Как сделать измеритель напряжения своими руками

Как сделать простой вольтметр своими руками – схемы и рекомендации

Ситуации, когда под рукой должен находиться вольтметр, встречаются достаточно часто. Для этого нет необходимости использовать заводской сложный прибор. Изготовить простенький вольтметр своими руками – не проблема, потому что состоит он из двух элементов: стрелочный измерительный блок и резистор. Правда, необходимо отметить, что пригодность вольтметра определяется его входным сопротивлением, которое состоит из сопротивлений его элементов.

Но необходимо учитывать тот факт, что резисторы есть разные с разными номиналами, а это говорит о том, что от установленного резистора будет зависеть входное сопротивление. То есть, подобрав правильно резистор, можно сделать вольтметр под замеры определенных уровней напряжений сетей. Сам же измерительный прибор чаще оценивается по показателю – относительное входное сопротивления, приходящееся на один вольт напряжения, его единица измерения – кОм/В.

То есть, получается так, что входное сопротивления на разных измеряемых участках разное, а относительная величина – показатель постоянный. К тому же, чем меньше отклоняется стрелка измерительного блока, тем больше относительная величина, а, значит, точнее будут измерения.

Прибор для измерения нескольких пределов

Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:

На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:

1. От 0 вольт до единицы.
2. От 0 вольт до 10В.
3. От 0 В до 100 вольт.
4. От 0 до 1000 В.

Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:

• Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
• Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
• Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.

Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:

• для первого предела – 1,5 кОм;
• для второго – 19,5 кОм;
• для третьего – 199,5;
• для четвертого – 1999,5.

А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.

Как переделать вольтметр постоянного напряжения в переменное

Показанная на рисунке №1 схема – это вольтметр постоянного тока. Чтобы его сделать переменным или, как говорят специалисты, пульсирующим, необходимо в конструкцию установить выпрямитель, с помощью которого постоянное напряжение преобразуется в переменное. На рисунке №2 вольтметр переменного тока показан схематически.

Данная схема работает так:

• когда на левом зажиме находится положительная полуволна, то открывается диод D1, D2 в этом случае закрыт;
• напряжение проходит через амперметр к правому зажиму;
• когда положительная полуволна находится на правом конце, то D1 закрывается, и напряжение через амперметр не проходит.

В схему обязательно добавляется резистор Rд, сопротивление которого рассчитывается точно так же, как и остальные элементы. Правда, его расчетное значение делится на коэффициент, равный 2,5-3. Это в том случае, если в вольтметр устанавливается однополупериодный выпрямитель. Если используется двухполупериодный выпрямитель, то значение сопротивления делится на коэффициент: 1,25-1,5. Кстати, схема последнего изображена на рисунке №3.

Как правильно подключить вольтметр

Тот, кто не знает, но хочет проверить напряжение на каком-то участке электрической сети, должен задаться вопросом – как подключить вольтметр? Это на самом деле серьезный вопрос, в ответе которого лежит простое требование – подключение вольтметра необходимо проводить только параллельно нагрузке. Если будет произведено последовательное подключение, то сам прибор просто выйдет из строя, и вас может ударить током.

Все дело в том, что при таком соединении уменьшается сила тока, действующая на сам измерительный прибор. При этом сопротивлении его не меняется, то есть, остается большим. Кстати, никогда не путайте вольтметр с амперметром. Последний подключается к цепи последовательно, чтобы снизить показатель сопротивления до минимума.

И последний вопрос темы – как пользоваться вольтметром, изготовленным самостоятельно. Итак, в вашем приборе два щупа. Один подключается к нулевому контуру, второй к фазе. Так же можно проверить напряжение через розетку, предварительно определив, к какому гнезду запитан ноль, а к какому фаза. Или соединяете параллельно прибор к измеряемому участку. Стрелка измерительного блока покажет величину напряжения в сети. Вот так пользуются этим самодельным измерительным прибором.

