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Multímetro de bolsillo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Una característica de este multímetro es un interruptor electrónico de límites de medición y una unidad original para hacer coincidir las salidas del BIS KR572PV2 con un indicador de cristal líquido. El dispositivo funciona con una batería "Korund", cuya energía es suficiente para 50 horas de funcionamiento continuo. La tensión mínima a la que todavía funciona el multímetro es de 6,5 V. A este valor, el LCD "se apaga", aunque la parte electrónica del avómetro funciona correctamente cuando la tensión de alimentación desciende a 5,6 V.

La unidad de medida del dispositivo se realiza en el amplificador operacional (op-amp) DA2 (ver diagrama esquemático) y en el LSI DD6. Este CMOS de estructura LSI opera según el principio de integración doble a 3,5 lugares decimales con salidas para controlar indicadores LED de siete segmentos. La corriente máxima consumida por el LSI de la serie KR572PV2 de ambas fuentes de alimentación no es más de 1,8 mA, la corriente de salida del orden más significativo es de al menos 10 mA, el resto es de al menos 5 mA.

El coeficiente de atenuación de la señal de modo común ADC alcanza los 100 dB, el error de conversión no supera las 1, 3 y 5 unidades de conteo, respectivamente para KR572PV2A, KR572PV2B y KR572PV2V. Los parámetros especificados están garantizados a una temperatura de 25±10°С y tensiones de alimentación de +5 V (Upit1.) y -5 V (Upit2.) con ±1% de inestabilidad.

Tensión de alimentación Upit1. puede estar en el rango de +4,5 a +5,5 V, Upit.2, de -8 a -4,5 V. Los voltajes de entrada y de referencia no deben exceder el voltaje de las fuentes de alimentación. Para que el LSI no falle, primero se conecta a un cable común (pines 21 y 32), y luego se aplican voltajes en serie: potencia (pines 1 y 26), eje (pines 35 y 36) y, finalmente, entrada (pines 30 y 31). Alivie la tensión en orden inverso. Al convertir la señal de entrada, medida en relación con el cable común, las conclusiones 30, 32 y 35 MC se conectan al cable común.

En este multímetro, la inclusión del BIS KR572PV2 difiere del típico. Característica: en el trabajo en un indicador de cristal líquido, cuyas salidas de segmentos están conectadas a través de diodos VD14-VD36 a las salidas LSI y a través de resistencias R34-R59 al cable LCD común. Se le aplica un voltaje pulsado con una frecuencia de 1 kHz. Tal inclusión del microcircuito KR572PV2 le permite trabajar con la pantalla LCD; sin embargo, en este caso, el componente constante del voltaje en los segmentos del indicador excede un poco el valor permitido. La frecuencia de repetición de pulsos del generador de reloj, que forma parte del LSI, está determinada por los elementos R71, C20 y es igual a 40 kHz. El voltaje medido a través del interruptor SA1 se suministra al atenuador electrónico formado por el multiplexor DD2 y el amplificador operacional DA1.

La escala de medida seleccionada corresponde a un determinado código binario en los terminales 9 y 10 del multiplexor, que introduce la resistencia correspondiente formada por las resistencias R25, R27, R29, R33 en el circuito de realimentación del amplificador operacional. Estas resistencias, según el código de control del multiplexor, proporcionan las siguientes relaciones de transferencia desde el terminal de entrada X1 a la salida DA1: 1, 0,1, 0,01; 0,001. La resistencia de entrada del multímetro al medir voltajes está determinada por la resistencia R8. Junto con los diodos VD4 y VD5, brinda protección al chip DA1 contra sobrecargas si el voltaje de entrada excede accidentalmente el valor límite de la escala seleccionada. Al medir la corriente dentro de 1, 10, 100 mA, el coeficiente de transferencia del atenuador electrónico toma los siguientes valores: 100; 10; 1. La medida de corriente de 0,1 a 1A se realiza a través del zócalo X4. En este caso, la ganancia del circuito de entrada es 1.

En el modo de medición de voltaje o corriente constante, la señal a la entrada del LSI ADC proviene de la salida del microcircuito DA1. Al medir variables, una señal bipolar de la salida de DA1 se convierte en un rectificador unipolar ensamblado en el amplificador operacional DA2 y se alimenta a través de un filtro de suavizado a la entrada del LSI. En un rectificador bipolar, la estabilidad del voltaje cero de salida es proporcionada por la resistencia R62.La retroalimentación negativa sobre el voltaje alterno se lleva a cabo por el condensador C 15.

