קטגוריות: אלקטרוניקה מעשית, תיקון מכשירים
מספר צפיות: 26598
הערות לכתבה: 2
מדידת מתח
בתרגול הרדיו החובבני, זהו סוג המדידה הנפוץ ביותר. לדוגמא, בעת תיקון טלוויזיה, נמדדים מתחים בנקודות האופייניות של המכשיר, כלומר במסופי הטרנזיסטורים והמעגלים החזקים. אם יש לך דיאגרמת מעגלים בהישג יד, והיא מציגה את מצבי הטרנזיסטורים והמיקרו-מעגלים, אז לא יהיה קשה לאמן מנוסה למצוא תקלה.
בבניית מבנים שהרכבה עצמית, לא ניתן לוותר על מדידת מתח. חריגים הם רק תוכניות קלאסיות, עליהם הם כותבים משהו כזה: "אם העיצוב מורכב מחלקים הניתנים לשימוש, אז לא נדרשת התאמה, זה יעבוד מייד."
ככלל, מדובר במעגלי אלקטרוניקה קלאסיים, למשל, מולטיברטור. אותה גישה ניתן להשיג אפילו עבור מגבר תדר שמע, אם הוא מורכב על גבי שבב מיוחד. כדוגמה טובה, ה- TDA 7294 ועוד שבבים רבים נוספים בסדרה זו. אך איכות המגברים ה"משולבים "היא קטנה, ואניני טעם אמיתיות בונות את המגברים שלהם על טרנזיסטורים נפרדים, ולעתים על צינורות אלקטרוניים. והנה זה פשוט שלא תוכלו לעשות בלי להתאים ומדידות לחץ קשורות.
איך ומה למדוד
מוצג באיור 1.
איור 1
אולי מישהו יגיד, הם אומרים, מה אפשר למדוד כאן? ומה הטעם בהרכבת שרשרת כזו? כן, כנראה קשה למצוא יישום מעשי לתכנית כזו. ולמטרות חינוכיות זה די מתאים.
ראשית, כדאי לשים לב לאופן חיבור המתח. מכיוון שמעגל DC מוצג באיור, מד מתח מחובר בהתאם לקוטביות המצוינת במכשיר בצורה של סימני פלוס ומינוס. בעיקרון, הערה זו נכונה לגבי מכשיר המצביע: אם לא נצפתה הקוטביות, החץ יסטה בכיוון ההפוך, בכיוון חלוקת האפס של הסולם. אז אנחנו מקבלים איזשהו אפס שלילי.
מכשירים דיגיטליים, מולטימטרים, בהקשר זה הם דמוקרטיים יותר. גם אם בדיקות בדיקה מחובר בקוטביות הפוכה, המתח עדיין יימדד, רק סימן מינוס יופיע בסולם לפני התוצאה.
דבר נוסף שיש לשים לב אליו בעת מדידת מתחים הוא טווח המדידה של המכשיר. אם המתח המשוער הוא בטווח, למשל 10 ... 200 מיליוולט, אזי קנה המידה של המכשיר תואם 200 מיליוולט, ומדידת המתח בסולם של 1000 וולט לא סביר שתביא לתוצאה מובנת.
עליכם לבחור גם טווח מדידה במקרים אחרים. עבור מתח מדוד של 100 וולט, הטווח של 200 וולט ואפילו 1000 וולט די מתאים. התוצאה תהיה זהה. זה באשר מודד מודרני.
אם המדידות נעשות על ידי מכשיר המצביע הישן והטוב, אז כדי למדוד את המתח של 100 וולט, עליכם לבחור את טווח המדידה כאשר הקריאות נמצאות באמצע הסולם, מה שמאפשר קריאה מדויקת יותר.
והמלצה קלאסית נוספת על השימוש במד מתח, כלומר: אם עוצמת המתח הנמדד אינה ידועה, יש להתחיל במדידות על ידי הגדרת המתח לטווח הגדול ביותר. אחרי הכל, אם המתח הנמדד הוא 1 וולט, והטווח הוא 1000 וולט, הסכנה הגדולה ביותר היא בקריאות שגויות של המכשיר. אם יתברר להפך, טווח המדידה הוא 1 וולט, והמתח הנמדד הוא 1000, פשוט לא ניתן להימנע מקניית מכשיר חדש.
מה יציג מתח מד מתח
אבל, אולי, נחזור לתרשים 1 וננסה לקבוע מה, יופיעו שני המתחים. על מנת לקבוע זאת עליכם לעשות זאת לנצל את החוק של אוהם. ניתן לפתור את הבעיה בכמה צעדים.
ראשית, חשב את הזרם במעגל. לשם כך יש לחלק את מתח המקור (באיור מדובר בסוללה גלוונית עם מתח של 1.5 וולט) על ידי התנגדות המעגל.עם חיבור סדרה של נגדים זה פשוט יהיה סכום ההתנגדות שלהם. בצורה של נוסחה זה נראה כמו זה: I = U / (R1 + R2) = 4.5 / (100 + 150) = 0.018 (A) = 180 (mA).
