Реклама на сайте English version  DatasheetsDatasheets

KAZUS.RU - Электронный портал. Принципиальные схемы, Datasheets, Форум по электронике

Новости электроники Новости Литература, электронные книги Литература Документация, даташиты Документация Поиск даташитов (datasheets)Поиск PDF
  От производителей
Новости поставщиков
В мире электроники

  Сборник статей
Электронные книги
FAQ по электронике

  Datasheets
Поиск SMD
Он-лайн справочник

Принципиальные схемы Схемы Каталоги программ, сайтов Каталоги Общение, форум Общение Ваш аккаунтАккаунт
  Каталог схем
Избранные схемы
FAQ по электронике
  Программы
Каталог сайтов
Производители электроники
  Форумы по электронике
Удаленная работа
Помощь проекту

Приставка к мультиметру для измерения параметров аккумуляторов

С помощью предлагаемой приставки можно измерить параметры Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов типоразмера АА или ААА: напряжение и внутреннее сопротивление при токе нагрузки 0,1 или 1 А, а также их ёмкость по времени разрядки. Это позволит отобрать из имеющихся аккумуляторов лучшие или отбраковать негодные для дальнейшей эксплуатации.

Приставка предназначена для подключения к мультиметру MY-63, который измеряет, наряду с другими параметрами, постоянное и переменное напряжение, а также ёмкость конденсаторов и коэффициент передачи тока биполярных транзисторов. Наличие этих режимов необходимо для функционирования приставки. Её схема показана на рис. 1. На ОУ DA1.1 и полевом транзисторе VT1 собран стабилизатор тока, управляемый напряжением.

Приставка к мультиметру для измерения параметров аккумуляторов

Рис. 1


На его вход с движка подстроечного резистора R5 поступает образцовое напряжение Uобр = 0,1 В. Через транзистор VT1 протекает ток Ia, который является разрядным для аккумулятора. Он зависит от образцового напряжения и от сопротивления датчика тока (RT) — резисторов R8, R9 или R10: la = Uобр/RT. Ток разрядки выбирают переключателем SA1. В положении 3 разрядный ток равен 1 А, в положении 2 — 0,1 А, а в положении 1 — около 10 мкА (его можно считать равным нулю). На ОУ DA1.2 собран усилитель с единичным коэффициентом передачи на постоянном токе (Кус = 1) и около 100 (Кус = 100) на переменном. Выключателем SA2 отключают аккумулятор от измерительной цепи. Все элементы приставки питаются от внутреннего стабилизатора напряжения мультиметра (+3 В), ток, потребляемый приставкой, не превышает 35...40мкА. Такая экономичность достигнута благодаря применению микромощного сдвоенного ОУ ОРА293.

Для измерения напряжения аккумулятора мультиметр включают в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2 В. Аккумулятор, установленный в держатель, подключают к измерительной цепи выключателем SA2. Изменяя переключателем SA1 ток разрядки, снимают показания вольтметра Uа0(при la = 0), Ua0,1(при Iа = 0,1 А) и Uа1 (при Iа = 1 А). По этим данным рассчитывают внутреннее сопротивление аккумулятора, которое можно назвать статическим. Например, для la = 1 А, RCT = (Ua0 - Ua1)/1. В этом режиме можно определить и ёмкость аккумулятора. Для этого измеряют продолжительность разрядки tpaз полностью заряженного аккумулятора стабильным током Iа до напряжения 0,9 В и вычисляют его ёмкость: С = la-tpaз (Ач). Во время разрядки мультиметр выключать нельзя, поскольку отключится и стабилизатор тока.

Чтобы не проводить расчёт внутреннего сопротивления, в приставке предусмотрен режим его измерения, в котором использован способ, приведённый в статье Б. Степанова "Измерение параметров аккумуляторов" ("Радио", 2001, № 9, с. 42). Он основан на том, что к образцовому напряжению стабилизатора тока добавляется переменная составляющая. Измеряя переменную составляющую напряжения на аккумуляторе, можно определить его внутреннее сопротивление. Источником переменного напряжения в приставке служит сигнал частотой около 400 Гц и амплитудой 50 мВ, который присутствует в мультиметре MY-63 на левом контакте разъёма "Сх", предназначенного для подключения измеряемого конденсатора. Переменное напряжение поступает на вход стабилизатора тока, управляемого напряжением, и приводит к появлению переменной составляющей как разрядного тока (Iа), так и напряжения аккумулятора Ua = IaRД где RД — его внутреннее дифференциальное сопротивление.

