Måleinstrumenter. Universelt målekompleks Hjemmelagde radioamatørenheter

For å måle høyfrekvente spenninger brukes en ekstern sonde (RF-hode).

Utseendet til avometeret og HF-hodet er vist i fig. 22.

Enheten er montert i et aluminiumshus eller i en plastboks med dimensjoner på ca. 200X115X50 mm. Frontpanelet er laget av ark PCB eller getinax 2 mm tykt. Karosseriet og frontpanelet kan også lages av 3 mm tykk kryssfiner impregnert med bakelittlakk.

Ris. 21. Avometerdiagram.

Detaljer. Mikroamperemeter type M-84 for en strøm på 100 μA med en intern motstand på 1500 ohm. Variabel motstand type TK med bryter Vk1. Bryteren må fjernes fra motstandskroppen, roteres 180° og plasseres på sin opprinnelige plass. Denne endringen er gjort slik at bryterkontaktene lukkes når motstanden er helt fjernet. Hvis dette ikke gjøres, vil den universelle shunten alltid være koblet til enheten, noe som reduserer følsomheten.

Alle faste motstander, unntatt R4-R7, må ha en motstandstoleranse på ikke mer enn ±5 %. Motstander R4-R7 shunter enheten ved måling av strømmer - ledning.

En ekstern sonde for måling av høyfrekvente spenninger er plassert i et aluminiumshus fra en elektrolytisk kondensator, og delene er montert på en plexiglassplate. To kontakter fra pluggen er festet til den, som er inngangen til sonden. Inngangskretslederne bør plasseres så langt som mulig fra sondens utgangskretsledere.

Polariteten til sondedioden skal bare være som vist i diagrammet. Ellers vil instrumentnålen avvike i motsatt retning. Det samme gjelder avometerdioder.

En universal shunt er laget av ledning med høy resistivitet og montert direkte på stikkontaktene. For R5-R7 er en konstantantråd med en diameter på 0,3 mm egnet, og for R4 kan du bruke en motstand av typen BC-1 med en motstand på 1400 ohm, og vikle en konstantantråd med en diameter på 0,01 mm rundt kroppen, slik at deres totale motstand er 1468 ohm.

Figur 22. Avometerets utseende.

Graduering. Avometerskalaen er vist i fig. 23. Voltmeterskalaen er kalibrert ved hjelp av et referansereferanse DC voltmeter i henhold til diagrammet vist i fig. 24, a. Kilden til konstant spenning (minst 20 V) kan være en lavspent likeretter eller et batteri som består av fire KBS-L-0,50. Ved å dreie glidebryteren til den variable motstanden, påføres merkene 5, 10 og 15 b på skalaen til den hjemmelagde enheten, med fire inndelinger mellom dem. Ved å bruke samme skala måles spenninger opp til 150 V, multipliserer enhetens avlesninger med 10, og spenninger opp til 600 V, multipliserer enhetens avlesninger med 40.
Skalaen for strømmålinger opp til 15 mA må nøyaktig samsvare med skalaen til et konstantspenningsvoltmeter, som kontrolleres med et standard milliammeter (fig. 24.6). Hvis avometeravlesningene avviker fra avlesningene til kontrollenheten, justeres motstanden til den universelle shunten ved å endre lengden på ledningen på motstandene R5-R7.

Skalaen til et vekselspenningsvoltmeter kalibreres på samme måte.

For å kalibrere ohmmeterskalaen må du bruke et motstandsmagasin eller bruke konstante motstander med en toleranse på ±5 % som referanse. Før du starter kalibreringen, bruk motstand R11 på avometeret for å sette instrumentnålen til den ytterste høyre posisjonen - motsatt nummer 15 på skalaen for likestrømmer og spenninger. Dette vil være "0" på ohmmeteret.

Utvalget av motstander målt av et avometer er stort - fra 10 ohm til 2 megohm, skalaen er tett, så bare motstandstall på 1 kohm, 5 kohm, 100 kohm, 500 kohm og 2 megohm er satt på skalaen.

Et Avometer kan måle den statiske forsterkningen til transistorer for strøm Vst opp til 200. Skalaen til disse målingene er ensartet, så del den i like intervaller på forhånd og kontroller den mot transistorer med kjente verdier av Vst. Hvis avlesningene til enheten avviker litt fra de faktiske verdiene, endre deretter motstanden til motstanden R14 til de faktiske verdiene for disse transistorparametrene.

Ris. 23. Avometerskala.

Ris. 24. Opplegg for kalibrering av skalaene til et voltmeter og milliammeter til et avometer.

For å sjekke den eksterne sonden ved måling av høyfrekvent spenning, trenger du VKS-7B voltmetre og en hvilken som helst høyfrekvent generator, parallelt med som sonden er koblet til. Ledningene fra sonden kobles til "Common" og "+15 V" kontaktene på avometeret. En høy frekvens leveres til inngangen til et lampevoltmeter gjennom en variabel motstand, som ved kalibrering av en konstant spenningsskala. Lampens voltmeteravlesninger skal samsvare med 15 V DC spenningsskalaen til avometeret.

Hvis avlesningene når du sjekker enheten ved hjelp av et lampevoltmeter ikke stemmer overens, må du endre motstanden til motstanden R13 på sonden litt.

Sonden måler høyfrekvente spenninger kun opptil 50 V. Ved høyere spenninger kan det oppstå diodebrudd. Ved måling av spenninger ved frekvenser over 100-140 MHz, introduserer enheten betydelige målefeil på grunn av diodens shunteffekt.

Alle kalibreringsmerker på ohmmeterskalaen er laget med en myk blyant, og først etter å ha kontrollert nøyaktigheten av målingene er de skissert med blekk.

Et enormt utvalg av diagrammer, manualer, instruksjoner og annen dokumentasjon for ulike typer fabrikkprodusert måleutstyr: multimetre, oscilloskop, spektrumanalysatorer, attenuatorer, generatorer, R-L-C, frekvensrespons, ikke-lineær forvrengning, motstandsmålere, frekvensmålere, kalibratorer og mye mer annet måleutstyr.

Under drift skjer det konstant elektrokjemiske prosesser inne i oksidkondensatorer, og ødelegger forbindelsen mellom ledningen og platene. Og på grunn av dette vises en overgangsmotstand, noen ganger når titalls ohm. Lade- og utladningsstrømmer forårsaker oppvarming av dette stedet, noe som akselererer ødeleggelsesprosessen ytterligere. En annen vanlig årsak til svikt i elektrolytiske kondensatorer er "tørking" av elektrolytten. For å kunne avvise slike kondensatorer foreslår vi at radioamatører setter sammen denne enkle kretsen

Identifisering og testing av zenerdioder viser seg å være noe vanskeligere enn testing av dioder, siden dette krever en spenningskilde som overstiger stabiliseringsspenningen.

Med dette hjemmelagde vedlegget kan du samtidig observere åtte lavfrekvente eller pulsprosesser på skjermen til et enkeltstråleoscilloskop. Maksimal frekvens for inngangssignaler bør ikke overstige 1 MHz. Amplituden til signalene bør ikke avvike mye, i det minste bør det ikke være mer enn en 3-5 ganger forskjell.

Enheten er designet for å teste nesten alle innenlandske digitale integrerte kretser. De kan sjekke mikrokretsene til K155, K158, K131, K133, K531, K533, K555, KR1531, KR1533, K176, K511, K561, K1109 og mange andre serier mikrokretser

I tillegg til å måle kapasitans, kan dette vedlegget brukes til å måle Ustab for zenerdioder og teste halvlederenheter, transistorer og dioder. I tillegg kan du sjekke høyspenningskondensatorer for lekkasjestrømmer, noe som hjalp meg mye når jeg satte opp en strømomformer for ett medisinsk utstyr

Dette frekvensmålerfestet brukes til å evaluere og måle induktans i området fra 0,2 µH til 4 H. Og hvis du ekskluderer kondensator C1 fra kretsen, så når du kobler en spole med en kondensator til inngangen til konsollen, vil utgangen ha en resonansfrekvens. I tillegg, på grunn av den lave spenningen på kretsen, er det mulig å evaluere induktansen til spolen direkte i kretsen, uten demontering, jeg tror mange reparatører vil sette pris på denne muligheten.