Al medir la resistencia, fluye una corriente a través de los conectores de entrada del multímetro y la resistencia conectada a ellos, cuyo valor no depende del valor de la resistencia medida. Es generado por un generador de corriente estable, ensamblado en transistores VT2-VT4. El multiplexor DD1, según el límite seleccionado, conecta una de las resistencias R12 - R15, configurando el valor requerido de corriente estable.

El dispositivo de selección de límite de medición se basa en microcircuitos DD4, DD5 y contiene dos flip-flops RS (DD4.1 y DD4.2), un solo vibrador (DD4.3) y un contador reversible (DD5). Los niveles lógicos de las salidas Q1 y Q2 del contador DD5 controlan el funcionamiento de los multiplexores DD1 y DD2 y determinan así el límite de medida seleccionado. El código 00 corresponde al límite de medida 2; 01-20; 10-200, 11-2000 V (mA, kOhm).

Cuando se enciende el multímetro, se establece el código 5 en la salida del contador DD01 y se enciende el límite de 20 V (mA, kOhm). Seleccione el límite de medición requerido presionando el botón SB1 o SB2. En el primer caso (+1) hay una transición a un límite de medición más grande, en el segundo (-1) - a uno más pequeño. En la pantalla LCD, esto se indica moviendo el punto decimal hacia la derecha o hacia la izquierda. Veamos cómo sucede esto. Cuando se presiona SB1 (SB2), la corriente de carga del capacitor C5 (C6) hace que aparezca un pulso positivo en la entrada del flip-flop RS DD4.1 (DD4 2), y se dispara. La caída de voltaje en la salida de DD4.1 (DD4.2) inicia el one-shot DD4.3, cuyo pulso de salida se alimenta a la entrada de conteo del contador DD1 y cambia su estado a 5. El DD1 4 uno -shot a través de la cadena R3C32 afecta a los flip-flops RS DD11 y DD4.1, devolviéndolos a su estado original después de 4.2 µs. El modo de funcionamiento del contador DD100 establece el nivel lógico en la entrada ± 5: si hay un 1 lógico, entonces se produce la suma, si se resta el 1 lógico. En el multímetro, el nivel cero está presente en la entrada ±0 del chip DD1 todo el tiempo, pero cuando presiona el botón SB5 (+1), aparece una unidad lógica en esta entrada, desaparece después de escribir 1 en el contador La duración del pulso positivo en la entrada es ±1 del contador DD1 es de aproximadamente 5 µs.

El método descrito para cambiar los límites de medición se eligió con la perspectiva de crear un multímetro basado en este dispositivo con selección automática de límites. Las tensiones de alimentación de +5,5 V y -4,7 V son generadas por una unidad de potencia compuesta por un estabilizador y un convertidor de polaridad. Un voltaje positivo forma un estabilizador ensamblado en los transistores VT1, VT5, VT6. Dicho estabilizador tiene un factor de estabilización de voltaje de al menos 500 y protección contra cortocircuitos. Cuando enciende el multímetro, el circuito de activación, que consta de los elementos C1, VD1, R6, lleva el estabilizador al modo de funcionamiento. La caída de tensión en el transistor regulador VT1 del estabilizador es de solo 0,05-0,1 V.


Diagrama esquemático (click para agrandar)


Placa de circuito

DA1, DA2 K544UD1A, DD1, DD2 K564KP1, DD3 K564LA7, DD4 K564TR2, DD6 KR572PV2B, VT1, VT7 K.T361B; VT2 - VT4 KT3107B, VT5, VT6, VT8 KT315B, VD1, VD6. VD7, VD10, VD11, VD14 - VD36 KD103A, VD4, VD5 KD503B, VD8, VD9. VD12. VD13 D9D

Los principales parámetros técnicos del multímetro:

  • Límites superiores de medición:
  • tensión continua (V), corriente (mA) y resistencia (kΩ) ....... 2; 20;200;2000
  • voltaje (V) y corriente alterna (mA) ............................................... ...... .... 1;10;100;1000
  • Resistencia de entrada, mOhm .......... 1
  • Error de medición básico:
  • Voltaje constante, %. ....... una
  • Voltaje de corriente alterna, %. ....... 3
  • corriente continua,%....................... 1
  • corriente alterna, % ....................... 3
  • resistencia, %.......................... 1
  • Rango de frecuencia de medición:
  • Voltaje CA, kHz .... 0,02-20
  • CA, kHz ....... 0.02-10
  • Caída de voltaje en la entrada al medir la corriente no dentro de 0,1 y 1 A, V ....... no más de 1
  • en otros límites, V .... no más de 0,1
  • Consumo de corriente, mA ....... no más de 8
  • Dimensiones, mm . 130x63x25
  • Peso, gramos ........ 185

