Voltmetar sa proširenom skalom. Voltmetar pokazivača Kako napraviti voltmetar sa razvučenom skalom
Kako napraviti novu vagu za mjerač brojčanika 27.10.2015
Još ne znam u kakvom modding projektu će se koristiti ova mjerna glava, pa sam odlučio napisati poseban post o tome. Užurbano objavljujem informaciju, doslovno i figurativno: uspješna tehnologija je pronađena tek jučer.
Dakle, u svom domaćinstvu sam imao stari mjerač serije M24, kalibriran kao milivoltmetar/miliampermetar. Sa funkcionalne tačke gledišta bio je upotrebljiv, ali vaga je očito vidjela bolje dane, tako da više nije bila pogodna za moje potrebe.
Ranije, kada su me ljudi pitali zašto u svojim modovima nisam promijenio skale instrumenata, označene u nekim suvišnim količinama, odgovorio sam da ne želim kvariti originalne stare stvari. I to je bila istina, ali samo polovina: činjenica je da čak i da sam htio promijeniti neku skalu u novu, ne bih znao kako to učiniti efikasno.
Prvi pokušaj da ovaj uređaj prilagodim za korištenje u kombinaciji s kompjuterom napravio sam prije nekoliko godina, kada sam na osnovu skeniranja originalne skale nacrtao svoju i odštampao je na starom papiru.
Skala je, iskreno govoreći, ispala vrlo loše. Izgledalo je ružno, žuta boja papira se nije slagala s ostalim detaljima, a cijena podjele u donjem dijelu ispala je frakcija.
Stoga ovaj uređaj nigdje nisam koristio i dugo sam ga stavio u ladicu. Ali nedavno sam ga izvadio odatle i odlučio da ovaj put sve uradim kako treba. Prije svega, spojio sam ga na izvor napona i precizno ga kalibrirao, stavljajući oznake olovkom od 0 do 100 (odlučeno je da se jedna od skala označi kao postotak kako bi se koristila za prikaz raznih vrijednosti).
Zatim sam uklonio vremensku liniju i skenirao je.
Željela sam da nova vaga izgleda lijepo i autentično. Tako sam prekopao fioku starih pokazivača i pronašao jednu koja mi se najviše dopala.
Koristeći različite alate Photoshopa, uklonio sam što je više moguće originalne pozadine i preložio rezultirajuću sliku na vrh skenirane slike olovkom. Srećnom stjecajem okolnosti pokazalo se da je dovoljno samo malo povećati novu skalu kako bi se savršeno poklopila s nacrtanom. Očigledno, uređaji imaju isti tip mehanizama s nelinearnom ovisnošću ugla odstupanja od napona - ako pažljivo pogledate skalu, primijetit ćete da je interval od 0 do 1 primjetno veći od intervala od 9 do 10.
Sljedeća slika prikazuje međufazu rada: neki brojevi još uvijek nedostaju, neke oblasti nisu precrtane, a vidljivo je nesakupljeno „smeće“.
Kako bih osigurao da uređaj na kraju izgleda što je moguće bliže stvarnom, nisam koristio znakove iz novih fontova, već sam samo kopirao originalne. Ako sam morao dvaput koristiti isti broj, namjerno sam ga malo deformirao da ne bi bila savršena digitalna kopija. Ovakva pedantnost možda nije baš zdrava :-). Krhotine su se morale ukloniti ručno jer ne znam za automatski mehanizam za čišćenje koji bi uklonio prašinu bez zamućenja kontura.
Na kraju je ispalo ovako:
Prva skala prikazuje procente, druga - temperaturu (kalibriranu prema tablici temperaturnog senzora, koja ne garantuje tačnost očitavanja ispod nule), a treća - frekvenciju procesora u megahercima. Ostavio sam nostalgičnu vrijednost “IMP/MIN” jer je, kako kažu, na temu. Zbog postepenog zbijanja podjela, oznake na temperaturnoj skali su se pokazale vrlo male, ali je odlučeno da se to zanemari. Na samom kraju dodao sam obris metalne podloge kako bi se vaga lako izrezala i postavila na mjesto.
Natpise je bilo moguće ukloniti s originalne skale pomoću običnog sapuna. Ako sapun ne pomogne, možete probati alkohol, aceton, otapalo 646, octenu kiselinu ili vodikov peroksid - u mojoj praksi nikada nije bilo slučaja da ovaj "koktel" nije uspio.
Ali ovo je sve bio samo uvod, pravo vještičarenje tek dolazi. Nisam ni razmišljao o štampanju nove skale na papiru, već sam počeo razmišljati kako da nanesem natpise direktno na originalnu aluminijsku ploču. Najlakše bi ga, naravno, bilo ubaciti u inkjet štampač preuređen za štampanje na tvrdim površinama (neki cool radio amateri ih prave za pravljenje štampanih ploča), ali ovu opciju je trebalo odbaciti zbog nedostatka odgovarajućeg štampač. Sjetio sam se i takve stvari kao što je štampa na metalu, ali i za to je potrebna posebna oprema, i želio sam pronaći metodu koju bih mogao koristiti kod kuće.
Stoga je odlučeno savladati još jednu tehnologiju iz arsenala radio amatera - LUT („lasersko peglanje“). Toliko je puta opisano na internetu da ne vidim smisla ponavljati. Ukratko, dizajn se štampa laserskim štampačem na nekom glatkom papiru u ogledalu, nakon čega se toplotom prenosi na željenu površinu. Ova metoda se koristi za kreiranje staza na štampanim pločama, ali u mom slučaju nije bila potrebna posljednja tehnološka faza - graviranje.
Nisam ranije koristio LUT, pa sam odlučio prvo vježbati na mačkama. Nakon što sam pročitao mnoge preporuke, odabrao sam dva srednja medija - polusjajne stranice časopisa i foto papir nepoznatog porijekla.
Foto papir nije radio jer se njegov sjajni premaz otopio pod gvožđem, ali stranice časopisa su radile sasvim dobro.
Da bih provjerio, prvo sam pokušao prenijeti dizajn na folijsku PCB kako bih se uvjerio da je tehnologija ispravna. Rezultat je premašio sva očekivanja: prvi put je crtež prebačen na bakar bez ikakvih nedostataka.
Međutim, prije toga površinu je trebalo pažljivo pripremiti: ukloniti okside pomoću Cillit Banga, oprati sapunom i odmastiti benzinom.
Inspirisan ovim uspehom, pokušao sam da prebacim vagu na grubu aluminijumsku ploču. I tu sam se razočarao: iako sam uradio sve isto kao i prošli put, značajan dio tonera ostao je na papiru.
Koliko god se trudio, nisam uspio poboljšati ovaj rezultat. Aluminijum je, koliko ja znam, generalno vrlo hirovit metal u tom pogledu - boja se lošije prianja na njega i druge premaze koji se ne nanose hemijski.
Istina, nadu u uspjeh ulijevala je činjenica da osnova buduće ljestvice nije bila glatka, već reljefna. Ovo se jasno vidi na snimku sa uvećanim fragmentom:
Kako nisam siguran u uspješan ishod, odlučio sam kupiti prozirnu foliju za lasersku štampu, kako bih, ako se nešto dogodi, jednostavno odštampao vagu i stavio je na vrh. Pakovanje ovog filma toliko je dugo ležalo nepotraženo u radnji da je požutelo i pohabano. Prodavac je bio veoma iznenađen što ga je neko konačno kupio.
S lijeve strane na fotografiji je skala odštampana na običnom papiru kojom sam posljednji put provjerila da li igla ispravno očitava. A sa desne strane je film, licem nadole (štampa se vrši u zrcalu tako da je toner zaštićen).
Pokušao sam jednostavno postaviti vagu na podlogu - izgledalo je dobro, ali samo dok je film ostao savršeno ravan. Ali kada sam ga prestao pritiskati, odmaknuo se od baze i pogled se odmah pokvario. Stoga sam se uzeo za peglu, u početku planirajući jednostavno zagrijati ploču i film kako bi se potonji ispravili i možda malo stopili s podlogom.
