Автолюбителю

Стрелочный вольтметр с растянутой шкалой 10...15 В

Прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие применения,

Рис. 4.6 Вольтметр с растянутой шкалой

Где требуется контролировать напряжение в интервале 10...15 В с точностью 0,01 В.

Известно, что о степени заряженности автомобильного аккумулятора можно судить по его напряжению. Так, у полностью разряженного, разряженного наполовину и полностью заряженного аккумулятора оно соответствует 11,7, 12,18 и 12,66В.

Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал.

Схема, приведенная на рис. 4.6, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10...15 В.

Схема вольтметра не боится неправильного подключения полярности к измеряемой цепи (в этом случае показания прибора не будут соответствовать измеряемой величине).

Для предохранения микроамперметра РА1 от повреждения при перевозках используется включатель S1, который при закорачивании выводов измерительного прибора препятствует колебаниям стрелки.

В схеме использован прибор РА1 с зеркальной шкалой, типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие. Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.

Для настройки схемы потребуется блок питания с регулируемым выходным напряжением О...15 В и образцовый вольтметр (удобней, если он будет цифровым). Настройка заключается в том, чтобы, подключив блок питания к зажимам Х1, Х2 и постепенно увеличивая напряжение до 10 В, добиться резистором R5 "нулевого" положения стрелки прибора РА1. После этого напряжение источника питания увеличиваем до 15 В и резистором R2 устанавливаем стрелку на предельное значение шкалы измерительного прибора. На этом настройку можно считать законченной.

Рис. 4.7. Схема для более точного измерения сетевого напряжения

На основе данной схемы прибор можно выполнить многофункциональным. Так, если выводы микроамперметра подключать к схеме через галетный переключатель 6П2Н, можно сделать режим обычного вольтметра, подобрав добавочный резистор, а также тестер для проверки це пей и предохранителей.

Прибор можно дополнить схемой (рис. 4.7) для измерения перемен- ного сетевого напряжения. При этом шкала у него будет от 200 до 300 В, что позволяет более точно измерять сетевое напряжение.

Дата публикации: 20.02.2007

Мнения читателей

• Heloiza / 31.10.2012 - 07:37
  Suprsriing to think of something like that
• Александр / 04.02.2010 - 15:45
  Старенькая очень хорошая схемка, на базе этой схемы было дополнение для измерения частоты вращения (оборотов). Кто знает, подскажите.Заранее благодарен [email protected]

Рассказать в:
Прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие примененияРис. 4.6 Вольтметр с растянутой шкалой где требуется контролировать напряжение в интервале 10...15 В с точностью 0,01 В.Известно, что о степени заряженности автомобильного аккумулятора можно судить по его напряжению. Так, у полностью разряженного, разряженного наполовину и полностью заряженного аккумулятора оно соответствует 11,7, 12,18 и 12,66В.Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал.Схема, приведенная на рис. 4.6, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10...15 В.Схема вольтметра не боится неправильного подключения полярности к измеряемой цепи (в этом случае показания прибора не будут соответствовать измеряемой величине).Для предохранения микроамперметра РА1 от повреждения при перевозках используется включатель S1, который при закорачивании выводов измерительного прибора препятствует колебаниям стрелки.В схеме использован прибор РА1 с зеркальной шкалой, типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие.Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.Для настройки схемы потребуется блок питания с регулируемым выходным напряжением О...15 В и образцовый вольтметр (удобней, если он будет цифровым). Настройка заключается в том, чтобы, подключив блок питания к зажимам Х1, Х2 и постепенно увеличивая напряжение до 10 В, добиться резистором R5 "нулевого" положения стрелки прибора РА1. После этого напряжение источника питания увеличиваем до 15 В и резистором R2 устанавливаем стрелку на предельное значение шкалы измерительного прибора. На этом настройку можно считать законченной.
Рис. 4.7. Схема для более точного измерения сетевого напряженияНа основе данной схемы прибор можно выполнить многофункциональным. Так, если выводы микроамперметра подключать к схеме через галетный переключатель 6П2Н, можно сделать режим обычного вольтметра, подобрав добавочный резистор, а также тестер для проверки цепей и предохранителей.Прибор можно дополнить схемой (рис. 4.7) для измерения перемен- ного сетевого напряжения. При этом шкала у него будет от 200 до 300 В, что позволяет более точно измерять сетевое напряжение. Раздел:

Вольтметр - электротехнический словарь на букву В

Вольтметром называется электрический прибор, который предназначен для измерения ЭДС, читай напряжения, участка электрической цепи. Вольтметр в электрической цепи обозначается кружком, в котором ставится латинская буква V или русская В, что читается как "вольт". В честь известного ученого Алессандро Вольта.

Таким образом, вольтметр измеряет напряжение в единицах вольтах

Продолжая тему истории можно сказать, что первый аналог вольтметра был изобретен русским ученым Рихманом Г.В. в 18 веке. Тот прибор назывался "указателем электрической силы" и его принцип действия заложен до сих пор в работе электростатического вольтметра.

Как включается вольтметр в цепь

Вольтметр включается в цепь параллельно измеряемому участку цепи. Ниже приведена простая схема включения вольтметра в цепь и схема включения через измерительный трансформатор.

Типы вольтметров

Вольтметры имеют широкий спектр видов, в зависимости от принципа действия и области применения.

По классу измеряемого напряжения

• - нановольтметр (для измерения сверхнизких напряжений, вплоть до 1нВ, и может использоваться в научных и метрологических целях)
• - микровольтметр
• - милливольтметр
• - вольтметр (12, 24, 30, 100, 220, 300, 500 В)
• - киловольтметр (для определения величин напряжения порядка единиц-десятков киловольт, может использоваться при проведении испытаний высоковольтного оборудования)
• - векторметр (прибор, измеряющий силу тока, напряжение и угол сдвига фаз и может использоваться при испытании магнитных свойств сталей и лабораторных исследованиях сложных схем и устройств)
• - селективные вольтметры служат для измерения переменного напряжения в диапазоне частот от 20 Гц до 35 Мгц, согласно ГОСТ 9781-85

По принципу действия

(принцип действия вольтметра схож с принципом действия амперметра, который подробно расписан по ссылке)

• - электромеханические вольтметры
• - магнитоэлектрические Мxx (этот тип вольтметров достаточно точен и имеет высокую чувствительность, однако, на показания сильно влияет форма кривой напряжения и используются только для цепей постоянного тока)
• - электромагнитные Эxx (используются как щитовые приборы, просты в изготовлении, потребляют около 5 Вт мощности и их показания сильно зависят от частоты)
• - электродинамические Дxx (наиболее точные, измеряют действующее значение напряжения постоянного и переменного тока)
• - электростатические Сxx (используются для измерения высоких напряжений постоянной и переменной величины)
• - выпрямительные (измерение напряжений низких частот,)
• - термоэлектрические Тxx (имеют низкое входное сопротивление и малую перегрузочную способность)
• - электронные Фxx, Щxx
• - аналоговые
• - цифровые

По назначению

• - постоянного тока
• - переменного тока
• - импульсные
• - фазочувствительные
• - селективные
• - универсальные

По конструкции

• - щитовые
• - переносные
• - стационарные

Вольтметр с растянутой шкалой

Схема вольтметра с растянутой шкалой позволит измерить небольшие отклонения напряжения (дельта U) относительно входного напряжения. Для обыкновенного вольтметра эта задача не является простой.

Где может использоваться схема вольтметра с растянутой шкалой?

• - контроль напряжения питающей сети
• - контроль напряжения на регулирующей аппаратуре
• - оценка разряженности аккумуляторных батарей

С помощью стабилитрона Д1 расширяется рабочий участок шкалы вольтметра. Пороговое значение напряжения стабилитрона Д1 составит UCT = U - ДU. Когда входное напряжение достигает порогового значения, то стабилитрон пробивается. Ток через стабилитрон увеличивается, а напряжение изменяется не на много. Второй встречный стабилитрон Д2 включается встречно и такое включение позволяет уменьшить температурную нестабильность.

Входное напряжение делится между резистором R и стабилитронами. Так как падение напряжения на стабилитронах остается неизменным, то падение напряжения на резисторе будет равно разности входного напряжения и напряжения стабилитрона.

Сопротивление резистора определяют, как R=2ДU/Iст.макс

где 2ДU – предел измерения прибора, Iстаб- ток стабилизации

Как сделать новую шкалу для стрелочного прибора October 27th, 2015

Я пока не знаю, в какой именно моддинг-проект пойдёт эта измерительная головка, поэтому решил написать про неё отдельный пост. Информацию выкладываю по горячим следам в прямом и переносном смысле: удачная технология была найдена только вчера.

