Схема амперметр цифровой: Схема цифрового амперметра 0-10А на микроконтроллере ATtiny13

Содержание

Схемы самодельных цифровых вольтметра и амперметра (СА3162, КР514ИД2)

Рассмотрены не сложные схемы цифровых вольтметра и амперметра, построенных без использования микроконтроллеров на микросхемах СА3162, КР514ИД2. Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, — вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.

В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые. Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.

Микросхема СА3162Е

Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Например, есть микросхема СА3162Е, которая предназначена для создания измерителя аналоговой величины с отображением результата на трехразрядном цифровом индикаторе.

Микросхема СА3162Е представляет собой АЦП с максимальным входным напряжением 999 mV (при этом показания «999») и логической схемой, которая выдает сведения о результате измерения в виде трех поочередно меняющихся двоично-десятичных четырехразрядных кодов на параллельном выходе и трех выходах для опроса разрядов схемы динамической индикации.

Чтобы получить законченный прибор нужно добавить дешифратор для работы на семисегментный индикатор и сборку из трех семисегментных индикаторов, включенных в матрицу для динамической индикации, а так же, трех управляющих ключей.

Тип индикаторов может быть любым, -светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, жидкокристаллические, все зависит от схемы выходного узла на дешифраторе и ключах. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.

Индикаторые включены по схеме динамической матрицы, то есть, все их сегментные (катодные) выводы включены параллельно. А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.

Принципиальная схема вольтметра

Теперь ближе к схеме. На рисунке 1 показана схема вольтметра, измеряющего напряжение от 0 до 100V (0…99,9V). Измеряемое напряжение поступает на выводы 11-10 (вход) микросхемы D1 через делитель на резисторах R1-R3.

Конденсатор C3 исключает влияние помех на результат измерения. Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор.

Рис. 1. Принципиальная схема цифрового вольтметра до 100В на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Теперь о выходах микросхемы. Логическая часть СА3162Е построена по логике ТТЛ, а выходы еще и с открытыми коллекторами. На выходах «1-2-4-8» формируется двоичнодесятичный код, который периодически сменяется, обеспечивая последовательную передачу данных о трех разрядах результата измерения.

Если используется дешифратор ТТЛ, как, например, КР514ИД2, то его входы непосредственно подключаются к данным входам D1. Если же будет применен дешифратор логики КМОП или МОП, то его входы будет необходимо подтянуть к плюсу при помощи резисторов. Это нужно будет сделать, например, если вместо КР514ИД2 будет использован дешифратор К176ИД2 или CD4056.

Выходы дешифратора D2 через токоограничивающие резисторы R7-R13 подключены к сегментным выводам светодиодных индикаторов Н1-НЗ. Одноименные сегментные выводы всех трех индикаторов соединены вместе. Для опроса индикаторов используются транзисторные ключи VT1-VT3, на базы которых подаются команды с выходов Н1-НЗ микросхемы D1.

Эти выводы тоже сделаны по схеме с открытым коллектором. Активный ноль, поэтому используются транзисторы структуры р-п-р.

Принципиальная схема амперметра

Схема амперметра показана на рисунке 2. Схема практически такая же, за исключением входа. Здесь вместо делителя стоит шунт на пятиваттном резисторе R2 сопротивлением 0,1 От. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А (0…9.99А). Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5.

Рис. 2. Принципиальная схема цифрового амперметра до 10А и более на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Выбрав другие делители и шунты можно задать другие пределы измерения, например, 0…9.99V, 0…999mA, 0…999V, 0…99.9А, это зависит от выходных параметров того лабораторного блока питания, в который будут установлены эти индикаторы.

Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока (настольный мультиметр).

При этом нужно учесть, что даже используя жидкокристаллические индикаторы прибор будет потреблять существенный ток, так как логическая часть СА3162Е построена по ТТЛ-логике. Поэтому, хороший прибор с автономным питанием вряд ли получится. А вот автомобильный вольтметр (рис.4) выйдет неплохой.

Питаются приборы постоянным стабилизированным напряжением 5V. В источнике питания, в который будут они установлены, необходимо предусмотреть наличие такого напряжения при токе не ниже 150mA.

Подключение прибора

На рисунке 3 показана схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис. 3. Схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Рис.4. Самодельный автомобильный вольтметр на микросхемах.

Детали

Пожалуй, самое труднодоставаемое — это микросхемы СА3162Е. Из аналогов мне известна только NTE2054. Возможно есть и другие аналоги, о которых мне не известно.

С остальным значительно проще. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах. Например, если индикаторы будут с общим катодом, то нужно КР514ИД2 заменить на КР514ИД1 (цоколевка такая же), а транзисторы VТ1-VT3 перетащить вниз, подсоединив их коллектора к минусу питания, а эмиттеры к общим катодам индикаторов. Можно использовать дешифраторы КМОП-логики, подтянув их входы к плюсу питания при помощи резисторов.

Налаживание

В общем-то оно совсем несложное. Начнем с вольтметра. Сначала замкнем между собой выводы 10 и 11 D1, и подстройкой R4 выставим нулевые показания. Затем, убираем перемычку, замыкающую выводы 11-10 и подключаем к клеммам «нагрузка» образцовый прибор, например, мультиметр.

Регулируя напряжение на выходе источника, резистором R5 настраиваем калибровку прибора так, чтобы его показания совпадали с показаниями мультиметра. Далее, налаживаем амперметр.

Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Теперь потребуется постоянный резистор сопротивлением 20 От и мощностью не ниже 5W.

Устанавливаем на блоке питания напряжение 10V и подключаем этот резистор в качестве нагрузки. Подстраиваем R5 так чтобы амперметр показал 0,50 А.

Можно выполнить калибровку и по образцовому амперметру, но мне показалось удобнее с резистором, хотя конечно на качество калибровки очень влияет погрешность сопротивления резистора.

По этой же схеме можно сделать и автомобильный вольтметр. Схема такого прибора показана на рисунке 4. Схема от показанной на рисунке 1 отличается только входом и схемой питания. Этот прибор теперь питается от измеряемого напряжения, то есть, измеряет напряжение, поступающее на него как питающее.

