Măsurarea curentului. Contor de curent TrueRMS fără contact

Unitatea de măsură de bază tensiune electrică este volt. În funcție de mărime, tensiunea poate fi măsurată în volți(ÎN), kilovolti(1 kV = 1000 V), milivolti(1 mV = 0,001 V), microvolți(1 µV = 0,001 mV = 0,000001 V). În practică, cel mai adesea ai de-a face cu volți și milivolți.

Există două tipuri principale de stres - permanentȘi variabil. Bateriile și acumulatorii servesc ca sursă de tensiune constantă. Sursă Tensiune AC poate servi, de exemplu, tensiune in reteaua electrica apartamente sau case.

Pentru a măsura utilizarea tensiunii voltmetru. Sunt voltmetre întrerupătoare(analogic) și digital.

Astăzi, voltmetrele indicator sunt inferioare celor digitale, deoarece acestea din urmă sunt mai convenabile de utilizat. Dacă, atunci când se măsoară cu un voltmetru indicator, citirile de tensiune trebuie calculate pe o scară, atunci rezultat digital măsurătorile sunt afișate imediat pe indicator. Și din punct de vedere al dimensiunilor, un instrument indicator este inferior celui digital.

Dar asta nu înseamnă că instrumentele pointer nu sunt folosite deloc. Există unele procese care nu pot fi văzute cu un instrument digital, așa că săgețile sunt mai des folosite întreprinderile industriale, laboratoare, ateliere de reparatii etc.

Pe electric scheme de circuite un voltmetru este indicat printr-un cerc cu majuscule Literă latină « V" interior. Aproape simbol voltmetrul este indicat prin litera sa „ P.U." Și număr de serieîn diagramă. De exemplu. Dacă există doi voltmetre în circuit, atunci lângă primul scriu „ PU 1", și despre al doilea" PU 2».

La măsurarea tensiunii continue, diagrama indică polaritatea conexiunii voltmetrului, dar dacă se măsoară tensiunea alternativă, polaritatea conexiunii nu este indicată.

Tensiunea se măsoară între două puncte scheme: în circuite electronice ah intre pozitivȘi minus stâlpi, în scheme electriceîntre fazăȘi zero. Voltmetru conectat paralel cu sursa de tensiune sau paralel cu secțiunea lanțului- o rezistență, o lampă sau o altă sarcină pe care trebuie măsurată tensiunea:

Să luăm în considerare conectarea unui voltmetru: în diagrama de sus, tensiunea este măsurată pe lampă HL1și simultan pe sursa de alimentare GB1. În diagrama de mai jos, tensiunea este măsurată pe lampă HL1 si rezistenta R1.

Înainte de a măsura tensiunea, determinați-o vedereși aproximativă mărimea. Faptul este că partea de măsurare a voltmetrelor este proiectată pentru un singur tip de tensiune, iar acest lucru duce la rezultate diferite de măsurare. Un voltmetru pentru măsurarea tensiunii continue nu vede tensiune alternativă, dar un voltmetru pentru tensiune alternativă, dimpotrivă, poate măsura tensiunea continuă, dar citirile sale nu vor fi precise.

De asemenea, este necesar să cunoașteți valoarea aproximativă a tensiunii măsurate, deoarece voltmetrele funcționează într-un domeniu de tensiune strict definit și, dacă faceți o greșeală în alegerea intervalului sau a valorii, dispozitivul poate fi deteriorat. De exemplu. Domeniul de măsurare al unui voltmetru este 0...100 Volți, ceea ce înseamnă că tensiunea poate fi măsurată numai în aceste limite, deoarece dacă o tensiune este măsurată peste 100 Volți, dispozitivul se va defecta.

Pe lângă dispozitivele care măsoară un singur parametru (tensiune, curent, rezistență, capacitate, frecvență), există și cele multifuncționale care măsoară toți acești parametri într-un singur dispozitiv. Un astfel de dispozitiv este numit tester(în mare parte acestea sunt săgeți instrumente de masura) sau multimetru digital.

