МУЛЬТИМЕТР С АВТОНОМНЫМ ПИТАНИЕМ
Мультиметр, описание которого дано ниже, представляет собой комбинированный цифровой измерительный прибор, предназначенный для измерения напряжений, постоянного и переменного токов, активных сопротивлений, частоты электрических колебаний, а также статического коэффициента передачи тока транзисторов. Напряжение питания подается от гальванических батарей.
Технические характеристики:
Верхние пределы поддиапазонов измеряемых величин:
постоянного и переменного тока, мА...... 20 и 2000
сопротивлений, кОм............ 20 и 2000
постоянного напряжения, В......... 20 и 2000
переменного напряжения, В......... 20 и 350
частоты, кГц............... 100 и 1000
коэффициента h21Э............. 1000
Младший разряд измеряемой величины, мВ, Ом, мкА,
Гц................... 10
Входное сопротивление вольтметра, МОм..... 3
Входное сопротивление частотомера, МОм..... 1
Чувствительность частотомера, мВ........ 10 — 30
Число знаков отсчета............. 4
Погрешность измерений, %:
постоянных напряжений и сопротивлений .... 0,2
постоянных токов............. 0,3
переменных напряжений и токов....... 0,5
Переключение поддиапазонов.......... ручное
Выбор полярности .............. автоматический
Режим работы............... периодический запуск
Напряжение питания, В............ +9. — 9, +4,5
Мощность потребления, мВт.......... 350
в режиме частотомера........... 550
Прибор состоит в основном из двух частей: аналоговой (различных преобразователей) и цифровой (частотомера).
Принципиальная схема аналоговой части приведена на рис. 36. В ее состав входят следующие каскады: входное устройство, усилитель на микросхеме А1, определитель полярности на микросхеме А2, формирователь модуля входного сигнала, преобразователь переменного напряжения в постоянное на микросхемах A3 и А4, преобразователь постоянного напряжения в частоту на микросхеме А5, преобразователь сопротивления в частоту, который используется также при измерении коэффициента h21Эна микросхемах А6 и А7.
При измерении напряжений (нажата кнопка S1.1 «В») входной сигнал с XI поступает на входной делитель напряжения R40 — R42.
С делителя сигнал идет на входной каскад на микросхеме А1. В режиме измерения напряжений этот каскад работает как повторитель, охваченный 100 %-ной обратной связью.
При коэффициенте усиления микросхемы более 20 000 повторитель имеет достаточно высокое входное сопротивление (десятки мегаом) и потому совсем не обязательно использовать здесь ОУ с полевыми транзисторами -«а входе, у которых на порядок больше напряжение смещения и температурный дрейф, что важно для входного каскада цифрового измерительного прибора.
В режиме измерения токов (нажата кнопка S1.3 «,иЛ») входной сигнал с XI и Х2 подключается к входным резисторам R43 и R44. Падение напряжения на этих резисторах на верхних пределах измерения составляет 200 мВ. В этом случае входной каскад на микросхеме А1 работает как усилитель с коэффициентом усиления К-10, который определяется отношением сопротивлений резисторов R3 и R4 к R2.
Установка нуля прибора производится резистором R46, ручка которого вынесена на переднюю панель.
Для более четкого выявления знака полярности при измерении малого входного сигнала применен усилитель на микросхеме А2, к выходу которого подключены светодиоды. Полярность положительного входного сигнала индицируется диодом V8 (свечением красного цвета), отрицательного — диодом V9 (свечением зеленого цвета), входное переменное напряжение — свечением обоих свето-диодов.
Формирователь модуля входного сигнала состоит из линейного выпрямителя на микросхеме A3 и сумматора на микросхеме А4. Преобразователь напряжение — частота построен на основе емкостного интегратора с дискретной обратной связью. Интегратор выполнен на микросхеме А5, управляющие ключи — на транзисторах V6 и V7, пороговое устройство — на элементах D6.1, делитель — на микросхемах D7.1 и D8. Последние два каскада расположены в цифровой части. Переключатель S1.5.2 служит для корректировки показаний прибора в зависимости от формы кривой переменного напряжения.
Принципиальные схемы входного устройства и преобразователя напряжение — частота аналогичны схемам, описанным в узлах У5 и УЗ соответственно.