Zaista je uspjelo, i htio sam tako ostaviti, ali me je radoznalost ipak nadvladala. Pokušao sam da "prikačim" drugu kopiju skale na drugi aluminijumski list, i, na moje iznenađenje, crtež je prenet sa minimalnim gubicima, iako je površina bila potpuno nepripremljena! Pa sam se vratio na svoju vagu, ispeglao gornji dio kako treba, pustio da se ohladi, pažljivo ogulio film... i voila, 99% tonera je sigurno prebačeno na podlogu!
U sredini skale možete vidjeti blago zamućeno područje - tu je bila praznina, a ja sam gel olovkom prilično krivo oslikao nedostajuće fragmente. U početku mi se činilo da će to biti neprimjetno, ali kvar je bio bol u oku, pa sam sutradan isprao vagu otapalom 646 i ponovio sve operacije, samo bez dodatnih koraka i starih grešaka. Krajnji rezultat je bio gotovo savršen:
Mislim da ću postepeno napredovati u tome, a onda će se otvoriti gotovo neograničene mogućnosti za izradu svih vrsta skala i drugih crteža i natpisa koji liče na fabričke. Biće moguće čak i napraviti ih u boji ako se štampaju na odgovarajućem štampaču.
P.S. Nakon ponovnog čitanja teksta, shvatio sam da ono što sam dobio nije vodič od majstora, već scena iz filma “Cast Away”, gdje se lik Toma Hanksa divi prvoj zapaljenoj vatri :-). Ali nadam se da će ovaj post nekome ipak biti od koristi.
Za mjerenje napona akumulatora automobila obično se koristi digitalni uređaj, jer konvencionalni pokazivač ne dopušta da se to učini sa potrebnom preciznošću - uostalom, greška od čak i nekoliko desetina volta može dovesti do pogrešna procjena stanja baterije ili rada generatora.
S druge strane, za kontrolu napona baterije nije vam potreban veliki dio vage, jer morate mjeriti napon u prilično uskom rasponu - 10 ... 15 V. Dakle, ako razvučete vagu mjeriti samo u navedenom intervalu, tada se pokazivački uređaj neće nositi sa zadatkom gore od mnogo skupljeg digitalnog. Danas ćemo napraviti upravo takav voltmetar.
Šema strujnog kruga voltmetra koji radi u rasponu od 10...15 V je most, čija dijagonala uključuje mikroampermetar s ukupnom strujom odstupanja od 50 μA (na primjer, M1690A). Jedan krak mosta uključuje zener diodu VD1 sa otpornikom za ograničavanje struje R1, a drugi krak uključuje razdjelnik koji se sastoji od otpornika R3, R4, R5. Otpornik R2 se koristi za podešavanje mjernog opsega. Prekidač S1, koji u režimu „Transport“ kratko spaja glavu PA1 i sprečava oscilovanje pokazivača pri tresanju, služi za siguran transport uređaja. Umjesto VD1, umjesto onog naznačenog na dijagramu, može raditi D818 s bilo kojom slovnom oznakom, a kao PA1 - bilo koji mikroampermetar s ukupnom strujom odstupanja od 50 ... 100 μA. Ima smisla koristiti otpornike s više okreta R2 i R5 (na primjer, SP3-36 i SP5-2V).
Otpornici tipa SP3-36 nominalne vrijednosti koja nam je potrebna naširoko su se koristili u elektronskim selektorima kanala televizora 3-4 generacije proizvedenih u SSSR-u
S obzirom da je skala našeg uređaja gotovo linearna, može se kalibrirati prije postavljanja tako što ćemo postaviti vrijednost 10 V na početku, i 15 V na gornjoj granici. Cijelu skalu ravnomjerno kalibriramo između ovih vrijednosti tačnost.
