RMS 电压表 - 万用表的前缀。方案、说明

RMS 电压表 - 万用表的前缀。无线电电子电气工程百科全书

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该附件扩展了 83x 系列数字万用表的功能；它允许您测量各种形状的交流电压的有效值，并且通过附加分流器还可以测量电流。机顶盒由万用表内部 ADC 稳定器供电，无需设置，易于重复，测量精度高。

电压和电流的均方根（其他名称 - 有效、有效，英文缩写 - RMS）值的测量在无线电工程文献中已经不止一次讨论过。因此，对于那些没有这种测量设备且无法购买的无线电爱好者来说，自己制作一个家庭实验室可能会感兴趣。如果您制作一个基于专用 AD736 微电路的类似设备，并以附件的形式连接到由其内部稳定器供电的数字万用表，那么任务就会简化。用于测量各种形状的交流电压有效值的附件的示意图如图 1 所示。 XNUMX.

米。 1、测量各种形式交流电压有效值的附加电路（点击放大）

主要技术特点

测量极限，V .... 0,2； 2；二十
测量电压时的频率范围在 0,1....1 范围内
每个测量限值的最大值，Hz，不小于....... 50...10000
在上述间隔和频率范围内电压测量误差，%，不大于....... 2
输入电阻，MΩ ...... 1
电流消耗，毫安，不多....... 0,8

决定基于机顶盒中使用的 AD736 微电路组装的电压表特性的更详细的功能和特性可以在 [2] 中找到。

测得的交流电压提供给插座“U_凛“并通过分离电容器 C1 - 到电阻分压器 R1 -R3，您可以通过选择 SA1 开关的适当位置来设置测量限制。从其可移动触点，它进入 DA1 AD736JN 微电路的输入。电阻器 R4二极管 VD1、VD2 起保护作用，它们保护芯片 DA1 免受高电压故障，如果错误选择测量限值，高电压可能会出现在其输入端。微电路，可以根据附件的具体应用进行更改：音频电压表、平均值电压表等。来自DA2芯片输出的信号以正极性恒定电压的形式馈入至万用表的“VΩmA”输入端进行后续测量。

AD736芯片需要双极电压源供电。电源电压的最低要求为+2,8 V和-3,2 V。因此，要从万用表内置ADC稳定器+3 V为机顶盒供电，需要在机顶盒上安装一个高效率的负电压转换器。使用DA2芯片，其描述在[3]中给出。转换器为微电路提供-5,5 V 电压的电源。

前缀组装在一侧层压玻璃纤维制成的板上。印刷电路板的图纸及其上元件的排列如图所示。 2. 组装后的控制台照片如图 3 所示。 1. 板上安装了三个镀锡线制成的跳线。在安装其余元件之前将它们密封。芯片DA2和DA8采用DIP1封装。电容C4、C10为陶瓷端子，K17-0,125B进口同类产品。氧化物电容——进口端子电容（迷你版）。电阻器 - 输出功率 0,25 或 1 W。引脚 XP2“NPNc” - 适用于连接器或一段合适直径的镀锡线。安装引脚 XP3、XP2 后，在板上“就位”钻孔。引脚 XP3“VΩmA”和 XP1“COM”- 来自万用表探头。输入插座 XS2、XSXNUMX“U”_凛" - 来自 DINKLE, DEGSON 的螺钉端子块 350-02-021-12 系列 350。开关 SA1 - MSS、MS、IS 系列的滑块，例如 MSS-23D19 (MS-23D18)。

RMS 电压表 - 万用表附件
米。 2. 印刷电路板的绘图及其上元件的位置

RMS 电压表 - 万用表附件
米。 3.组装前缀

机顶盒不需要设置。使用时，将万用表工作类型开关置于测量直流电压的位置，极限值为200mV。为了达到上述测量分压器中电阻R1、R2阻值的精度，可以从标称系列E12（10%）或E24（5%）中进行选择，如下所示。首先，分别从标称电阻为 900 kΩ 和 90 kΩ 的电阻器采样 910 kΩ 和 91 kΩ。其次，电阻R1可设置为1MΩ，R2为100kΩ，R3为11,1kΩ，电阻器中选择11kΩ。然而，考虑到“一切都多一点”或“一切都少一点”，这里有很多变化。在将机顶盒连接到万用表之前，应检查机顶盒从另一个带电流保护的 3 V 电源消耗的电流，以免万用表故障时禁用内置低功耗 ADC 电源电压调节器。任何元件或电路板载流轨道的意外短路。

机顶盒的输入阻抗可提高至10MOhm。为此，将输入分压器R1-R3的电阻器的所有电阻增加十倍就足够了。如有必要，可以通过使分频器频率独立来保持频率范围。在这种情况下，如您所知，必须与每个分压电阻并联一个适当容量的电容器。在电路板上，从这些电容器的印刷导体一侧，提供了相应的接触垫。这些电容器采用表面安装，尺寸为 0805、1206。每个此类 RC 电路的时间常数大约为 100 µs，并根据设置测量仪器输入分压器的众所周知的方法进行选择。

反向电流保护二极管 VD1、VD2 (1N4148) 的存在可能会在测量中引入额外的误差。为了消除它，需要使用反向电压为 1 V 时反向电流不超过 2 ... 5 nA 的二极管，例如 FDLL300A，或者从可用的二极管中进行选择。您可以使用任何万用表在 200 mV 的极限值和 1 MΩ 的输入电阻下测量反向电流。二极管的阴极连接到电源的正极，阳极与万用表探头串联连接到负极。以毫伏为单位的读数在数值上等于以纳安为单位的反向电流。当设备的输入电阻等于 10 MΩ 时，读数应除以 XNUMX。

要测量交流电的 RMS 值，例如网络变压器、基于变压器的电源、开关电源和其他类似设备的空载电流，可以使用带有夹钳的测量分流器来补充附件。为此，您必须连接到端子“U”_凛“1欧姆电阻，有两根绝缘线，两端焊接有夹子，例如“鳄鱼”。如果安装2W电阻，可以测量200mA和2A以内的交流电，这将对应于开关SA1的位置为“200 mV”和“2 V”。作者的带有这种分流器连接到万用表的机顶盒版本如图4所示。

RMS 电压表 - 万用表附件
米。 4.作者版本的机顶盒，分流器连接到万用表

在检查作者前缀测量频率为 10、50、500 和 5000 Hz 的三角形和矩形（曲折）电压的准确性时，万用表读数与参考电压表的读数相差不超过 1%每个测量极限的 0,1 ... 1 最大值范围。

文学

Dolgiy A. 交流电压表显示什么？ - 广播，2006 年，第 6 期，第 23 页27-XNUMX。
AD736 低成本、低功耗、真有效值直流转换器。 - URL：模拟。 com/static/imported-files/data_sheets/AD736.pdf。
Glibin S. 在基于 ICL7660 系列微电路的转换器中获得双倍双极电压。 - 广播，2015 年，第 3 期，第 35 页XNUMX.

作者：S. Glibin

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