Каталог радиолюбительских схем

Вольтметр — один из основных измерительных приборов в практике радиолюбителя. Помимо прямого назначения — измерения напряжения — его можно использовать для измерения косвенными методами тока, сопротивления, а также и для некоторых других целей.

Зачастую радиолюбители, особенно начинающие, не имеют возможности приобрести хороший стрелочный вольтметр или магнитоэлектрическую головку с достаточно малым током полного отклонения стрелки, на базе которой можно было бы собрать такой вольтметр. Именно поэтому для них большой интерес представляют практические конструкции приборов, в которых в качестве индикатора используются неоновые лампы или лампы накаливания.

Основным требованием, предъявляемым к вольтметрам любого класса, является их большое входное сопротивление. Это объясняется тем, что при измерении напряжения в той или иной цепи вольтметр шунтирует ее и вносит определенные ошибки в измерение истинного напряжения. Чем выше входное сопротивление вольтметра, тем меньше вносимая ошибка.

Неоновую лампу в качестве индикатора можно применить потому, что она начинает светиться только в том случае, когда напряжение на ее электродах достигает напряжения зажигания, при котором возникает тлеющий разряд. До достижения этого напряжения неоновая лампа практически не потребляет электрического тока. Напряжение зажигания неоновых ламп находится в пределах 50—150 В в зависимости от типа ламп. Наиболее низкое напряжение зажигания 50—60 В у самых распространенных ламп типа МН-3. Необходимо помнить, что это напряжение у разных ламп разное. Кроме того, со временем оно меняется и особенно резко в течение первых 50 ч работы. В связи с этим неоновую лампу, выбранную в качестве индикатора, целесообразно в течение 50—55 ч подвергнуть тренировке. Для этой цели ее подключают через ограничивающий резистор к сети переменного тока напряжением 220 В. Сопротивление этого резистора выбирают таким, чтобы оно обеспечивало номинальный ток, который у большинства неоновых ламп не превышает 1—3 мА.

Наиболее простой вольтметр (рис. 1) позволяет измерять напряжение постоянного и переменного тока на, двух шкалах: 50—250 В и 100—500 В; при этом предусмотрены разные шкалы для постоянного и переменного тока. Разница в показаниях на переменном токе объясняется тем, что амплитудное значение переменного напряжения, при котором зажигается лампа, в 1,41 раза больше его эффективного значения, измеряемого эталонным вольтметром.

С помощью щупов, соединенных с гнездами Гн2 и ГнЗ, вольтметр подключают к источнику измеряемого напряжения. Перемещая движок переменного резистора R2 снизу вверх (по схеме), добиваются зажигания неоновой лампы. Величину измеряемого напряжения определяют по шкале переменного резистора. Резистор R3 ограничивает ток, протекающий через неоновую лампу, предотвращая пробой между электродами при подаче на них высокого напряжения. Конденсатор С1 способствует более яркому свечению лампы в момент ее зажигания. Подключив щупы к гнездам Гн1 и ГнЗ, переходят на второй предел измерения напряжения; при этом последовательно с резистором R2 включается резистор R1 и цена каждого деления шкалы удваивается. Градуировку шкал производят с помощью эталонного вольтметра, подавая на вход различные напряжения постоянного тока, а затем и переменного. Подав на вход определенное напряжение, перемещают движок переменного резистора до момента зажигания неоновой лампы и делают соответствующую отметку на шкале прибора.

Усложнив схему прибора (рис. 2), можно производить измерения малых напряжений постоянного тока. В состав прибора входит либо специальный выпрямитель, либо батареи, дающие напряжение около 200— 300 В.

Градуировку шкалы производят следующим образом. Закорачивают входные гнезда Гн1 и Гн2 и, перемещая движок переменного резистора R2, добиваются зажигания неоновой лампы. После этого входные зажимы размыкают и подают на них небольшое напряжение от измеряемого источника. Неоновая лампа гаснет. Повышая компенсационное напряжение с помощью переменного резистора R5, вновь добиваются зажигания лампы,, что произойдет, когда приращение компенсационного напряжения сравняется с величиной измеряемого напряжения. Отечет измеряемого напряжения производят по шкале переменного резистора R5 в момент зажигания лампы.

Входное сопротивление вольтметра, собранного по первой схеме, определяется сопротивлением резистора R2 или суммой сопротивлений резисторов R2 и R1; входное сопротивление вольтметра, собранного по второй схеме, значительно выше и определяется лишь утечкой между выводами неоновой лампы. В момент зажигания лампы это сопротивление резко падает.

Используя указанный принцип, можно разработать ряд схем вольтметров с использованием неоновых ламп. При желании начинающий радиолюбитель сможет это сделать самостоятельно.

В рассмотренных конструкциях можно применить следующие детали. Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25, переменные резисторы — типа СПО-1 или СП-1, конденсаторы — типа МБМ. Транзисторы должны иметь коэффициент передачи тока не менее 40.