Κυκλώματα μέτρησης τάσης και ρεύματος Ψηφιακών Πολύμετρων
Ένα ψηφιακό πολύμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση διαφόρων κυκλωμάτων. Σήμερα, ο επεξεργαστής θα απαριθμήσει δύο τύπους λεπτομερώς: κυκλώματα μέτρησης τάσης και ρεύματος. Ας ρίξουμε μια ματιά μαζί. Τα ακόλουθα είναι μόνο για αναφορά:
1. Κύκλωμα μέτρησης ρεύματος συνεχούς ρεύματος σε ψηφιακό πολύμετρο
Το κύκλωμα μέτρησης ρεύματος συνεχούς ρεύματος είναι εξοπλισμένο με 7 επίπεδα: 20 μ Ω, 200 μ Ω, 2 m Ω, 20 m Ω, 200 m Ω, 2 Ω και 20 Ω, με ειδική υποδοχή εισόδου για τη στάθμη 20 Ω. Το κύκλωμα μέτρησης φαίνεται στο διάγραμμα. Η δίοδος χρησιμεύει ως αμφίδρομη περιοριστική προστασία υπέρτασης και επιλέγεται μια σφραγισμένη ανορθωτική δίοδος από πλαστικό πυριτίου 1N4148 (1 Ω/400V). Όταν η τάση εισόδου είναι χαμηλότερη από την πτώση τάσης προς τα εμπρός αγωγιμότητας της διόδου Gui, η δίοδος διακόπτεται και δεν επηρεάζει τη μέτρηση. Μόλις η τάση εισόδου ξεπεράσει τα 0,6~0,7 V, η δίοδος μεταφέρεται αμέσως, περιορίζοντας έτσι την τάση εισόδου του οργάνου. Το FU είναι ένας γρήγορος σωλήνας ασφάλειας 2 Ω/250 V που παρέχει προστασία από υπερένταση.
Κύκλωμα μέτρησης DC ρεύματος πολλαπλών εύρους
Το R1~R7 σχηματίζει μια διακλάδωση με συνολική αντίσταση 10k Ω. Μεταξύ αυτών, τα R1~R7 χρησιμοποιούν αντιστάσεις ακριβείας μετάλλου μεμβράνης (με σφάλμα ± 0,5%), ενώ τα R5 και R6 χρησιμοποιούν αντιστάσεις τυλιγμένου σύρματος ακριβείας. Λόγω του υψηλού ρεύματος λειτουργίας της πρίζας 20 Ω, μια αντίσταση σύρματος μαγγανίου (με μικρό συντελεστή θερμοκρασίας) χρησιμοποιείται ως αντίσταση διακλάδωσης. Η αντίστασή του στο κρύο είναι 0,01 Ω και μπορούμε να υπολογίσουμε τη διαλυμένη ισχύ του σε πλήρη εμβέλεια στα 4W. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει προστατευτική συσκευή στην περιοχή των 20 Ω, συνιστάται το μέγιστο ρεύμα εισόδου (20 Ω) που μετράται με αυτό το εύρος να μην υπερβαίνει τα 15 δευτερόλεπτα για να αποφευχθεί η καταστροφή της αντίστασης σύρματος μαγγανίου χαλκού.
Υποθέτοντας ότι το Im είναι το ρεύμα εύρους και το UIn είναι η τιμή πλήρους κλίμακας της τάσης εισόδου του ψηφιακού μετρητή, οι τιμές αντίστασης των αντιστάσεων διακλάδωσης (αντιστάσεις δειγματοληψίας) για κάθε γρανάζι μπορούν να υπολογιστούν σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:
2. Κύκλωμα μέτρησης τάσης DC σε ψηφιακό πολύμετρο
Το εύρος τάσης DC ενός ψηφιακού πολύμετρου είναι γενικά 200mV, 2V, 20V, 200V και 1000V, με βασικό σχεδιασμό εύρους 200mV. Το κύκλωμα μέτρησης τάσης DC φαίνεται στο διάγραμμα. Ένας διαιρέτης τάσης αντίστασης ακριβείας αποτελείται από R1-R5, με συνολική αντίσταση 10M Ω, που μπορεί να μειώσει ομοιόμορφα τη μετρούμενη τάση DC από 0 έως 1000V σε κάτω από 200mV και στη συνέχεια να την στείλει στον βασικό μετρητή 200mV για μέτρηση. Όλα τα R1-R5 χρησιμοποιούν αντιστάσεις μεταλλικού φιλμ με σφάλμα ± 0,5%.
Κύκλωμα μέτρησης τάσης DC
Πρέπει να εξηγηθούν τα ακόλουθα σημεία:
① The input resistance of each voltage level is 10M Ω, considering the input resistance RIN=102 Ω=10000M Ω (typical value) of ICL7106 single-chip 31/2 bit A/D converter. When designing a multi range digital voltmeter, the input resistance RIN=0.001rIN=10M Ω of the instrument is generally selected to make RI>RIN, επομένως το αποτέλεσμα διακλάδωσης του RIN στο σήμα μπορεί να αγνοηθεί εντελώς.
② Για να εξοικονομηθούν εξαρτήματα σε ψηφιακά πολύμετρα, μπορούν επίσης να δανειστούν κατά τη μέτρηση της τάσης AC
Διαιρέτης τάσης αντίστασης ακριβείας για εύρος τάσης DC. Επιπλέον, η προαναφερθείσα αντίσταση διαιρέτη τάσης χρησιμεύει επίσης ως τυπικό κύκλωμα για το μπλοκάρισμα της αντίστασης. Λαμβάνοντας υπόψη ότι υπάρχουν μόνο 5 επίπεδα τάσης συνεχούς ρεύματος και 6 επίπεδα αντιστάσεων (200 Ω, 20k Ω, 200k Ω, 2M Ω, 20M Ω), το R5 στην πραγματικότητα αποτελείται από αντιστάσεις 100 Ω και 900 Ω συνδεδεμένες σε σειρά, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί 100 Ω ως η τυπική αντίσταση. επίπεδο (η τυπική τιμή αντίστασης για το επίπεδο αντίστασης πρέπει να είναι ίση με το ήμισυ της περιοχής της αντίστασης).
③ Λόγω της υψηλής τιμής αντίστασης του R1, προκειμένου να διευκολυνθεί η βαθμονόμηση των τιμών αντίστασης, δύο ζευγαρωμένες αντιστάσεις συνδέονται συχνά σε σειρά για να σχηματίσουν 9M Ω. Ορισμένα ψηφιακά πολύμετρα χρησιμοποιούν επίσης μια σταθερή αντίσταση υψηλής αντίστασης και μια ρυθμιζόμενη αντίσταση χαμηλής αντίστασης συνδεδεμένες σε σειρά για να σχηματίσουν το R1.
④ Προκειμένου να φιλτραριστεί ο θόρυβος υψηλής συχνότητας στο άκρο εισόδου, ορισμένα ψηφιακά πολύμετρα συνδέουν επίσης έναν μικρό πυκνωτή αρκετών δεκάδων picofarads παράλληλα με το διαιρέτη τάσης DC.
