Як зробити тестер своїми руками, переробка харчування у мультиметра

Любителям зробити все своїми руками пропонується простий тестер на основі мікроамперметра М2027-М1, у якого діапазон виміру 0-300 мкА, внутрішній опір 3000 Ом, клас точності 1,0.

необхідні деталі

Це тестер, який має електромагнітний механізм для вимірювання струму, тому він міряє тільки постійний струм. Рухома котушка зі стрілкою кріпиться на розтяжках. Застосовується в аналогових приладах. Знайти на блошиному ринку або купити в магазині радіодеталей проблем не складе. Там же можна придбати і інші матеріали і компоненти, а також приставки до мультиметру. Крім микроамперметра потрібно:

  • десяток постійних резисторів;
  • один змінний резистор;
  • гніздовий роз’єм на 12-16 контактів;
  • шматок одностороннього склотекстоліти;
  • пара метрів мідного багатожильного проводу перетином 1 кв. мм;
  • 40 см одножильного мідного дроту перетином 4 кв. мм;
  • припій, каніфоль, паяльник на 60 Вт.

Якщо людина вирішила зробити собі мультиметр своїми руками, значить, інших вимірювальних приладів у нього немає. Виходячи з цього, і будемо далі діяти.

Вибір діапазонів вимірювання і обчислення номіналів резисторів

Визначимо для тестера діапазон вимірюваних напруг. Виберемо три найпоширеніших, що покривають більшість потреб радіоаматора і домашнього електрика. Це діапазони від 0 до 3 В, від 0 до 30 В і від 0 до 300 В.

Максимальний струм, що проходить через саморобний мультиметр дорівнює 300 мкА. Тому завдання зводиться до підбору додаткового опору, при якому стрілка відхилиться на повну шкалу, а на послідовну ланцюжок Rд + Rвн буде подано напругу, відповідне граничного значення діапазону.

Тобто на діапазоні 3 В Rобщ = Rд + Rвн = U / I = 3 / 0,0003 = 10000 Ом,

де Rобщ – це загальний опір, Rд – додатковий опір, а Rвн – внутрішній опір тестера.

Rд = Rобщ-Rвн = 10000-3000 = 7000 Ом або 7ком.

На діапазоні 30 В загальний опір має дорівнювати 30 / 0,0003 = 100000 Ом

Звідси

Rд = 100000-3000 = 97000 Ом або 97 кОм.

Для діапазон 300 В Rобщ = 300 / 0,0003 = 1000000 Ом або 1 мОм.

Звідси

Rд = 1000000-3000 = 997000 Ом або 997 кОм.

Для вимірювання струмів виберемо діапазони від 0 до 300 мА, від 0 до 30 мА і від 0 до 3 мА. В цьому режимі шунтуючі опір Rш під’єднується до мікроамперметра паралельно. Тому

Rобщ = Rш * Rвн / (Rш + Rвн).

А падіння напруги на шунт дорівнює падінню напруги на котушці тестера і так само Uпр = Uш = 0,0003 * 3000 = 0,9 В.

Звідси в інтервалі 0 … 3 мА

Rобщ = U / I = 0,9 / 0,003 = 300 Ом.

тоді
Rш = Rобщ * Rвн / (Rвн-Rобщ) = 300 * 3000 / (3000-300) = 333 Ом.

В діапазоні 0 … 30 мА Rобщ = U / I = 0,9 / 0,030 = 30 Ом.

тоді
Rш = Rобщ * Rвн / (Rвн-Rобщ) = 30 * 3000 / (3000-30) = 30,3 Ом.

Звідси в інтервалі 0 … 300 мА Rобщ = U / I = 0,9 / 0,300 = 3 Ом.

тоді
Rш = Rобщ * Rвн / (Rвн-Rобщ) = 3 * 3000 / (3000-3) = 3,003 Ом.