En un convertidor que contiene un generador, una etapa de transistor de salida y un multiplicador de voltaje capacitivo, se obtiene un voltaje de polaridad negativa de -4,7 V. El voltaje de salida del generador ensamblado en un chip DD3 es una secuencia de pulsos con una frecuencia de aproximadamente 1 kHz. Estos pulsos se alimentan a las bases de los transistores VT7 y VT8 de la etapa de salida y los abren y cierran alternativamente. Cuando el transistor VT7 está abierto, el capacitor SU se carga a través de él y el diodo VD8, y cuando VT8, el capacitor C 10 se descarga a través de él y el diodo VD9, cargando el capacitor C9, donde hay un voltaje negativo de -4,7 V. Dado que se aplica un voltaje estabilizado a la etapa de salida del convertidor y la carga del circuito de -4,7 V no cambia, entonces el voltaje negativo es estable.

La amplitud de la ondulación de voltaje negativo bajo carga no supera los 10 mV.La corriente consumida por la fuente de alimentación sin carga es de 1,5-2 mA.

El multímetro utiliza principalmente resistencias MLT con una tolerancia de ± 5% y solo una resistencia R4 marca C1 8 tiene una tolerancia de ± 1% seleccione en un ohmímetro digital con una precisión de no menos de ± 3% Esta operación reducirá significativamente el multímetro tiempo de configuración. Resistencias de corte-SPZ-4. El dispositivo utiliza condensadores de óxido K8-9 y K25-27, condensadores constantes C29 - C33, C0,1 - C18 marca KM. Los botones para seleccionar los límites son microinterruptores del tipo MP-53 o MP-1, el interruptor de palanca de encendido-MT-53, los interruptores SA19-PG4-ZP-ZN, SA8 está compuesto por dos interruptores de palanca MP 11. Los elementos del multímetro se colocan en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 20 mm de espesor (ver foto). Las resistencias fijas y el MS DD9 se instalan verticalmente en la placa. Los elementos R12, R1, R1, R2 y FU3 están montados en el interruptor SA12. Para reducir el tamaño del dispositivo, la pantalla LCD se coloca sobre el LSI. En la figura de la placa, es necesario conectar los puntos A - A, B - C, G - G y 1-7, respectivamente, y conectar el punto D al terminal 3 DD4. Las resistencias R8 - R9 y los diodos VD2-VD1 no están marcados.

El establecimiento de un multímetro comienza con la verificación del nodo de alimentación. Su correcto funcionamiento se evidencia por la presencia de ambas tensiones de salida y el consumo de corriente en ausencia de carga no es superior a 2 mA. El voltaje de salida en el rango de 5,2-5,5 V se establece utilizando el diodo Zener VD3. En el modo de medición de corriente CC, con las tomas de salida no conectadas, en la pantalla LCD debe aparecer el número 000 o -000, que se reemplaza por la lectura -1888, si se aplican +5 V al pin 37 del BIS DD6. Pulsando los botones SB1 y SB2 se comprueba el funcionamiento del nodo de selección de límite de medida, controlando la correcta visualización de las comas. Si es necesario, controle los disparadores RS DD4.1 y DD4 2 del osciloscopio, el vibrador único DD4.3 y el contador DD5. Luego proceda a la prueba del atenuador electrónico. Para ello, en el modo de medida de tensión, se alimenta a la entrada del multímetro una señal de 1 V y una frecuencia de 1 kHz. La señal de salida se controla en el pin 6 del chip DA1. El coeficiente de transferencia del dispositivo de entrada depende del límite de medición seleccionado y debe ser 1, respectivamente; 0,1; 0,01; 0,001 dentro de 2, 20; 200; 2000 V (mA, k0m).

Si el divisor electrónico funciona correctamente, los conectores de entrada están en cortocircuito y la resistencia de corte R28 se establece en 0 en la salida del amplificador operacional DA1. A continuación, conecte el osciloscopio a la salida del chip DA2 (pin 6) y equilibre con una resistencia variable R53. En ambos casos, la precisión de puesta a cero es de ±0,1 mV. Para configurar la sensibilidad, el multímetro se cambia al modo de medición de voltaje de CC en un límite de 2 V. Después de aplicar un voltaje de CC calibrado de 1000 mV a la entrada, la lectura "69" se establece en la pantalla con una resistencia de corte R1.000 En el modo de medición de tensión CA, una señal de 1000 mV, frecuencia de 1 kHz y resistencia de corte R65 configuran el número "1.000" en la pantalla. Los valores de las resistencias R12-R15 se seleccionan con resistencias ejemplares conectadas a la entrada con una resistencia de 100 Ohm 10, 100 kOhm y 1 MΩ.

Autores: E. Velik, V. Efremov

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