Det er mange forskjellige digitale termometerkretser på Internett, men vi valgte de som kjennetegnes ved deres enkelhet, lite antall radioelementer og pålitelighet, og du bør ikke være redd for at den er satt sammen på en mikrokontroller, fordi det er veldig enkelt å programmere.

En av de hjemmelagde temperaturindikatorkretsene med en LED-indikator på LM35-sensoren kan brukes til å visuelt indikere positive temperaturverdier inne i kjøleskapet og bilmotoren, samt vann i et akvarium eller svømmebasseng, etc. Indikasjonen er laget på ti vanlige lysdioder koblet til en spesialisert LM3914-mikrokrets, som brukes til å slå på indikatorer med en lineær skala, og alle interne motstander i deleren har samme verdier

Hvis du står overfor spørsmålet om hvordan du måler motorhastigheten til en vaskemaskin. Vi gir deg et enkelt svar. Selvfølgelig kan du sette sammen en enkel strobe, men det er også en mer kompetent idé, for eksempel å bruke en Hall-sensor

To veldig enkle klokkekretser på en PIC og AVR mikrokontroller. Grunnlaget for den første kretsen er AVR Attiny2313 mikrokontroller, og den andre er PIC16F628A

Så i dag vil jeg se på et annet prosjekt om mikrokontrollere, men også veldig nyttig i det daglige arbeidet til en radioamatør. Dette er et digitalt voltmeter på en mikrokontroller. Kretsen ble lånt fra et radiomagasin for 2010 og kan enkelt konverteres til et amperemeter.

Denne designen beskriver et enkelt voltmeter med en indikator på tolv lysdioder. Denne måleenheten lar deg vise den målte spenningen i verdiområdet fra 0 til 12 volt i trinn på 1 volt, og målefeilen er svært lav.

Vi vurderer en krets for måling av induktansen til spoler og kapasitansen til kondensatorer, laget med kun fem transistorer og til tross for sin enkelhet og tilgjengelighet, lar en bestemme kapasitansen og induktansen til spolene med akseptabel nøyaktighet over et bredt område. Det er fire underområder for kondensatorer og så mange som fem underområder for spoler.

Jeg tror de fleste forstår at lyden til et system i stor grad bestemmes av de forskjellige signalnivåene i dets individuelle seksjoner. Ved å overvåke disse stedene kan vi evaluere dynamikken i driften av ulike funksjonelle enheter i systemet: få indirekte data om forsterkningen, introduserte forvrengninger, etc. I tillegg kan det resulterende signalet rett og slett ikke alltid høres, og det er grunnen til at ulike typer nivåindikatorer brukes.

I elektroniske strukturer og systemer er det feil som forekommer ganske sjelden og som er svært vanskelige å beregne. Den foreslåtte hjemmelagde måleenheten brukes til å søke etter mulige kontaktproblemer, og gjør det også mulig å sjekke tilstanden til kabler og individuelle kjerner i dem.

Grunnlaget for denne kretsen er AVR ATmega32 mikrokontroller. LCD-skjerm med en oppløsning på 128 x 64 piksler. Kretsen til et oscilloskop på en mikrokontroller er ekstremt enkel. Men det er en betydelig ulempe - dette er en ganske lav frekvens av det målte signalet, bare 5 kHz.

Dette vedlegget vil gjøre livet til en radioamatør mye enklere hvis han trenger å vikle en hjemmelaget induktorspole, eller bestemme ukjente spoleparametere i utstyr.

Vi foreslår at du gjentar den elektroniske delen av skalakretsen på en mikrokontroller med en strekkmåler; fastvaren og tegningen av kretskort er inkludert i amatørradiodesignet.

En hjemmelaget måletester har følgende funksjonalitet: frekvensmåling i området fra 0,1 til 15 000 000 Hz med mulighet til å endre måletiden og vise frekvens og varighet på en digital skjerm. Tilgjengelighet av et generatoralternativ med mulighet for å justere frekvensen over hele området fra 1-100 Hz og vise resultatene på displayet. Tilstedeværelsen av et oscilloskopalternativ med muligheten til å visualisere signalformen og måle amplitudeverdien. Funksjon for måling av kapasitans, motstand og spenning i oscilloskopmodus.

En enkel metode for å måle strøm i en elektrisk krets er å måle spenningsfallet over en motstand koblet i serie med lasten. Men når strømmen flyter gjennom denne motstanden, genereres unødvendig kraft i form av varme, så den må velges så liten som mulig, noe som forbedrer det nyttige signalet betydelig. Det skal legges til at kretsene som er diskutert nedenfor gjør det mulig å perfekt måle ikke bare direkte, men også pulserende strøm, men med en viss forvrengning, bestemt av båndbredden til forsterkerkomponentene.

Enheten brukes til å måle temperatur og relativ fuktighet. Fuktighets- og temperatursensoren DHT-11 ble tatt som primær omformer. En hjemmelaget måleenhet kan brukes i varehus og boligområder for å overvåke temperatur og fuktighet, forutsatt at høy nøyaktighet av måleresultater ikke er nødvendig.

Temperatursensorer brukes hovedsakelig til å måle temperatur. De har ulike parametere, kostnader og utførelsesformer. Men de har en stor ulempe, som begrenser bruken av dem noen steder med høy omgivelsestemperatur på det målte objektet med en temperatur over +125 grader Celsius. I disse tilfellene er det mye mer lønnsomt å bruke termoelementer.

Turn-to-turn testerkretsen og dens drift er ganske enkel og kan settes sammen selv av nybegynnere elektronikkingeniører. Takket være denne enheten er det mulig å teste nesten alle transformatorer, generatorer, choker og induktorer med en nominell verdi fra 200 μH til 2 H. Indikatoren er i stand til å bestemme ikke bare integriteten til viklingen som testes, men oppdager også perfekt kortslutninger mellom svinger, og i tillegg kan den sjekke p-n-kryss til silisiumhalvlederdioder.

For å måle en elektrisk størrelse som motstand, brukes en måleenhet kalt et ohmmeter. Enheter som kun måler én motstand brukes ganske sjelden i amatørradiopraksis. De fleste bruker standard multimetre i motstandsmålingsmodus. Innenfor rammen av dette emnet vil vi vurdere en enkel Ohmmeter-krets fra Radio-magasinet og en enda enklere på Arduino-kortet.

Her diskuterer vi spørsmålene om uavhengig produksjon og drift av måleinstrumenter som brukes i amatørradiopraksis.

Hjemmelagde amatørradiomåleinstrumenter.

Hjemmelagde og industrielle databaserte måleinstrumenter.

Industrielle måleinstrumenter.

Et oppdatert filarkiv om emnet "Måleinstrumenter" er lokalisert , Over tid håper jeg å utarbeide en anmeldelse med kommentarer.

Funksjonell generator av sveipefrekvens og toneutbrudd.

Denne artikkelen er en rapport om arbeidet som ble gjort på begynnelsen av 2000-tallet; på den tiden ble uavhengig produksjon av måleinstrumenter og utstyr til deres laboratorier ansett som vanlig for radioamatører. Jeg håper at slike entusiastiske og interesserte håndverkere fortsatt eksisterer i dag.

Prototypene for FGKCh under vurdering var "Tone Parcel Generator" av Nikolai Sukhov (Radio nr. 10 1981 s. 37 – 40)

og "Attachment to an oscilloscope for monitoring the frequency response" av O. Suchkov (Radio nr. 1985 s. 24)

Diagram av konsollen av O. Suchkov:

Utviklet på grunnlag av de angitte kildene og annen litteratur (se merknader på kantene på diagrammet), genererer FGKCh spenninger av sinusformede, trekantede og rektangulære (buktende) former, amplitude 0 - 5V med trinnvis dempning -20, -40, -60 dB i frekvensområdet 70 Hz - 80KHz. Ved å bruke FGKCh-regulatorene kan du stille inn en hvilken som helst svingseksjon eller frekvenshoppverdi, når det dannes utbrudd, innenfor driftsfrekvensområdet.