הערה קטנה: אם הביטוי 4,5 / (100 + 150) מועתק ללוח, ואז מודבק בחלון מחשבון Windows, ואז לאחר לחיצה על מקש "שווה", תתקבל תוצאת החישובים. בפועל, מחושבים ביטויים מורכבים עוד יותר המכילים סוגרים מרובעים ומתולתלים, דרגות ופונקציות.
שנית, קבל את תוצאות המדידה, כמו ירידת המתח על פני כל נגן:
U1 = I * R1 = 0.018 * 100 = 1.8 (V),
U2 = I * R2 = 0.018 * 150 = 2.7 (V),
כדי לאמת את נכונות החישובים, מספיק להוסיף את שני הערכים המתקבלים של ירידת המתח. הסכום חייב להיות שווה למתח הסוללה.
אולי מישהו יכול לשאול: "ואם המחלק אינו משני נגדים, אלא משלושה ואפילו עשרה? כיצד לקבוע את ירידת המתח על כל אחד מהם? " באותו אופן כמו במקרה המתואר. ראשית עליכם לקבוע את ההתנגדות הכוללת של המעגל ולחשב את הזרם הכולל.
לאחר מכן פשוט מוכפל זרם זה הידוע ההתנגדות של הנגד המקביל. לפעמים צריך לעשות חישובים כאלה, אבל יש גם דבר אחד. כדי לא לפקפק בתוצאות שהתקבלו, יש להחליף את הזרם בפורמולות באמפר, ואת ההתנגדות באוהמס. ואז, ללא ספק, התוצאה תהיה בוולטס.
עכבת כניסה של מד מתח
כעת כולם רגילים להשתמש במכשירים מתוצרת סין. אך אין זה אומר שאיכותן חסרת תועלת. זה פשוט שברוסיה אף אחד לא חשב לייצר מולטימטר משלהם, וככל הנראה בודקי החצים שכחו כיצד לעשות זאת. רק חבל למדינה.
איור. 2. מולטימטרDt838
פעם, הוראות המכשירים הצביעו על המאפיינים הטכניים שלהם. בפרט, עבור מתחים ובוחני מתגים, זו הייתה התנגדות הכניסה והיא צוינה בקילו-אוהם / וולט. היו מכשירים עם התנגדות של 10 K / V ו- 20 K / V. האחרונים נחשבו מדויקים יותר, מכיוון שהמתח המדוד הופחת פחות והראה תוצאה מדויקת יותר. ניתן לאשר את האמור לעיל על ידי איור 3.
איור 3
הנתון מראה מחיצת מתח של שני נגדים. ההתנגדות של כל הנגד היא 1KΩ, מתח האספקה הוא 3V. קל לנחש, אפילו אין צורך לקחת בחשבון דבר, שעל כל נגב יהיה בדיוק חצי מהמתח.
עכשיו דמיין שהמדידות מבוצעות על ידי מכשיר TL4, שבמצב מדידת המתח יש עכבת כניסה של 10KΩ / V. במתח המצוין בתרשים, גבול המדידה של 3V הוא די מתאים, שבו ההתנגדות הכוללת של מד מתח תהיה 10 * 3 = 30 (KOhm).
כך מסתבר ש 30KΩ נוסף מחובר במקביל לנגד עם התנגדות של 1KΩ. אז ההתנגדות הכוללת כאשר היא מחוברת במקביל תהיה 999.999 אוהם. אמנם מעט קטן יותר, אך לא בהרבה. לפיכך, השגיאה בתוצאת מדידת המתח תהיה אפסית.
אם לשני הנגד של המחלק יש ערך נומינלי של 1 מגהום, תוצאות החישוב ייראו כך:
ההתנגדות הכוללת של מד מתח מחובר מקביל ונגד R1 תהיה פחותה ופחות, ועל ידי חישוב היא תהיה 29.126KΩ. מי שלא מאמין יכול, לצורך התרגול, לחשב מחדש על פי נוסחאות לחיבור מקביל של התנגדות.
זרם כולל במעגל המחלקים: I = U / (R1 + R2) = 3 / (1000 + 29.126) = 0.0029150949446423470012418304464176 (mA).
ערכי ההתנגדות מוחלפים בקילו-אוהם, כך שהזרם התגלה במילי-אמפר. ואז מסתבר שהמתח יופיע
0.0029150949446423470012418304464176 * 29.126 ≈ 0.085 V.
וחצי היה צפוי, כלומר וולט וחצי! אם הזרם במיליאמפר, ההתנגדות היא בקילו-אוהם, אז התוצאה מתקבלת בוולטים. אם כי לא לפי מערכת SI, לפעמים הם עושים זאת.
