Приставки к измерительным приборам

Приставка работает совместно с мультиметрами серии М-830 на пределе 2000 мВ, не требует дополнительного питания и позволяет измерять радиоактивное излучение интенсивностью до 1600 мкР/ч

схема приставки к мультиметру для измерения радиации

Трансформатор Т1 выполнен на кольце К17,5х8,2х5 из феррита 2000НМ. Обмотка I содержит 850 витков провода ПЭВ-2 0,08 и пропитана БФ-6. После высыхания клея обмотка обматывается слоем полиэтиленовой или фторопластовой ленты. Обмотки II и III (5 и 6 витков соответственно) намотаны проводом ПЭЛШО 0,21.

Приставка для измерения концентрации растворенных в воде солей (TDS-метр)

Источник: И. Подушкин Генератор+одновибратор=три приставки к мультиметру. — Радио, 2010, №7, с.46,47

Приставка к мультиметру DT-830B (или аналогичного) предназначена для измерения концентрации растворенных в воде солей, достаточно простая для повторения и точная в измерении. Питание осуществляется от внутреннего источника мультиметра.

Приставка для измерения концентрации растворенных в воде солей

В положении «х1» приставка измеряет концентрацию до 3 г/л, в положении «х10» — 30 г/л. Терморезистор RK1 необходим для компенсации изменения сопротивления раствора при колебаниях его температуры, в приставке используется терморезистор с отрицательным ТКС, а включенный последовательно с ним R2 приближает характеристику цепи к температурной зависимости сопротивления раствора в интервале температур от 15 до 35 град.

Все детали кроме терморезистора и датчика размещены на печатной плате:

Датчик приставки состоит из основания 2 — пластины из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2,5..3 мм, на который с помощью резака или методом травления образованы четыре изолированные площадки фольги, и собственно датчика — размещенных на определенном расстоянии один от другого двух металлических штырей 1 диаметром 1 мм с антикоррозийным покрытием. К крайним площадкам фольги припаивают выводы терморезистора 4 (ММТ-4), после калибровки датчика все фольговые площадки, места пайки и корпус терморезистора покрывают водостойким лаком.

Налаживание сводится к калибровке:

Приставку устанавливают на мультиметр и переводят последний в режим с пределом 2000 мВ.
Переключатель SA1 переводят в положение «х1», к штырям датчика (к фольге) припаивают резистор на 16 кОм и подстроечным конденсатором С4 (возможно и подбором С3) добиваются показания мультиметра в пределах 1100…1130 мВ.
Переключатель SA1 переводят в положение «х10», к контактам подпаивают резистор на 5,1 кОм и подстроечным конденсатором С6 добиваются напряжения 345..355 мВ.

Взамен К561ТЛ1 допустимо использовать микросхему КР1561ТЛ1, CD4093B. Конденсаторы С1, С3, С5 должны быть керамические группы близкой к группе ТКЕ М750, конденсатор С7 любой ёмкостью 0,015-0,047 мкФ.

Приставка — термометр

Источник: С. Семихатский Приставка — термометр к цифровому мультиметру. — Радио, 2010, №4, с.51, 52

Приставка позволяет измерять температуру мультиметром не имеющим такого режима. Точность измерения может достигать +/-0,6^оС при измерении в диапазоне -60..+125^оС. Ток потребления от источника 12В не превышает 25 мА.

схема приставки к мультиметру для измерения температуры

Датчиком температуры в приставке является диод VD2. Подстроечным резистором R9 выполняется балансировка измерительного моста при температуре 0^оС.

В приставке можно использовать:

Датчиком температуры может служить любой кремниевый диод, необходимо учитывать только допустимый интервал рабочей температуры, например, для Д226 +80 ^оС, у КД102А +100 ^оС.
Транзисторы КТ361А и КТ315А можно заменить любыми из тех же серий или из серий КТ3107, КТ3102.
Стабилитрон Д814Б любой на напряжение 8..9 В.
ОУ любой общего назначения: К140УД6, К553УД2, КР140УД708…
Подстроечный резисторы — многооборотные.
Конденсатор С1 — керамический, С2 — оксидный.

Налаживание проводят с измерения потребляемого тока (не более 25 мА), затем подключают к мультиметру и переводят его на предел измерения 2 В. Резистором R9 устанавливают значение на индикаторе прибора соответствующее комнатной температуре (например, 250 для 25 ^оС). Затем, зажав датчик в руке, наблюдают за изменением температуры, что говорит об исправности прибора.