Kontroll og synkronisering av frekvensinnstilling utføres ved å øke sagtannspenningen til oscilloskopsveipen.

FGKCh lar deg raskt evaluere frekvensrespons, linearitet, dynamisk område, respons på pulssignaler og ytelsen til analoge radio-elektroniske enheter i lydområdet.

FGCH-ordningen presenteres på Tegning.

Høyoppløselig diagram kan du finne eller laste ned ved å klikke på bildet.

I sveipefrekvensmodusen tilføres en sagtannspenning til inngangen til op-amp A4 fra skanneenheten til oscilloskopet (som i GKCH-kretsen til O. Suchkov). Hvis en meander, i stedet for en sag, påføres frekvenskontrollinngangen A4, vil frekvensen endres brått fra lav til høy. Dannelsen av en meander fra en sag utføres av en konvensjonell Schmitt-utløser, ved bruk av transistorer T1 og T2 med forskjellig ledningsevne. Fra utgangen til TS går firkantbølgen til den elektroniske bryteren A1 K1014KT1, designet for å matche spenningsnivået som styrer frekvensinnstillingen til FGKCh. En spenning på +15V leveres til nøkkelinngangen, og fra nøkkelutgangen tilføres et rektangulært signal til inngangen til op amp A4. Frekvensbytte skjer i den midtre delen av den horisontale skanningen, synkront. Etter op-amp A4 er det to elektroniske enheter på transistorene T7 - ​​PNP og T8 - NPN (for termisk kompensasjon og utjevning av nivåskift). I emitteren til T7 er det en variabel motstand RR1, som setter den nedre grensen på svinging eller dannelse av pulstog i området 70Hz - 16KHz. Motstand R8 (ifølge Suchkov) ble erstattet med to RR2 - 200KOhm og RR3 - 68KOhm. RR2 setter den øvre grensen for sveipeområdet fra 6,5 ​​- 16,5 KHz, og RR3 - 16,5 - 80 KHz. Integratoren på op-amp A7, Schmitt tricheg på op-amp A7 og fasebryteren til forsterkerens overføringskoeffisient A5 - T11, fungerer som beskrevet i O. Suchkova.

Etter bufferforsterkeren på op amp A7 er det en signalformbryter med trimmemotstander PR6 - justering av nivået på et trekantet signal og PR7 - justering av meandernivået. normalisere nivået av utgangssignaler. Den sinusformede signalgeneratoren består av en op-amp A8 - en ikke-inverterende forsterker med forsterkningsjustering i området 1 - 3 ganger (trimmemotstand PR3) og en klassisk sagtannspenningsomformer til en sinusformet på en felteffekttransistor T12 - KP303E. Fra kilden T12 tilføres det sinusformede signalet til pulsformvelgeren S2 direkte, siden nivået på det sinusformede signalet bestemmes av normaliseringsforsterkeren ved op-amp A8 og verdien av PR3. Fra utgangen til nivåregulatoren RR4 mates signalet til en bufferforsterker på en kraftig A9. Forsterkningen til bufferforsterkeren er omtrent 6, satt av en motstand i tilbakekoblingskretsen til op-ampen. På transistorene T9b T10 og bryterne S3, S5 er det satt sammen en synkroniseringsenhet som brukes til å sjekke opptak-avspillingsbanen til en båndopptaker, som for øyeblikket er helt irrelevant. Alle op-ampere har en PT på inngangen (K140 UD8 og K544UD2). Fer bipolar +/- 15V, montert på op-amp A2 og A3 - K140UD6 og transistorene T3 - KT973, T4 - KT972. Strømkilder for referansespenningszenerdiodene på PT T5, T6 - KP302V.

Arbeidet med den funksjonelle GKCH som vurderes utføres som følger.

Bryter S1 "Mode" er satt til "Flow"-posisjon og den variable motstanden RR1 "Flow" setter den nedre frekvensen av svingområdet, eller den lavere frekvensen av pulsutbrudd, i området 70Hz - 16KHz. Etter dette settes bryter S1 "Mode" til "Fup" posisjon og variable motstander RR2 "6-16 KHz" og RR3 "16 - 80 KHz" setter den øvre frekvensen til svingområdet, eller en høyere frekvens av pulstog , i området 16 – 80 KHz. Deretter flyttes bryteren S1 til "Swing" eller "Packs" posisjon for å generere en utgangsspenning med en sveipefrekvens eller to pulsutbrudd med lavere og høyere frekvenser, alternerende synkront med skanningen når strålen passerer gjennom midten av skjerm (for utbrudd av pulser). Utgangssignalets form velges av bryter S2. Signalnivået reguleres kontinuerlig av variabel motstand RR4 og trinnvis av bryter S4.

Oscillogrammer av testsignaler i modusene "Frequency Swing" og "Burst" er presentert i de følgende figurene.

Generator bilde satt sammen, vist på figuren.

I samme tilfelle er det en bredbåndsgenerator med sinusformet spenning og meander (Viktig: R6 i kretsen til denne generatoren er 560KOhm, ikke 560Ohm, som på figuren, og hvis du i stedet for R9 setter et par med en konstant motstand 510Kohm og en trimmer 100Kohm, kan du ved å justere trimmeren stille inn minimum mulig kg.)

og en frekvensmåler, hvis prototype er beskrevet i.

Det er viktig å merke seg at i tillegg til å kontrollere de analoge banene til lydgjengivelsesutstyr, i modusene for frekvenssving og dannelsen av utbrudd av frekvensutbrudd, kan den aktuelle funksjonelle frekvensgeneratoren brukes ganske enkelt som en funksjonell generator. Trekantformede signaler hjelper til veldig tydelig å spore forekomsten av klipping i forsterkertrinn, stille inn signalklippene symmetrisk (bekjemp jevne harmoniske - mer merkbare for øret), overvåke tilstedeværelsen av "trinn"-forvrengninger og evaluere lineariteten til kaskaden som de fremre kurvene og henfallene til det trekantede signalet.

Enda mer interessant er å sjekke UMZCH og andre lydenheter med et rektangulært signal, med en driftssyklus på 2 - en meander. Det antas at for å reprodusere en firkantbølge med en viss frekvens korrekt, kreves det at arbeidsbåndbredden (uten demping) til den testede klokkesyklusen er minst ti ganger større enn frekvensen til testfirkantbølgen. På sin side bestemmer båndbredden til frekvenser reprodusert, for eksempel av UMZCH, en så viktig kvalitativ indikator somffisienten, som er så betydelig for røret UMZCH at den klokelig ikke måles og ikke publiseres for ikke å skuffe publikum.

Følgende figur viser et fragment av Yu. Solntsevs artikkel "Functional" generator" fra Radio Yearbook.

På bildet– typiske meanderforvrengninger som oppstår i lydbanen, og deres tolkninger.

Enda tydeligere kan målinger ved hjelp av en funksjonsgenerator gjøres ved å tilføre et signal fra utgangen til X-inngangen til oscilloskopet, direkte, og til Y-inngangen gjennom enheten som testes. I dette tilfellet vil amplituderesponsen til kretsen som testes vises på skjermen. Eksempler på slike målinger er vist i figuren.

Du kan gjenta min versjon av den funksjonelle GKCh, som den er, eller ta den som en alfaversjon av ditt eget design, laget på en moderne elementbase, ved å bruke kretsløsninger som du anser som mer progressive eller rimelige å implementere. I alle fall vil bruken av en slik multifunksjonell måleenhet tillate deg å betydelig forenkle oppsettet av lydgjengivelsesbaner og kontrollerbart forbedre deres kvalitetsegenskaper under utviklingsprosessen. Dette er selvfølgelig bare sant hvis du tror at tuning av kretser "på øret" er en veldig tvilsom metode for amatørradiopraksis.

Automatisk innkobling av standby-modus for S1-73-oscilloskopet og andre oscilloskop med en "Stabilitets"-regulator.

Brukere av sovjetiske og importerte oscilloskop utstyrt med en "Stabilitet" sveipemoduskontroll møtte følgende ulemper i arbeidet. Når stabil synkronisering av et komplekst signal mottas på skjermen, opprettholdes et stabilt bilde så lenge et signal leveres til inngangen eller nivået forblir tilstrekkelig stabilt. Når inngangssignalet forsvinner, kan skanneren forbli i standby-modus i uendelig lang tid, mens det ikke er noen stråle på skjermen. For å bytte skanningen til selvoscillerende modus, er det noen ganger nok å bare vri litt på "Stabilitet"-knappen, og strålen vises på skjermen, som er nødvendig når du kobler den horisontale skanningen til skaleringsnettet på skjermen. Når du gjenopptar målingene, kan bildet på skjermen "flyte" inntil "Stabilitet"-regulatoren gjenoppretter standby-sveipemodus.

Derfor, under måleprosessen, må du hele tiden vri på knappene "Stabilitet" og "Synkroniseringsnivå", noe som bremser måleprosessen og distraherer operatøren.

Den foreslåtte modifikasjonen av C1-73-oscilloskopet og andre lignende enheter (C1-49, C1-68, etc.) utstyrt med en "Stabilitet"-regulator sørger for en automatisk endring i utgangsspenningen til den variable motstanden til "Stabilitet" regulator, som bytter oscilloskopskanneren til en selvoscillerende modus i fravær av inngangsklokkesignal.

Diagrammet av den automatiske bryteren "Venter - Auto" for S1-73 oscilloskopet er vist i figur 1.

Bilde 1. Diagram av den automatiske bryteren "Venter - Auto" for S1-73 oscilloskopet (klikk for å forstørre).

En enkeltvibrator er satt sammen på transistorene T1 og T2, trigget gjennom kondensatoren C1 og dioden D1 av pulser med positiv polaritet fra utgangen fra skanningstrigger-pulsformeren til oscilloskopet C1-73 (kontrollpunkt 2Gn-3 i blokk U2-4 i figur 2)

Figur 2

(det komplette kretsskjemaet til S1-73 oscilloskopet er her:(Fig5) og (Gif 6)

I starttilstanden, i fravær av pulser som utløser skanningen, er alle transistorer til "Waiting - Auto" -maskinen lukket (se fig. 1). Diode D7 er åpen og en konstant spenning tilføres til høyre terminal på den variable motstanden R8 "Stabilitet" i henhold til diagrammet (se fig. 2), via kretsen R11 D7, som overfører skannegeneratoren til en selvoscillerende modus , ved enhver posisjon av den variable motstanden R8 "Stabilitet"-motor.

Ved ankomst av neste puls, starter skanningen, åpnes transistorene T2, T1, T3, T4 sekvensielt, og dioden D7 lukkes. Fra dette øyeblikket fungerer sveipesynkroniseringskretsen til S1-73-oscilloskopet i en standardmodus, spesifisert av spenningen ved utgangen til den variable motstanden R8 (se fig. 2). I et spesielt tilfelle kan en standby sveipemodus settes, som sikrer en stabil posisjon av bildet av signalet som studeres på oscilloskopskjermen.

Som nevnt ovenfor, når neste klokkepuls ankommer, åpnes alle transistorer i skannekontrollmaskinen, noe som fører til en rask utladning av elektrolytkondensatoren C4 gjennom dioden D4, åpen transistor T2 og motstand R5. Kondensator C4 er i utladet tilstand så lenge triggerpulser mottas ved inngangen til den monostabile. Når triggerpulsene er ferdige med å ankomme, slås transistor T2 av og kondensator C4 begynner å lade med basisstrømmen til transistor T3 gjennom motstand R7 og diode D5. Ladestrømmen til kondensator C4 holder transistorene T3 og T4 åpne, og opprettholder standby-sveipemodusen, satt av spenningen ved utgangen til den variable motstanden R8 "Stabilitet" i flere hundre millisekunder, og venter på neste synkronpuls. Hvis man ikke ankommer, lukkes transistor T3 helt, LED D6, som indikerer aktivering av standby-modus, slukker, transistor T4 lukkes, diode D7 åpner og oscilloskopsveipen går i selvoscillerende modus. For å sikre en akselerert overgang til standby-modus, når den første klokkepulsen i en serie kommer, brukes et "Logisk ELLER"-element på diodene D3 og D5. Når enkeltvibratoren utløses, noe som fører til åpningen av transistoren T2, åpnes transistoren T3 uten forsinkelse langs kretsen R7, D3, R5, selv før slutten av utladningen av kondensator C4. Dette kan være viktig hvis du ønsker å observere enkeltpulser i standby-synkroniseringsmodus.

Monteringen av standby-modusmaskinen utføres ved volumetrisk installasjon.

Figur 3. Tredimensjonal installasjon av oscilloskopets standby-modusmaskin.

Figur 4. Isolering av elementer oscilloskop standby-modus med papirinnlegg og smeltet parafin.

Før installasjon pakkes modulen inn i en papirstrimmel som er tapet med gjennomsiktig tape på minst én side, også for å redusere lekkasjer. Siden av papiret dekket med tape vender mot den sammensatte modulen. Den volumetriske installasjonen av maskinen tillot oss å redusere monteringstiden og eliminere behovet for å designe og produsere et trykt kretskort. I tillegg viste modulene seg å være ganske kompakte, noe som er viktig når du installerer dem i det lille huset til S1-73-oscilloskopet. I motsetning til å helle en enhet satt sammen ved volumetrisk installasjon med epoksyforbindelse og andre herdende harpikser, lar bruken av parafin deg opprettholde vedlikeholdsevnen til enheten og muligheten til å modifisere den om nødvendig. I amatørradiopraksis, med stykke produksjon, kan dette være en viktig faktor i valg av utforming av enheten.

En visning av standby-modusmaskinen montert på U2-4-kortet til S1-73-oscilloskopet er vist i figur 5.

Figur 5. Plassering av den automatiske standby-modusmodulen på synkroniseringskortet til S1-73-oscilloskopet.

LED-en som indikerer aktivering av standby-modus er plassert 15 mm til høyre for LEVEL-regulatoren, som vist i figur 6.

Figur 6. Plassering av standby-indikatoren på frontpanelet til oscilloskopetC1-73.

Erfaring med å betjene S1-73-oscilloskopet, utstyrt med en automatisk bryter på skannestandby-modus, har vist en betydelig økning i effektiviteten av målinger knyttet til fraværet av behovet for å rotere STABILITY-knappen når skannelinjen settes til ønsket inndeling av kalibreringsnettet på skjermen og etter det, for å oppnå en stabil posisjon av bildet på skjermen. Nå, i begynnelsen av målingene, er det nok å sette LEVEL- og STABILITY-regulatorene til en posisjon som sikrer et stasjonært bilde av signalet på skjermen, og når signalet fjernes fra inngangen til oscilloskopet, den horisontale skannelinjen vises automatisk, og neste gang signalet brukes, kommer et stabilt bilde tilbake.

Du kan kjøpe en lignende oscilloskop standby-maskin, noe som sparer tid ved montering. Bruk tilbakemeldingsknappen. :-)

Beskyttelses- og automatisk avstengningsenhet for M830 multimeter og lignende "Digitale kinesiske multimetre".

Digitale multimetre bygget på ADC-familien (innenriks analoge), på grunn av deres enkelhet, ganske høye nøyaktighet og lave kostnader, er svært mye brukt i amatørradiopraksis.

Noen ulemper med å bruke enheten er forbundet med:

1. Mangel på automatisk avstenging av multimeter
2. den relative høye kostnaden for ni-volts batterier med høy kapasitet
3. mangel på overspenningsbeskyttelse (bortsett fra en 0,25A sikring)

Ulike løsninger på problemene ovenfor har blitt foreslått av radioamatører tidligere. Noen av dem (beskyttelseskretser for ADC-en til et multimeter, automatisk avstenging og strømforsyningen fra lavspente strømforsyninger, gjennom en boost-omformer, er gitt for modifikasjoner og måleutstyr for multimetre i M830-familien.