Za postavljanje uređaja trebat će vam podesivo napajanje s naponom od 0 ... 15 V i kontrolni voltmetar s najvećom mogućom preciznošću mjerenja. Postavljanje uređaja vrši se u sljedećem redoslijedu:
1.
Priključujemo napajanje na terminale našeg uređaja (X1 i X2) i postupno povećavamo napon na 10 V, stalno ga pratimo pomoću standardnog voltmetra.
2.
Na naponu od 10 V, podešavanjem otpornika R5, strelicu PA1 mjernog uređaja postavljamo na nultu oznaku.
3.
Povećavamo napon na 15 V i podešavanjem otpornika R2 postavljamo pokazivač PA1 uređaja na krajnju oznaku skale.
Ako je potrebno, ponovite korake 2 i 3 nekoliko puta, a ako su gornja i donja očitanja uređaja tačna, podešavanje se može smatrati završenim. Na vijke za podešavanje nanosimo kap boje ili bilo kojeg laka, a sam krug stavljamo u kućište odgovarajućih dimenzija otporno na udarce.
Podijeli na:Uređaj će biti koristan ljubiteljima automobila za mjerenje napona akumulatora s velikom preciznošću, ali može pronaći i druge primjene. 4.6 Voltmetar sa proširenom skalom gdje je potrebno kontrolirati napon u rasponu od 10...15 V sa tačnošću od 0,01 V. Poznato je da se stepen napunjenosti akumulatora automobila može suditi po njegovom naponu. Dakle, za potpuno ispražnjenu, napola ispražnjenu i potpuno napunjenu bateriju odgovara naponu od 11,7, 12,18 i 12,66 V. Da biste izmjerili napon s takvom preciznošću, potreban vam je ili digitalni voltmetar ili brojčani voltmetar sa proširenom skalom, koji vam omogućava kontrolu napona koji nas zanima Dijagram prikazan na sl. 4.6, omogućava, koristeći bilo koji mikroampermetar sa skalom od 50 μA ili 100 μA, da ga pretvori u voltmetar sa mjernom skalom od 10...15 V. Voltmetarski krug se ne boji pogrešnog povezivanja polariteta na mjerni krug ( u tom slučaju očitavanja uređaja neće odgovarati izmjerenoj vrijednosti. Za zaštitu mikroampermetra PA1 od oštećenja tokom transporta, koristi se prekidač S1, koji, kada su provodnici mjernog uređaja kratko spojeni, sprječava iglu. od oscilirajućeg sklopa koristi se uređaj PA1 sa zrcalnim skalom, tip M1690A (50 μA), ali i mnogi drugi su pogodni. Bolje je koristiti trimere s više okreta, na primjer R2 tip SPZ-36, R5 tip SP5-2V Da biste konfigurirali krug, trebat će vam napajanje s podesivim izlaznim naponom od O...15 V i standard voltmetar (pogodnije je ako je digitalni). Postavka se sastoji od povezivanja napajanja na terminale X1, X2 i postepenog povećanja napona na 10 V, koristeći otpornik R5 kako bi se postigao "nulti" položaj strelice PA1 uređaja. Nakon toga povećavamo napon izvora napajanja na 15 V i pomoću otpornika R2 postavljamo strelicu na graničnu vrijednost skale mjernog uređaja. U ovom trenutku, podešavanje se može smatrati završenim.
Rice. 4.7. Krug za preciznije mjerenje mrežnog napona Na osnovu ovog kola uređaj se može učiniti multifunkcionalnim. Dakle, ako su vodovi mikroampermetra spojeni na krug preko 6P2N prekidača, možete ga napraviti obični voltmetar odabirom dodatnog otpornika, kao i tester za provjeru krugova i osigurača Uređaj se može dopuniti krugom (Sl 4.7) za mjerenje naizmjeničnog mrežnog napona. U ovom slučaju, njegova skala će biti od 200 do 300 V, što vam omogućava preciznije mjerenje mrežnog napona. Poglavlje: Voltmetar - električni rječnik koji počinje slovom B
Voltmetar je električni uređaj koji je dizajniran za mjerenje EMF-a, očitavanja napona, dijela električnog kola. Voltmetar u električnom kolu označen je krugom u kojem se nalazi latinično slovo V ili rusko V, koje se čita kao "volt". U čast poznatog naučnika Alessandra Volte.
Dakle, voltmetar mjeri napon u jedinicama volti
Nastavljajući temu istorije, možemo reći da je prvi analog voltmetra izumeo ruski naučnik G.V. u 18. veku. Taj uređaj je nazvan “indikator električne sile” i njegov princip rada se i dalje zasniva na radu elektrostatičkog voltmetra.
Kako je voltmetar spojen na strujni krug
Voltmetar je spojen na kolo paralelno s dijelom kola koji se mjeri. Ispod je jednostavan dijagram za povezivanje voltmetra na strujni krug i dijagram za njegovo povezivanje preko instrumentnog transformatora.
Vrste voltmetara
Voltmetri imaju širok raspon tipova, ovisno o principu rada i području primjene.
Po izmjerenoj naponskoj klasi
- - nanovoltmetar (za mjerenje ultraniskih napona, do 1nV, a može se koristiti u naučne i metrološke svrhe)
- - mikrovoltmetar
- - milivoltmetar
- - voltmetar (12, 24, 30, 100, 220, 300, 500 V)
- - kilovoltmetar (za određivanje vrijednosti napona od reda jedinica do desetina kilovolti, može se koristiti pri testiranju visokonaponske opreme)
- - vektormetar (uređaj koji mjeri struju, napon i fazni ugao i može se koristiti za ispitivanje magnetskih svojstava čelika i laboratorijske studije složenih kola i uređaja)
- - selektivni voltmetri se koriste za mjerenje naizmjeničnog napona u frekvencijskom opsegu od 20 Hz do 35 MHz, prema GOST 9781-85
Po principu rada
(princip rada voltmetra je sličan principu rada ampermetra koji je detaljno opisan na linku)
- - elektromehanički voltmetri
- - magnetoelektrični Mxx (ovaj tip voltmetra je prilično precizan i ima visoku osjetljivost, međutim, očitavanja su pod jakim utjecajem oblika krivulje napona i koriste se samo za DC krugove)
- - elektromagnetni Exx (koriste se kao panel uređaji, jednostavni za proizvodnju, troše oko 5 W snage i njihova očitavanja jako zavise od frekvencije)
- - elektrodinamički Dxx (najprecizniji, mjeri efektivnu vrijednost jednosmjernog i naizmjeničnog napona)
- - elektrostatički Cxx (koristi se za mjerenje visokih napona konstantne i promjenjive veličine)
- - ispravljač (mjerenje niskofrekventnih napona)
- - termoelektrični Txx (imaju nizak ulazni otpor i nizak kapacitet preopterećenja)
- - elektronski Fxx, Šxx
- - analogni
- - digitalno
Po namjeni
- - jednosmerna struja
- - naizmjenična struja
- - puls
- - osetljiv na fazu
- - selektivno
- - univerzalna
Po dizajnu
- - panel
- - prenosivi
- - stacionarno
Voltmetar sa rastegnutom skalom
Krug voltmetra proširene skale omogućit će vam mjerenje malih odstupanja napona (delta U) u odnosu na ulazni napon. Za običan voltmetar ovaj zadatak nije lak.
Gdje se može koristiti rastegnuto kolo voltmetra?
- - kontrola napona napajanja
- - kontrola napona na upravljačkoj opremi
- - procjena pražnjenja baterije
Uz pomoć zener diode D1 širi se radni dio skale voltmetra. Prag napona zener diode D1 će biti UCT = U - DU. Kada ulazni napon dostigne graničnu vrijednost, zener dioda probija. Struja kroz zener diodu se povećava, ali napon se ne mijenja mnogo. Drugi brojač zener dioda D2 se uključuje na brojač i ovo uključivanje omogućava smanjenje temperaturne nestabilnosti.
