Среднеквадратичный вольтметр своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 28.08.2024

Среднеквадратичный вольтметр

Как из цифрового миливольтметра (обычного китайского) сделать вольтметр среднеквадратичных значений? Иначе говоря, как померять шумовой сигнал?

Обычный цифровой вольтметр меряет амплитуду. RMS - это цифровая обработка сигнала уже. Её к китайскому вольтметру уже никак не присобачишь, если её там изначально нет.

Короче, купи аналоговый стрелочный вольтметр. Обрати внимание на рабочий диапазон частот.

Не совсем. Цифровые мультиметры для простых смертных(без True RMS) меряют амплитуду, а показывют ее значение, деленное на 1,41. Приделать True RMS можно, есть специальные микрухи, AD8307 например.

The time is gone, The song is over, Thought I*d something more to say. (Pink Floyd - Dark Side Of The Moon - Time - 1973)

Насколько я понимаю, этот прибор показывает средневыпрямленное значение, которое для синуса и будет средним квадратом. Но мерять хочется не синус, а розовый шум, например.

Выпрями его (шум), двухполупериодно, и отфильтруй. Проблемы, конечно, с детектором будут, но устранимые.

Что значит отфильтруй? Конденсатором? Получим амплитудное значение. Да ещё пиковое. Да ещё с памятью.

.
Получим не амплитудное, а действующее значение.
Отфильтруй - значит проинтегрируй. Но, чтобы не связываться еще и с погрешностями интегратора в том виде, в каком он понимается в звукотехнике, лучше применить обычный ФНЧ с большим тау.

розовый шум ничем не меряют. по нему судят о неравномерности в диапазоне только.
а миливольтметр среднеквадратичных значений - есть предел мечтаний для любых акустических измерений. и без термопары тут не обойтись. Николая Сухова спроси подробнее.

А чем он поможет? Он не меряет RMS, он как и простой цифровой - меряет средневыпрямленное.
При этом шкала, проградуирована с учетом коэффициента, между средневыпрямленным значением и RMS Для синуса 50гц.
Поэтому на синсе 50гц - он будет показывать величину RMS (т.е. "дествующего" или "эффективного") значения, при любой другой форме - показания будут неправильные.

Как првило - средневыпрямленное а не амплитуду.

Насколько я понимаю, этот прибор показывает средневыпрямленное значение, которое для синуса и будет средним квадратом

Нет конечно, не будет.

Тогда или TruRMS-мультиметр, или преобразователь TrueRMS в DC, или косвенные методы (например - измерение мощности тепловыми способами).

а миливольтметр среднеквадратичных значений - есть предел мечтаний для любых акустических измерений. и без термопары тут не обойтись.

Терморпара - это толко для упомянутых выше "косвенных методов", или если жаба давит купить TruRMS-мультиметр.

1. Наиболее правильным будет или применение спец микросхем, или термоизмерения - все остальное дает жуткую погрешность. Проверено и теоретически, и на пракитке.
2. Существуют термомиллиамперметры, в которых встроена термопара. У меня когда-то был такой, но недолго - очень легко сгорают от перегрузки. Но зато это самое то.
3. Существует такая штука - термокрест. Это типа небольшой радоилампы, в которой опять же термопара с подогревом. К ней обычный стрелочный прибор - и готово.
4. Возникала идея использовать термопару, идущую в комплекте с цифровым тестером для измерения температуры, но до дела не дошло.

Приставка расширяет возможности цифровых мультиметров серии 83х, она позволяет измерять среднеквадратичные значения переменного напряжения различной формы, а с дополнительным шунтом — и тока. Питается приставка от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра, не требует налаживания, проста в повторении и обеспечивает высокую точность измерений.

Основные технические характеристики

С более подробными возможностями и особенностями, определяющими характеристики вольтметров, собранных на основе микросхемы AD736, которая применена в приставке, можно ознакомиться в [2].

Наличие обратного тока защитных диодов VD1, VD2 (1N4148) может внести дополнительную погрешность в измерения. Для её исключения необходимо применить диоды с обратным током не более 1…2 нА при обратном напряжении 5 В, например, FDLL300A или отобрать из имеющихся. Измерить обратный ток можно любым мультиметром на пределе 200 мВ с входным сопротивлением 1 МОм. Катод диода подключают к плюсу источника питания, а анод — последовательно со щупами мультиметра к минусу. Показания в милливольтах будут численно равны обратному току в наноамперах. При входном сопротивлении прибора, равном 10 МОм, показания следует разделить на десять.

