Однажды для школьного кабинета физики понадобилось изготовить вольтметр, выдерживающий без повреждения большие перегрузки. За основу была взята идея, предложенная и [1] использовать нелинейную зависимость сопротивления нити накала электролампы от ее температуры. Схема вольтметра показала на рисунке 1.
Рис.1.
Отличительной особенностью этого устройства является применение стабилитрона VD1 для ограничения напряжения, поступающего на измерительный прибор РV1, и применение десяти ламп EL1 — EL10 в качестве нелинейного сопротивления, ограничивающего при перегрузках ток через стабилитрон.
Когда входное сопротивление находится в пределах выбранного диапазона измерения, стабилитрон VD1 на работу схемы не влияет и служит для защиты прибора PV1 от напряжения обратной полярности. "Холодные" лампы ЕL1 — EL10 эквивалентны токозадающему резистору с сопротивлением около 1,5 кОм.
При дальнейшем увеличении измеряемого напряжения ток перегрузки приходит через открывшийся стабилитрон VD1 и лампы ELI — EL10 загораются. Сопротивление нитей накала "горячих" ламп увеличивается до 10 кОм и более, что ограничивает ток на уровне 50 — 60 мА и предохраняет схему от повреждения.
В результате вольтметр на пределе измерения "5 Вольт" способен выдержать без каких-либо отрицательных последствий перегрузку по напряжению до 600 (!) вольт, причем в течение длительного времени.
Детали
Резисторы R1 и R2 служат для установки требуемых поддиапазонов измерения и состоят из нескольких стандартных резисторов типа МЛТ соответствующей мощности, Подстроечный резистор R3 (любого типа) предназначен для установления верхней границы поддиапазона "5 вольт".
Соответствующим выбором значения R3 вольтметр можно откалибровать для измерения постоянного или переменного напряжений. Конденсатор С1 (также любого типа) служит для демпфирования стрелки PV1 при бросках напряжение. Стабилитрон VD1 типа КС433А можно заменить на КС439А, КС133А, KCl39A, Лампы EL1 — EL10 — коммутаторные, типа КМ-60-55 или КМ60-25. Можно заменить на другие с суммарный напряжением не ниже 500 — 600 вольт при токе до 60 мА). Измерительный прибор PVI — типа М266 или аналогичный с пределом измерения тока до 0,5 — 1 мА.
Вольтметр размещен в пластмассовом корпусе, лампы EL1 — EL10 выведены на переднюю панель и прикрыты красным светофильтром с надписью "Перегрузка". После изготовления вольтметр калибруют по какому-либо источнику образцового напряженна.
К. Смирнов
Литература:
1. "Original V-mcter" Radio-Electranics №8/1961, Радио, N11/1961, с. 57 (сокр. перевод).