Напряжение от бортовой сети автомобиля через делитель R1-R2-R3 поступает на вход микросхемы D1. Параметры этого делителя такие же как в схеме на рисунке 1, то есть для измерения в пределах 0. ..99.9V.

Но в автомобиле напряжение редко бывает более 18V (больше 14,5V уже неисправность). И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении. Поэтому прибор реально работает в интервале 7…16V. Питание 5V формируется из того же источника, с помощью стабилизатора А1.

Лыжин Р. РК-2010-04.

устройство для измерения переменного и постоянного тока, схема трехфазового амперметра на DIN-рейке

Цифровой амперметр (как и любой другой) предназначен для измерения силы тока в электрической цепи. Их включают в цепь, где электрическое поле генерируется источником постоянного или переменного тока последовательно с нагрузкой.

Для безопасного использования амперметра и ради сохранности его устройства необходимо понимать, что любой амперметр рассчитан на определённую силу тока.

Обычно на его корпусе указаны диапазоны, в которых он может работать. Каждому диапазону соответствуют отдельные резисторы, у каждого есть собственное сопротивление. Если включить амперметр в цепь со слишком большим напряжением, резистор может сгореть. В электронике и радиотехнике обычно используются приборы, которые измеряют токи в микроамперах или миллиамперах, реже в амперах.

Устройство и принцип работы

Внутри цифровой амперметр состоит из нескольких главных функциональных узлов. Это компаратор и преобразователь напряжения, а также резисторы, цифровой процессор и устройство вывода данных на дисплей.

Компаратор выполняет функцию аналогово-цифрового преобразователя, конвертируя аналоговые данные о силе тока в цифровой сигнал. После эти данные отображаются на экране.

У амперметров с таким устройством есть ряд преимуществ перед старыми аналоговыми моделями. У последних, использующих традиционный отсчётный механизм со стрелкой, есть неудобная черта – показывать значение силы тока не сразу, а спустя какое-то время после включения в цепь. Цифровое устройство, напротив, выводит информацию без задержки. Его быстродействие зависит от мощности компьютера, который обрабатывает сигнал.

К плюсам цифровых устройств можно отнести также помехоустойчивость и высокую точность. Поскольку амперметры этого типа сейчас пользуются популярностью и устанавливаются во многих типах сетей, разработаны простые, удобные и универсальные схемы их установки.

Отсутствие необходимости калибровать прибор также является важным достоинством устройств на основе микроконтроллеров. Ведь традиционные стрелочные индикаторы, как и любые устройства механического типа, нуждались в периодической проверке шкалы на точность, настройке и калибровке.

По этой причине современные модели, способные выполнять до 1000 операций в секунду, более удобны в эксплуатации и пользуются спросом.

Но их расширенные возможности имеют свою цену – эти амперметры требуют отдельного питания для электронных микросхем и дисплея, и стоят они дороже, чем аналоговые.

Технические характеристики

Цифровые амперметры имеют стандартизированные технические требования. Так, цифровая измерительная головка, используемая в их конструкции, соответствует классу 0,5 точности, то есть имеет максимум относительной погрешности 0,5%. Это относится к универсальным амперметрам и вольтметрам, в конструкцию которых входит компаратор с невысокой чувствительностью, к портативным мини-амперметрам, используемым в цепях с небольшим током. Более точные амперметры имеют порог погрешности до 0,2%.

В качестве АЦП в микроконтроллерах современных амперметров используется высокочувствительный (от 2,2 мк) компаратор. Для амперметров переменного тока рекомендуется использовать компараторы с чувствительностью 3 мк. Устройства постоянного, переменного и импульсного тока (последние, например, применяются при замерах силы тока в цепи электросварки) допускают погрешность в пределах 0,2%.

Разновидности

Существует несколько типов и конструкций амперметров на основе цифровых устройств, которые предназначены для разных целей и обладают соответствующими различными возможностями. Амперметры различаются по конструкции – например, в щитовом исполнении и устанавливаемые на DIN-рейку. Также они бывают адаптированы для работы в разных сетях.

Амперметры постоянного тока могут быть использованы, например, для контроля уровня силы тока в бортовой сети автомобиля и в других подобных сетях. Такие устройства обычно предназначены для определения силы тока в цепи с одной фазой, тогда как амперметры для промышленных сетей часто бывают трёхфазными.

Для определения и отображения на экране величины силы тока в трёхфазной сети обычно используются щитовые амперметры или более компактные и удобные модульные приборы, которые монтируются на DIN-рейку (специальный металлический профиль, предназначенный для крепления на нём таких устройств, как автоматический предохранитель или устройство защитного отключения).

У щитовых амперметров обычно имеется защита от вибраций, которые могут создавать помехи при измерении, от температурного воздействия или влаги.

В их конструкции может предусматриваться включение в цепь посредством трансформатора, если сила тока в сети достаточно большая.

Схема цифрового амперметра

Любая схема цифрового амперметра включает микроконтроллер со встроенным АЦП (аналогово-цифровым преобразователем). Также она подразумевает вывод на светодиодный экран на жидких кристаллах. В конструкции такого амперметра используются резисторы различного сопротивления (в зависимости от диапазона измеряемой силы тока) и стабилизаторы (для селективных устройств). Жидкокристаллический дисплей и микроконтроллер в составе амперметра обычно объединены в так называемую цифровую измерительную головку (ЦИГ).

Сейчас в продаже есть много конструкций такого устройства, на их основе можно собрать собственную схему амперметра или вольтметра.

Такая головка работает на измерение как силы тока, так и уровня напряжения. Их основное преимущество перед традиционными индикаторами, используемыми в старых аналоговых устройствах – высокая точность, хотя цифровая измерительная головка и требует дополнительного источника питания.

Для измерений используются шунты со стандартным номиналом сопротивлений: для обычных амперметров переменного тока и селективных устройств – не более 2 Ом, для универсальных обычно 3 Ом.

К отдельной категории амперметров относится демонстрационный прибор для лабораторий и классов научных заведений, который отличается широким диапазоном измерений (0,01–9,99 А) и обычно имеет режим гальванометра.