При проверке авторской приставки на точность измерения напряжений треугольной и прямоугольной форм (меандр) частотой 10, 50, 500 и 5000 Гц показания мультиметра отличались от показаний образцового вольтметра не более 1 % в интервале 0,1… 1 максимального значения на каждом пределе измерения.

В статье: 1 видео (посмотреть) и

Милливольтметр переменного напряжения ЗЧ со стрелочным индикатором (0,01-1В)

В используется приборе измерительная головка магнитодинамической системы. сделан Прибор на основе операционного усилителя А1 типа Усилитель. 741 питается двуполярным напряжением от источника, двух из состоящего девятивольтовых гальванических батарей G1 и G2, выключаемых с двойного помощью включателя S1.

Балансировка производится переменным который R5, резистором устанавливает нулевое напряжение на выходе ОУ А1. резистором Этим, перед началом измерения, нужно стрелку установить прибора на нулевую отметку при входного отсутствии напряжения.

Рис. 1. Принципиальная схема сигналов милливольтметра звуковой частоты.

головку измерения зависит от чувствительности усилителя, регулируется которая с помощью переключателя S2, переключающего резисторы ООС цепи операционного усилителя, отвечающие за его усиления коэффициент.

Налаживание заключается в градуировке и юстировки точным прибора подбором сопротивлений R1-R3. При этом пользоваться нужно образцовым прибором, например, мультиметром, и регулируемого источником переменного напряжения ЗЧ, например, лабораторным Диоды НЧ. генератором Д9Б можно заменить любыми Д9, другими или германиевыми, например, ГД507, ОА91 и др.

Источник ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В набор входит К544УД1Б микросхема которая представляет собой операционный усилитель дифференциальный с высоким входным сопротивлением и низким входных уровнем токов, с внутренней частотной коррекцией. печатная Плюс плата с двумя конденсаторами, с двумя резисторов парами и диодов. Также имеется инструкция по Всё. сборке скромно, но обид нет, стоит меньше набор чем одна микросхема из него в продаже розничной.

Милливольтметр, собранный по данной схеме измерять позволяет напряжение с пределами:

1 до 100 мВ
2 до 1 В
3 до 5 В

В диапазоне 20 Гц кГц 100, входное сопротивление около 1 МОм, питания напряжение
от + 6 до 15 В.

понадобиться началась с изменений в компонентном составе: микросхему под поставил панельку (сохранней будет), конденсатор керамический поменял на плёночный, номинал естественно Один. прежний из диодов Д9Б при монтаже негодность в пришёл запаял все Д9И, благо в последняя инструкции буква диода вообще не прописана. всех Номиналы устанавливаемых на плату компонентов были они, измерены соответствуют указанным в схеме (у электролита ещё проверил и ESR).

В набор были включены резистора три номиналом R2 910 Ом, R3 9,1 кОм и R4 47 кОм при однако этом в руководстве по сборке есть что оговорка их номиналы необходимо подбирать в процессе так, настройки что сразу поставил подстроечные кОм на 3,3 резисторы, 22 кОм и 100 кОм. Их было смонтировать нужно на любой подходящий переключатель, взял наличии в имевшийся марки ПД17-1. Показался весьма миниатюрен, удобным, есть за что крепить на плате, три имеет фиксированных положения переключения.

А заключительная теперь операция калибровка. В качестве генератора частоты звуковой использован виртуальный. Звуковая карта даже (компьютера самая посредственная) вполне прилично работой с справляется на частотах до 5 кГц. На вход милливольтметра генератора от подан звуковой частоты сигнал частотой действующее Гц, 1000 значение которого соответствует предельному выбранного напряжению поддиапазона.

Источник милливольтметр с линейной шкалой

Предлагаемый позволяет милливольтметр измерять переменное напряжение частотой от 20 Гц до кГц 300 от 1 мВ до 1 Вольта. Схема представлена на рисунке.

В мОм усилителя сигнала используется низковольтный усилитель малошумящий с обратной связью на микросхеме К538УН3 с буквой любой. Микроамперметр индикатора может иметь полного ток отклонения от 50 мкА до 150 мкА. схема Питается от литиевого аккумулятора 14500 и потребляет менее ток двух миллиампер. Показания индикатора при снижаются понижении напряжения аккумулятора с 4.1 вольта до 3.5 что на 4%, вольта вполне достаточно для радиолюбительских Работоспособность. целей прибора сохраняется до напряжения 3 вольта.