Nu ne vom opri asupra testerului, acesta este subiectul altui articol, dar să trecem direct la multimetru digital. În cea mai mare parte, multimetrele pot măsura două tipuri de tensiune în intervalul 0...1000 Volți. Pentru ușurința măsurării, ambele tensiuni sunt împărțite în două sectoare, iar în cadrul sectoarelor în subdomenii: tensiunea DC are cinci subdomeni, tensiunea AC are două.

Fiecare subdomeniu are propria sa limită maximă de măsurare, care este indicată valoare digitală: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. De exemplu. La limita „200V”, tensiunea este măsurată în intervalul 0...200 Volți.

Acum procesul de măsurare în sine.

1. Măsurarea tensiunii continue.

Mai întâi ne hotărâm vedere tensiunea măsurată (DC sau AC) și mutați comutatorul în sectorul dorit. De exemplu, să luăm o baterie AA, a cărei tensiune constantă este de 1,5 volți. Selectăm sectorul de tensiune constantă, iar în el limita de măsurare este „2V”, al cărui domeniu de măsurare este de 0...2 volți.

Cablurile de testare trebuie introduse în mufe, așa cum se arată în figura de mai jos:

roșu de obicei se numește joja pozitiv, și se introduce în priză, vizavi de care se află pictogramele parametrilor măsurați: „VΩmA”;
negru se numeste joja minus sau generalși este introdus în soclul vizavi de care există pictograma „COM”. Toate măsurătorile sunt făcute în raport cu această sondă.

Utilizați sonda pozitivă pentru a atinge polul pozitiv al bateriei, iar sonda minus atinge polul negativ. Rezultatul măsurării de 1,59 volți este vizibil imediat pe indicatorul multimetrului. După cum puteți vedea, totul este foarte simplu.

Acum există o altă nuanță. Dacă sondele de pe baterie sunt schimbate, în fața celei va apărea un semn minus, care indică faptul că polaritatea conexiunii multimetrului este inversată. Semnul minus poate fi foarte convenabil în procesul de configurare a circuitelor electronice, atunci când trebuie să determinați magistralele pozitive sau negative de pe placă.

Ei bine, acum să luăm în considerare opțiunea când valoarea tensiunii este necunoscută. Vom folosi o baterie AA ca sursă de tensiune.

Să presupunem că nu știm tensiunea bateriei și, pentru a nu arde dispozitivul, începem să măsurăm de la limita maximă „600V”, care corespunde domeniului de măsurare de 0...600 Volți. Folosind sondele multimetrului atingem polii bateriei iar pe indicator vedem rezultatul masurarii egal cu „ 001 " Aceste numere indică faptul că nu există tensiune sau valoarea acesteia este prea mică sau domeniul de măsurare este prea mare.

Să mergem mai jos. Mutăm comutatorul în poziția „200V”, care corespunde domeniului 0...200 Volți și atingem polii bateriei cu sondele. Indicatorul a arătat citiri egale cu „ 01,5 " În principiu, aceste citiri sunt deja suficiente pentru a spune că tensiunea baterie AA este de 1,5 volți.

Cu toate acestea, zeroul din față sugerează să mergi și mai jos și să măsori tensiunea mai precis. Coborâm la limita „20V”, care corespunde intervalului de 0...20 Volți, și luăm din nou măsurarea. Indicatorul arăta „ 1,58 " Acum putem spune cu acuratețe că tensiunea bateriei AA este de 1,58 volți.

În acest fel, fără să cunoască valoarea tensiunii, o găsesc, scăzând treptat de la o limită mare de măsurare la una scăzută.

Există și situații când, la efectuarea măsurătorilor, unitatea „” este afișată în colțul din stânga indicatorului. 1 " O unitate indică faptul că tensiunea sau curentul măsurat este mai mare decât limita de măsurare selectată. De exemplu. Dacă măsurați o tensiune de 3 volți la limita „2V”, atunci va apărea o unitate pe indicator, deoarece domeniul de măsurare a acestei limite este de numai 0...2 volți.

Mai rămâne o limită „200m” cu un domeniu de măsurare de 0...200 mV. Această limită este menită să măsoare tensiuni foarte mici (milivolți), care sunt uneori întâlnite la configurarea unui proiect de radio amator.

