Наличие приборов у радиолюбителя это просто необходимость так как ремонт любой аппаратуру не может быть произведен без приборов. В данной статье расскажем о приборах, которые вам потребуются для ремонта практически постоянно - о вольтметре переменного тока и ваттметре, которые вам необходимы, особенно для тех, кто производит ремонт электроаппаратуры.
Вольтметр переменного тока
Этот прибор (рис. 1) напоминает по схеме вольтметр постоянного тока, о котором рассказывалось в сентябрьском номере журнала за прошлый год. Те же добавочные резисторы (только иных номиналов), те же гнезда и стрелочный индикатор. Добавились лишь два германиевых диода, один из которых (VD1) пропускает через стрелочный индикатор ток при положительном полупериоде измеряемого переменного напряжения, а другой (VD2) шунтирует цепь индикатора при отрицательном полупериоде.
Рис.1.
В зависимости от измеряемого переменного напряжения (синусоидальной формы) один из щупов прибора вставляют в гнездо XS1, XS2...XS5, другой же щуп остается постоянно включенным в гнездо XS6. Пределы измеряемых напряжений выбраны такими, чтобы можно было установить добавочные резисторы стандартных номиналов. При необходимости каждый из резисторов можно подобрать точнее при налаживании прибора.
Все резисторы могут быть МЛТ-0,5 или МЛТ-0,25 (R1 — R4). Их монтируют на плате из изоляционного материала, припаивая выводы к шпилькам из толстого медного провода, впрессованным в плату. Здесь же устанавливают и диоды — практически любые из серии Д9, хотя подойдут и другие германиевые маломощные выпрямительные или высокочастотные диоды. Гнезда XS1— XS6 — готовые либо самодельные. Стрелочный индикатор — М2003 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и внутренним сопротивлением 450 Ом.
Индикатор и гнезда размещают на лицевой панели подходящего по габаритам корпуса, а плату укрепляют внутри корпуса, например, непосредственно на выводах индикатора. Для работы с вольтметром понадобятся два щупа из одноштырьковых вилок и гибкого монтажного провода в разноцветной изоляции.
Закончив изготовление вольтметра, вы захотите проверить его в работе. Не спешите, сначала ведь надо убедиться в правильности его показаний и, если нужно, подобрать добавочные резисторы на тех или иных диапазонах измерений. Да и вопрос отсчета показаний не так прост, ведь в приборе работает элемент с нелинейной характеристикой — диод. Поэтому шкала вольтметра на начальном участке будет также нелинейной.
Конечно, проще всего вооружиться образцовым вольтметром переменного тока и с его помощью отградуировать шкалу нашего вольтметра на всех диапазонах. Но есть и более простой (правда, обладающий большей погрешностью) способ; при котором можно обойтись без образцового прибора, воспользовавшись уже изготовленным ранее вольтметром постоянного тока.
Рис.2.
Взгляните на рис. 2. Гальванический элемент G1, переменный резистор R1 и вольтметр постоянного тока PV1, работающий на пределе измерения 1В, составляют своеобразный измерительный блок, с помощью которого можно решить проблемы по градуировке прибора. Подключите блок к гнездам XS1 и XS6 вольтметра, предварительно установив движок переменного резистора в нижнее по схеме положение.
Медленно перемещая движок резистора вверх по схеме, измеряя с помощью вольтметра PV1 постоянное напряжение, подаваемое на вход нашего вольтметра, а также замечая отклонение стрелки индикатора, постройте характеристику диода — она и определит характер линейности проверяемого вольтметра на любом диапазоне измерения.
В дальнейшем при измерениях достаточно заметить по шкале индикатора показания стрелки и определить значение измеряемого переменного напряжения по формуле:
Uизм = Uд* Uпок I/Uшк, где:
- Uизм — значение измеряемого напряжения;
- Uд — предельное напряжение выбранного диапазона;
- Uпок — показания вольтметра, соответствующие данному току через индикатор;
- Uшк — показания вольтметра при отклонении стрелки индикатора на крайнее деление шкалы.
К примеру, на диапазоне “25В” стрелка индикатора отклонилась до значения 60 мкА. По графику определяем, что это у значению соответствует Uпок = 0,35 В, Uшк для , всех диапазонов равно 0,55В. Тогда Uизм = 25*0,35/0,55 = 15,9В.
Не исключен вариант “прямого” отсчета измеряемого напряжения по показаниям стрелочного индикатора. Для этого достаточно на горизонтальной оси графика отложить значения измеряемых напряжений для каждого диапазона, высчитав их по приведенной формуле. Возможны и другие варианты, например, наклейка на стекло индикатора чертежей шкал диапазонов.