Источник

Как своими руками сделать тестер

Любителям сделать все своими руками предлагается простой тестер на основе микроамперметра М2027-М1, у которого диапазон измерения 0-300 мкА, внутреннее сопротивление 3000 Ом, класс точности 1,0.

Необходимые детали

Это тестер, имеющий магнитоэлектрический механизм для измерения тока, поэтому он мерит только постоянный ток. Подвижная катушка со стрелкой крепится на растяжках. Применяется в аналоговых электроизмерительных приборах.

Найти на блошином рынке или купить в магазине радиодеталей проблем не составит. Там же можно приобрести и остальные материалы и компоненты, а также приставки к мультиметру. Кроме микроамперметра потребуется:

• десяток постоянных резисторов;
• один переменный резистор;
• гнездовой разъем на 12-16 контактов;
• кусок одностороннего стеклотекстолита;
• пара метров медного многожильного провода сечением 1 кв. мм;
• 40 см одножильного медного провода сечением 4 кв. мм;
• припой, канифоль, паяльник на 60 Вт.

Если человек решил сделать себе мультиметр своими руками, значит, других измерительных приборов у него нет. Исходя из этого, и будем дальше действовать.

Выбор диапазонов измерения и вычисление номиналов резисторов

Определим для тестера диапазон измеряемых напряжений. Выберем три самых распространенных, покрывающих большинство потребностей радиолюбителя и домашнего электрика. Это диапазоны от 0 до 3 В, от 0 до 30 В и от 0 до 300 В.

Максимальный ток, проходящий через самодельный мультиметр равен 300 мкА. Поэтому задача сводится к подбору добавочного сопротивления, при котором стрелка отклонится на полную шкалу, а на последовательную цепочку Rд+ Rвн будет подано напряжение, соответствующее предельному значению диапазона.

То есть на диапазоне 3 В Rобщ=Rд+Rвн= U/I= 3/0,0003=10000 Ом,

где Rобщ – это общее сопротивление, Rд – добавочное сопротивление, а Rвн – внутреннее сопротивление тестера.

Rд=Rобщ-Rвн=10000-3000=7000 Ом или 7кОм.

На диапазоне 30 В общее сопротивление должно быть равно 30/0,0003=100000 Ом

Rд=100000-3000=97000 Ом или 97 кОм.

Для диапазон 300 В Rобщ=300/0,0003=1000000 Ом или 1 мОм.

Rд=1000000-3000=997000 Ом или 997 кОм.

Для измерения токов выберем диапазоны от 0 до 300 мА, от 0 до 30 мА и от 0 до 3 мА. В этом режиме шунтирующее сопротивление Rш подсоединяется к микроамперметру параллельно. Поэтому

А падение напряжения на шунте равно падению напряжения на катушке тестера и равно Uпр=Uш=0,0003*3000=0,9 В.

Отсюда в интервале 0…3 мА

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=300*3000/(3000-300)=333 Ом.

В диапазоне 0…30 мА Rобщ=U/I=0,9/0,030=30 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=30*3000/(3000-30)=30,3 Ом.

Отсюда в интервале 0…300 мА Rобщ=U/I=0,9/0,300=3 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=3*3000/(3000-3)=3,003 Ом.

Подгонка и монтаж

Чтобы сделать тестер точным, нужно подогнать номиналы резисторов. Эта часть работы самая кропотливая. Подготовим плату для монтажа. Для этого надо расчертить ее на квадратики размером сантиметр на сантиметр или немного меньше.

Затем, сапожным ножом или чем-нибудь подобным по линиям прорезается медное покрытие до основы из стеклотекстолита. Получились изолированные контактные площадки. Отметили, где будут расположены элементы, получилось подобие монтажной схемы прямо на плате. В дальнейшем, к ним будут припаяны элементы тестера.

Чтобы самодельный тестер выдавал правильные показания с заданной погрешностью, все его компоненты должны иметь характеристики по точности такие же, как минимум, и даже выше.

Внутреннее сопротивление катушки в магнитоэлектрическом механизме микроамперметра будем считать равным заявленным в паспорте 3000 Ом. Количество витков в катушке, диаметр провода, электропроводность металла, из которого сделана проволока известны. Значит, данным завода-изготовителя верить можно.

