连接到万用表以测量电池参数。方案、说明

用于测量电池参数的万用表附件。无线电电子电气工程百科全书

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该机顶盒设计用于连接 MY-63 万用表，该万用表可测量直流电压和交流电压以及电容器的电容和双极晶体管的电流传输系数等参数。这些模式的存在对于机顶盒的操作是必要的。其示意图如图所示。 1. 在运算放大器 DA1 处。 1和场效应晶体管VT1组成压控稳流器。

用于测量电池参数的万用表附件
图。 1

由调谐电阻R5的引擎向其输入端提供参考电压Urev=0,1V，电流Ia流过晶体管VT1，这是电池的放电电流。它取决于参考电压和电流传感器的电阻 (Rt) - 电阻器 R8、R9 或 R10：Ia = Urev/Rt。使用开关 SA1 选择放电电流。在位置3，放电电流为1A，在位置2 - 0,1A，在位置1 - 大约10μA（可以认为是零）。使用运算放大器 DA1.2 组装了直流电传输系数为单位 (K== 1) 和交流电传输系数约为 100 (K = 100) 的放大器。开关 SA2 将电池与测量电路断开。机顶盒的所有元件均由万用表内部稳压器（+3V）供电，机顶盒消耗的电流不超过35...40μA。此效率是通过使用微功耗双运算放大器 OPA293 实现的。

要测量电池电压，将万用表切换到直流电压测量模式，限值为 2 V。使用开关 SA2 将安装在电池座中的电池连接到测量电路。通过使用开关 SA1 改变放电电流，可获取电压表读数 Ua0（Ia = 0 时）、Ua0,1（Ia = 0,1 A 时）和 Ua1（Ia = 1 A 时）。根据这些数据，可以计算出电池的内阻，这可以称为静态内阻。例如，对于 Ia = 1 A，Rct = (Ua0 - Ua1)/1。在此模式下，您可以确定电池容量。为此，测量充满电的电池以稳定电流 Ia 放电到 0,9 V 电压所需的时间 ttimes，并计算其容量：C = Ia * trtimes (Ah)。放电过程中，万用表不能关闭，因为稳流器也会关闭。

为了不计算内阻，机顶盒提供了其测量方式，其中B. Stepanov《测量电池参数》一文中给出的方法（《无线电》，2001年，第9期，第42页）。 400）被使用。其基于以下事实：交流分量被添加到电流稳定器的示例性电压。通过测量电池上电压的可变分量，可以确定其内阻。附件中的交流电压源是频率约为 50 Hz、幅度为 10 mV 的信号，该信号存在于 MY-b1 万用表“Cx”连接器的左侧触点上，旨在连接被测设备。电容器。将交流电压提供给压控稳流器的输入端，导致放电电流 (Ia„) 和电池电压 Ua = IaRd 的交流分量出现，其中 Rd 是其内部微分电阻。机顶盒设置为 Ia, = 1 mA。为了使不同放电电流下的电流的可变分量相同，来自“Cx”插座的交流电压Ia≤XNUMXA进一步减小了调谐电阻RXNUMX。

电压 Ua 经运放 DA1.2 放大，然后馈入万用表的输入端，打开万用表以测量 2 V 极限值的交流电压。运放输出端的交流电压放大器为：UOU，= UaK = IaRdK。选择放电电流的可变分量 (Ia,) 和 OA DA1.2 的增益 (K,)，以便在机顶盒输出端测得的交流电压 (UОУ,) 在数值上等于电池内部微分电阻（Rd）。例如，对于 Rd \u0,1d 0,01 Ohm，我们得到 UOU \u0,1d 100 * 0,1 * XNUMX \uXNUMXd XNUMX V。电压表将显示这个电压。应该注意的是，内阻的计算值和测量值会略有不同，因为在第一种情况下，它是由空载电压和负载电压值的差异决定的，而在第二个 - 通过特定点的电池负载特性的斜率。