В приставке установлен Ia = 10 мА. Чтобы переменная составляющая тока была одинаковой при разном токе разрядки, переменное напряжение, поступающее с гнезда "Cx", при la = 1 А дополнительно уменьшает подстроенный резистор R1. Напряжение Uа усиливает ОУ DA1.2, и затем оно поступает на вход мультиметра, который включают в режим измерения переменного напряжения на пределе 2 В. Переменное напряжение на выходе этого ОУ равно: Uоу = UaK = Ia RД К. Переменная составляющая разрядного тока (la) и коэффициент усиления ОУ DA1.2 (К) выбраны так, что измеренное переменное напряжение на выходе приставки (Uоy) численно равно внутреннему дифференциальному сопротивлению (Rд) аккумулятора. Например, для Rд = 0,1 Ом получим Uoy = 0,01х0,1х100 = 0,1 В. Именно это напряжение и будет показывать вольтметр. Следует учесть, что рассчитанное и измеренное значения внутреннего сопротивления будут немного различаться, поскольку в первом случае оно определяется разностью значений напряжения холостого хода и под нагрузкой, а во втором — наклоном нагрузочной характеристики аккумулятора в конкретной точке.

Большинство элементов приставки размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа РН1-12 типоразмера 1206 (резистор R10 типоразмера 2512), подстроечные — СПЗ-19. Оксидный конденсатор — танталовый для поверхностного монтажа типоразмера В или С, остальные — керамические типоразмера 1206 (С2, С4) и 0805 (СЗ). Полевой транзистор должен быть в корпусе D2Pak, его припаивают к металлизированной площадке для улучшения отвода тепла. Кроме того, он должен быть с так называемым "управлением логическим уровнем", т. е. при напряжении затвор-исток 2,5 В ток стока должен быть не менее 2...ЗА. В наименовании некоторых таких транзисторов в префиксе присутствует буква L. Кроме указанного на схеме IRL2505S, подойдёт, например, IRLR2905.

Выключатель SA2 должен иметь малое переходное сопротивление контактов в замкнутом состоянии и рассчитан на ток не менее 1...2А, подойдёт, например, В3009. Если выключатель с такими параметрами недоступен, его лучше исключить, установив взамен него проволочную перемычку. Переключатель SA1 на три положения и два направления на ток не менее 1 А — SS23F07. Подойдут и некоторые другие серии SS23, рассчитанные на коммутацию тока 1,5 А, например, SS23E24, SS23E28, SS23E29, но при этом потребуется изменить печатную плату, поскольку эти переключатели имеют другое расположение выводов.

Операционный усилитель можно заменить на аналогичный микромощный Rail-to-Rail, например LMV358DR2G. Вилка ХР1 — отрезок медной лужёной проволоки диаметром 1 и длиной 15 мм, соединённый изолированным проводом с платой. Эту вилку вставляют в гнездо "С NPN", предназначенное для подключения биполярных транзисторов. Вилки ХР2 и ХРЗ — штыри диаметром 4 и длиной 35 мм, которые закреплены в отверстиях платы. Вилка ХР4 — полоска лужёной латуни или меди толщиной 0,5, шириной 4 и длиной 20 мм, её припаивают со стороны печатных проводников к контактной площадке на плате.

При установке приставки вилки ХР2 и ХРЗ должны входить в соответствующие гнёзда мультиметра, а ХР4 — в левое гнездо разъёма "Сх". После проверки и налаживания приставки вилки ХР1—ХРЗ закрепляют на плате эпоксидным клеем. Держатель аккумулятора (кассета) обеспечивает малое переходное сопротивление, поэтому его контакты должны быть не в виде спиральных пружин, а лепестковые.