Калибровку проводят при нуле градусов. Для этого берут термос с дистиллированной водой и добавляют лёд, обязательно необходимо дождаться, пока лёд перестанет таять. Также можно проверить правильность работы термометра при 100 ^оС. Для этого доводят до кипения дистиллированную воду и проверяют показания с учетом приведенного ниже графика зависимости температуры кипения от атмосферного давления:

график зависимости температуры кипения воды от атмосферного давления

Делители для измерения малых токов (с пределом от 20 нА)

Источник: В. Нюбин Измерение малого тока цифровым мультиметром. — Радио, 2010, №4, с.49, 50

Приставки — делители напряжения предназначены для совместного использования с цифровыми мультиметрами построенными на АЦП ICL7106 (К572ПВ5). В частности, к ним относятся: MASTECH M830B, MASTECH 7032, MASTECH MY-67 и им аналогичные. При повторении приставок следует учитывать, что погрешность измерения прибора на малых пределах (в частности на 20 и 40 нА) зависит от сопротивления изоляции соединительных, измерительных проводов, гнезд, переключателя и условий окружающей среды!

Первая приставка-делитель предназначена для мультиметра типа M830B, позволяет измерять токи с пределами 0,2 мкА, 2мкА, 20 мкА, 200 мкА, 2 мА, работает на пределе измерения 200 мВ постоянного напряжения с входным сопротивлением 1 МОм.

схема приставки - микроамперметра — Для M830B и аналогичных

Приставка для более точного тестера с входным сопротивлением 10 МОм и погрешностью измерения 0,5% (например, 7032) пределы измерения тока можно расширить, добавив предел 20 нА:

схема приставки - микроамперметра, наноамперметра — Для 7032 и аналогичных

В мультиметре типа MY-67 на пределе 400 мВ входное сопротивление составляет 100 МОм (погрешность 0,8%), что позволяет добавить предел 40 нА:

Приставка должна иметь металлический корпус, экранированные разъемы с фторопластовыми изоляторами (например, СР-50-65ФВ), переключатель должен быть с керамическими изоляторами (например, ПГК11П1Н).

Приставка — измеритель ёмкости

Описываемая приставка имеет пять пределов измерения — 2нФ, 20нФ, 0,2 мкФ, 2 мкФ и 20 мкФ. Измерителем тока служит мультиметр в режиме милливольтметра постоянного тока с пределом 200 мВ. Частоты перезарядки проверяемого конденсатора выбраны равными 5 кГц на первом пределе измерений, 500 Гц на следующих двух и 50 Гц на последних. При напряжении, до которого заряжается конденсатор, равном 3 В, ток через измеритель, соответствующий максимальной измеряемой ёмкости составляет 30 мкА на первых двух пределах, 300 мкА — на следующих двух и 3 мА — на последнем.

Приставку подключают к трем гнездам мультиметра — к его входам «VRmA» и «СОМ» (Общий), а также к гнезду «Е PNP» для подключения эмиттера транзистора структуры р-n-р при измерении параметров транзисторов.

Приставка собрана на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм.

Можно применить любые другие резисторы и конденсаторы, подходящие по размерам, но конденсатор С5 должен быть металлоплёночным (серий К73) или бумажным, установка керамических конденсаторов недопустима из-за их низкой температурной стабильности. Переключатель SA1 — ПР2-5П2Н, ПГ2-2-6П2Н, ПГ2-9-6П2Н, П2Г-3-5П2Н, П2Г-3-6П2Н, ПГЗ-5П2Н или любой другой малогабаритный на необходимое число положений и на-
правлении. Микросхемы серии К561 заменимы на аналогичные серии КР1561, а микросхему КР1168ЕП1 допустимо заменить ее импортным аналогом ICL7660 или ICL7660A.

Чтобы упростить подключение приставки к гнездам мультиметра, на плате закреплены гайками два разрезных штыря диаметром 4 мм от штекеров (цепи «VQmA» и «СОМ») и впаян латунный штырёк диаметром 0,8 мм (цепь «Е PNP»).

Переключатель установлен на кронштейне, изготовленном из латуни толщиной 1 мм. Кронштейн закреплен на плате гайкой штыря «СОМ» и винтом М2,5 с гайкой, для чего на плате предусмотрено соответствующее отверстие.

Для подключения проверяемого конденсатора в плату впаяны два гнезда от разъема 2РМ под штыри диаметром 1 мм. В них можно вставить такие штыри с перпендикулярно подпаянными зажимами «крокодил», что позволит подключать измеряемые конденсаторы различного размера.

Плата накрыта кожухом, спаянным из фольгированного стеклотекстолита и закрепленного на плате по углам пайкой. Фольга кожуха соединена с общим проводом и выполняет роль экрана.

При изготовлении платы для работы приставки с мультиметром другого типа следует уточнить расположение контактных штырей.

С целью облегчения настройки для каждого подборного резистора на плате предусмотрено по два посадочных места. Относительно низкоомные резисторы шунтов R6—R9 составляют из двух параллельно соединенных, а высокоомные R1 —R5 — из двух, соединенных последовательно.

Настраивают приставку в следующем порядке. Вначале на плату устанавливают все элементы, кроме резисторов и кронштейна с переключателем. В отверстия платы, отмеченные на рис. 3 надписями «к SA1. Г и «к SA1.2”, и в предназначенные для установки левого (по рис. 3) вывода резистора R3 и нижнего R9 (общий провод) впаивают по отрезку жесткого медного провода длиной примерно 40 мм. Между выводом 5 DD2 и общим проводом (к соответствующей паре отрезков провода) подпаивают резистор номиналом 680 Ом и допуском не хуже ±10 %.

В гнезда Х1, Х2 включают конденсатор емкостью 1… 1,5 мкФ, а между выводами 9 и 10 микросхемы DD1 (также к соответствующим отрезкам) подпаивают постоянный резистор сопротивлением 1,5 МОм последовательно с переменным 470 кОм. Для этого этапа настройки точность емкости конденсатора не имеет значения.

Устанавливают переключатель мультиметра в положение «200 mV” и вставляют приставку штырями в соответствующие гнезда мультиметра. Измеряют любым вольтметром напряжение на выводах 14 и 7 микросхемы DD1 относительно общего провода (СОМ) — оно должно составлять +3 и -3 В соответственно. Убеждаются в наличии генерации с частотой порядка 50 Гц с помощью осциллографа, подключенного параллельно С*, или, при его отсутствии, подключением туда же любого пьезоизлучателя.

Показания мультиметра должны примерно соответствовать емкости конденсатора, но могут хаотически изменяться в некоторых пределах. Плавным поворотом вала переменного резистора добиваются максимальной стабильности показаний мультиметра (допустимы колебания показаний в пределах 0,5 % от измеряемого значения). Частота генератора при этом должна быть равна 50 Гц — желательно проверить ее осциллографом или частотомером. Пульсации входного напряжения с этой частотой (и кратными ей) хорошо подавляются аналого-цифровым преобразователем мультиметра, а при отклонении от нее проявляются в упомянутом выше хаотическом изменении показаний.

Измеряют суммарное сопротивление постоянного и переменного резисторов и подбирают постоянный такого же сопротивления. Если это сделать трудно, можно взять резистор несколько меньшего сопротивления, а последовательно с ним включить переменный. Повторить подстройку по отсутствию изменений показаний, и измеряют сопротивление только переменного резистора. Заменяют переменный на постоянный такого же сопротивления — здесь уже высокой точности не потребуется.

Установив на место Сх конденсатор с точно известной емкостью 1,5… 1,9 мкФ, добиваются соответствующих показаний на табло мультиметра подбором резистора R8. Для удобства можно взять резистор несколько большего сопротивления и параллельно ему подключить переменный на 22 кОм. Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, подбирают соответствующий постоянный.

Далее, не меняя частоты генератора и используя конденсатор известной емкости около 10 мкФ, подбирают аналогично резистор R9.

Подпаяв подобранный резистор R8 и включив в гнезда эталонный конденсатор емкостью 0,15…0,19 мкФ, подбирают резистор R2. При этом частота генератора должна быть около 500 Гц.

Сохранив такие частоту генератора и эталонный конденсатор, подбирают резистор R7. Следует иметь в виду, что показания приставки будут завышены примерно на 40 пф, поэтому, скажем, эталонному конденсатору 0,015 мкФ должны соответствовать показания 1504. Убирают сдвиг показаний подбором резистора R5.

Далее подбирают резистор R6 такого же сопротивления, что и R7. Вставив в гнезда эталонный конденсатор емкостью 1500… 1900 пФ, подбирают резистор R3, а для исключения сдвига показаний — резистор R4.

Если есть цифровой частотомер, можно вначале установить частоты генератора 50, 500, 5000 Гц подбором резисторов R1, R2 и R3 соответственно, а затем подобрать резисторы R6—R9, используя эталонные конденсаторы указанной выше ёмкости.

Подобранные резисторы впаивают в плату, устанавливают переключатель на кронштейне и соединяют его выводы с платой.

При тщательно проведенном подборе резисторов точность измерений на первых четырех пределах будет не хуже 2 %, на пределе 20 мкФ линейность сохраняется до 10 мкФ, а при емкости 20 мкФ показания окажутся заниженными примерно на 8 %.

В случае отсутствия микросхемы КР1168ЕП1 или ICL7660 цепь -3 В приставки целесообразно питать от батареи мультиметра через стабилизатор на напряжение -6 В, в качестве которого можно использовать микросхем\ КР1168ЕН6 или 79L06 с любыми префиксами и суффиксами (рис. 4). Для этого на корпусе мультиметра следует установить малогабаритное гнездо, соединив его с минусовым выводом батареи. Вывод «Вход» микросхемы DA2 необходимо снабдить гибким проводником со штекером, который включают в дополнительное гнездо мультиметра.
Приставку можно использовать как генератор импульсов с частотами 50, 500 и 5000 Гц и амплитудой 3 В, снимая их с выводов, предназначенных для подключения проверяемого конденсатора. При этом следует помнить, что выходное сопротивление такого генератора не меньше сопротивления включенного секцией SA1.2 резистора R6—R9. Если импульсы снимать с выводов 4 и 7 DD1, их амплитуда будет составлять 6 В, а выходное сопротивление уменьшится.

Источник: С. Бирюков Приставка к мультиметру для измерения ёмкости конденсаторов. — Радио, 2002, №2, с.29

Для измерения частоты 1..5 ГГц

Приставка предназначена для измерения частоты в диапазоне 1..5ГГц напряжением от 50 до 300 мВ с частотомером с пределом до 5 МГц (делитель на 1000).

Приставка предназначена для измерения частоты в диапазоне 1..5ГГц с частотомером с пределом до 5 МГц

Делитель частоты выполнен на специализированных цифровых микросхемах делителей частоты серии КС193 с применением входного делителя частоты SP8910.

На входе делителя частоты включен ФВЧ с частотой среза около 250 МГц на элементах С1, L1, С2. Ограничитель амплитуды входного сигнала выполнен на резисторе R1 и арсенидгаллиевых диодах с барьером Шоттки VD1, VD2. После ограничителя включен двухкаскадный усилитель на полевых транзисторах VT1, VT2. Транзистор VT1 включен по схеме с общим истоком и с автоматическим смещением рабочей точки за счет падения напряжения на резисторе R4. На транзисторе VT2 выполнен истоковый повторитель.

Общий коэффициент усиления по мощности усилителя на частоте 5 ГГц составляет около 10 дБ при уровне входного сигнала 50 мВ. При повышении входного напряжения коэффициент усиления снижается за счет насыщения усилителя, чем ограничивается уровень сигнала, поступающего на вход микросхемы DD1. Счетчики DD1, DD2 и DD3 имеют коэффициент деления 10.

Печатная плата делителя частоты выполнена на пластине фольгированного с двух сторон диэлектрика ФЛАН5 толщиной 1,5 мм, нижний слой фольги использован в качестве общего провода. Для соединения проводников верхнего слоя платы с нижним в плате просверлены отверстия диаметром 1,5 мм (в местах, указанных черными кружками), в них установлены отрезки медного луженого провода диаметром 1… 1.2 мм и припаяны к фольге с двух сторон платы. Плата помещена в экран из луженой латуни (или стали) с крышкой, имеющей отверстия для вентиляции.

При монтаже полупроводниковых элементов СВЧ следует соблюдать весь комплекс мер защиты от статического электричества. Пайку выводов элементов следует вести низковольтным паяльником с заземленным жалом припоем ПОСК 18-50 или ПОС61 при температуре пайки не более 210°С. В качестве флюса следует использовать спиртовой раствор канифоли.

В устройстве применены SMD-компоненты для поверхностного монтажа: резисторы типоразмера 0603, 0805, а также керамические конденсаторы размерами 4×2 и 3×1,5 мм (типоразмеры 1206 или 0805). Дроссель L6 — серийный типа ДМ-0.2 или ДП-0,2 индуктивностью 30…200 мкГн. Индуктивности L1, L4, L5 — печатные с шириной фольги 0.2 мм. Разъем XW1 — СР50-272С.

В делителе частоты возможны следующие замены элементов. Транзисторы CFY19 допустимо заменить на АП324А-2, АП325А-2. Вместо микросхемы КС193ИЕ2 подойдет её аналог SP8685A, а вместо микросхемы КС193ИЕЗ — SP86908. В качестве входного разъема XW1 используют пару СР50-267 и СР50-275 (штекер—гнездо). Печатная плата может быть изготовлена из фольгированного стеклотекстолита СФ1-35 или диэлектрика ФАФ4 толщиной 1,5 мм.

Перед настройкой делителя проверяют правильность монтажа устройства и наличие питания на выводах микросхем и транзисторов в соответствии с величинами, указанными на схеме. В случае, если напряжения на выводах транзисторов VT1, VT2 отличаются более чем на ± 10 % от указанных на схеме, подбирают резисторы R4, R6 автоматического смещения в истоках транзисторов.

После проверки цепей делителя по постоянному току к разъему XW1 подключают коаксиальную нагрузку сопротивлением 50 Ом и убеждаются в отсутствии самовозбуждения входного усилителя. При возникновении паразитной генерации увеличивают сопротивление резисторов R1 и R5.

Далее на вход XW1 подают сигнал с уровнем 100 мВ от генератора СВЧ с частотой 1 ГГц. Контролируя частотомером на выходе Q3 микросхемы DD3 поделенную частоту сигнала, убеждаются в правильности работы делителя. Повышая частоту входного сигнала до верхнего предела диапазона, проверяют отсутствие сбоев в работе делителя. При возникновении сбоев на частотах выше 4 ГГц понадобится подстройка усилителя. Для этого к стоку транзистора VT1 нужно подпаять согласующую полосковую линию, выполненную на печатной плате в виде подстроечных площадок. Кроме того, в зависимости от типа применяемых транзисторов VT1, VT2 согласование входа усилителя проводят подбором индуктивности L7 в виде “полувитка» из провода 0,2 мм длиной 10 мм. Его припаивают к контактным площадкам платы, а индуктивность подгоняют изменением длины проводника и его наклона относительно платы,

Источник: В.Жук Делитель частоты на диапазон 1…5 ГГц. — Радио, 2001, №12, с.28-29

Измеритель ёмкости оксидных конденсаторов

Приставка предназначена для подключения к стрелочному микроамперметру и позволяет измерять ёмкость оксидных конденсаторов в диапазоне 0,5…30000 мкФ.

Принцип работы прибора основан на измерении величины пульсации выпрямленного напряжения. Синусоидальное напряжение частотой 16…20 Гц с генератора на микросхеме DA1 выпрямляется диодом VD3 и далее поступает на измеряемый конденсатор и один из параллельно подключенных ему нагрузочных резисторов R7—R9. Чем меньше резистор, тем больше пульсации. С увеличением ёмкости конденсатора величина пульсаций падает. Далее пульсирующее напряжение через конденсатор С4, калибровочный переменный резистор R10 и выпрямительный мост на диодах VD4—VD7 поступает на измерительный прибор — микроамперметр.

При измерении больших ёмкостей уровень низкочастотных пульсаций сильно уменьшается, и для их измерений в прибор введен усилительный каскад на микросхеме DA2. Генератор синусоидальных колебаний представляет собой один из возможных вариантов RC-генератора с мостом Вина.

Микросхемы К140УД7 (DA1, DA2) можно заменить любыми ОУ общего назначения. Диоды VD1—VD7 — любые германиевые высокочастотные.

Настройку прибора производят начиная с генератора DA1. Подстроечным резистором R6 устанавливают на выходе максимальную амплитуду синусоидального сигнала. К розетке Х2 подключают измерительный прибор, например, многопредельный стрелочный ампервольтметр в режиме микроамперметра, а его предел устанавливают на 60—200 мкА. При наличии отдельного микроамперметра чувствительностью до 200 мкА следует отдать предпочтение ему.

Резисторы R7- R9 устанавливают в положение, близкое к максимальному сопротивлению, переключатель SA1 — в первое положение. Регулятором R10 «Калибровка” устанавливают стрелку микроамперметра на максимальное значение шкалы, что будет соответствовать значению ёмкости Сх= 0. Затем подключают к Х3 образцовые конденсаторы и градуируют шкалу. Масштаб шкалы можно в небольших пределах изменять подстроечным резистором R7 (R8 — для второго и R9 — для третьего диапазона), после чего необходимо заново провести калибровку. Аналогично проводится настройка при установке SA1 во второе положение. При настройке в третьем диапазоне следует убедиться в правильной работе микросхемы DA2 и установить нужное усиление подбором резистора R13.

Если на втором пределе стрелка не отклоняется до конца шкалы, можно увеличить ёмкость конденсатора С4.

Источник: А.Дергуз Измеритель ёмкости оксидных конденсаторов. — Радио, 2001, №12, с.27 (см.также ж.Радио, 2018, №5, с.46)

Приставка — измеритель LC

Предлагаемый измеритель позволяет с достаточной для практики точностью измерять ёмкость в пределах 2 пФ …1 мкФ и индуктивность 2 мкГн … 1 Гн. Кроме того, в нем вырабатывается напряжение прямоугольной формы с фиксированными частотами 1 МГц, 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц и регулируемой амплитудой от 0 до 5 В, что расширяет область применения устройства.

Задающий генератор измерителя выполнен на элементах микросхемы DD1 (КМОП), частоту на его выходе изменяют с помощью переключателя SA1 в пределах 1 МГц — 100 Гц, подключая конденсаторы C1—С5. С генератора сигнал поступает на электронный ключ, собранный на транзисторе VT1. Переключателем SA2 выбирают режим измерения “L» или “С». В показанном на схеме положении переключателя приставка измеряет индуктивность. Измеряемую катушку индуктивности подключают к гнездам Х4, Х5, конденсатор — к Х3, Х4, а вольтметр — к гнездам Х6, Х7.

При работе вольтметр устанавливают в режим измерения постоянного напряжения с верхним пределом 0,1 — 0,2 В. Следует учесть, что на выходе приставки напряжение изменяется в пределах 0…0,1 В. На гнездах X1, Х2 в режиме измерения ёмкости (переключатель SA2 — в положении “С») присутствует регулируемое напряжение прямоугольной формы. Его амплитуду можно плавно изменять переменным резистором R4.

Питается приставка от батареи GB1 с напряжением 9 В («Корунд» или аналогичные ей) через стабилизатор на транзисторе VT2 и стабилитроне VD3.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К561ЛЕ5 или К561ЛА9 (исключив DD1.4), транзисторы VT1 и VT2 — на любые маломощные кремниевые соответствующей структуры, стабилитрон VD3 заменим на КС156А, КС168А. Диоды VD1, VD2 — любые точечные германиевые, например, Д2, Д9, Д18. Переключатели желательно использовать миниатюрные.

Корпус прибора — самодельный или готовый подходящих размеров. Монтаж деталей в корпусе — навесной на переключателях, резисторе R4 и гнездах. Вариант внешнего вида показан на рисунке.