用于测量电池参数的万用表附件
图。 2

控制台的大部分元件都放置在一面由玻璃纤维箔制成的印刷电路板上，厚度为1,5...2毫米，其图纸如图2所示。 1. 使用标准尺寸 12 的表面安装固定电阻器 RN1206-10（标准尺寸 2512 的电阻器 R19），微调器 - SPZ-1206。氧化物电容器为用于表面安装的钽电容器，尺寸为 B 或 C，其余为陶瓷电容器，尺寸为 2（C4、C0805）和 3（C2）。场效应晶体管必须采用 D2,5Pak 封装；将其焊接到金属化焊盘上以改善散热。此外，还必须具有所谓的“逻辑电平控制”，即在栅源电压为2.3V时，漏极电流必须至少为2505A。其中一些晶体管的名称中包含字母L前缀中除IRL2905S图中指定外，例如IRLRXNUMX均适用。

开关 SA2 在闭合状态下必须具有较低的接触电阻，并且额定电流至少为 1.2 A，适合，例如 B3009。如果没有此类参数的开关，最好通过安装跳线来排除。开关 SA1 用于三个位置和两个方向，电流至少为 1 A - SS23F07。其他一些 23A SS1,5 系列也可以工作，例如 SS23E24、SS23E28、SS23E29，但需要更改 PCB，因为这些开关具有不同的引脚排列。

运算放大器可以替换为类似的微功耗轨到轨，例如 LMV358DR2G。 XP1插头是一根直径为1、长度为15毫米的镀锡铜线，通过绝缘线连接到板上。该插头插入“C NPN”插座，用于连接双极晶体管。插头XP2和XP3是直径为4、长度为35毫米的插针，固定在板子的孔中。 XP4 插头是一条 0,5 毫米厚、4 毫米宽、20 毫米长的镀锡黄铜或铜条，从印刷导体的侧面焊接到板上的接触垫。安装机顶盒时，插头XP2、XP3必须插入万用表相应插座，XP4-插入连接器“C”左侧插座。检查并调整机顶盒后，插头XP1-XP3插入用环氧树脂胶固定在电路板上，电池座（盒）的接触电阻较低，因此其触点不宜采用螺旋弹簧形式，而应采用片状。

通过消除差分电阻测量模式及其相应元件，可以简化该装置。此时，开关SA1可以是单向三位，运放可以是单路（不需要DA1.2），LMV321SQ3T2G是合适的。场效应晶体管的漏极和触点X1连接到插头XP2，不包括电阻R1、R2、R4、R11、R12（安装跳线代替R4），电容C2、C4。在这个版本中，机顶盒改变了设计，可以与M-83x fT-83x系列更简单、更实惠的万用表配合使用，该万用表具有测量双极晶体管的直流电压和电流传输系数的模式。

按以下顺序设置附件。将其连接到万用表，将充满电的电池放入支架中，并将 SA1 切换到位置 1（“0 A”）。按图示将电阻R2滑块移至下方位置，将万用表切换到2V极限处的直流电压测量模式，并打开电源。万用表的读数应与电池电压相对应，电池电压由示例性电压表控制。关闭万用表后，在电池的一个端子与支架的触点之间，插入一块厚度为0,5、宽度为10、长度约为15毫米的双面箔玻璃纤维制成的板状嵌件。安装。预先将一根粗绝缘线焊接到板的每一侧，并连接直流电流表。开关 SA1 设置到位置 3 (“1 A”)，万用表打开。微调电阻R5设置相应的稳定器电流（1A）。在开关位置 2（“0,1 A”），电流应减小至该值，在位置 1（“0 A”），电流不应超过 20 μA。

关闭万用表，将电阻为 0,1 欧姆的电阻器 Rdop 代替导线焊接到板上。将电阻R2和R11的引擎置于中间位置，将万用表切换至交流电压测量模式至2V极限，然后打开电源。将放电电流设置为 0,1 A。此时，电压表将显示与电池内部微分电阻和附加电阻 Rd + Rdop 之和成正比的电压 (U2)。例如，如果用镊子闭合电阻器 Rdop，它将被排除在放电电流流动电路之外，并且电压表读数将减小 (U1)。电阻器 R2 滑块设置到 U2-U1 = 0,1 V 的位置。

用于测量电池参数的万用表附件
图。 3

在这种情况下，可能需要改变电阻器R11滑块的位置。在放电电流为1A时进行类似的调节，但仅使用电阻R1。建议进行二至三次调整。控制台外观如图所示。 3.

作者：I. Nechaev

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