Правила подключения

Для получения правильных результатов измерения силы тока необходимо соблюдать определённые правила включения прибора в цепь и, конечно, технику безопасности. Например, ни в коем случае не подключайте амперметр напрямую к клеммам источника питания. Это вызовет короткое замыкание.

Силу тока всегда измеряют через последовательное подключение, причём в сильноточные сети амперметр включают с шунтом, трансформатором или магнитным усилителем.

Общая инструкция включения амперметра в цепь предусматривает установку правильного предела измерения и подбор соответствующего шунта или трансформатора. Номинал шунта должен соответствовать тому пределу измерения, который был выбран, например, посредством ручного селектора (на переносных моделях) или указан в маркировке прибора. Иначе резисторы амперметра могут перегореть (при превышении предела силы тока).

Перед включением прибора в цепь определите, какой в ней может быть максимальный ток.

Это значение можно рассчитать, например, по мощности потребителя или — как чаще всего делают — по закону Ома, имея в качестве исходных данных напряжение на клеммах источника тока и общее сопротивление цепи.

Затем вам нужно установить режим, в котором будет работать прибор. На моделях переносного типа это легко делается соответствующим ручным селектором, на программируемых модулях – с помощью специальных джамперов-перемычек. Суть в том, что в амперметре должны быть задействованы резисторы, способные выдержать соответствующий предел измеряемой силы тока. После этого вы можете подключить устройство к шунту или трансформатору (если измерение не предусматривает включение амперметра в цепь напрямую).

Здесь следует учесть, что использование шунта неверного номинала приведёт к ошибкам в измерениях.

Некоторые модели цифровых амперметров могут подразумевать какой-либо алгоритм настройки для подключения различных типов трансформаторов.

Следующий шаг – подача питания. С этого момента необходимо соблюдать осторожность при выполнении измерений, не прикасаться к любым незаизолированным частям проводников или микросхемы. После этого вы можете считать показания с дисплея.

В следующем видео представлен обзор цифрового амперметра и рассмотрен принцип его работы.

устройство для измерения переменного и постоянного тока, схема трехфазового амперметра на DIN-рейке

Цифровой амперметр (как и любой другой) предназначен для измерения силы тока в электрической цепи. Их включают в цепь, где электрическое поле генерируется источником постоянного или переменного тока последовательно с нагрузкой.

Для безопасного использования амперметра и ради сохранности его устройства необходимо понимать, что любой амперметр рассчитан на определённую силу тока.

Обычно на его корпусе указаны диапазоны, в которых он может работать. Каждому диапазону соответствуют отдельные резисторы, у каждого есть собственное сопротивление. Если включить амперметр в цепь со слишком большим напряжением, резистор может сгореть. В электронике и радиотехнике обычно используются приборы, которые измеряют токи в микроамперах или миллиамперах, реже в амперах.

Устройство и принцип работы

Внутри цифровой амперметр состоит из нескольких главных функциональных узлов. Это компаратор и преобразователь напряжения, а также резисторы, цифровой процессор и устройство вывода данных на дисплей.

Компаратор выполняет функцию аналогово-цифрового преобразователя, конвертируя аналоговые данные о силе тока в цифровой сигнал. После эти данные отображаются на экране.

У амперметров с таким устройством есть ряд преимуществ перед старыми аналоговыми моделями. У последних, использующих традиционный отсчётный механизм со стрелкой, есть неудобная черта – показывать значение силы тока не сразу, а спустя какое-то время после включения в цепь. Цифровое устройство, напротив, выводит информацию без задержки. Его быстродействие зависит от мощности компьютера, который обрабатывает сигнал.

К плюсам цифровых устройств можно отнести также помехоустойчивость и высокую точность. Поскольку амперметры этого типа сейчас пользуются популярностью и устанавливаются во многих типах сетей, разработаны простые, удобные и универсальные схемы их установки.

Отсутствие необходимости калибровать прибор также является важным достоинством устройств на основе микроконтроллеров. Ведь традиционные стрелочные индикаторы, как и любые устройства механического типа, нуждались в периодической проверке шкалы на точность, настройке и калибровке.

По этой причине современные модели, способные выполнять до 1000 операций в секунду, более удобны в эксплуатации и пользуются спросом.

Но их расширенные возможности имеют свою цену – эти амперметры требуют отдельного питания для электронных микросхем и дисплея, и стоят они дороже, чем аналоговые.

Технические характеристики

Цифровые амперметры имеют стандартизированные технические требования. Так, цифровая измерительная головка, используемая в их конструкции, соответствует классу 0,5 точности, то есть имеет максимум относительной погрешности 0,5%. Это относится к универсальным амперметрам и вольтметрам, в конструкцию которых входит компаратор с невысокой чувствительностью, к портативным мини-амперметрам, используемым в цепях с небольшим током. Более точные амперметры имеют порог погрешности до 0,2%.

В качестве АЦП в микроконтроллерах современных амперметров используется высокочувствительный (от 2,2 мк) компаратор. Для амперметров переменного тока рекомендуется использовать компараторы с чувствительностью 3 мк. Устройства постоянного, переменного и импульсного тока (последние, например, применяются при замерах силы тока в цепи электросварки) допускают погрешность в пределах 0,2%.

Разновидности

Существует несколько типов и конструкций амперметров на основе цифровых устройств, которые предназначены для разных целей и обладают соответствующими различными возможностями. Амперметры различаются по конструкции – например, в щитовом исполнении и устанавливаемые на DIN-рейку. Также они бывают адаптированы для работы в разных сетях.

Амперметры постоянного тока могут быть использованы, например, для контроля уровня силы тока в бортовой сети автомобиля и в других подобных сетях. Такие устройства обычно предназначены для определения силы тока в цепи с одной фазой, тогда как амперметры для промышленных сетей часто бывают трёхфазными.

Для определения и отображения на экране величины силы тока в трёхфазной сети обычно используются щитовые амперметры или более компактные и удобные модульные приборы, которые монтируются на DIN-рейку (специальный металлический профиль, предназначенный для крепления на нём таких устройств, как автоматический предохранитель или устройство защитного отключения).

У щитовых амперметров обычно имеется защита от вибраций, которые могут создавать помехи при измерении, от температурного воздействия или влаги.