כמובן שמחלק כזה הוא מעט לא מציאותי: מדוע להציב נגדים עם התנגדות של 1 מגהום במתח של 3 וולט בלבד? או שאולי משתמשים במחלקה כזו איפשהו, רק את המתח עליו חייבים להימדד עם מכשיר שונה לחלוטין.
לדוגמה, לאחד ממולטי הסינמטרים הסיניים הזולים ביותר DT838, בכל טווחי המדידה המתחיים, יש התנגדות קלט של 1 מגהם, גבוהה בהרבה מהמכשיר בדוגמה הקודמת. אבל זה לא אומר בכלל שמדדי החצים שרדו את גילם. בחלק מהמקרים הם פשוט בלתי ניתנים להחלפה.
מדידת מתח AC
כל השיטות וההמלצות הקשורות למדידת מתח קבוע תקפות גם למשתנים: מד מתח מחובר במקביל לקטע המעגל, התנגדות הכניסה של מד מתח צריכה להיות גדולה ככל האפשר, טווח המדידה צריך להיות תואם למתח שנמדד. אך כשמדדים מתחים מתחלפים, יש לקחת בחשבון שני גורמים נוספים, אשר למתח קבוע אין. זהו תדר המתח וצורתו.
המדידות ניתנות לביצוע על ידי שני סוגים של מכשירים: או מודד דיגיטלי מודרני או בודק מצביע "אנטילילי". באופן טבעי, שני המכשירים במדידה זו כלולים במצב מדידת מתחים מתחלפים. שני המכשירים מיועדים למדידת מתח של צורה סינוסואלית, ובאותו זמן יופיעו ערך rms.
המתח האפקטיבי U הוא 0.707 של מתח המשרעת Um.
U = אום / √2 = 0.707 * אממ, מהיכן ניתן להסיק שאום = U * √2 = 1.41 * U
דוגמה מוחלטת מתאימה כאן. כשמדד מתח AC, המכשיר הראה 220 וולט, מה שאומר שערך המשרעת לפי הנוסחה הוא
אום = U * √2 = 1.41 * U = 220 * 1.41 = 310 וולט.
חישוב זה מאושר בכל פעם שמתקנים מתח החשמל על ידי גשר הדיודה שלאחריו יש לפחות קבל אלקטרוליטי אחד: אם אתה מודד את המתח הקבוע ביציאת הגשר, המכשיר יציג 310 וולט בלבד. צריך לזכור נתון זה, זה יכול להיות שימושי בפיתוח ותיקון של ספקי כוח מיתוג.
הנוסחה המצוינת תקפה לכל הלחצים אם יש להם צורה סינוסואידית. לדוגמה, לאחר שנאי מוריד יש שינוי 12 וולט. ואז, לאחר יישור והחלקת הקבל, אנו מקבלים
12 * 1.41 = 16.92 כמעט 17 וולט. אבל זה אם העומס אינו מחובר. כאשר העומס מחובר, מתח ה- DC יירד כמעט ל 12 וולט. במקרה בו צורת המתח שונה מגל הסינוס הנוסחאות הללו אינן פועלות, המכשירים אינם מראים מה היה צפוי להם. במתחים אלה, המדידות נעשות על ידי מכשירים אחרים, למשל אוסצילוסקופ.
גורם נוסף המשפיע על קריאות המתח הוא התדר. לדוגמה, מודד הדיגיטלי DT838, על פי מאפייניו, מודד מתח מתח לסירוגין בטווח התדרים 45 ... 450 הרץ. מעט טוב יותר בהקשר זה הוא בודק המצביע הישן TL4.
בתחום המתח עד 30 וולט, טווח התדרים שלו הוא 40 ... 15000 הרץ (ניתן להשתמש כמעט בכל טווח הצליל בעת כוונון המגברים), אך עם עליית המתח, התדר המותר פוחת. בתחום 100 וולט הוא 40 ... 4000 הרץ, 300 וולט 40 ... 2000 הרץ, ובטווח 1000 וולט הוא רק 40 ... 700 הרץ. הנה ניצחון שאין עוררין על מכשיר דיגיטלי. נתונים אלה תקפים גם עבור מתחים סינוסואידיים.
אם כי לפעמים לא נדרשים נתונים על הצורה, התדר והמשרעת של המתחים המתחלפים. לדוגמה, כיצד לקבוע אם המתנד המקומי של מקלט הגל הקצר עובד או לא? מדוע המקלט לא "תופס" כלום?
מסתבר שהכל פשוט מאוד, אם אתה משתמש במכשיר מצביע. יש צורך להפעיל אותו לכל גבול למדידת מתחים מתחלפים ועם בדיקה אחת (!) לגעת במסופי הטרנזיסטור המתנד המקומי. אם יש תנודות בתדירות גבוהה, אז הם מתגלים על ידי הדיודות שבתוך המכשיר, והחץ יסטה לחלק מהסולם.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: