Matja aktuale. Matësi i rrymës TrueRMS pa kontakt

Njësia bazë e matjes tensionit elektrikështë volt. Në varësi të madhësisë, tensioni mund të matet në volt(NË), kilovolt(1 kV = 1000 V), milivolt(1 mV = 0,001 V), mikrovolt(1 µV = 0,001 mV = 0,000001 V). Në praktikë, më shpesh duhet të merreni me volt dhe milivolt.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të stresit - të përhershme Dhe e ndryshueshme. Bateritë dhe akumulatorët shërbejnë si burim i tensionit konstant. Burimi Tensioni AC mund të shërbejë, për shembull, tension në rrjeti elektrik apartamente apo shtëpi.

Për të matur përdorimin e tensionit voltmetër. Ka voltmetra çelsat(analog) dhe dixhitale.

Sot, voltmetrat tregues janë inferiorë ndaj atyre dixhitalë, pasi këto të fundit janë më të përshtatshme për t'u përdorur. Nëse, kur matni me një voltmetër tregues, leximet e tensionit duhet të llogariten në një shkallë, atëherë rezultat dixhital matjet shfaqen menjëherë në tregues. Dhe për sa i përket dimensioneve, një instrument tregues është inferior ndaj atij dixhital.

Por kjo nuk do të thotë që instrumentet tregues nuk përdoren fare. Ka disa procese që nuk mund të shihen me një instrument dixhital, kështu që shigjetat përdoren më shpesh ndërmarrjet industriale, laboratorë, riparime etj.

Në elektrike diagramet e qarkut një voltmetër tregohet nga një rreth me një kapital shkronja latine « V" brenda. Afër simbol voltmetri tregohet nga përcaktimi i shkronjës së tij " P.U."Dhe numër serik në diagram. Për shembull. Nëse ka dy voltmetra në qark, atëherë pranë të parës shkruajnë " PU 1", dhe rreth të dytës" PU 2».

Kur matni tensionin direkt, diagrami tregon polaritetin e lidhjes së voltmetrit, por nëse matet tensioni i alternuar, polariteti i lidhjes nuk tregohet.

Tensioni matet ndërmjet dy pika skemat: në qarqet elektronike ah mes pozitive Dhe minus shtyllat, në diagramet elektrike ndërmjet faza Dhe zero. Voltmetër i lidhur paralel me burimin e tensionit ose paralel me seksionin e zinxhirit- një rezistencë, llambë ose ngarkesë tjetër në të cilën duhet të matet voltazhi:

Le të shqyrtojmë lidhjen e një voltmetri: në diagramin e sipërm, voltazhi matet në të gjithë llambën HL1 dhe njëkohësisht në burimin e energjisë GB1. Në diagramin më poshtë, voltazhi matet në të gjithë llambën HL1 dhe rezistencë R1.

Para se të matni tensionin, përcaktoni atë pamje dhe të përafërt madhësia. Fakti është se pjesa matëse e voltmetrave është projektuar vetëm për një lloj tensioni, dhe kjo rezulton në rezultate të ndryshme të matjes. Një voltmetër për matjen e tensionit të drejtpërdrejtë nuk sheh tension të alternuar, por një voltmetër për tension alternativ, përkundrazi, mund të masë tensionin e drejtpërdrejtë, por leximet e tij nuk do të jenë të sakta.

Është gjithashtu e nevojshme të dihet vlera e përafërt e tensionit të matur, pasi voltmetrat funksionojnë në një gamë të tensionit të përcaktuar rreptësisht, dhe nëse bëni një gabim me zgjedhjen e diapazonit ose vlerës, pajisja mund të dëmtohet. Për shembull. Gama e matjes së një voltmetri është 0...100 volt, që do të thotë se voltazhi mund të matet vetëm brenda këtyre kufijve, pasi nëse një tension matet mbi 100 volt, pajisja do të dështojë.

Përveç pajisjeve që matin vetëm një parametër (tension, rrymë, rezistencë, kapacitet, frekuencë), ekzistojnë edhe ato multifunksionale që matin të gjithë këta parametra në një pajisje. Një pajisje e tillë quhet testues(kryesisht këto janë shigjeta instrumente matëse) ose multimetër dixhital.