Jeg gjør deg oppmerksom på et annet alternativ for å forbedre det "digitale kinesiske multimeteret" på ADC 7106, ved å kombinere fire viktige forbrukerfunksjoner for slike enheter: Automatisk avstenging med timer noen minutter etter at den er slått på.

1. Overspenningsbeskyttelse med galvanisk frakobling av UIR-inngangskontakten fra multimeterkretsen.
2. Automatisk avstenging når beskyttelse utløses.
3. Halvautomatisk forsinkelse av automatisk avstenging under langtidsmålinger.

For å forklare prinsippene for drift og interaksjon av nodene til det kinesiske multimeteret på IC7106, bruker vi to diagrammer.

Figur 1- en av variantene av M830B multimeterkretsen (klikk for å forstørre).

Kretsen til multimeteret ditt kan være annerledes eller kanskje ikke eksistere i det hele tatt - det er bare viktig å bestemme strømforsyningspunktene til ADC IC og tilkoblingspunktene til relékontaktene som slår av strømmen og UIR-inngangen til enheten. For å gjøre dette er det vanligvis nok å nøye undersøke kretskortet til multimeteret, med henvisning til databladet på IC7106 eller KR572PV5. Tilkoblingspunkter og innsettingspunkter i kretsen / trykte ledninger til multimeteret er vist i blått.

Fig.2 Selve blokkeringsbeskyttelsen og auto-avstengningskretsen til multimeteret (klikk for å forstørre).

Kretsen inkluderer multimeter overbelastningssensorer på transistoroptokoblere U1 og U2 - AOT128, en komparator på en op-amp med lavt strømforbruk - U3 KR140UD1208, en nøkkel MOS-transistor U4 til automatisk avstengningstidtaker - KR1014KT1. Bytting av UIR-inngangen og forsyningsspenningen til multimeteret utføres av kontaktgrupper til et to-viklings polarisert relé PR1 - RPS-46.

Betjening av multimeterbeskyttelse og automatisk avstengningsenhet.

Slå på multimeteret og slå av automatisk når timeren tilbakestilles.

I den opprinnelige tilstanden er alle elementene i multimeteret og beskyttelsesenheten deaktivert. Omkoblingskontaktene til det polariserte reléet PR1 er lukket i posisjonene 1-4 og 6-9 ( se fig. 2). UIR-inngangen til multimeteret er deaktivert, inngangsdeleren er kortsluttet til en felles ledning - "COM" -kontakten. Den "positive" utgangen til batteriet er frakoblet alle forbrukere siden Kn1 "On"-knappen og kontaktene 5-9 på PR1-reléet er åpne. Elektrolytisk kondensator C2, hvis kapasitet bestemmer driftstiden til multimeteret før automatisk avstenging, utlades gjennom lukkede kontakter 6-9 til PR1-reléet og multimeterkretsen.

Når du trykker på Kn1 "On"-knappen, lader strømmen fra strømbatteriet, som går gjennom vikling 2-8 på relé PR1, kondensator C2. I dette tilfellet åpnes kontaktene 6-9 og 1-4, og kontaktene 5-9 og 10-4 lukkes. UIR-inngangen til multimeteret er koblet til kretsen med lukkede kontakter 10 - 4, relé PR1, og batteristrøm tilføres henholdsvis via lukkede kontakter 5 - 9. I vanlige driftsmoduser for multimeteret viser spenningen fra pinne 37 på IC7106 DAC, levert til den inverterende inngangen (pinne 2), op-amp U3, seg å være større enn spenningen som er satt på den direkte inngangen (pinne 3) , ved utgangen av op-amp, pin 6, er spenningen satt til et lavt nivå, utilstrekkelig , for å åpne transistoren T1. Elektrolytkondensatoren, ladet når Kn1 "On"-knappen trykkes, gjennom viklingene 2 - 8 på PR1-reléet til forsyningsspenningen (9V), etter å ha sluppet Kn1-knappen, begynner sakte å utlades gjennom deleren R11, R12. Inntil portspenningen til MOSFET U4 synker til omtrent 2V, forblir U4 på, og holder dioden D6 av.

Multimeteret fungerer som vanlig.

Når spenningen over deleren R11,R12 faller under 2V-nivået, lukkes transistor U4, positiv spenning gjennom motstand R13 og diode D6 tilføres pin 3 på op-ampen, noe som fører til at det vises et positivt potensial ved utgangen. av op-ampen (pin 6) og åpningen til transistoren T1, hvis kollektor er koblet til pinne 7 på relé PR1. Gjennom vikling 3 - 7 på PR1-reléet forårsaker det omvendt svitsjing av kontaktgruppene til PR1-reléet. I dette tilfellet er kontaktene 10 – 4 (UIR-inngangen til multimeteret slått av) og 5 – 9 (batteriet er koblet fra kretsen) åpne. Multimeteret slår seg automatisk av når inngangskretsen åpnes.

Halvautomatisk forsinkelse av timeren for automatisk avslåing.

Hvis du, mens multimeteret er i drift, trykker på Kn1 “On”-knappen igjen, vil strømmen som går gjennom viklingene 2–8 på relé PR1 lade opp kondensator C2, noe som forlenger tidsperioden når multimeteret er på. Tilstanden til kontaktgruppene til det polariserte reléet PR1 endres ikke.

Tvunget avstenging av multimeteret.

Tvungen avstenging av multimeteret kan gjøres på to måter.

1. Som vanlig flytter du bryteren for valg av grense-/målemodus til AV-posisjon. I dette tilfellet endres ikke tilstanden til kontaktgruppene til det polariserte reléet PR1, og UIR-inngangen vil forbli koblet til den resistive deleren til multimeteret.
2. Når du trykker på Kn2 "Off"-knappen, tilføres en positiv spenning, gjennom motstand R5, til inngang 3 på op-amp U3, og øker potensialet sammenlignet med referansespenningen (-1V) ved den inverterende inngangen til op- amp U3 - pin 2. Dette fører til åpningen av transistoren T1 og tilsynekomsten av strøm i "frakoblende" vikling 3 – 7, polarisert relé PR1. I dette tilfellet er kontaktene 10 – 4 (UIR-inngangen til multimeteret slått av) og 5 – 9 (batteriet er koblet fra kretsen) åpne. Multimeteret slår seg automatisk av når inngangskretsen åpnes.

Automatisk avstenging av multimeteret ved overbelastning.

Den mest sannsynlige årsaken til feil på et multimeter basert på ADC-en til 7106-familien er påføringen av dens måleinngang (pinne 31) av en spenning som overskrider forsyningsspenningen påført pinne 1, i forhold til den vanlige ledningen (pinne 32). Generelt, når du driver multimeteret fra et 9V-batteri, anbefales det ikke å bruke mer enn 3V til DAC-inngangen, pinne 31, uansett polaritet. I de tidligere beskrevne beskyttelseskretsene for et digitalt multimeter av typen M830, ble det foreslått å koble et par motparallelle zenerdioder mellom DAC-inngangen og den felles ledningen. Samtidig er høymotstandsmotstanden til inngangen RC lavpassfilter DAC (R17C104 i kretsen på Ris. 1), begrenset strømmen gjennom zenerdiodene til et trygt nivå, men den resistive deleren til multimeteret og strømførende banene til det trykte kretskortet forble ubeskyttet, spilte rollen som ekstra sikringer og brenner ut når de ble overbelastet.