Итак, у меня в хозяйстве имелся старый стрелочный прибор серии М24, отградуированный как милливольтметр/миллиамперметр. С функциональной точки зрения он был исправен, но вот шкала явно знавала лучшие дни, так что для моих целей он уже не годился.

Раньше, когда меня спрашивали, почему я в своих модах не меняю шкалы приборов, размеченные в каких-то посторонних величинах, я отвечал, что не хочу портить оригинальные старые вещи. И это было правдой, но лишь наполовину: дело в том, что даже если бы я захотел поменять какую-нибудь шкалу на новую, я бы не знал, как это сделать качественно.

Первую попытку приспособить этот прибор для использования в паре с компьютером я предпринял несколько лет назад, когда на основе скана оригинальной шкалы нарисовал свою и напечатал её на старой бумаге.

Шкала, откровенно говоря, вышла из рук вон плохо. Выглядела она некрасиво, жёлтый цвет бумаги не сочетался с другими деталями, а цена деления в нижней её части вообще получилась дробной.

Поэтому этот прибор я нигде не использовал и надолго убрал в ящик. Но недавно я его оттуда извлёк и решил на этот раз сделать всё как следует. Первым делом я подключил его к источнику напряжения и точно отградуировал, поставив карандашные отметки от 0 до 100 (одну из шкал было решено разметить в процентах, чтобы использовать её для отображения самых разных величин).

Затем я снял временную шкалу и отсканировал её.

Мне хотелось, чтобы новая шкала выглядела красиво и аутентично. Поэтому я покопался в ящике со старыми стрелочными головками и нашёл одну, которая понравилась мне больше всего.

При помощи различных инструментов Фотошопа я по максимуму убрал родной фон и наложил полученное изображение поверх скана с карандашными отметками. По счастливому совпадению, оказалось достаточно лишь немного отмасштабировать новую шкалу, чтобы она идеально совпала с нарисованной. Видимо, приборы имеют однотипные механизмы с нелинейной зависимостью угла отклонения от напряжения — внимательно посмотрев на шкалу, можно заметить, что промежуток от 0 до 1 заметно больше промежутка от 9 до 10.

На следующей картинке видна промежуточная стадия работ: части цифр ещё нет, отдельные участки не перерисованы, виден неубранный «мусор».

Чтобы прибор в итоге выглядел как можно более похожим на настоящий, я не использовал символы из новых шрифтов, а только копировал оригинальные. Если приходилось дважды использовать одну и ту же цифру, я специально немного деформировал её, чтобы не было идеальной цифровой копийности. Такой вот педантизм, возможно, не очень здоровый:-). Мусор пришлось убирать вручную, потому что я не знаю автоматического механизма очистки, который убрал бы пыль, не замылив при этом контуры.

В итоге получилось так:

Первая шкала отображает проценты, вторая — температуру (отградуирована по даташиту термодатчика, который не гарантирует точности показаний ниже ноля), а третья — частоту процессора в мегагерцах. Ностальгическую величину «ИМП / МИН» я оставил, потому что она, что называется, в тему. Из-за постепенного уплотнения делений риски на температурной шкале получились очень мелкими, но этим было решено пренебречь. В самом конце я добавил контур металлической подложки, чтобы шкалу было легко вырезать и приложить по месту.

Надписи с оригинальной шкалы получилось удалить при помощи обычного мыла. Если мыло не поможет, можно попробовать спирт, ацетон, растворитель 646, уксусную кислоту или перекись водорода — в моей практике ещё не было случая, чтобы этот «коктейль» не сработал.

Но это всё была лишь прелюдия, настоящее колдовство ещё впереди. Печать новой шкалы на бумаге я даже не рассматривал, а вместо этого стал думать о том, как бы нанести надписи прямо на оригинальную алюминиевую пластинку. Самым простым, конечно, было бы загрузить её в струйный принтер, переделанный для печати на твёрдых поверхностях (некоторые крутые радиолюбители делают такие для изготовления печатных плат), но это вариант пришлось отмести в силу отсутствия подходящего принтера. Ещё я вспомнил о такой вещи, как металлопечать, но для неё тоже нужно специальное оборудование, а мне хотелось найти метод, который я мог бы использовать дома.