Ne nuk do të ndalemi te testuesi, kjo është tema e një artikulli tjetër, por le të kalojmë drejtpërdrejt në multimetër dixhital. Në pjesën më të madhe, multimetrat mund të matin dy lloje të tensionit brenda intervalit prej 0...1000 volt. Për lehtësinë e matjes, të dy tensionet ndahen në dy sektorë, dhe brenda sektorëve në nënvarg: Tensioni DC ka pesë nënvargje, tensioni AC ka dy.

Çdo nënvarg ka kufirin e vet maksimal të matjes, i cili tregohet vlera dixhitale: 200 m, 2V, 20 V, 200 V, 600 V. Për shembull. Në kufirin "200V", voltazhi matet në intervalin 0...200 volt.

Tani vetë procesi i matjes.

1. Matja e tensionit DC.

Fillimisht vendosim pamje tensionin e matur (DC ose AC) dhe zhvendoseni çelësin në sektorin e dëshiruar. Për shembull, le të marrim një bateri AA, voltazhi konstant i së cilës është 1.5 volt. Ne zgjedhim sektorin e tensionit konstant, dhe në të kufiri i matjes është "2V", diapazoni i matjes së të cilit është 0...2 volt.

Telat e provës duhet të futen në priza siç tregohet në figurën më poshtë:

e kuqe dipstick zakonisht quhet pozitive, dhe futet në prizë, përballë së cilës ka ikona të parametrave të matur: “VΩmA”;
e zezë dipstick quhet minus ose të përgjithshme dhe futet në folenë përballë së cilës është ikona “COM”. Të gjitha matjet janë bërë në lidhje me këtë sondë.

Polin pozitiv të baterisë e prekim me sondën pozitive, dhe polin negativ me atë negativ. Rezultati i matjes prej 1,59 volt është menjëherë i dukshëm në treguesin e multimetrit. Siç mund ta shihni, gjithçka është shumë e thjeshtë.

Tani ka një nuancë tjetër. Nëse sondat në bateri ndërrohen, një shenjë minus do të shfaqet përpara njërës, që tregon se polariteti i lidhjes së multimetrit është i kundërt. Shenja minus mund të jetë shumë e përshtatshme në procesin e vendosjes së qarqeve elektronike, kur duhet të përcaktoni autobusët pozitivë ose negativë në tabelë.

Epo, tani le të shqyrtojmë opsionin kur vlera e tensionit është e panjohur. Ne do të përdorim një bateri AA si një burim tensioni.

Le të themi se nuk e dimë tensionin e baterisë dhe për të mos djegur pajisjen, fillojmë të matim nga kufiri maksimal "600V", i cili korrespondon me diapazonin e matjes prej 0...600 volt. Duke përdorur sondat e multimetrit, ne prekim polet e baterisë dhe në tregues shohim rezultatin e matjes të barabartë me " 001 " Këta numra tregojnë se nuk ka tension ose vlera e tij është shumë e vogël, ose diapazoni i matjes është shumë i madh.

Le të shkojmë më poshtë. Zhvendosim çelësin në pozicionin "200V", i cili korrespondon me diapazonin 0...200 Volt dhe prekim polet e baterisë me sonda. Treguesi tregoi lexime të barabarta me " 01,5 " Në parim, këto lexime tashmë janë të mjaftueshme për të thënë se tensioni Bateri AAështë 1.5 volt.

Megjithatë, zeroja përpara sugjeron uljen edhe më të madhe dhe matjen më të saktë të tensionit. Ne zbresim në kufirin "20V", i cili korrespondon me intervalin prej 0...20 volt, dhe bëjmë matjen përsëri. Treguesi tregoi " 1,58 " Tani mund të themi me siguri se voltazhi i një baterie AA është 1.58 volt.

Në këtë mënyrë, pa e ditur vlerën e tensionit, ata e gjejnë atë, duke u ulur gradualisht nga një kufi i lartë matje në një kufi të ulët.

Ekzistojnë gjithashtu situata kur, kur bëni matje, njësia "" shfaqet në këndin e majtë të treguesit. 1 " Një njësi tregon se voltazhi ose rryma e matur është më e lartë se kufiri i zgjedhur i matjes. Për shembull. Nëse matni një tension prej 3 Volt në kufirin "2V", atëherë një njësi do të shfaqet në tregues, pasi diapazoni i matjes së këtij kufiri është vetëm 0...2 volt.

Mbetet edhe një kufi “200m” me një diapazon matjeje 0...200 mV. Ky kufi synon të masë tensione shumë të vogla (milivolt), të cilat hasen ndonjëherë gjatë vendosjes së ndonjë dizajni radio amator.

2. Matja e tensionit AC.

Procesi i matjes së tensionit të alternuar nuk është i ndryshëm nga matja e tensionit të drejtpërdrejtë. Dallimi i vetëm është se për tensionin alternativ nuk kërkohet polariteti i sondave.

Sektori i tensionit AC është i ndarë në dy nëndarje 200 V Dhe 600 V.
Në kufirin "200V" është e mundur të matet, për shembull, tensioni i daljes mbështjelljet dytësore të transformatorëve zbritës, ose ndonjë tjetër në rangun prej 0...200 volt. Në kufirin "600V", mund të matni tensione prej 220 V, 380 V, 440 V ose çdo tension tjetër në intervalin 0...600 volt.

Si shembull, le të matim tensionin rrjeti i shtëpisë 220 volt.
Ne e zhvendosim çelësin në pozicionin "600V" dhe futim sondat e multimetrit në prizë. Rezultati i matjes prej 229 volt u shfaq menjëherë në tregues. Siç mund ta shihni, gjithçka është shumë e thjeshtë.

Dhe një moment.
Përpara se të matni tensionet e larta, GJITHMONË kontrolloni dy herë nëse izolimi i sondave dhe telave të voltmetrit ose multimetrit është në gjendje të mirë. dhe gjithashtu kontrolloni kufirin e zgjedhur të matjes. Dhe vetëm pas të gjitha këtyre operacioneve bëni matje. Në këtë mënyrë ju do të mbroni veten dhe pajisjen nga surprizat e papritura.

Dhe nëse diçka mbetet e paqartë, atëherë shikoni videon, e cila tregon se si të matni tensionin dhe rrymën duke përdorur një multimetër.

Çfarë mund të bëni me një mikrokontrollues të vogël Attiny13? Shume gjera. Për shembull, një matës i tensionit, rrymës, temperaturës, me rezultatet e shfaqura në një ekran si HD44780. Pra, le t'i bashkojmë pajisje universale, i cili mund të përdoret me sukses si modul në furnizimet me energji elektrike, karikues, UMZCH dhe në ato vende ku kërkohet shumë pak saktësi të lartë. Madhësia e tabelës është vetëm 35 x 16 mm.

Qarku i njehsorit U, I, T në Attiny13

• Gama e matjes së tensionit 0-99 V me rezolucion prej 0,1 V.
• Gama e matjes aktuale është 0-9,99A me një rezolucion prej 10 mA.
• Gama e matjes së temperaturës 0-99C me rezolucion 0.1C.
• Konsumi aktual i vetë njehsorit është 35 mA.

Para së gjithash, duhet të dini se në cilën gamë të tensionit do të funksionojë pajisja. Për ta vendosur këtë, duhet të llogaritni ndarësin e tensionit. Për shembull, për të marrë një matje 10 V, pjesëtuesi do të ishte 1/10 (ne shumëzojmë x 10 sepse voltazhi do të ishte 10 herë më i madh se 1 V), për 30 V do të ishte 1/30, e kështu me radhë. Pastaj ju duhet të konfiguroni programin për këtë varg. Ne i shumëzojmë këto 30 V me 640, dhe rezultatin e ndajmë me 1023. Numri që rezulton shkruhet afërsisht në fillim të programit, konstante e tensionit dhe ju duhet të përpiloni programin (për intervalin 100 V, 8.2k).

Matjen aktuale gjithashtu mund ta personalizojmë Në mënyrë të ngjashme, jepni një pjesëtues tjetër, një diapazon tjetër dhe rendisni, por unë nuk do ta përshkruaj. Këtu nuk ka kalibrim analog të temperaturës, sepse dukej krejtësisht i panevojshëm.

Ne e korrigjojmë atë eksperimentalisht në program, për këtë është përgjegjëse temperatura konstante. Një rezistencë 1K midis tokës dhe daljes së sensorit vendos tensionin; madje mund të reduktohet në 100 Ohm.

Si funksionon skema

Tensioni që duam të matim aplikohet në pikat V dhe V+ në tabelë, hyrja e tokës së furnizimit me energji lidhet me pikën GND dhe dalja e tokës lidhet me pikën B (matja ndodh në tokë). Një shunt është i lidhur midis pikave GND dhe V. Matësi furnizohet me energji nga pika V dhe V+ përmes stabilizatorit 7805. Pllaka ka hapësirë ​​për një stabilizues në paketën TO252, por një stabilizues më i madh 78L05 në paketën TO92 mund të përdoret gjithashtu me sukses. Tensioni maksimal, e cila mund të specifikohet për pikën V dhe V+, për një 7805 të rregullt do të jetë deri në 35 V, për 78L05 do të jetë, natyrisht, më pak, por jo më shumë se 30. Për të matur tensionet e mëdha, çipi duhet të jetë rimbushet veçmas - në anën e printimit, shtegu duhet të ndërpritet nën potenciometrin e rregullimit të tensionit dhe të aplikoni fuqinë në pikën A. Sistemi funksionon me një ekran 16x1 me një kontrollues HD44780 ose 16x2.

Video e funksionimit të njehsorit

Kur ndezni firmware-in e mikrokontrolluesit, duhet të vendosni kunjin e rivendosjes si një pin normal (aktivizo fusebit RSTDISBL). Para se të kryeni këtë veprim, sigurohuni që gjithçka të jetë vendosur mirë, që pas mbylljes të rivendoset dhe të mos ketë akses në procesor me një programues të rregullt! Burimet, si dhe i gjithë dokumentacioni dhe dosjet e tjera janë të postuara

: Rryma në një qark është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën.

FORCA AKTUALEështë një karakteristikë sasiore rryme elektrikeështë një sasi fizike e barabartë me sasinë e energjisë elektrike që rrjedh nëpër një seksion tërthor të një përcjellësi për njësi të kohës. Matur në amper.

Për instalimet elektrike në një apartament, forca aktuale luan një rol të madh, sepse bazuar në maksimum kuptimi i mundshëm për një linjë të veçantë që vjen nga paneli elektrik, varen prerja tërthore e përcjellësit dhe vlera maksimale e rrymës ndërprerësi, duke mbrojtur kabllon elektrike nga dëmtimi në rast aksidenti.

Prandaj, nëse seksioni kryq dhe ndërprerësi nuk janë zgjedhur si duhet, ai thjesht do të rrëzohet, dhe zëvendësimi i tij me një më të fuqishëm thjesht nuk do të funksionojë.

Për shembull, telat dhe kabllot më të zakonshme në instalimet elektrike me një seksion kryq prej 1.5 milimetra katrorë janë bërë prej bakri ose 2.5 milimetra katrorë alumini. Ato janë të dizajnuara për një rrymë maksimale prej 16 Amper ose një lidhje energjie prej jo më shumë se 3 kilovat e gjysmë. Nëse lidhni konsumatorë të fuqishëm elektrikë që i tejkalojnë këto kufij, atëherë nuk mund ta zëvendësoni thjesht ndërprerësin me një 25 A; instalimet elektrike nuk do t'i rezistojnë dhe do t'ju duhet ta zhvendosni atë nga centrali kabllo bakri seksion kryq 2.5 sq. mm, i cili është projektuar për një rrymë maksimale prej 25 A.

Njësi për matjen e fuqisë së rrymës elektrike.