Підгонка і монтаж

Щоб зробити тестер точним, потрібно підігнати номінали резисторів. Ця частина роботи сама копітка. Підготуємо плату для монтажу. Для цього треба розкреслити її на квадратики розміром сантиметр на сантиметр або трохи менше. Потім, шевським ножем або чимось подібним по лініях прорізається мідне покриття до основи з склотекстоліти. Вийшли ізольовані контактні площадки. Відзначили, де будуть розташовані елементи, вийшло подобу монтажної схеми прямо на платі. Надалі, до них будуть припаяні елементи тестера.

Щоб саморобний тестер видавав правильні свідчення із заданою похибкою, все його компоненти повинні мати характеристики по точності такі ж, як мінімум, і навіть вище. Внутрішній опір котушки в Магнітоелектричний механізмі микроамперметра будемо вважати рівним заявленим в паспорті 3000 Ом. Кількість витків в котушці, діаметр проводу, електропровідність металу, з якого зроблена дріт відомі. Значить, даними заводу-виготовлювача вірити можна.

А ось напруги батарейок на 1,5 В можуть трохи відрізнятися від заявлених виробником, а знання точного значення напруги потім будуть потрібні для вимірювання тестером опору резисторів, кабелів і інших навантажень.

Визначення точного напруги батарейки

Для того щоб самому з’ясувати дійсне напруга батарейки потрібно хоча б один точний резистор номіналом 2 або 2,2 кОм з похибкою 0,5%. Цей номінал резистора обраний через те, що при послідовному підключенні з ним микроамперметра, загальний опір кола становила 5000 Ом. Отже, що проходить через тестер струм буде близько 300 мкА, і стрілка відхилиться на повну шкалу.

I = U / R = 1,5 / (3000 + 2000) = 0,0003 А.

Якщо тестер покаже, наприклад, 290 мкА, значить, напруга батареї одно

U = I * R = 0,00029 (3000 + 2000) = 1,45 В.

Тепер знаючи точне напруга на батарейках, маючи одне точне опір і мікроамперметр можна підібрати необхідні номінали опору шунтів і додаткових резисторів.

Збір блоку живлення

Блок живлення для мультиметра збирається з двох послідовно з’єднаних батарей по 1,5 В. Після цього до нього підключається послідовно мікроамперметр і попередньо відібраний за номіналом резистор в 7 кОм. Тестер повинен показати значення близьке до граничного струму. Якщо прилад зашкалить, то послідовно до першого резистору необхідно під’єднати другий, маленького номіналу, якщо показання менше 300 мкА, то паралельно до цих двох резисторам, підключають опір великого номіналу. Це зменшить загальний опір додаткового резистора. Такі операції тривають до тих пір, поки стрілка встановиться на межі шкали в 300 мкА, що сигналізує про точній підгонці.

Для підбору точного резистора на 97 кОм, вибираємо найближчий, відповідний за номіналом, і проробляємо ті ж процедури, що і з першим на 7 кОм. Але так як тут необхідне джерело живлення 30 В, то буде потрібно переробка харчування мультиметра з батарей на 1,5 В. Збирається блок з вихідним напругою 15-30 В, на скільки вистачить. Наприклад, вийшло 15 В, тоді всю підгонку роблять з розрахунку, що стрілка повинна прагнути виявити Свою 150 мкА, тобто до половини шкали. Це допустимо, тому що шкала тестера при вимірюванні струму і напруги лінійна, але бажано працювати з повним напруженням.

Для регулювання додаткового резистора в 997 кОм для діапазону 300 В знадобляться генератори постійного струму або напруги. Їх можна використовувати і як приставки до мультиметру при вимірюванні опорів.

Номінали резисторів: R1 = 3 Ом, R2 = 30,3 Ом, R3 = 333 Ом, R4 змінний на 4,7 кОм, R5 = 7 кОм, R6 = 97 кОм, R7 = 997 кОм. Підбираються підгонкою. Харчування 3 В. Монтаж можна зробити навішуванням елементів прямо на платі. Роз’єм можна встановити на боковій стінці коробки, в яку врізається мікроамперметр. Щупи виготовляються з одножильного мідного дроту, а шнури до них з багатожильного.

Підключення шунтів здійснюється перемичкою. В результаті з мікроамперметра виходить тестер, яким можна міряти все три основних параметри електричного струму.

Ссылка на основную публикацию