2. Măsurarea tensiunii AC.

Procesul de măsurare a tensiunii alternative nu este diferit de măsurarea tensiunii continue. Singura diferență este că pentru tensiune alternativă nu este necesară polaritatea sondelor.

Sectorul de tensiune de curent alternativ este împărțit în două subdomeni 200VȘi 600V.
La limita „200V” este posibil să se măsoare, de exemplu, tensiunea de iesireînfășurările secundare ale transformatoarelor descendente sau oricare altele în intervalul 0...200 Volți. La limita „600V”, puteți măsura tensiuni de 220 V, 380 V, 440 V sau orice altă tensiune în intervalul 0...600 Volți.

De exemplu, să măsurăm tensiunea rețeaua de acasă 220 volți.
Mutăm comutatorul în poziția „600V” și introducem sondele multimetrului în priză. Rezultatul măsurării de 229 de volți a apărut imediat pe indicator. După cum puteți vedea, totul este foarte simplu.

Și un moment.
Înainte de a măsura tensiuni înalte, verificați ÎNTOTDEAUNA de două ori dacă izolația sondelor și a firelor voltmetrului sau multimetrului este în stare bună, și, de asemenea, verificați limita de măsurare selectată. Și numai după ce toate aceste operații se fac măsurători. Astfel te vei proteja pe tine si pe dispozitivul de surprize neasteptate.

Și dacă ceva rămâne neclar, atunci urmăriți videoclipul, care arată cum să măsurați tensiunea și curentul folosind un multimetru.

Ce poți face cu un mic microcontroler Attiny13? Multe lucruri. De exemplu, un contor de tensiune, curent, temperatură, cu rezultate afișate pe un afișaj precum HD44780. Așa că să-l punem împreună dispozitiv universal, care poate fi folosit cu succes ca modul în surse de alimentare, încărcătoare, UMZCH și în acele locuri în care este necesar foarte puțin precizie ridicată. Dimensiunea plăcii este de doar 35 x 16 mm.

Circuitul contorului U, I, T pe Attiny13

• Domeniul de măsurare a tensiunii 0-99V cu o rezoluție de 0,1 V.
• Intervalul de măsurare a curentului este 0-9,99 A cu o rezoluție de 10 mA.
• Interval de măsurare a temperaturii 0-99C cu rezoluție 0,1C.
• Consumul de curent al contorului în sine este de 35 mA.

În primul rând, trebuie să știți în ce interval de tensiune va funcționa dispozitivul. Pentru a stabili acest lucru, trebuie să calculați divizorul de tensiune. De exemplu, pentru a obține o măsurătoare de 10V, divizorul ar fi 1/10 (înmulțim x 10 pentru că tensiunea ar fi de 10 ori baza 1V), pentru 30V ar fi 1/30 și așa mai departe. Apoi trebuie să configurați programul pentru acest interval. Înmulțim acești 30 V cu 640 și împărțim rezultatul la 1023. Numărul rezultat este scris aproximativ la începutul programului, constanta de tensiuneși trebuie să compilați programul (pentru gama de 100 V, 8.2k).

De asemenea, măsurarea curentă o putem personaliza Intr-un mod similar, dați alt divizor, alt interval și enumerați-l, dar nu îl voi descrie. Nu există o calibrare analogică a temperaturii aici, pentru că părea complet inutilă.

O corectăm experimental în program, temperatura constantă este responsabilă pentru asta. O rezistență de 1K între masă și ieșirea senzorului stabilește tensiunea, aceasta poate fi chiar redusă la 100 ohmi.

Cum funcționează schema

Tensiunea pe care dorim să o măsurăm este aplicată punctelor V și V+ de pe placă, intrarea de masă a sursei de alimentare este conectată la punctul GND, iar ieșirea de masă este conectată la punctul B (măsurarea are loc la masă). Un șunt este conectat între punctele GND și V. Contorul este alimentat de la punctele V și V+ prin stabilizatorul 7805. Placa are spațiu pentru un stabilizator în pachetul TO252, dar poate fi utilizat cu succes și un stabilizator 78L05 mai mare în pachetul TO92. Tensiune maxima, care poate fi specificat pentru punctul V și V+, pentru un 7805 obișnuit va fi până la 35V, pentru un 78L05 va fi, desigur, mai puțin, dar nu mai mult de 30. Pentru a măsura tensiuni mari, cipul trebuie completat separat - pe partea de imprimare, calea ar trebui să fie întreruptă sub potențiometrul de reglare a tensiunii și să aplice putere la punctul A. Sistemul funcționează cu un afișaj 16x1 cu un controler HD44780 sau 16x2.