I den foreslåtte multimeterbeskyttelsen og automatisk avstengningsenheten brukes en økt, over tillatt, spenning ved inngangen til lavpassfilteret R17C104 (se fig. 1) for å generere et signal for å slå av inngangskontakten, med signalet inngangen til multimeteret blir forbigått til huset. Signalet om tilstedeværelsen av overspenning genereres av to back-to-back-kretser D1, D2, U1.1 og D3, D4, U2.1, bestående av en seriekoblet silisiumdiode, en grønn LED og en diode-transistor optokobler LED. Lignende kretser, som også utfører funksjonen til passiv beskyttelse, er mye brukt i inngangsstadiene til oscilloskoper (for eksempel). Når, i punkt A, en spenning over 3V oppnås i en hvilken som helst polaritet, begynner diodene (D1, D2, U1.1 eller D3, D4, U2.1) i den tilsvarende kjeden å åpne, og shunter multimeterinngangen til fellesen. metalltråd. I dette tilfellet begynner LED U1.1 eller U2.1 til en av optokoblerne å lyse, noe som får den tilsvarende optotransistoren U1.2 eller U2.2 til å åpne. Strømmen fra den positive kraftbussen, gjennom den åpnede optotransistoren, tilføres den ikke-inverterende inngangen til op-amp U3, noe som forårsaker en økning i potensialet ved utgangen av op-ampen (pin 6) og åpningen av transistor T1. Strømmen gjennom transistoren T1 og viklingen 3 - 7 koblet til den, polarisert relé PR1, fører til åpning av kontaktene 10 - 4 (UIR-inngangen til multimeteret er slått av) og 5 - 9 (strømbatteriet er koblet fra krets). Multimeteret slår seg automatisk av når inngangskretsen åpnes.

Multimeteret går i av-tilstand med UIR-inngangsåpningen.

Strukturelt sett er beskyttelses- og automatisk spenningsavstengningsmodul montert montert og plassert i multimeterhuset, på baksiden av måleområdebryteren. ( se fig. 3)

I modifiserte multimetre av merket DT830-C ( 0 ), er det ingen modus for å måle forsterkningen til transistorer, noe som gjorde det mulig å plassere av- og på-knappene på enheten på stedet der terminalblokken for tilkobling av transistorer vanligvis er installert. Avslutningsknappen er tatt med en høyere pusher, slik at når du bærer og oppbevarer, hvis den trykkes ved et uhell, er det mer sannsynlig at den fungerer.

Praksisen med å bruke en beskyttelse og automatisk avslutningsenhet implementert i to kinesiske digitale

Når du arbeider, kan du handle på to måter, etter å ha valgt konduktivitet og type transistor (bipolar / felteffekt (om felteffekt - nedenfor)).

1) Koble til transistoren og vri basemotstandsknappen til generering vises. Så vi forstår at transistoren fungerer og har en viss overføringskoeffisient.

2) Vi setter den nødvendige overføringskoeffisienten på forhånd og, kobler de tilgjengelige transistorene i rekkefølge, velger vi de som oppfyller det etablerte kravet.

Jeg gjorde to modifikasjoner på denne måleren.

1) En separat fast knapp inkluderer en motstand med en motstand på 100 KOhm, jordet på den andre siden, inn i "basen" til transistoren som testes. Så måleren kan teste felteffekttransistorer med et p-n-kryss og en p- eller n-kanal (KP103 KP303 og lignende). Også, uten modifikasjon, i denne modusen kan du teste MOS-transistorer med en isolert port n- og p-type (IRF540 IRF9540 osv.)

2) I kollektoren til den andre transistoren til målemultivibratoren (lavfrekvent signalutgang) inkluderte jeg en doblingsdetektor, lastet i henhold til den vanlige kretsen på bunnen av KT 315. Dermed lukkes K-E-overgangen til denne nøkkeltransistoren når generering skjer i målemultivibratoren (overføringskoeffisienten bestemmes). Nøkkeltransistoren, som åpnes, jorder emitteren til en annen transistor, på hvilken en enkel generator med en resonator på et tre-terminalt piezoelektrisk element er satt sammen - en typisk krets for en ringesignalgenerator på en "kinesisk" telefon. Et fragment av multimeterkretsen - transistortestenheten - er vist i fig. 3.

Denne kretsdesignen ble forårsaket av ønsket om å bruke den samme ringegeneratoren i overstrømssignaleringsenheten til en laboratoriestrømforsyning (den første jeg satt sammen i henhold til den nevnte kretsen, en transistorparametertester, ble innebygd i LBP Fig. 4). .

Den andre måleren ble bygget inn i et hjemmelaget multifunksjonelt skive-multimeter, der en tre-terminal piezo-emitter ble brukt som en signaleringsenhet i "probe"-modus (lydkortslutningstest) og en transistortester Fig. 5.

Teoretisk (jeg har ikke prøvd) kan denne testeren konverteres til å teste kraftige transistorer, for eksempel redusere motstanden til motstandene i ledningene til transistoren som testes med en størrelsesorden.

Det er også mulig å fikse en motstand i basiskretsen (1KOhm eller 10KOhm) og endre motstanden i kollektorkretsen (for høyeffekttransistorer).

VII byens vitenskapelige og praktiske konferanse "Step inn i fremtiden"

Målehistorikk og enkle DIY-måleinstrumenter

Fullført: Evgeniy Antakov, elev ved MBOU Secondary School nr. 4,

Vitenskapelig leder: Osiik T.I. grunnskolelærer MBOU videregående skole nr. 4, Polyarnye Zori

Mitt navn er Antakov Zhenya, I 9 år.

Jeg går i tredje klasse, jeg driver med svømming, judo og engelsk.

Jeg vil bli en oppfinner når jeg blir stor.

Målet med prosjektet: - studere historien til målinger av tid, masse, temperatur og fuktighet og simulere de enkleste måleinstrumentene fra skrapmaterialer.

Hypotese : Jeg foreslo at de enkleste måleinstrumentene kan modelleres uavhengig av tilgjengelige materialer.

Prosjektmål :

- studere historien til målinger av forskjellige mengder;

Gjør deg kjent med utformingen av måleinstrumenter;

Modellere noen måleinstrumenter;

Bestem muligheten for praktisk bruk av hjemmelagde måleinstrumenter.

Forskningsartikkel

1. Måle lengde og masse

Folk har blitt møtt med behovet for å bestemme avstander, lengder på objekter, tid, områder, volumer og andre mengder siden antikken.

Våre forfedre brukte sin egen høyde, armlengde, håndflatelengde og fotlengde for å måle lengde.

For å bestemme lange avstander ble det brukt en rekke metoder (pilflyging, "rør", bøk, etc.)

Slike metoder er ikke veldig praktiske: resultatene av slike målinger varierer alltid, siden de avhenger av størrelsen på kroppen, styrken til skytteren, årvåkenhet, etc.

Derfor begynte det gradvis å dukke opp strenge måleenheter, standarder for masse og lengde.

Et av de eldste måleinstrumentene er vekter. Historikere mener at de første skalaene dukket opp for mer enn 6 tusen år siden.

Den enkleste modellen av vekter - i form av en likearmsbjelke med suspenderte kopper - ble mye brukt i det gamle Babylon og Egypt.

Organisering av studiet

• Vippevekt fra en henger

I arbeidet mitt bestemte jeg meg for å prøve å sette sammen en enkel modell av koppvekter, som du kan veie små gjenstander, produkter osv. med.

Jeg tok en vanlig kleshenger, festet den på et stativ og bandt plastkopper til opphengene. Den vertikale linjen indikerte likevektsposisjonen.

For å bestemme masse, trenger du vekter. Jeg bestemte meg for å bruke vanlige mynter i stedet. Slike "vekter" er alltid tilgjengelig, og det er nok å bestemme vekten en gang for å bruke den til veiing på vekten min.

5 gni

50 kopek

10 gni

1 gni

Organisering av studiet

Eksperimenter med rocker-skalaer

1 . Skala skala

Ved hjelp av forskjellige mynter laget jeg merker på et papir som tilsvarer vekten på myntene

2. Veiing

Håndfull godteri - balansert med 11 forskjellige mynter, totalvekt 47 gram

Sjekkvekt – 48 gram

Cookies - balansert med 10 mynter som veier 30 gram På kontrollvekt - 31 gram

Konklusjon: fra enkle gjenstander satte jeg sammen vekter som du kan veie med en nøyaktighet på 1-2 gram

Forskningsartikkel

2.Måling tid

I gamle tider følte folk tidens gang iht

skiftet av dag og natt og årstider og prøvde å måle det.