Устройство можно упростить, исключив режим измерения дифференциального сопротивления и соответствующие ему элементы. В этом случае переключатель SA1 может быть на одно направление и три положения, ОУ — одиночный (DA1.2 не нужен), подойдёт LMV321SQ3T2G. Сток полевого транзистора и контакт Х1 соединяют с вилкой ХР2, исключают резисторы R1, R2, R4, R11, R12 (взамен R4 устанавливают проволочную перемычку), конденсаторы С2, С4. В таком варианте приставку, изменив её конструкцию, можно использовать совместно с более простыми и доступными мультиметрами серии М-83х (DT-83x), в которых есть режимы измерения постоянного напряжения и коэффициента передачи тока биполярных транзисторов.

Налаживают приставку в следующей последовательности. Подключают её к мультиметру, устанавливают в держатель полностью заряженный аккумулятор, а переключатель SA1 — в положение 1 ("0 А"). Движок резистора R2 переводят в нижнее по схеме положение, мультиметр переключают в режим измерения постоянного напряжения на пределе 2 В и включают питание.

Показания мультиметра должны соответствовать напряжению аккумулятора, которое контролируют образцовым вольтметром. Выключив мультиметр, между одним из выводов аккумулятора и контактом держателя устанавливают пластину-вставку из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5, шириной 10 и длиной около 15 мм.

Предварительно к каждой стороне пластины припаивают по толстому изолированному проводу, к которым подключают амперметр постоянного тока. Переключатель SA1 устанавливают в положение 3 ("1 А") и включают мультиметр. Подстроечным резистором R5 устанавливают соответствующий ток стабилизатора (1 А). В положении переключателя 2 ("0,1 А") ток должен уменьшиться до этого значения, а в положении 1 ("0 А") — не превысить 20 мкА.


Выключают мультиметр и взамен проводов к пластине припаивают резистор Rдоп сопротивлением 0,1 Ом. Движки резисторов R2 и R11 устанавливают в среднее положение, мультиметр переводят в режим измерения переменного напряжения на пределе 2 В, а затем включают питание. Устанавливают ток разрядки 0,1 А. При этом вольтметр будет показывать напряжение (U2), пропорциональное сумме внутреннего дифференциального сопротивления аккумулятора и дополнительного резистора Rд + Rдоп.

Если замкнуть, например, пинцетом резистор Rдоп, он будет исключён из цепи протекания тока разрядки и показания вольтметра уменьшатся (U1). Движок резистора R2 устанавливают в положение, при котором U2-U1 = 0,1 В. При этом, возможно, потребуется изменить положение движка резистора R11. Аналогично проводят налаживание при токе разрядки 1 А, но используют только резистор R1. Регулировку желательно провести два-три раза. Внешний вид приставки показан на рис. 3. 

И. НЕЧАЕВ, г. Москва Радио №7, 2013


C этой схемой также часто просматривают:

ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗА
Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей
Зарядное устройство аккумуляторов от 1,2 до 15 В и от 0,1 до 10 А*ч
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов
Имитатор для проверки телефонных аппаратов
Карманный осциллограф
Микроконтроллерный электронный замок
Усилитель мощности звуковой частоты на TDA7265
Детектор жучков до 1000 МГц

Главные категории

Arduino


Аудио


В Вашу мастерскую


Видео


Для автомобиля


Для дома и быта


Для начинающих


Зарядные устройства


Измерительные приборы


Источники питания


Компьютер


Медицина и здоровье


Микроконтроллеры


Музыкантам


Опасные, но интересные конструкции


Охранные устройства


Программаторы


Радио и связь


Радиоуправление моделями


Световые эффекты


Связь по проводам и не только...


Телевидение


Телефония


Узлы цифровой электроники


Фототехника


Шпионская техника



Реклама на KAZUS.RU




Последние поступления

USB измеритель LC на микроконтроллере

Электронный строительный уровень

Тестер UTP из 10 деталей со знакосинтезирующим ЖКИ

Цифровой термометр

Карманный осциллограф на микроконтроллере

Встраиваемый измеритель тока и напряжения на PIC12F675

Вольтметр до 30 вольт на MSP430

Прибор для контроля многожильных кабелей

4-канальный логический анализатор на PIC микроконтроллере

Частотомер на микроконтроллере



© 2003—2017 «KAZUS.RU - Электронный портал»