А вот напряжения батареек на 1,5 В могут немного отличаться от заявленных производителем, а знание точного значения напряжения потом потребуются для измерения тестером сопротивления резисторов, кабелей и других нагрузок.

Определение точного напряжения батарейки

Для того чтобы самому выяснить действительное напряжение батарейки потребуется хотя бы один точный резистор номиналом 2 или 2,2 кОм с погрешностью 0,5%. Этот номинал резистора выбран из-за того, что при последовательном подключении с ним микроамперметра, общее сопротивление цепи составит 5000 Ом. Следовательно, проходящий через тестер ток будет около 300 мкА, и стрелка отклонится на полную шкалу.

Если тестер покажет, к примеру, 290 мкА, значит, напряжение батареи равно

Теперь зная точное напряжение на батарейках, имея одно точное сопротивление и микроамперметр можно подобрать необходимые номиналы сопротивления шунтов и добавочных резисторов.

Сбор блока питания

Блок питания для мультиметра собирается из двух последовательно соединенных батареек по 1,5 В. После этого к нему подключается последовательно микроамперметр и предварительно отобранный по номиналу резистор в 7 кОм.

Тестер должен показать значение близкое к предельному току. Если прибор зашкалит, то последовательно к первому резистору необходимо подсоединить второй, маленького номинала.

Если показания меньше 300 мкА, то параллельно к этим двум резисторам, подключают сопротивление большого номинала. Это уменьшит общее сопротивление добавочного резистора.

Такие операции продолжаются до тех пор, пока стрелка не установится на пределе шкалы в 300 мкА, что сигнализирует о точной подгонке.

Для подбора точного резистора на 97 кОм, выбираем ближайший, подходящий по номиналу, и проделываем те же процедуры, что и с первым на 7 кОм. Но так как здесь необходим источник питания 30 В, то потребуется переделка питания мультиметра из батарей на 1,5 В.

Собирается блок с выходным напряжением 15-30 В, на сколько хватит. К примеру, получилось 15 В, тогда всю подгонку делают из расчета, что стрелка должна стремится к показанию 150 мкА, то есть к половине шкалы.

Это допустимо, так как шкала тестера при измерении тока и напряжения линейная, но желательно работать с полным напряжением.

Для регулировки добавочного резистора в 997 кОм для диапазона 300 В понадобятся генераторы постоянного тока или напряжения. Их можно использовать и как приставки к мультиметру при измерении сопротивлений.

Номиналы резисторов: R1=3 Ом, R2=30,3 Ом, R3=333 Ом, R4 переменный на 4,7 кОм, R5=7 кОм, R6=97 кОм, R7=997 кОм. Подбираются подгонкой. Питание 3 В. Монтаж можно сделать навеской элементов прямо на плате.

Разъем можно установить на боковой стенке коробки, в которую врезается микроамперметр. Щупы изготавливаются из одножильного медного провода, а шнуры к ним из многожильного.

Подключение шунтов осуществляется перемычкой. В результате из микроамперметра получается тестер, которым можно мерить все три основных параметра электрического тока.

Источник

Простой электрический тестер

Уже поздно ночью, автор данной самоделки работал над проектом и обнаружил, что в его электрическом мультиметре разрядилась батарея.

Он везде осмотрелся, но так и не нашел, где бы можно было «разжиться» 9 В. батареей до утра. Решив не сдаваться, он принял решение, сделать быстрый и простой тестер для проверки целостности цепей.

Шаг первый: Материалы

Эта самоделка основана на компактном светодиодном светильнике с питанием от батареи. Этот осветительный прибор поставляется с двухсторонней клейкой лентой, чтобы крепить его в шкафу или под лестницей для дополнительного света, но этот светильник также можно адаптировать и к другим нуждам.