De aller første instrumentene for å fortelle tid var solur.

I det gamle Kina ble en "klokke" brukt til å bestemme tidsintervaller, bestående av en ledning dynket i olje, som knuter ble bundet på med jevne mellomrom.

Da flammen nådde neste knutepunkt, betydde det at det hadde gått en viss tid.

Lysklokker og oljelamper med merker opererte etter samme prinsipp.

Senere kom folk opp med de enkleste enhetene - timeglass og vannklokker. Vann, olje eller sand strømmer jevnt fra fartøy til fartøy, denne egenskapen lar deg måle bestemte tidsperioder.

Med utviklingen av mekanikk på 1300- og 1400-tallet dukket det opp klokker med en viklingsmekanisme og en pendel.

Organisering av studiet

• Vannklokke laget av plastflasker

Til dette eksperimentet brukte jeg to 0,5 liters plastflasker og cocktailsugerør.

Jeg koblet lokkene sammen med dobbeltsidig tape og laget to hull som jeg satte rørene inn i.

Jeg helte farget vann i en av flaskene og skrudde på korkene.

Hvis hele strukturen snus, renner væsken ned gjennom et av rørene, og det andre røret er nødvendig for at luft skal stige inn i den øvre flasken

Organisering av studiet

Eksperimenter med vannklokker

Flasken er fylt med farget vann

Flaske fylt med vegetabilsk olje

Væskestrømningstid – 30 sekunder Vannet strømmer raskt og jevnt

Væskestrømningstid – 7 min 17 sek

Mengden olje velges slik at væskestrømningstiden ikke er mer enn 5 minutter

En skala ble påført flaskene - merker hvert 30. sekund

Jo mindre olje det er i toppflasken, jo saktere renner den ned, og avstandene mellom merkene blir mindre.

Konklusjon: Jeg fikk en klokke som kan brukes til å bestemme tidsintervaller fra 30 sekunder til 5 minutter

Forskningsartikkel

3. Temperaturmåling

En person kan skille mellom varme og kulde, men vet ikke den nøyaktige temperaturen.

Det første termometeret ble oppfunnet av italieneren Galileo Galilei: et glassrør er fylt med mer eller mindre vann avhengig av hvor mye den varme luften utvider seg eller den kalde luften trekker seg sammen.

Senere ble inndelinger, det vil si en skala, påført røret.

Det første kvikksølvtermometeret ble foreslått av Fahrenheit i 1714; han anså frysepunktet til saltoppløsningen som det laveste punktet

Den kjente skalaen ble foreslått av den svenske forskeren Andres Celsius.

Det nedre punktet (0 grader) er smeltetemperaturen til is, og kokepunktet for vann er 100 grader.

Organisering av studiet

• Vanntermometer

Termometeret kan settes sammen ved hjelp av et enkelt skjema fra flere elementer - en kolbe (flaske) med farget væske, et rør, et papirark for en skala

Jeg brukte en liten plastflaske, fylte den med farget vann, satte inn et sugerør og festet alt med en limpistol.

Mens jeg helte løsningen, sørget jeg for at en liten del av den falt ned i røret. Ved å observere høyden på den resulterende væskekolonnen kan man bedømme temperaturendringene.

I det andre tilfellet byttet jeg ut plastflasken med en glassampull og satte sammen termometeret med samme skjema. Jeg testet begge enhetene under forskjellige forhold.

Organisering av studiet

Eksperimenter med vanntermometre

Termometer 1 (med plastflaske)

Termometeret ble plassert i varmt vann - væskekolonnen falt ned

Termometeret ble plassert i isvann - en væskesøyle steg opp

Termometer 2 (med glasspære)

Termometeret ble plassert i kjøleskapet.

Væskekolonnen har falt ned, merket på et vanlig termometer er 5 grader

Termometeret ble plassert på varmeradiatoren

Væskesøylen har steget oppover, på et vanlig termometer er merket 40 grader

Konklusjon: Jeg fikk et termometer som kan brukes til å grovt anslå omgivelsestemperaturen. Dens nøyaktighet kan forbedres ved å bruke et glassrør med minst mulig diameter; fyll kolben med væske slik at det ikke er igjen luftbobler; bruk en alkoholløsning i stedet for vann.

Forskningsartikkel

4. Fuktighetsmåling

En viktig parameter for verden rundt oss er fuktighet, siden menneskekroppen reagerer veldig aktivt på endringene. For eksempel, når luften er veldig tørr, øker svetten og en person mister mye væske, noe som kan føre til dehydrering.

Det er også kjent at for å unngå luftveissykdommer, bør luftfuktigheten i rommet være minst 50-60 prosent.

Mengden fuktighet er viktig ikke bare for mennesker og andre levende organismer, men også for flyten av tekniske prosesser. For eksempel kan overflødig fuktighet påvirke riktig funksjon av de fleste elektriske apparater.

For å måle fuktighet brukes spesielle instrumenter - psykrometre, hygrometre, sonder og forskjellige enheter.

Organisering av studiet

Psykrometer

En måte å bestemme fuktighet på er basert på forskjellen mellom avlesningene til et "tørt" og "vått" termometer. Den første viser temperaturen på luften rundt, og den andre viser temperaturen på den fuktige kluten som den er pakket inn med. Ved å bruke disse avlesningene ved hjelp av spesielle psykrometriske tabeller, kan fuktighetsverdien bestemmes.

Jeg laget et lite hull i en sjampoflaske av plast, satte en snor i den og helte vann i bunnen.

Den ene enden av blonden ble festet til kolben til høyre termometer, den andre ble plassert i en flaske slik at den var i vann.

Organisering av studiet

Eksperimenter med et psykrometer

Jeg testet psykrometeret mitt ved å bestemme fuktighet under forskjellige forhold

Nær en varmeradiator

I nærheten av en luftfukter som går

Tørrpære 23 º MED

Våt pære 20 º MED

Fuktighet 76 %

Tørrpære 25 º MED

Våt pære 19 º MED

Fuktighet 50 %

Konklusjon: Jeg fant ut at et psykrometer satt sammen hjemme kan brukes til å vurdere innendørs fuktighet

Konklusjon

Vitenskapen om målinger er veldig interessant og mangfoldig; historien begynner i antikken. Det finnes et stort antall forskjellige målemetoder og instrumenter.

Hypotesen min ble bekreftet - hjemme kan du simulere enkle instrumenter (åkvekter, vannklokker, termometre, psykrometre) som lar deg bestemme vekt, temperatur, fuktighet og spesifiserte tidsperioder.

Hjemmelagde instrumenter kan brukes i hverdagen hvis du ikke har standard måleinstrumenter for hånden:

Tid deg selv med å gjøre mageøvelser, armhevinger eller hoppe tau

Hold styr på tiden når du pusser tennene

Gjennomfør fem minutters selvstendig arbeid i klassen.

Bibliografi.

1. "Møt, dette er... oppfinnelser"; Oppslagsverk for barn; forlag "Makhaon", Moskva, 2013

2. «Hvorfor og hvorfor. Tid"; Encyclopedia; forlaget "World of Books", Moskva 2010

3. «Hvorfor og hvorfor. Oppfinnelser"; Encyclopedia; forlaget "World of Books", Moskva 2010

4. «Hvorfor og hvorfor. Mekanikk; Encyclopedia; forlaget "World of Books", Moskva 2010

5. "Big Book of Knowledge" Encyclopedia for barn; forlag "Makhaon", Moskva, 2013

6. Nettstedet "Entertaining-physics.rf" http://afizika.ru/

7. Nettstedet «Klokker og urmakeri» http://inhoras.com/

Som kjent kan ikke et eneste amatørradiolaboratorium klare seg uten midler til å måle og overvåke prosessene som skjer i en elektronisk enhet. Det moderne markedet tilbyr oss hele linjer med måleinstrumenter, fra de enkleste til de mest profesjonelle, men ikke alle, selv den mest erfarne DIYer, vil tillate laboratoriet deres å ha et komplett utvalg av tilgjengelig utstyr. Alt dette er en konsekvens av høye priser på enheter, på grunn av realitetene i det moderne markedet. Men radioamatører finner som alltid en vei ut av situasjonen - de designer og produserer selvstendig måleutstyr for deres behov. Jeg inviterer deg til å gjøre deg kjent med opplevelsen av å gjenta en av disse enhetene, designet av Andrei Vladimirovich Ostapchuk (Andrew).

