Каталог радиолюбительских схем

Рассмотрим конструкцию вольтметра с использованием стрелочного микроамперметра, имеющего растянутую шкалу и схему защиты от перегрузок. Такой прибор представит несомненный интерес для любителей. Он существенно облегчает подбор стабилитронов по необходимому напряжению стабилизации, налаживание транзисторных стабилизаторов напряжения, а также измерение небольших изменений напряжения относительно заданного уровня.

Вольтметр имеет шесть пределов измерения напряжения постоянного тока: 0—5, 5—10, 10—15, 15—20, 20—25 и 25—30 В, его входное сопротивление не менее 20 кОм/В. При желании число пределов измерения можно увеличить, применив соответствующее количество элементов и переключатель поддиапазонов на большее число переключений. Вольтметр (рис. 1) состоит из измерительной цепи с ограничителем напряжения и цепи, сдвигающей начало шкал. Суммарную величину резисторов R1 и R2 выбирают из условия, чтобы при подаче напряжения постоянного тока 5 В через стрелочный микроамперметр проходил ток полного отклонения стрелки измерительного прибора. В приборе применен стрелочный микроамперметр М-24 с током полного отклонения стрелки 50 мкА и с сопротивлением рамки 1000 Ом. Отсюда суммарная величина сопротивлений резисторов Rl, R2 и рамки прибора R составляет 100 кОм. Кремниевый стабилитрон Д1 ограничивает ток, проходящий через микроамперметр, если входное напряжение превышает верхний предел измерения на установленной шкале. Сопротивление резистора R1 выбирают исходя из допустимого значения тока стабилизации стабилитрона. Если, например, этот ток равен 10 мА при измерении напряжения 30 В, то на первом пределе измерений (0—5 В) сопротивление определяют по следующей формуле:

В нашем случае величина сопротивления резистора R1 равна 2,5 кОм. Зная ее, определим сопротивление резистора R2: R2=R—R1—RP = 96,5 кОм, где Rp — сопротивление рамки стрелочного микроамперметра. В связи с тем что резистор R1 является ограничительным, напряжение пробоя стабилитрона желательно выбирать равным:

В рассматриваемой конструкции Uпр = 4,9 В.

Заметим, что при изменении тока, проходящего через открытый стабилитрон, от 0 до Iмакс падение напряжения на нем меняется менее чем на 5%, что на те же 5% приведет к перегрузке стрелочного микроамперметра. Если отсутствует схема защиты от перегрузки, то на первом пределе при подаче на вход напряжения 30 В перегрузка будет шестикратной.

Переключатель поддиапазонов В1 в зависимости от установленного предела измерения подключает определенное число стабилитронов (Д2—Д6). Эти стабилитроны следует предварительно отбраковать по напряжению стабилизации. Оно должно быть 4,95—5,05 В, в противном случае погрешность измерения превысит указанную ранее. При необходимости или при наличии стабилитронов типа Д814В (Д810) пределы измерения напряжения можно сделать кратными 10 В.