电量计。方案、说明

库仑计。无线电电子电气工程百科全书

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文章中描述的设备允许您设置和控制您想要通过负载的电量（电荷），即电流和时间（Ac）的乘积。当达到设定值时，会产生一个信号，可用于关闭（阻止）电流源和（或）发出任何信号。有一些专为此类目的而设计的工业设备，但它们非常复杂。与它们相比，所提出的装置要简单得多，由可用的部件制成，并且安装起来并不困难。这种装置可以成功地用于例如限制汽车电池的充电，以及在需要控制负载接收计量电量的其他情况下。

该器件是作为[1]中描述的电流稳定器的补充而开发的。然而，它可以与任何其他电流源一起工作，包括不稳定的电流源。

指定的电量设置在七位数字指示器上。在这种情况下，最大值为 9 As，例如。 999 A 的电流可以流过负载近 999 小时（10 s）。电流越大，其最大通流时间相应减少。

该装置的框图如图1所示。 1、如图所示，电流源G1的负载AXNUMX通过测量电阻Ri连接到公共线。

电量计

其上产生的电压降与通过负载的电流成正比，被馈送到直流逆变器放大器 A2。其输出电压被馈送到电压频率转换器 (VFC) U1 的输入端。其输出信号的频率与输入电压成正比，进入数字单元。后者处理该信号并发出关闭电流源的命令。

当使用[2]中描述的电流源时，逆变器放大器（图1）是必要的，因为其中负载包含在连接整流桥负极端子和公共导线的导线的断路处。因此，从测量电阻 Ri 获取的电压具有负极性，而对于所使用的 VFC，它必须是正极性。反相放大器的使用可以降低对电阻R的制造精度的要求（其阻值与计算值的偏差通过调谐电阻R3增益的相应变化来补偿）。电阻器 Ri 的电阻约为 0,01 欧姆，允许您控制高达 100 ... 150 A 的电流。它由所需直径的镍铬合金线或康铜线制成。

电量计

当使用在测量电阻器上提供正极性电压的电流源时，不需要反相放大器，VLF 输入可以直接连接到 R。然而，在这种情况下，必须非常准确地选择其电阻，以避免出现较大的测量误差。

该设备使用稍微修改过的 VLF，如 [2] 中所述。修订（图 3）包括用更经济的 KR155 系列替换 K1533 系列微电路，为其电源引入稳压器（因此，无需使用外部 5 V 稳定电压源）。使用 OS CA544E 代替 K1UD1A (DA3140)。电阻器 R7 的阻值减小至 360 MΩ（实际上，这足以使器件正常工作）。为了匹配 VLF 的输出信号和数字模块的输入信号的电平，引入了晶体管 VT5 的级联。 VFC工作原理在[2]中有详细描述，因此本文不予考虑。

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数字模块原理图如图4所示。 XNUMX、由一行预设十进制计数器、上电复位计数器、预设读数和输出信号调理器组成。

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当电源接通时，DD3、DD4、DD6微电路通过R6C3电路产生的脉冲设置为初始状态。计数器DD7-DD14没有用于设置零状态的输入，因此，在元件DD1.1和计数器DD3上引入节点。来自发生器（其电路如图 1 所示）到 DD5 输入之一的重复率约为 1.1 Hz 的脉冲会传递到 DD3 计数器，因为该元件的第二个输入处存在零电平。同时，这些脉冲被馈送到计数器解码器DD6。其输出连接到预置计数器DD7-DD14的输入。当脉冲到达时，计数器依次设置为零。随着 DD6 上的第八个脉冲到达，HL1 LED 亮起，表明设备已准备好运行“同时，DD1.1 元件被阻止来自计数器解码器 DD1 的输出 8（引脚 9）的 log.3 信号。

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当电源接通时，在元件DD17.2、DD1.4上进行的单触发产生一个短脉冲，这将元件DD17.3、DD17.4上的触发器设置为单一状态。从元件DD5.2的输出中，去除具有对数级别的信号。 1，用它可以阻止电流源。同时，HL2 LED 亮起。

在DD2芯片的元件上，组装有抑制按钮SB1、SB2的触点弹跳的触发器。按一下SB2按钮，DD14计数器开启预设模式，同时相应数字的指示灯上逗号亮起，HL1 LED熄灭。随后按下 SB2 按钮，计数器将依次转入预设模式。使用 SB0 按钮设置相应指示器上所需的数字（从 9 到 1）。因此，通过操作按钮SB1和SB2，他们在显示器上键入与电流（以安培为单位）和时间（以秒为单位）的乘积相对应的所需数字。

按下 SB4 按钮即可启动设备。同时，日志级别在 DD17.3 元素的输出处设置（相应地，在 DD5.2 的输出处设置）。 0，允许电流源工作，电流开始流过电阻器R和（见图1），并且在VFC的输出处出现具有相应重复率的脉冲。输入计数器的输入，它们会减少先前在指示器上设置的数字，直到其等于 0。一旦日志级别出现在计数器并行传输的所有输出上。 0 时，元件 DD17.2、DD1.4 上的单触发产生一个脉冲，将触发器 DD17.3DD17.4 切换到初始状态，计数停止，电流源再次被阻断。通过SB3按钮可以停止设备的运行，一段时间后可以通过SB4按钮恢复设备的运行，同时将从中断工作的值开始继续倒计时。

元件 DD1.2、DD1.3 和 DD16.1 - DD16.6 在预设模式下提供指示器上逗号的点火。

数字块输出信号用于控制电流源。这可以通过多种方式来完成，例如，通过将该信号施加到负载有强大继电器的晶体管的基极（图6），其触点包含在负载电路中。在电流源 [1] 中，您可以通过打开可变电阻器 R3 引擎和公共线之间的闭合触点来使用低功率继电器。

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显示单元原理图如图7所示。 176. 包含七个解码器K2ID1（DD7-DD338）和同数量的共阴极指示器ALC1A（HG7-HG6）。使用具有共阳极的指示器是可以接受的，但在这种情况下，1个微电路DD7-DD9的输出和指示器的共阳极（通过适当的电阻器）必须提供+XNUMXV的电源电压。

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该器件由 +12 和 -12 V 稳定电压供电。为了给数字部分和显示单元供电，可以使用外部 9 V 电源，或者从连接到 +142 V 的 KR8EN12A 芯片上的稳定器获得的电压。 V源。

设备主要部件的印刷电路板图（VFC、数字块和显示单元）

组装VFC时，必须将三极管VT1集电极的输出端和DA2微电路的输出1端弯折，并用一根镀锡线包住，焊入相应的孔中。安装显示单元板时，可以方便地使用市售的标准轮胎作为部件侧的跳线，但也可以使用安装线制成。

在反相放大器（见图2）和VLF（见图3）中，使用电阻C2-23（R6由两个组成，阻值为5,1MΩ），极端情况下可以使用MLT。电阻器R7由两个180MΩ CMM电阻器组成。在器件的其余节点中，允许使用任何类型的电阻器。微调电阻器 - SP5-2、SP5-22。氧化物电容器 - K50-35 或类似的小尺寸电容器，其余 - 任何类型，尺寸合适。

可以使用 KR3140UD3 A 运算放大器代替 SA140E（见图 22）和 KR2UD544（见图 1），并代替 KR1533 系列微电路（见图 3）——K555 系列的对应产品。在数字单元中，可以使用K176系列微电路，以及CD4029（类似于K561IE14）、CD4011（K561LA7）、CD4001（K561LE5）、CD4002（K561LE6）、CD4017（K561IE8）、CD4022（K561IE9）、CD4050（ K561PU4）。 ALS338A 指示器可由 ALS324A、ALS3ZZA 替代。

要设置该设备，需要直流电压表和电流表以及频率计数器。暂时禁用电流源的阻断并打开与负载串联的电流表，打开电流源并将电流设置为 10 A。然后将电压表连接到逆变放大器（如果使用）的输出和电阻器 R3 （见图2）将放大器输出端的电压设置为100 mV。

接下来，调整VLF（该技术在[2]中详细描述）。这里我要注意的是，首先需要使用电阻 R1 来平衡运放 DA12。然后，通过将 VLF 输入连接到一根公共电线，尝试使用电阻器 R5 在输出处获取尽可能最低频率的信号（10 ... 30 秒内一个脉冲）。之后，从放大器-反相器的输出向VLF的输入施加100mV的电压，并通过频率计控制晶体管VT5（见图3）集电极上的脉冲，通过移动电阻器 R10 的滑块，频率设置为 100 Hz。

数字块（见图4）不需要配置，只需检查其操作即可。接通电源后，指示灯立即显示任意数字。然后，在七秒内，它们应该依次变为零，而每个指示灯上的逗号也应该依次亮起。之后，HL1 LED 亮起（HL2 也亮起）。设备已准备好工作。总之，电流源的阻断再次由数字块的输出信号开启。

该器件设计用于高电流工作。在较低电流下，可以减少指示的位数以及与其相对应的计数器。

如果设备要在长期模式下使用，则需要在断电时提供备用电源。电压为 5 ... 9 V 的备用电池（蓄电池或原电池）通过二极管连接到数字单元的电源总线。当然，在这种情况下，显示单元以及数字单元的 HL2 LED 必须绕过该电路供电，例如从单独的稳定电源供电。经过这样的改进后，数字单元对电池的电流消耗将是最小的。如果出现电源电压故障及其随后恢复的情况，计数过程不会中断并会继续进行，不会造成任何损失。

文学

短 I. 电流稳定器高达 150 A。 - Radio，2002 年，第 10 期，p。 33、34。
Shchagin A. 宽范围电压频率转换器。 - 广播，1987 年，第 10 期，第 31 页33-XNUMX。

作者：基辅地区布查村 I.Korotkov

查看其他文章 部分充电器、电池、原电池.

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