AVO-2006 universelle målekompleks inneholder et minimum antall ikke-knappe og rimelige deler, og tatt i betraktning funksjonaliteten til enheten, vil jeg våge å kalle det det enkleste jeg noen gang har møtt i min praksis! Så, hvilke funksjoner har enheten?

Tilgjengelighet av motstandsmålingsfunksjon i området fra 0 til 200 000 000 ohm;

Tilgjengelighet av en funksjon for å måle kapasitans av kondensatorer i området fra 0,00001 til 2000 μF;

Tilstedeværelsen av en enkeltstråle oscilloskopfunksjon som lar deg visualisere signalformen, måle dens amplitudeverdi og spenning;

Tilstedeværelsen av en frekvenssignalgeneratorfunksjon i området fra 0 til 100 000 Hz med muligheten til å endre frekvensen trinn for trinn i trinn på 0-100 Hz og vise frekvens- og varighetsverdier på skjermen;

Tilstedeværelsen av en frekvensmålingsfunksjon i området fra 0,1 til 15 000 000 Hz med muligheten til å endre måletiden og vise frekvens- og varighetsverdier på skjermen.

Hvis du er imponert over listen over funksjoner som støttes av enheten, foreslår jeg at du går videre til anbefalingene for produksjonen. Først av alt, noen få notater om komponentene til enheten. Den dyreste og viktigste delen er en LCD-indikator med 2 linjer på 16 tegn hver, med en innebygd HD44780-kontroller eller tilsvarende. De vanligste er indikatorer fra Winstar og MELT (selv om min personlige preferanse er Winstar med russiske og latinske fonter). Kondensator C5 bør velges så termisk stabil som mulig, en filmkondensator - nøyaktigheten av målinger av motstandsparametere vil avhenge av parametrenes uforanderlighet.

En annen viktig del er den beskyttende zenerdioden VD1. Jeg tar en reservasjon med en gang - bruken av innenlandske KS156 zenerdioder er umulig, siden de har lav reversmotstand, og ytelsen til enheten avhenger av den - jo høyere reversmotstand til zenerdioden, jo bedre. Importerte zenerdioder merket på dekselet 5V6 eller 5V1 er ideelle for disse formålene. Atmega8A-PU-mikrokontrollerne (analoge av de gamle Atmega8-16PI og Atmega8-16PU) er ideelle for produksjon av enheten, men siden i dag er det mange kinesiske analoger av disse kontrollerene, med gamle merker, feil i driften av enheten er ikke utelukket - her er vi Dessverre kan vi ikke hjelpe.

Før du begynner å produsere enheten, anbefaler jeg deg å se nærmere på LCD-indikatoren. Det er bedre å laste ned dataarket fra produsentens nettsted (Winstar-www.winstar.com.tw eller MELT-www.melt.com.ru). Deretter, strengt etter dataarket, kobler vi skjermen til enhetens strømforsyning (dette kan være en enkel transformatorstrømforsyning med en LM317 stabilisator (K142EN5A)

eller et 6-volts gel (eller et annet lite og lett) batteri med samme stabilisator (hvis noen trenger å lage en måler for feltarbeid). Vi tilfører +5 volt spenning til pinne 2 på indikatoren (se databladet - strømpinnene kan endres!), og legger på minusspenningen til pinne 1 og 5. Vi kobler pin 3 til indikatoren gjennom en 10 kOhm trimmemotstand til minus strømforsyningen. Ved å rotere motstanden oppnår vi en tydelig og kontrasterende visning av hele den øverste linjen på indikatoren. Vi fjerner motstanden, måler motstanden og velger den samme konstanten - så vi har valgt motstand R4 for vår krets. Vi utfører en lignende prosedyre når vi kobler til skjermens bakgrunnsbelysning - etter å ha oppnådd optimal lysstyrke, velger vi en konstant motstand - dette vil være motstanden R5 i kretsen vår. En annen viktig prosedyre er å blinke mikrokontrollerens fastvare. Last ned HEX-filen fra forfatterens nettsted og sy den inn i kontrolleren vår ved å bruke , ikke glem kontrollerens sikringsbiter.

Du kan montere enheten på et brødbrett, ledningen er så enkel. Etter den første lanseringen av enheten begynner vi å kalibrere den. For å gjøre dette, i motstandsmålingsmodus, når vi kalibrerer til null, lukker vi måleprobene (krokodiller) med hverandre, trykker og holder inne knapp 1 og trykker samtidig på knapp 2 (lagre den i minnet - OK vises på skjermen).

Deretter utfører vi kalibrering med en nominell verdi på 1000 Ohm - vi fester en presisjonsmotstand, trykker og holder inne knapp 2 og trykker samtidig på knapp 1 (lagre den i minnet). Enhetsmodusene byttes i en ring med knapp 3. For å kalibrere enheten i kapasitansmålingsmodus, utfør følgende trinn. Når du kalibrerer til 0, åpner du målerprobene og trykker og holder inne knapp 1 og skriver til minnet ved hjelp av knapp 2. Når du kalibrerer til 1000pF, kobler du til en presisjonskondensator, trykker og holder inne knapp 2 og skriver til minnet med knapp 1. Det er det, enheten er klar til bruk. I andre moduser utføres ingen kalibreringer.

Du kan sjekke driften av oscilloskopet og frekvenstelleren ved å koble enheten til en slags arbeidskrets, hvorfra måleresultatene ble tatt på forhånd ved hjelp av et annet oscilloskop og frekvensteller. Du kan kontrollere driften av frekvensgeneratoren ved ganske enkelt å koble en vanlig høyttaler til utgangen på enheten og jevnt endre frekvensen ved å bruke justeringstastene (1 og 2). De samme tastene brukes til å endre sveipetiden i oscilloskopmodus. Endring av frekvensmåletiden (i frekvensmålermodus) utføres med knapp 1, som lar deg måle frekvens med en nøyaktighet på 0,1 Hz.

En liten merknad - foreta målinger, kalibreringer og justeringer kun med ferdige skjermede prober (og ikke med biter av monteringstråd) - praksis viser at forskjellige typer kabel kan introdusere betydelige forvrengninger i måleresultatene.

Precision K71-7 er utmerket som kalibreringskondensatorer, og S2-33N er utmerket som kalibreringsmotstander.

Alle deler med et avvik fra nominell verdi på ikke mer enn 1 prosent. Hvis det, som et resultat av innledende kontrollmålinger, viser seg at lineariteten til kapasitansmålinger er for lav, endrer vi motstanden til motstanden R3 i området 50-220 kOhm (jo høyere verdien av denne motstanden, jo høyere er motstanden. nøyaktigheten av målinger av små kapasitanser vil være, men følgelig vil tiden for å måle store kapasitanser øke betydelig); hvis lineariteten til motstandsmåling er lav, må du velge kapasitansen til kondensator C5 (selvfølgelig kan du bare endre den til en som er like termisk stabil).

Her er en kort oppsummering av alle anbefalingene for montering og oppsett av enheten. Jeg ga enheten min for testing til en venn som jobber i instrumenteringsbutikken til en lokal bedrift, og for sammenligning ga jeg ham også en kinesisk måleenhet XC4070L (LCR-måler). Så - i henhold til resultatene av kontrollmålinger gjort på bedriftens presisjonsutstyr, overgikk AVO-2006-enheten den kinesiske måleren i nøyaktigheten av å måle kapasitanser og motstander! Så trekk dine egne konklusjoner og følg med for ytterligere publikasjoner på dette området.