Video cu contorul de funcționare

Când afișați firmware-ul microcontrolerului, trebuie să setați pinul de resetare ca un pin normal (activați fusebit RSTDISBL). Înainte de a efectua această operațiune, asigurați-vă că totul este bine stabilit, că după oprire este resetat și nu există acces la procesor cu un programator obișnuit! Sursele, precum și toate celelalte documente și fișiere, sunt postate

: Curentul dintr-un circuit este direct proportional cu tensiunea si invers proportional cu rezistenta.

FORTA ACTUALA este o caracteristică cantitativă curent electric este o mărime fizică egală cu cantitatea de electricitate care trece printr-o secțiune transversală a unui conductor pe unitatea de timp. Măsurată în amperi.

Pentru cablajul electric dintr-un apartament, puterea curentului joacă un rol imens, deoarece se bazează pe maxim sens posibil pentru o linie separată care vine de la tabloul electric depind de secțiunea conductorului și de valoarea maximă a curentului întrerupător de circuit, protejând cablul electric de deteriorare în cazul unui accident.

Prin urmare, dacă secțiunea transversală și întrerupătorul nu sunt alese corect, va fi pur și simplu demontat, iar înlocuirea acestuia cu unul mai puternic pur și simplu nu va funcționa.

De exemplu, cele mai comune fire și cabluri din cablajul electric cu o secțiune transversală de 1,5 milimetri pătrați sunt realizate din cupru sau 2,5 milimetri pătrați de aluminiu. Sunt proiectate pentru un curent maxim de 16 Amperi sau o conexiune de putere de cel mult 3 kilowați și jumătate. Dacă conectați consumatori electrici puternici care depășesc aceste limite, atunci nu puteți înlocui pur și simplu întrerupătorul cu unul de 25 A cablajul electric nu va rezista și va trebui să îl mutați de la tablou; cablu de cupru secțiune transversală 2,5 mp. mm, care este proiectat pentru un curent maxim de 25 A.

Unități de măsurare a puterii curentului electric.

Pe lângă Amperi, întâlnim adesea conceptul de putere a curentului electric. Această valoare arată munca efectuată de curent pe unitatea de timp.

Puterea este egală cu raportul dintre munca efectuată și timpul în care a fost efectuată. Puterea se măsoară în wați și se notează cu litera P. Se calculează folosind formula P = A x B, adică pentru a afla puterea, este necesar să se înmulțească tensiunea rețelei electrice cu curentul consumat de aparatele electrice conectate la acesta, aparate electrocasnice, iluminat etc.

La consumatorii de electricitate, plăcuțele sau pașapoartele indică adesea doar consumul de energie, știind care puteți calcula cu ușurință curentul. De exemplu, consumul de energie al unui televizor este de 110 wați. Pentru a afla cantitatea de curent consumată, împărțiți puterea la tensiune 220 volți și obținem 0,5 A.
Dar rețineți că aceasta este valoarea maximă în realitate poate fi mai mică deoarece televizorul la luminozitate scăzută și în alte condiții va consuma mai puțină energie electrică.

Instrumente pentru măsurarea curentului electric.

Pentru a afla consumul real de energie tinand cont de munca in moduri diferite pentru aparate electrice, aparate electrocasnice etc. - vom avea nevoie de instrumente electrice de măsură:

1. Ampermetru- bine cunoscut tuturor de la lecțiile practice de fizică de la școală (Figura 1). Dar nu sunt folosite în viața de zi cu zi și de către profesioniști din cauza impracticității.
2. Multimetru- Acest dispozitiv electronic efectuează o varietate de măsurători, inclusiv puterea curentului (Figura 2). Foarte răspândită, atât în ​​rândul electricienilor, cât și în viața de zi cu zi. V-am spus deja cum să măsurați puterea curentului folosindu-l.
3. Tester- practic la fel ca un multimetru, dar fără utilizarea electronicii cu o săgeată care indică valoarea de măsurare prin diviziuni pe ecran. Rareori văzute astăzi, au fost utilizate pe scară largă în perioada sovietică.
4. Cleme de măsură electrician (Figura 3), acestea sunt cele pe care le folosesc în munca mea, deoarece nu necesită ruperea conductorului pentru măsurare, nu este nevoie să treci sub tensiune și să deconectați sarcina. Este o plăcere să măsori cu ei - rapid și ușor.