Также понадобится старый кабель, например от зарядного устройства для старого телефона или USB-кабель, изображенный здесь. Кабель USB может быть лучшим вариантом, поскольку провода внутри USB-кабеля имеют индивидуальную изоляцию. Последнее, что потребуется, это что-то вместо щупа, чтобы точно разместить на терминалах, которые необходимо проверить. Все, что автор смог найти, это 2-е маленьких булавки, которые работали довольно хорошо, но большие гвозди работали бы не хуже.

Инструменты, которые понадобятся для самоделки:

— Маленькая отвертка с плоской головкой;
— Плоскогубцы с длинным носом;
— Кусачки;
— Электроизоляционная лента;
— Припой;
— Паяльник;
— Паяльный флюс;

Шаг второй: Разборка

С помощью отвертки с плоской головкой необходимо снять крышку батарейного отсека и извлечь батареи.

После того, как батареи извлечены, нужно зажать отвертку с плоской головкой между корпусом батареи и внешним корпусом. При таком положении отвертки, корпус довольно легко рассоединяется, что обнажает монтажную плату со светодиодами, а также провода, соединяющие корпус батареи.

Эти провода, соединяющие корпус батареи с печатной платой, — рассмотрим на следующем шаге.

Шаг третий: Подготовка

Теперь следует подключить паяльник и дать ему нагреться. А пока он греется необходимо подготовить провода.

С помощью кусачек обрежьте конец зарядного устройства телефона или USB-кабеля и т. д. Это обнажит ряд проводков. В USB-кабеле вы найдете 4 изолированных провода с различными цветами изоляции, покрытых металлическим экраном. Вам нужно будет использовать только два провода. Автор в данном случае выбрал красный и зеленый. Провода, которые вы используете, должны быть зачищены с помощью кусачек, чтобы обнажить медный провод. Оставшиеся провода можно обрезать или просто отогнуть.

После того, как кабель подготовлен, паяльник должен нагреться до рабочей температуры. Теперь нужно удерживать паяльник на одном из проводов, припаянных к одной из клемм аккумулятора, пока припой не расплавится, и не появится возможность удалить провод.

Шаг четвертый: Пайка кабеля

Теперь мы можем начать паять зачищенные провода в цепь. У этого светодиодного светильника были отверстия в задней части, поэтому автор в первую очередь продел подготовленный конец кабеля. Возможно, вам придется просверлить отверстие в вашем светильнике, если вы захотите аккуратно закрыть его.

Первый провод автор припаял к клемме аккумулятора, с которой был снят оригинальный провод. На этом этапе возможно возникнет необходимость в «дополнительной руке». Автор вышел из данного положения, положив плоскогубцы на кабель, чтобы утяжелить его и удерживать на месте, пока он занимался пайкой.

Подключение другого провода было бы намного проще, если бы был разъем для кабеля. Автор использовал кусок дерева для пайки второго зачищенного кабеля и кабеля, который был отпаян от клеммы аккумулятора .

Когда припой остынет, то оголенный кабель можно немного обмотать изолирующей лентой и снова собрать корпус светильника.

Шаг пятый: Присоединение электродов

Отрежьте другой конец кабеля и зачистите снова провода. Второй конец требует удаления намного большей части внешней оболочки. Автор использовал плоскогубцы, чтобы снять общую изоляцию после того, как надрезал ее. Поскольку он использовал красный и зеленый провода, то мог бы отрезать два других.

Припаять будущий щуп к концам кабеля будет сложнее, чем припаивать их к клеммам батареи. Ведь для того, чтобы припой спаял 2 соединяемых материала, температура у них должна быть одинаковой. Чтобы удержать провод на своем месте, пока гвоздь нагревается, автор несколько раз обмотал его вокруг шляпки гвоздя. Этот процесс был повторен для другого провода.

Шаг шестой: Всё готово

Последнее, что автор сделал — обмотал изоляционную ленту вокруг конца внешней изоляции.

Это очень простое и быстрое решение во время острой нужды в измерительном приборе. Поэтому данный самодельный инструмент будет храниться на полке, так как автор уверен в том, что он снова пригодится.

Источник