного тока (V~). Они рассчитываются по тем же формулам, что и добавочные резисторы к вольтметру постоянного тока. Отличие состоит лишь в том, что полученные результаты надо разделить на 2,5. Почему так, вы узнаете в главе «Переменный ток». С учетом этого входное сопротивление вольтметра переменного тока меньше входного сопротивления вольтметра постоянного тока примерно в 3 раза. Вольтметр состоит из микроамперметра РА1, добавочных резисторов R1—R5, диодов VD1, VD2, гнезд XS1—XS5 и зажима «— Общ». Диод VD1 обеспечивает протекание через микроамперметр РА пульсирующего тока, а диод VD2 пропускает полуволну тока в обход микроамперметра. Диод VD2 может и не быть, но тогда увеличится вероятность пробоя диода VD1 и выход из строя микроамперметра. Шкала вольтметра переменного тока неравномерная.

Конструкция прибора показана на рис. 2.32.

Рис. 2.32. Возможная конструкция миллиавометра

В качестве входных гнезд можно использовать гнезда трех семиштырьковых ламповых панелек и один зажим. Гнезда одной из панелек относятся только к миллиамперметру, гнезда второй — только к вольтметру постоянного тока, третьей — к вольтметру переменного тока и к омметру. Микроамперметр, ламповые панельки, переменный резистор R6 типа СП-1, кнопка SB типа КМ1-1 укреплены на гетинаксовой панели размерами 200х140 мм, элемент G1 типа 332 (либо другой) — на боковой стенке прибора. Резисторы универсального шунта и добавочные резисторы вольтметров смонтированы непосредственно на лепестках ламповых панелек.