Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

Рис. 111. Миллиамперметр с универсальным шунтом

Очень важно обеспечить надежность контактов в самом шунте. Если в нем появятся плохое соединение или обрыв, то весь измеряемый ток пойдет через прибор, и он может испортиться.

И еще одно обязательное требование: в измеряемую цепь должен включаться шунт, к которому подключен миллиамперметр, а не наоборот. Иначе из-за нарушения контакта между зажимами прибора и шунтом через прибор также пойдет весь измеряемый ток и он может также выйти из строя.

О пригодности вольтметра для измерения напряжений в тех или иных цепях радиотехнического устройства судят по его внутреннему или, что то же самое, входному сопротивлению, которое складывается из сопротивления рамки стрелочного прибора и сопротивления добавочного резистора. Так, например, если R и прибора 800 Ом, а сопротивление добавочного резистора на пределе измерений, скажем 3 В, равно 2,2 кОм, то входное сопротивление вольтметра на этом пределе измерений будет 3 кОм. Для другого предела измерений данные добавочного резистора будут другими, а значит, изменится и входное сопротивление вольтметра.

Чаще, однако, вольтметр оценивают его относительным входным сопротивлением, характеризующим отношение входного сопротивления прибора к 1 В измеряемого напряжения, например 3 кОм/В. Это удобнее: входное сопротивление вольтметра на разных пределах измерений разное, а относительное входное сопротивление постоянное. Чем меньше ток измерительного прибора I и , используемого в вольтметре, тем больше будет относительное входное сопротивление вольтметра, тем точнее будут производимые им измерения.

Для многих твоих измерений годится вольтметр с относительным входным сопротивлением не менее 1 кОм/В. Для более же точных измерений напряжений в цепях транзисторов нужен более высокоомный вольтметр. В транзисторных конструкциях приходится измерять напряжение от долей вольта до нескольких десятков вольт, а в ламповых еще больше. Поэтому однопредельный вольтметр неудобен. Например, вольтметром со шкалой на 100 В нельзя точно измерить даже напряжение 3–5 В, так как отклонение стрелки получится малозаметным. Вольтметром же со шкалой на 10 В нельзя измерять более высокие напряжения. Поэтому тебе нужен вольтметр, имеющий хотя бы три предела измерений.

Схема такого вольтметра постоянного тока показана на рис. 112. Наличие трех добавочных резисторов R1, R2 и R3 свидетельствует о том, что вольтметр имеет три предела измерений. В данном случае первый предел 0–1 В, второй 0-10 и третий 0-100 В.

Рис. 112. Вольтметр постоянного тока на три предела измерений

Сопротивление любого из добавочных резисторов можно рассчитать по формуле, вытекающей из закона Ома: R д= U п/ I и — R и, здесь U п - наибольшее напряжение данного предела измерений.

Так, например, для прибора на ток I и = 500 мкА (0,005 А) и рамкой сопротивлением R и = 500 Ом сопротивление добавочного резистора R1 для предела 0–1 В должно быть 1,5 кОм, резистора R2 для предела 0-10 В — 19,5 кОм, резистора R3 для предела 0-100 В — 195,5 кОм. Относительное входное сопротивление такого вольтметра будет 2 кОм/В. Обычно в вольтметр монтируют добавочные резисторы с номиналами, близкими к рассчитанным. Окончательно же «подгонку» их сопротивлений производят при градуировке вольтметра путем подключения к ним параллельно или последовательно других резисторов. Так делай и ты.

Но тебе надо измерять не только постоянные, но и переменные напряжения, например напряжение сети, напряжения на вторичных обмотках трансформаторов. Чтобы для этой цели приспособить вольтметр постоянного тока, его надо дополнить выпрямителем, преобразующим переменное напряжение в постоянное (точнее, пульсирующее), которое и будет показывать прибор. Возможная схема такого прибора показана на рис. 113.

Рис. 113. Вольтметр переменного тока

Работает прибор так. В те моменты времени, когда на левом (по схеме) зажиме прибора положительные полуволны переменного напряжения, ток идет через диод V1, включенный для него в прямом направлении, и далее через микроамперметр РА — к правому зажиму. В это время через диод V2 ток идти не может, так как для тока этого направления диод закрыт. Во время положительных полупериодов на правом зажиме диод V1 закрывается и положительные полуволны переменного напряжения замыкаются через диод V2, минуя микроамперметр.

Добавочный резистор R д , как и аналогичный резистор в вольтметре постоянного тока, гасит избыточное напряжение. Рассчитывают его так же, как и для постоянных напряжений, но полученный результат делят на 2,5–3, если выпрямитель прибора однополупериодный, или на 1,25-1,5, если выпрямитель прибора двухполупериодный. В нашем примере выпрямитель прибора однополупериодный, поэтому результат надо делить на 2,5–3. Более точно сопротивление этого резистора подбирают опытным путем во время градуировки шкалы прибора. Таким вольтметром можно измерять и напряжение звуковой частоты до нескольких килогерц.

Сущность действия омметра заключается в том, что при включении в цепь, составленную из электроизмерительного прибора и источника постоянного тока, резисторов различных сопротивлений или других деталей, обладающих активным сопротивлением, значение тока этой цепи изменится. Соответственно изменится и угол отклонения стрелки прибора.

Чтобы лучше разобраться в принципе действия омметра, проведи такой опыт.

Составь из любого миллиамперметра, батареи 3336Л и добавочного резистора замкнутую электрическую цепь, как показано на рис. 114, а . Сопротивление добавочного резистора подбери так, чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу (рассчитать сопротивление можно по той же формуле, по которой мы рассчитывали сопротивление добавочного резистора к вольтметру). Подобрав добавочный резистор, разорви цепь — образовавшиеся при этом концы проводников будут входом получившегося простейшего омметра (рис. 114, б ).

Рис. 114. Простой омметр:

а— подбор добавочного резистора, б— схема прибора