В их конструкции может предусматриваться включение в цепь посредством трансформатора, если сила тока в сети достаточно большая.

Схема цифрового амперметра

Любая схема цифрового амперметра включает микроконтроллер со встроенным АЦП (аналогово-цифровым преобразователем). Также она подразумевает вывод на светодиодный экран на жидких кристаллах. В конструкции такого амперметра используются резисторы различного сопротивления (в зависимости от диапазона измеряемой силы тока) и стабилизаторы (для селективных устройств). Жидкокристаллический дисплей и микроконтроллер в составе амперметра обычно объединены в так называемую цифровую измерительную головку (ЦИГ).

Сейчас в продаже есть много конструкций такого устройства, на их основе можно собрать собственную схему амперметра или вольтметра.

Такая головка работает на измерение как силы тока, так и уровня напряжения. Их основное преимущество перед традиционными индикаторами, используемыми в старых аналоговых устройствах – высокая точность, хотя цифровая измерительная головка и требует дополнительного источника питания.

Для измерений используются шунты со стандартным номиналом сопротивлений: для обычных амперметров переменного тока и селективных устройств – не более 2 Ом, для универсальных обычно 3 Ом.

К отдельной категории амперметров относится демонстрационный прибор для лабораторий и классов научных заведений, который отличается широким диапазоном измерений (0,01–9,99 А) и обычно имеет режим гальванометра.

Правила подключения

Для получения правильных результатов измерения силы тока необходимо соблюдать определённые правила включения прибора в цепь и, конечно, технику безопасности. Например, ни в коем случае не подключайте амперметр напрямую к клеммам источника питания. Это вызовет короткое замыкание.

Силу тока всегда измеряют через последовательное подключение, причём в сильноточные сети амперметр включают с шунтом, трансформатором или магнитным усилителем.

Общая инструкция включения амперметра в цепь предусматривает установку правильного предела измерения и подбор соответствующего шунта или трансформатора. Номинал шунта должен соответствовать тому пределу измерения, который был выбран, например, посредством ручного селектора (на переносных моделях) или указан в маркировке прибора. Иначе резисторы амперметра могут перегореть (при превышении предела силы тока).

Перед включением прибора в цепь определите, какой в ней может быть максимальный ток.

Это значение можно рассчитать, например, по мощности потребителя или — как чаще всего делают — по закону Ома, имея в качестве исходных данных напряжение на клеммах источника тока и общее сопротивление цепи.

Затем вам нужно установить режим, в котором будет работать прибор. На моделях переносного типа это легко делается соответствующим ручным селектором, на программируемых модулях – с помощью специальных джамперов-перемычек. Суть в том, что в амперметре должны быть задействованы резисторы, способные выдержать соответствующий предел измеряемой силы тока. После этого вы можете подключить устройство к шунту или трансформатору (если измерение не предусматривает включение амперметра в цепь напрямую).

Здесь следует учесть, что использование шунта неверного номинала приведёт к ошибкам в измерениях.

Некоторые модели цифровых амперметров могут подразумевать какой-либо алгоритм настройки для подключения различных типов трансформаторов.

Следующий шаг – подача питания. С этого момента необходимо соблюдать осторожность при выполнении измерений, не прикасаться к любым незаизолированным частям проводников или микросхемы. После этого вы можете считать показания с дисплея.

В следующем видео представлен обзор цифрового амперметра и рассмотрен принцип его работы.

СХЕМА АМПЕРМЕТРА

   Некоторые схемы и устройства, например усилители мощности, автомобильные зарядные устройства, лабораторные источники питания, могут иметь токи, которые достигают до 20 ампер и более. Ясно, что пару ампер можно легко померять обычным дешёвым мультиметром, а как быть с 10, 15, 20 и более ампер? Ведь даже на не очень больших нагрузках встроенные в амперметры шунтирующие резисторы в течение длительного времени замера, иногда даже часов, могут перегреться и в худшем случае поплавится.

   Профессиональные инструменты для измерения больших токов, достаточно дорогие, так что имеет смысл собрать схему амперметра самому, тем более ничего тут сложного нет.

Электрическая схема мощного амперметра


   Схема, как вы можете видеть, очень простая. Её работа уже испытана многими производителями, и большинство промышленных амперметров работают таким же образом. Например, вот эта схема тоже использует данный принцип.

Рисунок платы мощного амперметра


   Особенность заключается в том, что в данном случае используется шунт (R1) с сопротивлением очень низкого значения — 0.01 Ом 1% 20W — это дает возможность рассеять совсем немного тепла.

Работа схемы амперметра


   Работа схемы довольно проста, при прохождении определенной тока через R1 будет падение напряжения на нём, его можно измерить, для этого напряжение усиливается операционным усилителем OP1 и поступает далее на выход через контакт 6 на внешний вольтметр, включенный на пределе 2V.

   Настройки будут заключаться в установке ноля на выходе амперметра при отсутствии тока, и в калибровке, сравнивая его с другим, образцовым инструментом для замера тока. Питается амперметр стабильным симметричным напряжением. Например от 2-х батареек по 9 вольт. Для измерения тока подключите датчик к линии и мультиметр в диапазоне 2V — смотрите показания. 2 вольта будет соответствовать току 20 ампер.

Испытания схемы амперметра


   С помощью мультиметра и нагрузки, например небольшой лампочки или сопротивления, мы будем измерять ток нагрузки. Подключим амперметр и получаем показания тока с помощью мультиметра. Рекомендуем выполнить несколько тестов с разными нагрузками, чтобы сравнить показания с эталонным амперметром и убедиться, что все работает правильно. Скачать файл печатной латы можете здесь.

Originally posted 2019-08-17 19:22:36. Republished by Blog Post Promoter

Амперметр цифровой сделать самому своими руками. Цифровые амперметры и вольтметры

Амперметры – это устройства, которые используются с целью определения силы тока в цепи. Цифровые модификации изготавливаются на базе компараторов. По точности измерения они различаются. Также важно отметить, что приборы могут устанавливаться в цепи с постоянным и переменным током.

По типу конструкции различают щитовые, переносные, а также встроенные модификации. По назначению есть импульсные и фазочувствительные устройства. В отдельную категорию выделены селективные модели. Для того чтобы более подробно разораться в приборах, важно узнать устройство амперметра.

Схема амперметра

Обычная схема цифрового амперметра включает в себя компаратор вместе с резисторами. Для преобразования напряжения применяется микроконтроллер. Чаще всего он используется с опорными диодами. Стабилизаторы устанавливаются только в селективных модификациях. Для увеличения точности измерений используются широкополосные фильтры. Фазовые устройства оснащаются трансиверами.

Модель своими руками

Собрать цифровой амперметр своими руками довольно сложно. В первую очередь для этого потребуется качественный компаратор. Параметр чувствительности должен составлять не менее 2. 2 мк. Минимальное разрешение он обязан выдерживать на уровне в 1 мА. Микроконтроллер в устройстве устанавливается с опорными диодами. Система индикации подсоединяется к нему через фильтр. Далее, чтобы собрать цифровой амперметр своими руками нужно установить резисторы.

Чаще всего они подбираются коммутируемого типа. Шунт в данном случае должен располагаться за компаратором. Коэффициент деления прибора зависит от трансивера. Если говорить про простую модель, то он используется динамического типа. Современные устройства оснащаются сверхточными аналогами. Источником стабильного тока может выступать обычная батарейка литий-ионного типа.

Устройства постоянного тока

Цифровой амперметр постоянного тока выпускается на базе высокочувствительных компараторов. Также важно отметить, что в приборах устанавливаются стабилизаторы. Резисторы подходят только коммутируемого типа. Микроконтроллер в данном случае устанавливается с опорными диодами. Если говорить про параметры, то минимальное разрешение устройств равняется 1 мА.

Модификации переменного тока

Амперметр (цифровой) переменного тока можно сделать самостоятельно. Микроконтроллеры у моделей используются с выпрямителями. Для увеличения точности измерения применяются фильтры широкополосного типа. Сопротивление шунта в данном случае не должно быть меньше 2 Ом. Чувствительность у резисторов обязана составлять 3 мк. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Также важно отметить, что для сборки понадобится триод. Припаивать его необходимо непосредственно к компаратору. Допустимая ошибка приборов данного типа колеблется в районе 0.2 %.

Импульсные приборы измерения

Импульсные модификации отличаются наличием счетчиков. Современные модели выпускаются на базе трехразрядных устройств. Резисторы используются только ортогонального типа. Как правило, коэффициент деления у них равняется 0.8. Допустимая ошибка в свою очередь составляет 0.2%. К недостаткам устройств можно отнести чувствительность к влажности среды. Также их запрещается использовать при минусовых температурах. Самостоятельно собрать модификацию проблематично. Трансиверы в моделях применяются только динамического типа.

Устройство фазочувствительных модификаций

Фазочувствительные модели продаются на 10 и 12 В. Параметр допустимой ошибки у моделей колеблется в районе 0.2%. Счетчики в устройствах применяются только двухразрядного типа. Микроконтроллеры используются с выпрямителями. Повышенной влажности амперметры данного типа не боятся. У некоторых модификаций имеются усилители. Если заниматься сборкой устройства, то потребуются коммутируемые резисторы. Источником стабильного тока может выступать обычная литий-ионная батарейка. Диод в данном случае не нужен.

Перед установкой микроконтроллера важно припаять фильтр. Преобразователь для литий-ионной потребуется переменного типа. Показатель чувствительности у него находится на уровне 4.5 мк. При резком падении напряжения в цепи необходимо проверить резисторы. Коэффициент деления в данном случае зависит от пропускной способности компаратора. Минимальное давление приборов данного типа не превышает 45 кПа. Непосредственно процесс преобразования тока занимает около 230 мс. Скорость передачи тактового сигнала зависит от качества счетчика.

Схема селективных устройств

Селективный цифровой амперметр постоянного тока изготавливается на базе компараторов с высокой пропускной способностью. Допустимая ошибка моделей равняется 0.3 %. Работают устройства по принципу одностадийного интегрирования. Счетчики используются только двухразрядного типа. Источники стабильного тока устанавливаются за компаратором.

Резисторы применяются коммутируемого типа. Для самостоятельной сборки модели потребуются два трансивера. Фильтры в данном случае могут значительно повысить точность измерений. Минимальное давление приборов лежит в районе 23 кПа. Резкое падение напряжения наблюдается довольно редко. Сопротивление шунта, как правило, не превышает 2 Ом. Токоизмерительная частота зависит от работы компаратора.

Универсальные приборы измерений

Универсальные приборы измерений подходят больше для бытового использования. Компараторы в устройствах часто устанавливаются не большой чувствительности. Таким образом, допустимая ошибка лежит в районе 0.5%. Счетчики используются трехразрядного типа. Резисторы применяются на базе конденсаторов. Триоды встречаются как фазового, так и импульсного типа.

Максимальное разрешение приборов не превышает 12 мА. Сопротивления шунта, как правило, лежит в районе 3 Ом. Допустимая влажность для устройств составляет 7 %. Предельное давление в данном случае зависит от установленной системы защиты.

Щитовые модели

Щитовые модификации производятся на 10 и 15 В. Компараторы в устройствах устанавливаются с выпрямителями. Допустимая ошибка приборов составляет не менее 0.4 5. Минимальное давление устройств равняется около 10 кПа. Преобразователи применяются в основном переменного типа. Для самостоятельной сборки устройства не обойтись без двухразрядного счетчика. Резисторы в данном случае устанавливаются со стабилизаторами.

Встраиваемые модификации

Цифровой встраиваемый амперметр выпускается на базе опорных компараторов. Пропускная способность у моделей довольно высокая, и допустимая погрешность равняется около 0.2 %. Минимальное разрешение приборов не превышает 2 мА. Стабилизаторы используются как расширительного, так и импульсного типа. Резисторы устанавливаются высокой чувствительности. Микроконтроллеры часто применяются без выпрямителей. В среднем процесс преобразования тока не превышает 140 мс.

Модели DMK

Цифровые амперметры и вольтметры данной компании пользуются большим спросом. В ассортименте указанной фирмы имеется множество стационарных моделей. Если рассматривать вольтметры, то они выдерживают максимальное давление 35 кПа. В данном случае транзисторы применяются тороидального типа.

Микроконтроллеры, как правило, устанавливаются с преобразователями. Для лабораторных исследований устройства данного типа подходят идеально. Цифровые амперметры и вольтметры этой компании производятся с защищенными корпусами.

Устройство Торех

Указанный амперметр (цифровой) производится с повышенной проводимостью тока. Максимальное давление устройство выдерживает в 80 кПа. Минимальная допустимая температура амперметра равняется -10 градусов. Повышенной влажности указанный измерительный прибор не боится. Устанавливать его рекомендуется рядом с источником тока. Коэффициент деления равняется только 0.8. Максимальное давление амперметр (цифровой) выдерживает в 12 кПа. Потребляемый ток устройства составляет около 0.6 А. Триод используется фазового типа. Для бытового использования данная модификация подходит.

Устройство Lovat

Указанный амперметр (цифровой) делается на базе двухразрядного счетчика. Проводимость тока модели равняется только 2.2 мк. Однако важно отметить высокую чувствительность компаратора. Система индикации используется простая, и пользоваться прибором очень комфортно. Резисторы в этот амперметр (цифровой) установлены коммутируемого типа.

Также важно отметить, что они способны выдерживать большую нагрузку. Сопротивление шунта в данном случае не превышает 3 Ом. Процесс преобразования тока происходит довольно быстро. Резкое падение напряжения может быть связано только с нарушением температурного режима прибора. Допустимая влажность указанного амперметра равняется целых 70 %. В свою очередь максимальное разрешение составляет 10 мА.

Модель DigiTOP

Этот цифровой вольтметр-амперметр постоянного тока выпускается с опорными диодами. Счетчик в нем предусмотрен двухразрядного типа. Проводимость компаратора находится на отметке в 3.5 мк. Микроконтроллер применяется с выпрямителем. Чувствительность тока у него довольно высокая. Источником питания выступает обычная батарейка.

Резисторы используются в приборе коммутируемого типа. Стабилизатор в данном случае не предусмотрен. Триод установлен только один. Непосредственно преобразование тока происходит довольно быстро. Для бытового использования этот прибор подходит хорошо. Фильтры для увеличения точности измерения предусмотрены.

Если говорить про параметры вольтметра–амперметра, то важно отметить, что рабочее напряжение находится на уровне 12 В. Потребление тока в данном случае равняется 0.5 А. Минимальное разрешение представленного прибора составляет 1 мА. Сопротивление шунта располагается на отметке в 2 Ом.

Коэффициент деления вольтметра-амперметра только 0.7. Максимальное разрешение указанной модели составляет 15 мА. Непосредственно процесс преобразования тока занимает не более 340 мс. Допустимая ошибка указанного прибора располагается на уровне в 0.1 %. Минимальное давление система выдерживает в 12 кПа.

ЖК-цифровой мультиметр Вольтметр Амперметр AC DC OHM Тестер зуммера цепи тока для печатных плат Автоматическое отображение полярности / Тест диодов / Тест P-N перехода / Тест HFE транзистора: Amazon.com: Инструменты и товары для дома


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • ЖК-цифровой мультиметр, вольтметр, амперметр, переменный ток, постоянный ток, Ом, токовая цепь, зуммер, тестер
  • Мультиметр с цифровым ЖК-дисплеем, может использоваться для проверки напряжения постоянного и переменного тока в Омах, а также для капитального ремонта всех видов печатных плат.Автоматическое отображение полярности / проверка диодов / проверка соединения P-N транзистора / проверка HFE транзистора
  • Синяя подсветка ЖК-дисплея, 1999 отсчетов, обновления 2–3 / сек и 3 ½-дюймовый дисплей
  • Автоматическое выключение и функция удержания данных
  • Вы можете использовать мультиметр в других местах, таких как фабрика, школьная лаборатория, домашнее хобби, ремонт машин и т. Д.
]]>
Характеристики данного продукта
Фирменное наименование United Export Services uk ltd
Ean 50606455
Материал пластик
Тип измерения Амперметр, Мультиметр, Вольтметр
Номер детали 50606455
Код UNSPSC 31000000

Что такое цифровой амперметр? (с иллюстрациями)

Цифровой амперметр — это устройство, которое вставляется в цепь для измерения электрического тока в амперах (А). Некоторые модели работают от электричества, но большинство из них работает от батарей и может использоваться для измерений на открытом воздухе. Как и аналоговый амперметр, цифровой амперметр должен иметь очень низкое сопротивление, чтобы характеристика тестируемой цепи не изменилась при установке цифрового амперметра.

Амперметры обычно имеют очень низкое сопротивление, так что они кажутся короткими замыканиями.Например, когда переключатель питания выключен, между выводами переключателя действительно существует очень высокое сопротивление. Подключив амперметр вместо выключателя, можно восстановить непрерывность тока. Очень маленькое сопротивление амперметра делает возможным измерение тока.

Сопротивление амперметра обычно меньше 0.1 Ом, это почти короткое замыкание. Примером элемента амперметра является шунтирующее сопротивление 0,001 Ом. Цифровая часть цифрового амперметра основана на уравнении закона Ома, которое связывает напряжение на сопротивлении 0,001 Ом и ток через него. Падение на 1 вольт (В) на сопротивлении 0,001 Ом соответствует 1000 А. Закон Ома гласит, что напряжение является произведением сопротивления в омах и силы тока в амперах.

Значение напряжения 0. Сопротивление шунта 001 Ом пропорционально фактическому току через цифровой амперметр. Например, 0 В означает 0 А, а 0,001 В означает 1 А. Цепь цифрового считывания цифрового амперметра образца откалибрована для внутреннего измерения напряжения, но отображает текущую панель, которая может показывать от 0 до 1 А. Предполагается, что шунт может безопасно рассеивать 1 ватт (Вт).

Если амперметр должен рассеивать 1 Вт, то может быть целесообразно использовать этот амперметр в приложениях, где исходная рассеиваемая мощность как минимум в сто раз превышает расчетную рассеиваемую мощность при полной мощности амперметра. Например, электрическая розетка на 110 В подает ток 1 А на лампочку 110 В с сопротивлением 1 Ом. Если вставлен цифровой амперметр, полное сопротивление, которое будет отображаться, составляет 1,001 Ом. Цифровая схема цифрового амперметра будет считывать ток, очень близкий к 1 А или 0,99999 А, из-за небольшого увеличения общего сопротивления источника питания 110 В, когда был вставлен амперметр.

Принцип работы, принципиальная схема, типы и применение

Мы знаем, что счетчик — это электронное устройство, используемое для измерения определенной величины, и оно связано с системой измерения.Точно так же амперметр — это не что иное, как амперметр, используемый для измерения силы тока. Здесь ампер — это единица измерения тока, а амперметр используется для измерения тока. Существует два вида электрического тока: переменный и постоянный. Переменный ток изменяет направление тока через равные промежутки времени, тогда как постоянный ток подает ток в одном направлении. В этой статье обсуждается обзор амперметра, схемы, типов и приложений.


Что такое амперметр?

Определение: Устройство или инструмент, который используется для измерения силы тока, называется амперметром.Единица измерения тока — ампер. Таким образом, это устройство измеряет ток в амперах и называется амперметром или амперметром. Однако на практике внутреннее сопротивление этого устройства равно «0»; он имеет некоторое внутреннее сопротивление. Диапазон измерения этого устройства в основном зависит от величины сопротивления. Схема амперметра показана ниже.

Амперметр

Принцип работы амперметра в основном зависит от сопротивления, а также от индуктивного сопротивления. Это устройство имеет чрезвычайно меньший импеданс, потому что на нем должно быть меньше падения напряжения.Он включен последовательно, потому что ток в последовательной цепи одинаков.

Основная функция этого прибора — измерение силы тока с помощью набора катушек. Эти катушки имеют очень низкое сопротивление и индуктивное сопротивление. Символическое изображение амперметра показано ниже.

Принципиальная схема амперметра

Конструкция амперметра может быть выполнена двумя способами: последовательным и шунтирующим. Следующая схема представляет собой основную принципиальную схему, а соединение цепи амперметра последовательно и параллельно показано ниже.

последовательная цепь

После того, как это устройство будет последовательно подключено к цепи, через счетчик будет протекать общий ток измеряемой величины. Таким образом, потеря мощности происходит внутри амперметра из-за их внутреннего сопротивления и измеряемого тока. Эта цепь имеет меньшее сопротивление, поэтому в ней будет меньше падения напряжения.

Здесь сопротивление этого устройства остается небольшим по таким причинам, как общий ток измеряемой величины, протекающий через амперметр, и меньшее падение напряжения на устройстве.

параллельная цепь

Когда через это устройство протекает большой ток, внутренняя цепь устройства будет повреждена. Чтобы решить эту проблему в цепи, сопротивление шунта можно подключить параллельно амперметру. Если по всей цепи подается большой ток измеряемой величины, основной ток будет проходить через сопротивление шунта. Это сопротивление не повлияет на работу устройства.

Классификация / Типы амперметров

Они подразделяются на различные типы в зависимости от их применения, в том числе следующие.

  • Подвижная катушка
  • Электродинамический
  • Механический утюг
  • Hotwire
  • Цифровой
  • Интеграция
Подвижная катушка

Этот тип амперметра используется для измерения переменного и постоянного тока. Это устройство использует магнитное отклонение, при котором ток через катушку заставляет двигаться в магнитном поле. Катушка в этом устройстве свободно перемещается между полюсами постоянного магнита.


Электродинамический

Амперметр этого типа включает подвижную катушку, которая вращается в генерируемом поле через неподвижную катушку.Основная функция этого устройства — измерение переменного и постоянного тока с точностью от 0,1 до 0,25%. Точность этого устройства высока по сравнению с подвижной катушкой и подвижной катушкой с постоянным магнитом. Калибровка устройства одинакова для переменного и постоянного тока.

Механический утюг

Этот тип амперметра используется для расчета переменного тока и напряжения. В этом устройстве подвижная система включает в себя специально созданные куски мягкого железа, которые перемещаются под действием электромагнитной силы неподвижной катушки с проволокой.Эти типы устройств подразделяются на два типа: отталкивание и притяжение. Это устройство включает в себя различные компоненты, такие как подвижный элемент, катушку, управление, демпфирование и отражающий момент.

Горячий провод

Используется для измерения переменного или постоянного тока, передавая его по проводу, чтобы он нагрелся и расширился. Это называется горячей проволокой. Принцип работы этого устройства заключается в увеличении провода за счет теплового эффекта от проходящего через него тока. Это используется как для переменного, так и для постоянного тока.

Амперметр цифровой

Этот тип устройства используется для измерения силы тока в амперах и отображает значения на цифровом дисплее. Проектирование этого устройства может быть выполнено путем использования шунтирующего резистора для создания калиброванного напряжения, пропорционального протеканию тока. Эти инструменты предоставляют информацию о текущем потреблении и непрерывности, чтобы помочь потребителю в устранении неполадок переменных нагрузок и тенденций.

Интеграция

В этом устройстве протекание тока суммируется с течением времени и дает произведение времени и тока. Эти устройства рассчитывают всю энергию, подаваемую через цепь за определенный промежуток времени. Лучшим примером этого интегрирующего устройства является счетчик ватт-часов, поскольку он измеряет энергию непосредственно в ватт-часах.

Влияние температуры в амперметре

Амперметр легко подвержен влиянию внешней температуры. Таким образом, изменение температуры вызовет ошибку в считывании. Чтобы преодолеть это, используется сопротивление заболачиванию, поскольку температурный коэффициент этого сопротивления равен нулю.В следующей схеме амперметр и сопротивление затухания подключены последовательно, так что влияние температуры на это может быть уменьшено.

эффект температуры

Это устройство включает предохранитель для защиты от внешнего сильного тока. Если ток через цепь велик, цепь выйдет из строя, и амперметр не будет измерять ток, пока он не будет заменен другим. Таким образом можно уменьшить температурное воздействие на это устройство.

Приложения

Применения амперметра включают следующее.