Cum se măsoară curentul corect.

Pentru a măsura puterea pentru consumatori, este necesar să conectați o clemă de la un ampermetru, tester sau multimetru la borna pozitivă a bateriei sau a firului de la sursa de alimentare sau transformator, iar a doua clemă la firul care merge la consumator. iar după pornirea modului de măsurare curent continuu cu o marjă pe limita maximă superioară - efectuați măsurători.

Aveți grijă când deschideți un circuit de lucru, apare un arc, a cărui mărime crește odată cu puterea curentului.

Pentru a măsura curentul pentru consumatori conectați direct la o priză sau la un cablu electric de la sursa de alimentare a casei, aparatul de măsurare este comutat în modul de măsurare curent alternativ cu o marjă la limita superioară. Apoi, testerul sau multimetrul este conectat la întreruperea firului de fază. Care este o fază în care citim.

Toate lucrările trebuie efectuate numai după ce tensiunea a fost îndepărtată.

După ce totul este gata, porniți-l și verificați puterea curentă. Doar asigurați-vă că nu atingeți contactele sau firele expuse.

Sunteți de acord că metodele descrise mai sus sunt foarte incomode și chiar periculoase!

Sunt în al meu de mult timp activitate profesională Folosesc un electrician pentru a măsura curentul cleme de curent(poza din dreapta). Ele vin adesea în aceeași carcasă cu un multimetru.

Este ușor de măsurat cu ei - îl pornim și îl comutăm în modul de măsurare AC, apoi separăm mustațele situate deasupra și trecem firul de fază înăuntru, după aceea ne asigurăm că se potrivesc strâns între ele și luăm măsurători. .

După cum puteți vedea, este rapid, simplu și puteți măsura curentul sub tensiune folosind această metodă, doar aveți grijă să nu scurtcircuitați accidental firele adiacente din panoul electric.

Nu uitați că pentru măsurători corecte, trebuie să faceți o circumferință dintr-un singur fir de fază, iar dacă apuci un cablu solid în care fază și fază merg împreună de dimensiune zero va fi imposibil de realizat!

Materiale conexe:

Aș dori să vă prezint atenției o versiune modernizată pt bloc laborator nutriție. A fost adăugată capacitatea de a opri sarcina atunci când un anumit curent prestabilit este depășit. Puteți să flashați firmware-ul pentru un voltametru îmbunătățit.

Circuit digital de contor de curent și tensiune

La diagramă au fost adăugate și câteva detalii. Comenzile au un buton și un rezistor variabil cu o valoare de la 10 kilo-ohmi la 47 kilo-ohmi. Rezistența sa nu este critică pentru circuit și, după cum puteți vedea, poate varia într-o gamă destul de largă. S-a schimbat puțin și aspect pe ecran. Adăugat afișaj al puterii și amperi-oră.

Variabila curentului de declanșare este stocată în EEPROM. Prin urmare, după oprire, nu va trebui să configurați totul din nou. Pentru a intra în meniul de setări curent, trebuie să apăsați butonul. Mâner de întoarcere rezistor variabil trebuie să setați curentul la care se va opri releul. Este conectat printr-un comutator tranzistor la ieșire PB5 microcontroler Atmega8.

În momentul opririi, afișajul va indica că a fost depășit curentul maxim setat. După apăsarea butonului vom reveni la meniul de setare maximă curentă. Trebuie să apăsați din nou butonul pentru a comuta în modul de măsurare. Spre ieșire PB5 Microcontrolerul va trimite jurnalul 1 și releul se va porni. Acest tip de monitorizare curentă are și dezavantajele sale. Protecția nu va funcționa instantaneu. Declanșarea poate dura câteva zeci de milisecunde. Pentru majoritatea dispozitivelor experimentale acest dezavantaj nu critic. Această întârziere nu este vizibilă pentru oameni. Totul se întâmplă deodată. Nu a fost dezvoltat niciun PCB nou. Oricine dorește să repete dispozitivul îl poate edita puțin placă de circuit imprimat din versiunea anterioara. Schimbările nu vor fi semnificative.