Поэтому было решено освоить другую технологию из арсенала радиолюбителей — ЛУТ («лазерно-утюжную»). Она столько раз описана в интернете, что повторяться не вижу смысла. Если коротко — рисунок при помощи лазерного принтера печатается на какой-нибудь гладкой бумаге в зеркальном отражении, после чего при помощи нагрева переносится на нужную поверхность. Этим способом создают дорожки на печатных платах, но в моём случае последняя технологическая стадия — травление — была не нужна.

Раньше я ЛУТ не применял, поэтому для начала решил потренироваться на кошках. Прочитав множество рекомендаций, я выбрал два промежуточных носителя — полуглянцевые журнальные страницы и фотобумагу неизвестного происхождения.

Фотобумага не подошла, потому что её глянцевое покрытие плавилось под утюгом, а вот журнальные страницы показали себя как нельзя лучше.

Для проверки я сначала попробовал перенести рисунок на фольгированный текстолит, дабы убедиться, что технология соблюдена верно. Результат превзошёл все ожидания: с первого же раза рисунок без каких-либо дефектов перешёл на медь.

Правда, перед этим поверхность пришлось тщательно подготовить: убрать окислы с помощью Cillit Bang, вымыть с мылом и обезжирить бензином.

Окрылённый этим успехом, я попробовал перенести шкалу на черновую алюминиевую пластинку. И тут меня ждало разочарование: хотя я сделал всё в точности так же, как и в прошлый раз, существенная часть тонера осталась на бумаге.

Сколько я ни бился, улучшить этот результат мне не удалось. Алюминий, насколько я знаю, вообще весьма капризный в этом плане металл — на него и краска ложится хуже, и другие покрытия, наносимые не химическим способом.

Правда, некоторую надежду на успех вселяло то, что основа будущей шкалы — не гладкая, а рельефная. Это хорошо видно на скане с увеличенным фрагментом:

Не будучи уверенным в благополучном исходе, я решил приобрести прозрачную плёнку для лазерной печати, чтобы в случае чего просто напечатать шкалу на ней и приложить сверху. Пачка с этой плёнкой так долго лежала невостребованной в магазине, что успела пожелтеть и обтрепаться. Продавец очень удивился, что её кто-то наконец-то купил.

Слева на фотографии показана шкала, напечатанная на обычной бумаге — её я использовал, чтобы в последний раз проверить правильность показаний стрелки. А справа — плёнка, причём лицом вниз (печать выполнена в зеркальном отражении, чтобы тонер оказался под защитой).

Я попробовал просто приложить шкалу к подложке — это смотрелось хорошо, но лишь пока плёнка оставалась идеально ровной. Но когда я перестал прижимать её, она отошла от основания, и вид сразу испортился. Так что я взялся за утюг, сначала планируя просто нагреть пластинку и плёнку, чтобы последняя распрямилась и, возможно, немного приплавилась к основе.

Это действительно получилось, и я хотел было так всё и оставить, но любопытство всё-таки взяло верх. Я попробовал «прилутить» второй экземпляр шкалы к другому листу алюминия, и, к моему удивлению, рисунок перенёсся с минимальными потерями, хотя поверхность была совершенно неподготовленной! Так что я вернулся к своей шкале, как следует прогладил её сверху, дал ей остыть, аккуратно оторвал плёнку... и вуаля, 99% тонера благополучно перенеслось на подложку!

В центре шкалы можно заметить немного расплывшийся участок — там был пропуск, и я довольно криво подрисовал недостающие фрагменты гелевой ручкой. Поначалу мне казалось, что это будет незаметно, но дефект мозолил глаза, так что на следующий день я смыл шкалу растворителем 646 и проделал все операции заново, только уже без лишних шагов и старых ошибок. В итоге получилось почти идеально:

Думаю, постепенно я набью руку, и тогда откроются практически безграничные возможности по изготовлению всевозможных шкал и прочих рисунков и надписей, выглядящих как заводские. Можно даже будет делать их цветными, если печатать на соответствующем принтере.

P.S. Перечитав текст, я понял, что у меня получилось скорее не руководство от мастера, а сцена из фильма «Изгой», где герой Тома Хэнкса восторгается первым разведённым костром:-). Но я надеюсь, что эта запись всё равно окажется кому-то полезной.