Налаживание прибора производят с помощью частотомера и осциллографа начиная с частоты 100Гц. Переключатель SA1 переводят в соответствующее положение и подбором резистора R1 добиваются частоты 100Гц на выходе генератора. Затем переключатель последовательно переводят в последующие положения и подбором конденсаторов С4 — С1 устанавливают необходимые частоты генерации. Конденсаторы должны быть бумажными или металлопленочными (К71, К73, К77, К78). Можно, также, при расширении секций переключателя, подбирать и резисторы R1 для каждого имеющегося конденсатора. Далее осциллограф подключают к коллектору транзистора VT1, переключатель SA2 — в положении измерения емкости. Подбором резистора R3 добиваются формы колебаний, близкой к меандру на всех диапазонах. Затем переключатель SA1 снова устанавливают в верхнее по схеме положение, к гнездам Х6, Х7 подключают цифровой или аналоговый вольтметр, а к гнездам Х3, Х4 — образцовый конденсатор емкостью 100 пФ. Подстройкой резистора R7 добиваются показаний вольтметра 0,1 В. Потом переводят переключатель SA2 в режим измерения индуктивности и к гнездам Х4, Х5 подключают образцовую катушку с индуктивностью 100 мкГн, резистором R6 устанавливают показания вольтметра, также равные 0,1 В.

На этом настройка прибора заканчивается. На остальных диапазонах точность показаний зависит только от точности подбора конденсаторов С2 —С5.

Источник: И.Потачин Приставка-измеритель LC к цифровому вольтметру. — Радио, 1998, №11, с.31

Приставка — термометр

схема приставки - термометра для мультиметра

Функцию датчика температуры выполняет кремниевый диод VD1. Совместно с резисторами R1 —R5 он образует измерительный мост, напряжение с диагонали которого поступает на вход мультиметра. Выходное напряжение снимают с крайних выводов подстроечного резистора R6. С его движка часть напряжения подают на затвор полевого транзистора. Изменением положения движка устанавливают нужное стабилизированное напряжение.

Температурный коэффициент напряжения на диоде близок к -2 мВ/град. Однако благодаря делителю R1R2 на выходе измерительного моста его значение будет в два раза меньше, т. е. 1 мВ/град, а знак изменяется за счёт соответствующего подключения выходов моста к мультиметру.

При указанных на схеме номиналах элементов транзистор работает в термостабильной точке, поэтому зависимость его характеристик от температуры невелика. Конечно, в случае повторения устройства желательно определить термостабильные параметры конкретного транзистора. Для этого необходимо измерить его напряжение отсечки и начальный ток стока (о том, как это сделать, подробно рассказано в статье В Андреева “Экономичные стабилизаторы” в “Радио». 1998, N 6, с. 57—60) и затем рассчитать ток термостабильной точки: . Обычно для маломощных полевых транзисторов он находится в пределах 100…600 мкА.

Если полученное значение отличается от рассчитанного для этого устройства (около 370 мкА при напряжении на истоке транзистора 1 В), его устанавливают подбором резистора R6 или в крайнем случае изменением напряжения на истоке транзистора. Чтобы увеличить ток, следует поставить подстроечный резистор с меньшим сопротивлением или увеличить стабилизированное напряжение, и наоборот.

Резисторы выбраны такого сопротивления, что большая часть суммарного тока транзистора протекает через резистор R6. За счет этого достигается стабильность напряжения питания измерительного моста и очень слабая его зависимость от изменения напряжения на диоде вследствие изменения температуры.

Температурная зависимость диода линейна лишь при питании его стабильным током. В случае же питания измерительного моста стабильным напряжением она отличается от линейной функции, однако вполне приемлема для практического использования. В интервале изменения температуры ±25 С от установленного значения погрешность на границах интервала не превышает 2,5град. Поэтому предлагаемый термометр удобно использовать для измерения «уличной» температуры. В этом случае диод помещают за окном и соединяют с приставкой “витой парой» для уменьшения наводок или в крайнем случае шунтируют оксидным конденсатором ёмкостью не менее 10 мкФ.

Источник питания приставки — гальванический элемент типоразмера R6 (“АА”). Потребляемый устройством ток невелик, поэтому выключатель питания отсутствует. Срок службы источника достигает нескольких месяцев. Если для питания применить щелочной гальванический элемент (LR6), срок службы увеличится.
Вместо указанного на схеме допустимо использовать полевой транзистор КПЗ0ЗБ (Ж, И). Диод заменим любым кремниевым из серий КД503, КД519, КД521, КД522. Подстроечные резисторы — СП5-2. СП5-3, постоянные — МЛТ-0.125. Переключатель SA1 — МТЗ. Корпус термометра необходимо выполнить экранированным.

Для налаживания приставки её подключают к мультиметру, переключатель переводят в положение “Контроль напряжения» и резистором R6 устанавливают напряжение, при котором будет измеряться температура, например, в данном устройстве 1 В. Следует помнить, что от этого напряжения зависит ток, протекающий через транзистор, поэтому его значение нельзя устанавливать произвольно. В дальнейшем во время измерений напряжение следует периодически контролировать. Затем резистором R4 по показаниям контрольного термометра устанавливают показания начальной температуры.

