Высоковольтный вольтметр своими руками
Кроме того, у дешевых выриантов (чаще всего китайского производства), весьма сомнительная изоляция для таких довольно высоких уже напряжений, что требует особой акуратности при работе с ними. А как быть, если анодное напряжение, скажем уже порядка 2 или 3 кV? Таким прибором уже не измеришь. Хотя раньше, лет 15 обратно, мне удавалось замерять анодное напряжение своего УСМ, соединив два индентичных мультиметра последовательно, когда знаешь уже заранее, что напряжение не превысит 2000вольт. Но для этого нужно иметь два тестора одной марки, у которых будет одно и то же входное сопротивление. Если высоковольное напряжение выше 2000 вольт, то померить его обычными приборами уже не представляется возможным. Собственно эта проблема вынудила меня изготовить (наконец то!) самодельный вольтметр с верхним пределом измерений в 5000 вольт. Устройство по своей сути очень простое, но учитывая столь высокое напряжение уже требует определенного подхода при изготовлении, где главным аспектом, является изоляция. Изоляция корпуса, выносного кабеля, определенной конструкции рабочего щупа и т.д. Изготовление такого киловольтметра начинать нужно с поиска подходящей измерительной головки. Обычно это микроамперметр с током отклонения в 100, а еще лучше в 50 мка, с линейной шкалой. Далее, подобрав стрелочный прибор, нужно изготовить щуп. Измерительный щуп в таком приборе, очень важная вещь! Это залог вашей безопасности в будущем, при работе с прибором. Мой щуп устроен очень просто. Взят был деревянный кругляк от домашней щетки, диаметром 35мм, где внутри было просверлено отверстие, в котором размещены два резистора по 1.5Мом, мощностью в 2Вт, для ограничения поступающего тока к прибору. В качестве кабеля, использован коаксиал, в гибкой изоляции с экранирующей оплеткой, которая в свою очередь заведена на корпус прибора (общий провод). Экранка служит дополнительной гарантией от случайного поражения эл.током, в случае обрыва кабеля щупа. Соединяется щуп с прибором при помощи большого байонетного разъема, типа CP-75-54ПВ, имеющий достаточную дистанцию в своем размере, между центральной жилой и оплеткой кабеля. Сама деревянная рукоятка, после полного изготовленея щупа, хорошо пропитывается лаком НЦ и изолируется. Схема прибора очень проста, потому накидал для наглядности просто от руки. Подобных схем, довольно много в сети. Это построение классического вольтметра на основе измерительной головки постоянного тока. Сам вольтметр, это измерительная головка и набор последовательных сопротивлений, где самый близкий к стрелочному прибору вывод «+» , в процессе наладки, подбирается с особой точностью, выбирая погрешность прибора как можно ближе к нулю. В моей конструкции, прибор двухдиапазонный. Первый диапазон, это измерение от 0. до 5000вольт. Второй диапазон, от 0. до 1000вольт. Для надежности, я не стал ставить переключатель по входу, а поступил проще, установил два раздельных входных разъёма, где от каждого к плюсовому контакту измерительной головки, тянется своя цепочка последовательных сопротивлений. Это и проще и с точки зрения изоляции и гораздо надежней. Для измерения до 5000 вольт, понадобилось 16 резисторов, общим сопротивлением порядка 92Мом! А для второго диапазона, до 1000вольт, необходимо было выполнить последовательную цепочку уже только из 5 резисторов, общим сопротивлением , порядка 18.8 Мом. (Все данные с учетом встроенного в щуп сопротиаления в 3.0 Мом). Величины сопротивлений, напрямую зависят от чувствительности вашей измерительной головки и подбираются в процессе настройки. Таким образом, получился самодельный КИЛОвольтметр, с хорошей изоляцией по входу и большим входным сопротивлением. Погрешность измерений в моем приборе вышла порядка 50вольт, при замере на пределе до 5000в. На втором диапазоне, до 1000вольт, составила порядка 15-16 вольт. Более точно, я уже не настраивал, поскольку счел не нужным. Хватает вполне и такой точности. Перед тем как окончательно закрыть крышку прибора, печатная плата, дважды была покрыта защитным лаком. Для удобства, вывел сбоку разъем для использования простых выносных, стандарных тесторных проводов, для использования их на нижнем пределе измерений , до 1000в. Просто на всякий случай. Вся конструкция киловольтметра, будет понятна из фотографий. Источник Высоковольтный, высокоимпедансный вольтметр “Микрон-Гига-Вольт”В своей практике я очень часто сталкиваюсь с задачей измерения высоковольтных слаботочных цепей. Как правило, в дозиметрах и источниках питания для ФЭУ мною применяются преобразователи, рассчитанные на очень малые токи потребления. Как результат, измерить их классическими методами с помощью мультиметров с сопротивлением входа 1 или 10 мегаом нельзя, они создают значительную нагрузку на измеряемую цепь и появляется просадка напряжения, а значит измерение производится с ошибкой, порой значительной. Для решения этой задачи я разработал простой вольтметр с сопротивлением входа 5 ГигаОм, и максимально-измеряемым напряжением 2.5 кВ.
На операционном усилителе U5 собран повторитель напряжения, который улучшает токовые характеристики высоковольтного высокоимпедансного делителя напряжения R7, R5 до достаточных значений для последующей обработки аналогово-цифровым преобразователем в МК. Разное: Свежий вариант платы уже загружен на OSHPark и может быть там заказан «в один клик» ссылка. Друг не так давно собирал его и снял про него небольшое видео, которое можно найти на YouTube по фразе «Самодельный высокоомный вольтметр». Замену деталей на аналоги я производить не рекомендую, все детали хорошо подобраны друг к другу, и при замене аналогами могут всплыть разные неочевидные нюансы. Стоит отметить один нюанс. Вольтметр не любит резких скачков напряжения с нуля до нескольких киловольт на входе, и иногда создаваемая резким выбросом помеха может привести к зависанию МК. Поэтому для измерения высоковольтных каскадов с напряжениями свыше 500В я рекомендую подключать(или подпаивать) к ним устройство заранее, до того как они будут включены. Это обеспечит немногим более плавный подъем напряжения и не вызовет проблем при работе. Можно еще повысить емкость C8, но иголки с киловольтными потенциалами все равно очень неплохо распространяются по такой небольшой плате. Поэтому лучше избегать подключения «на горячую» к цепям с потенциалами свыше 500В, и подключать его заранее, до включения цепи. Между контактами Batt+ и SW2 подключается выключатель питания, любой который вам будет удобен. Для удобства работы с SMD деталями, плата разведена под возможность припайки тест-пинов, в качестве встроенных измерительных щупов. Корпус применен классический для серии разработок «Микрон», это китайский корпус от продавца RFBAT с EBAY, они у него обычно называются «Plastic Project Box Enclosure Case DIY — -1.94″*1.08″*0.55″(L*W*H)» В момент включения происходит само-калибровка прибора, надо отметить, что в этот момент потенциал на щупах прибора должен быть равен нулю. При измерении отрицательных напряжений(к примеру при работе с ФЭУ) будьте бдительны, схема не имеет развязки по контакту «-«, это означает что на USB разъеме и выключателе будет высокий отрицательный потенциал. Я такие измерения провожу не трогая голыми руками прибор, чего и Вам советую. После сборки и проверки, рекомендуется покрыть плату несколькими слоями лака УР-231.
На экране отображается текущее напряжение, максимальное и минимальное за 4 секунды. А так-же график-осциллограмма напряжения с автоматической подстройкой окна.
Характеристики: Новая версия платы(v.2.02) из этой статьи содержит вырезы в текстолите, для увеличения объемного сопротивления текстолита в критически важных местах. Источник Высоковольтный вольтметр своими рукамиНа такую формулировку хочется ответить: берете и изготавливаете. Вопрос в схеме или в конструктиве? | |
 |
| Реклама | |||
| |
| ||
| |||
innokenty  | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Зарегистрирован: Вс июн 15, 2014 02:56:45 |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
