Изменение предела шкалы прибора.
Обычным стрелочным вольтметром (с пределом 15...30 В), у которого шкала начинается с нуля, трудно произвести точные измерения. Но
можно провести изменение шкалы - растянуть ее. Сделать так, чтобы шкала прибора начиналась не с нуля, а, например, с 11 В, и кончалась 15
В. Ясно, что в этом случае отсчет показателей по шкале можно сделать гораздо точнее.
А чтобы добиться такого эффекта достаточно к контролируемой цепи присоединить последовательно включенные стабилитрон VD1 и резистор R1 (рис. 1).
Тогда на VD1 в любой момент будет поддерживаться постоянное падение напряжения около 11 В, а «излишек»
сверх зтой величины от 1 В до 3,4 В выделить ту их часть, которая присутствует во всех режимах, и на эту величину подобрать стабилитрон.
Чтобы не нагружать контролируемую цепь дополнительным током, следует из нескольких типов с одинаковым напряжением стабилизации взять
тот, у которого наименьший ток (3...5 мА или меньше). Взяв его примерно с полуторакратным запасом, найдем величину сопротивления резистора.
Для этого разделим нижний уровень напряжения, приходящегося на измерительный прибор (в нашем примере — выше 1 В), на выбранную
величину тока 5 мА. Для рассчитанного сопротивления оценим, не произойдет ли перегрузка стабилитрона при максимальном уровне
напряжения (3,4 В)— это даст 17 мА для случая, что описан выше. Это значительно меньше допустимой величины 29 мА.
Возможен подход и с другой стороны: наметив стабилитрон с максимальным током стабилизации порядка 20...30 мА, выбрать несколько
меньшую величину и на нее разделить максимальный «довесок» напряжения, измеряемого прибором на резисторе. Затем при минимальном
напряжении проверить, не становится ли ток ниже нижнего предела тока стабилизации.
Описанный способ растяжки шкал измерительных приборов весьма удобен для работы с одним неизменным объектом. Если же таковых несколько, с разными уровнями «базового» напряжения и примерно одинаковыми отклонениями параметра, вместо набора однотипных приборов можно ввести переключатель стабилитронов, как показано на рисунке 2. Переключателем SA1 может послужить одноплатный «галетник», имеющий подходящее количество положений, например, серии ПГЗ.
В практике не исключено, что потребуется единственным имеющимся стрелочным вольтметром измерить напряжение, которое
вдвое превышает предел самой шкалы прибора. В таком случае необходимо подобрать стабилитрон, напряжение
стабилизации которого равно или близко к верхнему пределу шкалы стрелочного прибора, включив их, как показано на рисунке 3.
Когда переключатель
SA1 находится в положении, изображенном на схеме, устройство получится аналогичным тому, что приведено на рисунке 1. Измеряемое
напряжение Vи будет: Vи = Vп + Vст где Vп — показание на шкале прибора PV1, Vст — напряжение стабилизации VD1. В левом
положении подвижного контакта SA1 цепочка R1, VD1 отсоединена от контролируемой цепи и не нагружает ее, а вольтметр PV1 оказывается
присоединенным непосредственно к этой цепи. Таким образом, имея всего два положения переключателя, имеем возможность измерять прибором
напряжения во вдвое расширенном диапазоне.
Располагая однопредельным прибором для токового измерения, также можно увеличить диапазон в два или несколько раз, при необходимости
вводя переключатель пределов измерения шкалы прибора.
Достигается это присоединением параллельно, например, миллиамперметру резисторов,
сопротивление которых в целое число раз меньше либо равно сопротивлению самого прибора. Очевидно, что при равенстве ток контролируемой
цепи будет делиться между ними поровну (рис. 4).
Чтобы узнать общий ток при замкнутом выключателе SА1, достаточно показание на шкале прибора умножить на два.
Порядок настройки следующий: разомкнув SA1, пропустите по цепи ток, дающий полное отклонение стрелки на шкале прибора. Затем, замкнув SA1,
установите движок R1 так, чтобы показание на шкале прибора уменьшилось ровно вдвое.
Ю.Прокопцев, ЮТ №9 1999г.
| << Предыдущая | Cледующая >> |