Используя приставку с цифровым мультиметром Mastech М-830В. последний следует включать в режиме измерения постоянного напряжения на пределе 2000 мВ (или 200 мВ). Показания температуры в этом случае будут индицироваться на ЖКИ мультиметра в градусах Цельсия.

Источник: В.Чуднов Термометр-приставка к цифровому мультиметру. — Радио, 2000, №11, с.55

Для измерения малых сопротивлений

Приставка служит для расширения возможностей мультиметра, позволяя дополнить минимальный предел большинства приборов в 200 Ом, дополнительно пределами измерения 20 и 2 Ом.

Работа устройства основана на принципе измерения падения напряжения на анализируемом резисторе при протекании через него фиксированного тока. Принципиальная схема устройства приведена на рис.1. Ток формируется генератором тока на транзисторе VT1. Высокая его стабильность обеспечивается работой усилителя на микросхеме DA2, который управляет работой транзистора. Величина фиксированного тока при измерении сопротивлений до 2 Ом составляет 100 мА, а для сопротивлений до 20 Ом — 10 мА. Микросхема усилителя постоянного тока, в свою очередь, для повышения стабильности работы всего устройства питается стабилизированным напряжением.

Предел измерений задается переключателем SA1. Кнопка SB1 включается только на время проведения измерений. Диод VD1, подключенный параллельно измеряемому резистору, защищает мультиметр при включении приставки без резистора.

Конструкцию приставки необходимо выполнять компактно, с длиной соединительных проводников не более 10 см. Транзистор должен быть снабжен небольшим теплоотводящим радиатором, выполненным из алюминия. Для подключения измеряемого резистора удобно использовать зажимы типа «крокодил*. Особое внимание следует уделить способу подключения щупов мультиметра. Их обязательно нужно подключать непосредственно к зажимам, в которых установлен измеряемый резистор — в этом случае сопротивление проводников щупов не будет оказывать влияние на показания при измерениях.

Калибровка прибора. Перед началом калибровки движки переменных резисторов R4 и R7 следует установить в средние положения. Затем к приставке подключить источник тока с напряжением 8…24 В (ток не менее 150 мА). Фиксированное значение тока через измеряемый резистор можно установить двумя способами.

Способ первый потребует применения миллиамперметра достаточно хорошего класса (лучше цифрового с числом разрядов 4, 5). Щупы миллиамперметра подключить к зажимам для измеряемого сопротивления. Переключатель приставки SA1 установить в положение измерения сопротивлений 2 Ом (верхнее по схеме), а на миллиамперметре — предел 200 мА. Нажать на кнопку SB1 и регулировкой переменного резистора выставить ток 100 мА.

Затем переключатель SA1 перевести в положение измерения сопротивлений до 20 Ом (нижнее по схеме), предел миллиамперметра установить 20 мА. Нажать на кнопку SB1 и переменным резистором R4 установить ток 10 мА. Повторить указанную калибровку токов еще раз и после этого законтрить движки переменных резисторов лаком или краской.

Второй способ калибровки состоит в использовании образцовых резисторов 1 и 10 Ом. Регулировкой указанных переменных резисторов в каждом из поддиапазонов установить падение напряжения на образцовых резисторах 100 мВ.

Источник: Приставка для измерения малых сопротивлений. — Радио, 1998, №2, с.62.

Приставка-вольтметр постоянного тока

Приставка предназначена для подключения к стрелочным измерительным приборам с целью значительного увеличения входного сопротивления (другими словами — для уменьшения влияния внутреннего сопротивления прибора на результат измерения).

В приставке используется полевой транзистор с каналом n-типа КП303Д, что позволяет в итоге повысить входное сопротивление вольтметра до 10 МОм на всех пределах измерения.

Транзистор включен по схеме с общим стоком (истоковый повторитель). Чтобы он работал на линейном участке характеристики, нужное напряжение смещения на затворе создается резистором R7, включенным в цепи истока. К истоку подключен индикатор РА1 — авометр Ц-20, работающий в режиме измерения постоянного тока на пределе 0,3 мА. Для компенсации начального напряжения на резисторе R7 второй вывод индикатора подключен к переменному резистору R9, позволяющему установить стрелку индикатора на нулевое деление шкалы перед началом измерений.

На входе приставки включен делитель напряжения, составленный из резисторов R1—R5. Измеряемое напряжение подается на гнезда Х1 и Х2 в указанной на схеме полярности. В зависимости от предполагаемого максимального значения измеряемого напряжения переключатель SA1 устанавливают в то или иное положение. При этом напряжение на подвижном контакте секции SA1.1 переключателя не должно превышать 1 В — это напряжение, соответствующее отклонению стрелки индикатора до конечного деления шкалы.