Немного о подборе добавочных резисторов, если такое понадобится. Дело это простое при наличии контрольного (образцового) вольтметра переменного тока и источника регулируемого переменного напряжения. Тогда достаточно подать на гнезда соответствующего диапазона его предельное напряжение (скажем, 5В, 25В и т. д.) и подбором резистора добиться отклонения стрелки индикатора на конечное деление шкалы. Совсем не обязательно подбирать резистор, если расхождение в показаниях образцового и вашего прибора не превышает 5...10%.
Еще следует добавить, что при проверке прибора на двух последних диапазонах (100 и 250В) нужно быть осторожным и соблюдать меры безопасности — не касаться щупов и выводов деталей, пока на них есть напряжение.
Ваттметр
Чтобы измерить потребляемую устройством (телевизор, приемник, магнитофон, самодельный усилитель и т. д.) мощность, нужен ваттметр. Именно такой прибор может быть собран всего из нескольких деталей (рис. 3).
Основа прибора — уже известный вам вольтметр переменного тока, в который входят стрелочный индикатор РА1, диоды VD1, VD2 и резисторы R1, R3. Резистор R3 шунтирует индикатор — микроамперметр М2003, чтобы получился миллиамперметр с током отклонения стрелки примерно 1 мА, а подстроечным резистором R1 устанавливают точнее выбранный диапазон измерений, в данном случае 100 Вт.
Рис.2.
Подключен вольтметр параллельно резистору R2, который стоит в цепи, питания нагрузки — между сетевой вилкой ХР1 и розеткой XS1. Когда ваттметр включен в сеть, а в розетку вставлена вилка питания нагрузки, скажем, настольной лампы, через резистор R2 протекает ток тем больший, чем больше потребляемая нагрузкой мощность. А значит, от мощности нагрузки будет зависеть падение напряжения на резисторе R2 — его и измеряет вольтметр.
Какие детали понадобятся для постройки этого прибора? Прежде всего, конечно, стрелочный индикатор. Хотя в данном случае он такой же, что и в предыдущем приборе, возможно применение другого индикатора — с током полного отклонения стрелки 1 мА и любым внутренним сопротивлением. В этом варианте резистор R3 не понадобится. Диоды — любые из серии Д9, подстроечный резистор также любого типа, например.
СПО. Резистор R2 — проволочный, весьма малого сопротивления (2 Ома). Его можно изготовить самостоятельно из провода с высоким удельным сопротивлением (нихром, константан, манганин). Но скорее всего такой провод найти не удастся и под руками окажется лишь медный провод марки ПЭВ или ПЭЛ в лакостойкой изоляции. Тогда отрежьте 3,6 м такого провод диаметром 0,2 мм, намотайте его на корпус резистора МЛТ-2 сопротивлением не менее 100 Ом и припаяйте концы провода к выводам резистора — сопротивление получившегося резистора будет равно примерно 2 Ома.
Деталей в приборе немного, и их можно смонтировать на небольшой планке из изоляционного материала, укрепленной на выводах стрелочного индикатора. Сам же индикатор размещают на лицевой панели корпуса, а на боковой стенке корпуса крепят сетевую розетку. Включив в розетку настольную лампу мощностью 100 Вт, подают на ваттметр сетевое напряжение и перемещением движка подстроечного резистора (осторожно, только отверткой с изолированной ручкой!) устанавливают стрелку индикатора на конечное деление шкалы.
Шкала ваттметра будет неравномерная, поскольку в нем работают диоды. Поэтому целесообразно сиять характеристику прибора, как это делали в предыдущей конструкции. Для этого нужно отключить резистор R2 и подавать с регулируемого источника постоянное напряжение (примерно от 0 до 1 В) на верхние по схеме контакты вилки ХР1 (плюс) и розетки XS1 (минус). Смещать движок подстроечного резистора при этом не следует. После этого проверяют показания ваттметра, отсчитывая их с помощью графика-характеристики диода и включая а розетку прибора лампы разной мощности — 75 Вт, 60 Вт, 40 Вт.
А возможно ли измерить нашим ваттметром сравнительно малые мощности потребления, скажем, 5 или 10 Вт? Это реально, если знать одну “хитрость”. Вставьте в розетку ваттметра тройник и включите в одну из пар гнезд его лампу, например, мощностью 60 Вт. Затем вставьте в другую пару гнезд вилку контролируемого маломощного устройства и заметьте приращение показаний индикатора, — оно и будет равно потребляемой мощности устройства.
Для тех, кто захочет построить ваттметр на мощность 200 Вт или 500 Вт, рекомендуем, уменьшить сопротивление резистора R2 соответственно до 1 и 0,5 Ома, чтобы избежать излишнего падения напряжения на нем. Возможен, естественно, вариант многопредельного ваттметра, если установить в нем переключатель и подключать вместо R2 резисторы разного номинала. Надеемся, что такой прибор вы сможете сконструировать самостоятельно.
Ю. Верхало