Ulazni napon je podijeljen između otpornika R i zener dioda. Budući da pad napona na zener diodama ostaje nepromijenjen, pad napona na otporniku bit će jednak razlici između ulaznog napona i napona zener diode.
Otpor otpornika je određen kao R=2DU/Ist.max
gdje je 2DU granica mjerenja uređaja, Istabilizacijske struje
Uređaj će biti koristan ljubiteljima automobila za mjerenje napona na akumulatoru sa velikom preciznošću, ali može pronaći i druge primjene gdje je potrebno kontrolisati napon u rasponu od 10...15 V sa tačnošću od 0,01 V .
Rice. 1 voltmetar sa proširenom skalom
Poznato je da se stepen napunjenosti akumulatora automobila može suditi po njegovom naponu. Dakle, za potpuno ispražnjenu, napola ispražnjenu i potpuno napunjenu bateriju odgovara 11,7, 12,18 i 12,66V.
Da biste izmjerili napon s takvom preciznošću, potreban vam je digitalni voltmetar ili voltmetar sa proširenom skalom, koji vam omogućava kontrolu intervala koji nas zanima.
Dijagram prikazan na sl. 1, omogućava da se pomoću bilo kojeg mikroampermetra sa skalom od 50 μA ili 100 μA pretvori u voltmetar s mjernom skalom od 10...15 V.
Voltmetarski krug se ne boji pogrešnog povezivanja polariteta na izmjereni krug (u ovom slučaju očitanja uređaja neće odgovarati izmjerenoj vrijednosti).
Za zaštitu mikroampermetra PA1 od oštećenja tokom transporta koristi se prekidač S1 koji sprečava oscilovanje igle kada su provodnici mernog uređaja kratko spojeni.
Kolo koristi PA1 uređaj sa ogledalom, tip M1690A (50 μA), ali su prikladni i mnogi drugi. Precizna zener dioda VD1 (D818D) može imati bilo koje posljednje slovo u oznaci. Bolje je koristiti otpornike za podešavanje s više okreta, na primjer R2 tip SPZ-36, R5 tip SP5-2V.
Da biste postavili krug, trebat će vam napajanje s podesivim izlaznim naponom od O...15 V i standardni voltmetar (prikladnije je ako je digitalno). Postavka se sastoji od povezivanja napajanja na terminale X1, X2 i postepenog povećanja napona na 10 V, koristeći otpornik R5 kako bi se postigao "nulti" položaj strelice PA1 uređaja. Nakon toga povećavamo napon izvora napajanja na 15 V i pomoću otpornika R2 postavljamo strelicu na graničnu vrijednost skale mjernog uređaja. U ovom trenutku, podešavanje se može smatrati završenim.
Rice. 2. Krug za preciznije mjerenje mrežnog napona
Na osnovu ovog dijagrama uređaj se može učiniti multifunkcionalnim. Dakle, ako su vodovi mikroampermetra spojeni na krug preko 6P2N prekidača, možete ga napraviti obični voltmetar odabirom dodatnog otpornika, kao i testera za provjeru krugova i osigurača.
Uređaj se može dopuniti krugom (slika 2) za mjerenje naizmjeničnog mrežnog napona. U ovom slučaju, njegova skala će biti od 200 do 300 V, što vam omogućava preciznije mjerenje mrežnog napona.
Spisak radioelemenata
| Oznaka | Tip | Denominacija | Količina | Bilješka | Prodavnica | Moja beležnica | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VD1 | Zener dioda | D814D | 1 | U notes | |||
| R1, R3, R4 | Otpornik | 270 Ohm | 3 | 1 Watt | U notes | ||
| R2 | Trimer otpornik | 100 kOhm | 1 | U notes | |||
| R5 | Trimer otpornik | 2,2 kOhm | 1 | U notes | |||
| PA1 | Mikroampermetar | M1690A | 1 | U notes | |||
| S1 | Prekidač | 1 | U notes | ||||
| VD1-VD4 | Diode | KD243Zh | 4 | U notes | |||
| R1 | Otpornik | 12 kOhm | 1 | 2 Watt | |||