Чтобы защитить транзистор от возможных перегрузок при случайной подаче чрезмерно большого напряжения, в цепь затвора включен ограничительный резистор R6. А чтобы исключить влияние различных наводок переменного напряжения на высокоомные входные цепи приставки, между затвором и общим проводом включен конденсатор С1.

Питается приставка от батареи 3336 или трех последовательно соединенных элементов 343 или 373. Потребляемый ток не превышает 7 мА. Выключателем питания служит секция SA1.2 переключателя поддиапазонов измерения.

Постоянные резисторы могут быть МЯТ мощностью не менее 0,25 Вт. Каждый из резисторов R1—R5 делителя желательно составить из двух последовательно соединенных резисторов, сопротивление одного из них равно 80…85 % сопротивления добавочного резистора. Резистор R1, например, можно составить из резисторов сопротивлением 2,7 МОм и 620 кОм. Это позволит в дальнейшем точнее подбирать соответствующие сопротивления резисторов делителя входного напряжения. Налаживание приставки значительно облегчится.

Переменный резистор R9 может быть СП-1 или другой. Переключатель SA1 — галетный на пять положений и два направления (типа 5П2Н), конденсатор — любого типа. Полевой транзистор серии КП30З или другой, с указанным на схеме типом канала, начальным током стока (при напряжении 4,5 В) не менее 5 мА и крутизной характеристики не менее 2 мА/В. Эти требования объясняются использованием индикатора со сравнительно грубой шкалой — 0,3 мА. Если использовать поддиапазон измерений 0,1 мА (100 мкА), который есть у Ц20-05, тогда можно применить транзистор КП103Ж — КП103Л, изменив полярность подключения источника питания и индикатора РА1.

Налаживание приставки сводится к подбору резистора R7. К зажимам ХЗ и Х4 подключают авометр. работающий на пределе измерения постоянного тока 0,3 мА, а переключатель приставки устанавливают в положение «1,5 В». Переменным резистором R9 подводят стрелку индикатора авометра к нулевому делению шкалы. Затем подключают к гнездам приставки источник постоянного тока напряжением 1,5 В.

Если стрелка индикатора отклонится дальше конечного деления шкалы, резистор R7 должен быть несколько меньшего сопротивления. Нужно подобрать такой резистор, чтобы стрелка индикатора отклонилась точно на конечную отметку шкалы. При каждой замене резистора следует временно отключать элемент от входных гнезд и устанавливать резистором R9 стрелку индикатора на нуль шкалы. Подбор резистора можно считать законченным, если при подключении элемента стрелка индикатора устанавливается точно на конечном делении, а при отключении возвращается на нуль.

После этого следует проверить показания индикатора на других поддиапазонах. Для поддиапазона “6 В” к входу приставки можно подключить четыре последовательно соединенных элемента по 1,5 В.

Приставка может иметь другие поддиапазоны измерений. В этом случае придется пересчитать сопротивление резисторов делителя напряжения. Но суммарное их сопротивление в любом случае должно остаться прежним — около 10 МОм.

Расчет сопротивлений резисторов делителя ведут по следующим формулам:

где R1—R5 — сопротивления резисторов делителя, МОм; Rобщ — общее сопротивление делителя, равное 10 МОм; Uвх — входное напряжение, соответствующее полному отклонению стрелки индикатора, 1 В; Uизм — выбранный поддиапазон измерения.

Эти формулы позволяют рассчитать делитель при любом общем его сопротивлении, являющемся входным сопротивлением вольтметра, а также при любом получившемся входном напряжении, требующемся для полного отклонения стрелки индикатора данного авометра.

Литература: Приставка-вольтметр постоянного тока. — Радио, 1999, №1, с.29

Приставка-вольтметр переменного тока

Она предназначена для повышения входного сопротивления авометра Ц20 при измерении переменного напряжения. С движка R7 переменное напряжение поступает через конденсатор С1 на выпрямитель на диодах VD1 и VD2, включенных по схеме удвоения напряжения. Выпрямленное напряжение подается далее через зажимы ХЗ, Х4 на индикатор РА1 (авометр Ц20 в режиме измерения постоянного тока до 0,3 мА).

Диапазон измеряемых напряжений ограничен до 60 В, но при желании его можно увеличить, введя добавочные резисторы.

Транзистор должен быть с такими же параметрами, что и в приставке для измерения напряжения постоянного тока (см.выше). Подстроечный резистор — СП-1 или другой. Конденсатор С1 — К50-6, но можно использовать К50-3 или другой на номинальное напряжение не ниже 6 В. Диоды — серий Д2, Д9 с любым буквенным индексом. Источник питания — 4,5В.

При налаживании приставки переключатель SA1 следует установить в положение «1,5 В» и подать на вход (гнезда XI, Х2) переменное напряжение 1,5 В (эффективное значение). Движок подстроечного резистора устанавливают в положение, при котором стрелка индикатора авометра отклонится до конечного деления шкалы.

Отсчет результатов измерения ведут по шкале переменных напряжений авометра.

Литература: Приставка-вольтметр переменного тока. — Радио, 1999, №2, с.46-47