  • Применение этого устройства будет варьироваться от школ до промышленных предприятий.
  • Они используются для измерения тока в зданиях, чтобы убедиться, что он не слишком низкий или слишком высокий.
  • Используется на производственных предприятиях и предприятиях КИПиА для проверки работоспособности устройств.
  • Используется с термопарой для проверки температуры.
  • Электрики часто используют эти устройства для проверки неисправностей электрических цепей в здании.

Часто задаваемые вопросы

1). Какова функция амперметра?

Измерительное устройство, используемое для измерения протекания тока в цепи.

2). Кто изобрел амперметр?

В 1884 году Фридрих Дрекслер изобрел первый амперметр, похожий на счетчик с подвижным железом.

3). Какая единица СИ для электрического тока?

Ампер

4). Что такое амперметр переменного тока?

Устройство, используемое для измерения переменного тока, подаваемого через электрическую цепь, известно как амперметр переменного тока.

5). Какая формула для тока?

По закону Ома ток (I) = напряжение (В) / сопротивление (R)

Таким образом, это обзор амперметра и сопротивление идеального амперметра равно нулю. Из приведенной выше информации, наконец, можно сделать вывод, что эти устройства очень важны для измерения тока в различных электрических и электронных схемах. Вот вам вопрос, какова функция амперметра типа MC?

AMM-TE ICL7107 4 цифры сегмента цифровой дисплей амперметр комплект DIY модуль DC 5 В 35 мА DIY амперметр

Представление продукта:

1.Модель: AMM-TE
2.Размер печатной платы: 70,6 * 39 мм
3.Размер окна дисплея: 51 * 24 мм
4.Рабочее напряжение: 5 В постоянного тока
5. рабочий ток: 35 мА
6. точность измерения: +/- 1 мА
7. диапазон измерения: 0-2A
8.Отображение за пределами диапазона: первый бит отображает 1 или -1
9.Цвет дисплея: красный

Упаковочный лист:

Имя Спецификация Код Кол-во
Металлопленочный резистор 0. 1 Ом / 2 Вт R5 1
Металлопленочный резистор 2 кОм R1, R9 2
Металлопленочный резистор 56 кОм R2 1
Металлопленочный резистор 1 МОм R6 1
Металлопленочный резистор 100 Ом R3 1
Металлопленочный резистор 270 Ом R10 1
Металлопленочный резистор 20 кОм R8 1
Металлопленочный резистор 47 кОм R7 1
Металлопленочный резистор 100 кОм R4 1
Монолитный конденсатор 100пФ C1 1
Монолитный конденсатор 0. 1 мкФ C8 1
Монолитный конденсатор 0,47 мкФ C4 1
CBB Конденсатор 0,1 мкФ C2 1
CBB Конденсатор 0.22 мкФ C5 1
Конденсатор полиэфирный 0,01 мкФ C3 1
Электролитический конденсатор 10 мкФ / 25 В C6, C7 2
Диод IN4148 D1, D2, D3 3
Стабилизаторный диод ST5V1 ZD1 1
Триод C1815 1 квартал 1
Индуктор 2.2 мГн L1 1
Цифровая трубка 1 бит общий анод красный DS1-DS4 4
IC ICL7101 U1 1
IC TL431A U2 1
Потенциометр 3296 1 кОм VR1 1
IC Socket 40P U1 1
Клемма подключения J2 1
Клемма подключения 301-2П J1 1
Провод питания 2P с одной головкой 1
Печатная плата 70. 6 * 39 мм 1
Доска фильтра 1 1
Shell 79 * 43 мм 1
Винт M1.7 * 6 мм 4


Схема:


Принцип схемы:

Амперметр AMM-TE в основном состоит из ICL7107, цепи питания, источника опорного напряжения,
входная цепь и схема отображения.
▲ 1. ICL7107 — это интегральная микросхема аналого-цифрового преобразования с выходом BCD, в ее состав входят: линейное усиление, аналоговый переключатель, генерация, управление дисплеем и т. Д.
▲ 2. Силовая цепь делится на положительную мощность и отрицательную мощность; положительная мощность вводится фильтрами J2, C8; отрицательный состоит из R8, Q1, L1, C6, C7, D2, D3 и ZD1, а генерируемое напряжение -5 В подается на 26-й вывод микросхемы.
▲ 3. Источник опорного напряжения состоит из R1, R2, VR1, R9 и U2; 36-контактный входной вывод опорного напряжения; Отрегулируйте потенциометр VR1, чтобы напряжение на 36-контактном контакте составляло 100 мВ.
▲ 4. Входная цепь состоит из J1, R5, R6 и C3. Когда ток измеряемой цепи проходит через R5, он генерирует напряжение на R5; это напряжение будет поступать на 31-контактный разъем микросхемы через ограничение тока R6 и обрабатываться; C3 — конденсатор фильтрации входного напряжения.
▲ 5. Схема дисплея состоит из DS1-DS4, D1, D4; 4 цифровые лампы могут управляться непосредственно микросхемой, R10 — это ограничивающее ток сопротивление десятичных точек цифровых ламп DS1-DS3.


Готовый продукт Отладка:

1.После подключения к источнику постоянного тока 5 В (обратите внимание на полярность) цифровая трубка будет отображать -,000 или 0,000, это нормально.
2. Используйте мультиметр для измерения напряжения между 36-контактным и 35-контактным микросхемами и отрегулируйте потенциометр VR1, пусть оно будет 100 мВ

Ключевые точки Опорное значение напряжения:

1. чип 1-контактный и 21-контактный напряжение 5В
2. чип 36-контактный и 21-контактный напряжение 100 мВ
3. чип 26-контактный и 21-контактный напряжение -5В

Предупреждение : Принимая во внимание авторские права партнеров, запрещено использовать наши изображения или видео без разрешения.
Мы не несем ответственности за какие-либо жалобы от наших партнеров, если вы использовали изображения / видео произвольно.

I. Протестировано выдающимся партнером ICStation ELECTROJUANYU:

Подробнее читайте в видео:
(язык видео — испанский )

II.Протестировано выдающимся партнером ICStation arduinoLab:

Подробнее читайте в видео:
(язык видео — Русский )