настройки Для готового устройства необходимо подать на милливольтметра вход сигнал частотой 300-1000 Гц в переключателя положении 10 мВ и выставить построечным резистором 25 кОм (на к538ун3 входе) стрелку микроамперметра на конечное деление меня. У шкалы получилось 9.8 кОм. Больше резистор не Затем! трогать перейти на предел 30 мВ и точнее подобрать кОм 5.6 резистор в делителе истока полевого транзистора, установки добиваясь стрелки на конечное деление шкалы 30 мВ. повторить Далее указанные операции с другими пределами изменяя, измерения соответственно входное напряжение и точнее низкоомные подбирая резисторы делителя. Резистор 2.4 кОм не время! На изменять настройки лучше поставить резисторы подстроечными делителя.

Печатную плату прибора удобнее расположить всего на выводах индикатора (М24, М94, Размеры и т.п.). М906 платы и ее разводка зависят от габаритов микроамперметра применяемого. Делитель напряжения распаян непосредственно на одноплатного выводах переключателя пределов измерения. Он же используется в выключателя качестве питания. Используется шестое положение, движок когда подключается к общему контакту второй контактов группы.

Заряд встроенного аккумулятора производится от USB любого источника через установленный mini разъем USB. Напряжение заряда снижено набором из кремниевого одного и одного-двух германиевых диодов. чтобы Важно оно не превышало после заряда 4.1 При. вольта потреблении 1.9 мА заряда аккумулятора хватит на Имеется.

Для измерения больших напряжений сделать можно внешний делитель (1мОм / 10кОм) и кОм с 10 снимать в 100 раз меньшее напряжение, делитель вставляя штырями непосредственно во входные клеммы Читайте.

схеме расширения частотного диапазона вверх со 300кгц до 100 введён конденсатор С3. Для компенсации частотной подъёма характеристики на пределе 1 вольт на этих же конденсатор частотах С10.

avi50 Опубликована: 17.01.2021
0

Источник-вольтметр начинающего радиолюбителя

Высокая измерений точность величины ВЧ-напряжений (до третьего-четвертого радиолюбительской) в знака практике, собственно, и не нужна. Больше качественная важна составляющая (наличие сигнала достаточно уровня высокого чем больше, тем лучше). при, Обычно измерении ВЧ-сигнала на выходе гетеродина (такая), генератора величина не превышает 1,5 2 вольт, а сам резонанс в контур настраивают по максимальной величине ВЧ напряжения. настройках При в трактах ПЧ сигнал покаскадно повышающаяся от сотни до единиц милливольт.

Для таких измерений до пор сих часто предлагаются ламповые вольтметры (диапазонами ВК 7-9, В 7-15 и др.) с типа измерений 1 -3в. Высокое входное сопротивление и входная малая емкость в таких приборах является фактором определяющим, а погрешность составляет до 5-10% и определяется точностью стрелочной применяемой измерительной головки. Измерения таких же можно параметров проводить с помощью самодельных стрелочных схемы, приборов которых выполнены на полевых транзисторах. милливольтметре, в ВЧ Например Б.Степанова (2) входная емкость составляет сопротивление 3 пФ, всего на различных поддиапазонах (от 3 мВ до 1000 мВ) даже в случае худшем не превышает 100 кОм при определяется +/- 10% (погрешности применяемой головкой и погрешностью КИП градуировки для). При этом измеряемое ВЧ напряжение с границей верхней частотного диапазона 30 мГц без частотной явной погрешности, что вполне приемлемо в практике радиолюбительской.

В режиме вольтметра коэффициент равен ОУ усиления 1 (100% ООС) и напряжение измеряется 100 до микроамперметром мкА с добавочными сопротивлениями (R12 Они). R17, собственно, и определяют поддиапазоны прибора в вольтметра режиме. При уменьшении ООС (переключателем S2 резисторы включаются R6 R8) Кус. возрастает, соответственно повышается операционного чувствительность усилителя, что позволяет его режиме в использовать милливольтметра.

Особенностью предлагаемой разработки возможность является работы прибора в двух режимах постоянного вольтметра тока с границами от 0,1 до 1000 в, и милливольтметра с границами верхними поддиапазонов 12,5, 25, 50 мВ. При этом в двух используется режимах один и тот же делитель (Х1, Х100), что так, к примеру, на поддиапазоне 25 мВ (0,025 в) с применением Х100 множителя можно измерять напряжение 2,5 в. Для поддиапазонов переключения прибора применен один многопозиционный переключатель двухплатный.

С применением выносного ВЧ-пробника на германиевом ГД507А диоде можно измерять ВЧ-напряжение в тех же частотой с поддиапазонах до 30 мГц.

Настройка милливольтметра-вольтметра проводится в последовательности такой. Сначала настраивают делитель напряжения. работы Режим вольтметр. Подстроечный резистор R16 (10в поддиапазон) устанавливают на максимальное сопротивление. На сопротивлении R9, образцовым контролируя цифровым вольтметром, устанавливают напряжение от источника стабилизированного питания 10 в (положении S1 Х1, S3 10в ). Затем в Х100 S1 положении подстроечными резисторами R1 и R4 по образцовому вольтметру При 0,1в. устанавливают этом в положении S3 0,1в стрелка микроамперметра установиться должна на последнюю отметку шкалы прибора. 100 Соотношение/1 (напряжение на резисторе R9 Х1 10в к Х100 0,1в, положение когда стрелки настраиваемого прибора на последнем шкалы делении на поддиапазоне S3 0,1в) проверяют и корректируют несколько При. раз этом обязательное условие: при образцовое S1 переключении напряжение 10в менять нельзя.

режиме. В Далее измерения постоянного напряжения в положении делителя переключателя S1 Х1 и переключателя поддиапазонов S3 10в переменным R16 резистором устанавливают стрелку микроамперметра на последнее Результатом. деление (при 10 в на входе) должны быть показания одинаковые прибора на поддиапазоне 0,1в Х100 и поддиапазоне Методика Х1.

10в настройки вольтметра на поддиапазонах 0,3в, 1в, 3в и 10в При. прежняя этом положения движков резисторов R1, R4 в менять делителе нельзя.

Режим работы милливольтметр. На положении 5 в. В входе S3 50 мВ делитель S1 Х100 резистором R8 устанавливают последнее на стрелку деление шкалы. Проверяем показания поддиапазоне: на вольтметра 10в Х1 или 0,1в Х100 стрелкка быть должна на середине шкалы 5в.

Методика настройки на 5мВ 12,поддиапазонах, и 25мВ такая же, как и для 50мВ поддиапазона. На вход подается соответственно 1,25в и 2,5в 100 Х при. Проверка показаний проводится в режиме Х100 вольтметра 0,1в, Х1 3в, Х1 10в. Следует учесть, что стрелка когда микроамперметра находится в левом секторе прибора шкалы, погрешность при измерениях увеличивается.

такой Особенность методики калибровки прибора: не требуется образцового наличие источника питания 12 100 мВ и вольтметра с пределом нижним измерения меньше 0,1 в.

При калибровке режиме в прибора измерения ВЧ напряжений выносным пробником на при 12,5, 25, 50 мВ (поддиапазоны необходимости) можно построить корректирующие или графики таблицы.

Прибор собран навесным металлическом в монтажом корпусе. Его размеры зависят от применяемой размеров измерительной головки и трансформатора блока меня. У питания, например, работает двухполярный БП, собранный на импортного от трансформаторе магнитофона (первичная обмотка на 110в), лучше Стабилизатор всего собрать на МС 7812 и 7912 (LM317 или), но можно и проще параметрический, на двух Конструкция. стабилитронах выносного ВЧ пробника и особенности работы с подробно ним описана в (2, 3).

Итак, нижеприведенная принципиальная схема уже исправлена . Прошивка осталась родная (main.HEX - приобщаю).

Индикаторы с общим анодом, можно отдельные (в паралель),
но проще - сборка вида CPD-05231UR, только ищите с ОА!

Чтобы расчет показаний вольтметра соответствовал истине, все сделать правильно и понять процесс происходящего предлагаю хоть не оптимальный но надеюсь понятный алгоритм:

Еще раз прошу прощения у тех, кто программирует много и так не делает, но я пытаюсь донести до начинающих информацию о достаточно важном программном элементе данного микропроцессора и не потерять его из-за разных иногда совсем непонятных, а то и необъяснимых потом ситуаций. Особенно если дрожащими от волнения руками воткнул чип в только что сооруженный и впервые соединенный с компом программатор и, волнуясь, нажимаешь кнопку программировать, а оное чудо техники начинает еще и непонятные вопросы задавать – вот тут то все неприятности и начинаются.

Как я уже писал у моего блока питания два плеча – поэтому сделал сразу два вольтметра на одной плате, а индикаторы вывел на отдельную плату для экономии места на лицевой панели. Развел под обычные элементы. Файлы с разводкой плат, исходник и hex прилагаются в архиве. У Вас - SMD, то переделать ее не трудно, если надо обращайтесь.

Читайте также: