Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

ТВОЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

О технической культуре современного радиолюбителя судят не только по тем приемникам или усилителям, которые он конструирует, но и по измерительной лаборатории, приборами которой он пользуется в процессе подбора деталей, при монтаже и налаживании аппаратуры.

Да, это так! Потому что без измерительных приборов невозможно добиться хорошей и длительной бесперебойной работы радиотехнического устройства. В этом, надеюсь, ты уже убедился на собственном опыте и неоднократно будешь убеждаться в будущем.

Основа такой лаборатории была тобой уже заложена (см. восьмую беседу). Но ее приборы были в основном лишь пробниками. Только миллиампервольтомметр позволял производить необходимые измерения, без чего вообще нельзя заставить работать даже сравнительно несложный приемник, усилитель, электронный автомат. У тебя не было приборов для измерения емкости конденсаторов, малых и больших сопротивлений резисторов, генератора колебаний звуковой частоты для налаживания и оценки качества работы усилителей при воспроизведении грамзаписи, вольтметра постоянного тока, которым можно было бы измерять напряжения на базах транзисторов.

Вот о пополнении твоей измерительной лаборатории подобными приборами и пойдет разговор в этой беседе.

Этот прибор позволит с достаточной для тебя точностью измерять сопротивления резисторов ( R ), емкости конденсаторов ( С ) и индуктивности катушек ( L ), наиболее часто применяемых в колебательных контурах, высокочастотных дросселей. Его основой служит измерительный мост , в одну из диагоналей которого включают источник тока, а в другую - индикатор тока, по которому оценивают электрические параметры этих радиодеталей.

Схему такого моста для измерения сопротивлений ты видишь на рис. 281, а . Измерительный мост состоит из четырех резисторов, образующих его четыре плеча: R x - резистор, сопротивление которого измеряем; R э - эталонный, т. е. образцовый резистор, сопротивление которого известно; R1 и R2 — резисторы, сопротивления которых подбирают при измерении. Индикатором может быть микроамперметр с нулевой отметкой в середине шкалы. Когда отношение сопротивлений резисторов R x и R э равно отношению сопротивлений резисторов R1 и R2, через индикатор ток не идет, и его стрелка находится против нулевой отметки шкалы. При этом говорят, что измерительный мост сбалансирован, т. е. электрически уравновешен. Но стоит изменить сопротивление одного из плеч моста, заменив, например, резистор R x резистором другого номинала, как произойдет перераспределение токов в плечах моста и он окажется разбалансированным — стрелка индикатора отклонится в одну или иную сторону от нулевой отметки на шкале в зависимости от нового соотношения сопротивлений плеч моста. Чтобы мост снова сбалансировать, надо соответственно изменить сопротивления одного из трех других плеч.

Рис. 281. Мосты для измерения сопротивлений ( а, б) и емкостей ( в)

Поскольку сопротивления образцового R э и подбираемых резисторов R1 и R2 известны, сопротивление проверяемого резистора R x нетрудно подсчитать по такой формуле: R х= R эR1/ R2.

Допустим, что R x = 10 кОм, R1 = 2 кОм, a R2 = 1 кОм. В этом случае сопротивление измеряемого резистора R x будет: R x = 10·2/1 = 20 кОм.

Резисторы R1 и R2 можно заменить одним переменным резистором, как это показано на рис. 281, б . Здесь соотношение сопротивлений плеч моста, а значит, и его балансировка достигаются перемещением движка переменного резистора. А если против ручки этого резистора будет заранее размеченная шкала, отпадет необходимость в расчете сопротивления измеряемого резистора R x . Переменный резистор в этом случае называют реохордом, а измерительный мост — реохордным мостом.

Рассмотрим рис. 281, в , на котором изображена схема такого же моста, но предназначенного для измерения емкостей конденсаторов. Здесь С э — образцовый конденсатор; С х — измеряемый конденсатор, а переменный резистор (R1 + R2) — реохорд, которым балансируют мост. Источником питания моста служит генератор переменного тока G , обозначенный на схеме знаком синусоиды в кружке. На этот ток должен реагировать и индикатор моста. Емкости конденсаторов измеряют так же, как и сопротивления резисторов — путем балансировки моста и определения емкости по шкале реохорда.

Такой мост можно использовать и для измерения индуктивностей катушек колебательных контуров или дросселей высокой частоты, если в нем образцовый конденсатор заменить образцовой катушкой L э , а вместо конденсатора С х включить в мост измеряемую катушку индуктивности L x .

Как видишь, принцип измерения сопротивлений, емкостей и индуктивностей деталей одинаков. Разница лишь в источнике питания и индикаторе моста.

А нельзя ли, спросишь ты, при любых измерениях питать мост переменным током. Можно! Например, переменным током звуковой частоты. В этом случае роль индикатора могут выполнять головные телефоны: баланс моста фиксируют по наименьшему звуку или пропаданию его. Такой прибор я и предлагаю для твоей лаборатории.

Принципиальная схема измерителя RCL показана на рис. 282.

Рис. 282. Схема измерителя RCL

Транзисторы V1, V2 и относящиеся к ним резисторы R1-R4 и конденсаторы C1, С2 образуют знакомый тебе симметричный мультивибратор-генератор. Транзистор V3 является усилителем мощности, а его нагрузочный резистор R6 — реохордом измерительного моста, питающегося переменным током генератора. Резистор R5 ограничивает ток коллекторной цепи транзистора V3, возрастающий при измерении индуктивностей, и тем самым предотвращает тепловой пробой этого транзистора.

Конденсаторы С3-С5, резисторы R7-R9 и катушка L1 — образцовые элементы моста, от точности номиналов которых зависит точность производимых измерений. Резисторы R x и катушки L x , электрические параметры которых надо измерить, подключают к зажимам X1-Х2, а измеряемые конденсаторы С х - к зажимам Х2 Х3. Головные телефоны В , являющиеся индикатором балансировки измерительного моста, подключают к разъему Х4.

Советую ту часть схемы, которая относится к измерительному мосту прибора, начертить в таком же виде, как на рис. 281, а . Это поможет подробнее разобраться в плечах моста и его работе в целом.