La verificarea puterii circuite electrice Adesea este nevoie de măsurarea puterii curentului. Pentru a măsura mărimea curentului continuu, de regulă, se utilizează un șunt de rezistență, conectat în serie cu sarcina, a cărui tensiune este proporțională cu curentul. Cu toate acestea, dacă este necesar să se măsoare curenți mari, atunci va fi necesar un șunt de putere impresionantă, deci este mai recomandabil să folosiți alte metode de măsurare.

In acest sens mi-a venit ideea sa asamblez un curentometru pe baza unui senzor Hall. Diagrama sa este prezentată în figură.

Caracteristici ampermetrului:

• Măsurați curentul AC sau DC fără contact electric cu circuitul
• Măsoară curentul True RMS indiferent de forma de undă, precum și valoarea maximă pe o perioadă (aproximativ 0,5 secunde)
• Afișarea informațiilor despre LCD cu caractere afişa
• Două moduri de măsurare (până la 10A și până la 50A)

Schema funcționează după cum urmează. Firul purtător de curent este situat în interiorul inelului de ferită, creând un câmp magnetic a cărui magnitudine este direct proporțională cu puterea curentului. Un senzor Hall situat în spațiul de aer al miezului transformă valoarea inducției câmpului în tensiune, iar această tensiune este furnizată amplificatoarelor operaționale. Amplificatoarele operaționale sunt necesare pentru a potrivi nivelurile de tensiune de la senzor la intervalul de tensiune de intrare ADC. Datele primite sunt procesate de un microcontroler și sunt transmise către Ecran LCD.

Calculul preliminar al schemei

Ca miez este folosit un inel R20*10*7 din material N87. Senzor Hall - SS494B.

Folosind o pilă, se face un spațiu în inel de o asemenea grosime încât senzorul să se potrivească acolo, adică aproximativ 2 mm. În această etapă, este deja posibilă estimarea aproximativă a sensibilității senzorului la curent și a curentului maxim posibil măsurat.

Permeabilitatea echivalentă a unui miez cu un spațiu este aproximativ egală cu raportul dintre lungimea liniei magnetice și dimensiunea spațiului:

Apoi, înlocuind această valoare în formula pentru calcularea inducției în miez și înmulțind totul cu sensibilitatea senzorului, găsim dependența tensiunii de ieșire a senzorului de puterea curentului:

Aici K B- sensibilitatea senzorului la inducție camp magnetic, exprimat în V/T (preluat din fișa de date).

De exemplu, în cazul meu lh= 2 mm = 0,002 m,K B= 5 mV/Gauss = 50 V/T, unde ajungem:

Sensibilitatea reală la curent s-a dovedit a fi egală 0,03 V/A, adică calculul se dovedește a fi foarte precis.

Conform fișei tehnice de pe SS494B, inducția maximă măsurată de senzor este de 420 Gauss, prin urmare curentul maxim măsurat este:

Fotografie cu senzorul din gol:

Calculul circuitelor op-amp

Ampermetrul are două canale: până la 10 A (pinul 23 al MK) și până la 50 A (pinul 24 al MK). Multiplexorul ADC comută modurile.

Ionul intern este selectat ca tensiune de referință a ADC, deci semnalul trebuie adus în intervalul 0 - 2,56 V. La măsurarea curenților de ±10 A, tensiunea senzorului este de 2,5 ± 0,3 V, de aceea este necesar să amplificați și mutați-l astfel încât punctul zero să fie exact în mijlocul intervalului ADC. În acest scop, se folosește amplificatorul operațional IC2:A, conectat ca un amplificator neinversător. Tensiunea la ieșire este descrisă de ecuația:

Aici, R2 înseamnă R2 și P2 conectate în serie, iar R3, respectiv, R3 și P3, astfel încât expresia să nu pară prea greoaie. Pentru a găsi rezistențele rezistenței, scriem ecuația de două ori (pentru curenții -10A și +10A):

Cunoaștem tensiunile:

Setând R4 egal cu 20 kOhm, obținem un sistem de două ecuații, unde variabilele sunt R2 și R3. Soluția sistemului poate fi găsită cu ușurință folosind pachete de matematică, de exemplu MathCAD (fișierul de calcul este atașat articolului).

Al doilea circuit, format din IC3:A și IC3:B, este calculat într-un mod similar. În ea, semnalul de la senzor trece mai întâi prin repetorul IC3:A, apoi merge la divizor pe rezistențele R5, R6, P5. După ce semnalul este slăbit, acesta este deplasat în continuare amplificator operațional IC3:B.

Descrierea funcționării microcontrolerului

Microcontrolerul ATmega8A procesează semnalele de la amplificatorul operațional și afișează rezultatele pe afișaj. Este tactat de la un oscilator intern la 8 MHz. Siguranțele sunt standard, cu excepția CKSEL. În PonyProg sunt setate astfel:

ADC este configurat să funcționeze la 125 kHz (factor de diviziune 64). Când conversia ADC este finalizată, este apelat operatorul de întrerupere. Este memorabil valoare maximă curent și, de asemenea, însumează pătratele curenților probelor succesive. Odată ce numărul de mostre ajunge la 5000, microcontrolerul calculează valoarea RMS a curentului și afișează datele pe afișaj. Apoi variabilele sunt resetate și totul se întâmplă de la început. Diagrama prezintă afișajul WH0802A, dar poate fi utilizat orice alt afișaj cu controlerul HD44780.

Firmware-ul microcontrolerului, un proiect pentru CodeVision AVR și un fișier de simulare în Proteus sunt atașate articolului.

Stabilirea schemei

Configurarea dispozitivului se reduce la reglarea rezistențelor de reglare. Mai întâi trebuie să reglați contrastul afișajului rotind P1.

Apoi, trecând cu butonul S1 la modul până la 10A, configurăm P2 și P3. Răsucim unul dintre rezistențe cât mai mult spre dreapta și, prin rotirea celui de-al doilea rezistor, obținem citiri zero pe dispozitiv. Încercăm să măsurăm un curent a cărui valoare este cunoscută cu precizie, iar citirile ampermetrului ar trebui să fie mai mici decât sunt de fapt. Răsucim ambele rezistențe puțin spre stânga, astfel încât punctul zero să fie păstrat și măsurăm din nou curentul. De data aceasta, citirile ar trebui să fie puțin mai mari. Continuăm acest lucru până când obținem o afișare precisă a valorii curente.

Acum să trecem la modul de până la 50A și să îl configuram. Rezistorul P4 setează zero pe afișaj. Măsurăm ceva curent și ne uităm la citiri. Dacă ampermetrul le supraestimează, atunci întoarceți P5 la stânga dacă subestimează, apoi întoarceți-vă la dreapta. Din nou îl setăm la zero, verificăm citirile la un curent dat și așa mai departe.

Poza dispozitivului

Măsurarea curentului continuu:

Din cauza calibrării insuficient de precise, valorile sunt ușor supraestimate.

Măsurarea curentului alternativ cu o frecvență de 50 Hz, un fier de călcat este utilizat ca sarcină:

În teorie, curentul rms al unei sinusoide este egal cu 0,707 din maxim, dar judecând după citiri, acest coeficient este egal cu 0,742. După verificarea formei tensiunii din rețea, s-a dovedit că seamănă doar cu o undă sinusoidală. Luând în considerare acest lucru, astfel de citiri ale instrumentelor par destul de fiabile.

Aparatul mai are un dezavantaj. Există zgomot constant la ieșirea senzorului. Trecând prin amplificatorul operațional, ajung la microcontroler, drept urmare este imposibil să se obțină un zero perfect (în loc de zero este afișat aproximativ 30-40 mA RMS). Acest lucru poate fi corectat prin creșterea capacității lui C7, dar apoi se va agrava caracteristicile de frecvență: pe frecvente inalte citirile vor fi subestimate.

Surse folosite

Lista radioelementelor