Përveç Amperes, shpesh hasim konceptin e fuqisë së rrymës elektrike. Kjo vlerë tregon punën e bërë nga rryma për njësi të kohës.

Fuqia është e barabartë me raportin e punës së bërë me kohën gjatë së cilës është bërë. Fuqia matet në Watts dhe shënohet me shkronjën P. Ajo llogaritet duke përdorur formulën P = A x B, d.m.th., për të gjetur fuqinë, është e nevojshme të shumëzoni tensionin e rrjetit elektrik me rrymën e konsumuar nga pajisjet elektrike të lidhura me të, Pajisje shtëpiake, ndriçimi etj.

Tek konsumatorët elektrikë, targat ose pasaportat shpesh tregojnë vetëm konsumin e energjisë, duke ditur të cilën mund ta llogarisni lehtësisht rrymën. Për shembull, konsumi i energjisë i një televizori është 110 vat. Për të zbuluar sasinë e rrymës së konsumuar, ndani fuqinë me tensionin 220 volt dhe marrim 0,5 A.
Por mbani në mend se kjo është vlera maksimale; në realitet mund të jetë më pak sepse televizori me ndriçim të ulët dhe në kushte të tjera do të konsumojë më pak energji elektrike.

Instrumentet për matjen e rrymës elektrike.

Për të zbuluar konsumin real të energjisë duke marrë parasysh punën në mënyra të ndryshme për pajisjet elektrike, Pajisje shtëpiake etj. - do të na duhen instrumente matëse elektrike:

1. Ampermetër- i njohur për të gjithë nga mësimet praktike të fizikës në shkollë (Figura 1). Por ato nuk përdoren në jetën e përditshme dhe nga profesionistët për shkak të joprakticitetit.
2. Multimetër- Kjo Pajisje elektronike kryen një sërë matjesh, duke përfshirë forcën aktuale (Figura 2). Shumë i përhapur, si në mesin e elektricistëve ashtu edhe në jetën e përditshme. Unë ju kam thënë tashmë se si të matni fuqinë aktuale duke përdorur atë.
3. Testues- praktikisht i njëjtë me një multimetër, por pa përdorimin e elektronikës me një shigjetë që tregon vlerën e matjes sipas ndarjeve në ekran. Të cilat rrallë shihen sot, ato u përdorën gjerësisht gjatë kohës sovjetike.
4. Matësit e kapëseve elektricist (Figura 3), këto janë ato që unë përdor në punën time, sepse nuk kërkojnë thyerje të përcjellësit për matje, nuk ka nevojë të futeni nën tension dhe të shkëputni ngarkesën. Është kënaqësi të matet me to - shpejt dhe lehtë.

Si të matni saktë rrymën.

Për të matur fuqinë për konsumatorët, është e nevojshme të lidhni një kapëse nga një ampermetër, testues ose multimetër në terminalin pozitiv të baterisë ose telit nga furnizimi me energji elektrike ose transformatori, dhe kapësen e dytë me telin që shkon te konsumatori. dhe pas ndezjes së modalitetit të matjes rrymë e vazhdueshme me një diferencë në kufirin e sipërm maksimal - bëni matje.

Kini kujdes kur hapni një qark pune, shfaqet një hark, madhësia e të cilit rritet me forcën aktuale.

Për të matur rrymën për konsumatorët e lidhur drejtpërdrejt në një prizë ose në një kabllo elektrike nga furnizimi me energji elektrike në shtëpi, pajisja matëse kalohet në modalitetin e matjes rrymë alternative me një diferencë në kufirin e sipërm. Tjetra, testuesi ose multimetri është i lidhur me ndërprerjen e telit fazor. Cila është një fazë në të cilën lexojmë.

E gjithë puna duhet të kryhet vetëm pasi të jetë hequr tensioni.

Pasi gjithçka të jetë gati, ndizni dhe kontrolloni fuqinë aktuale. Vetëm sigurohuni që të mos prekni kontaktet ose telat e ekspozuar.

Pajtohuni që metodat e përshkruara më sipër janë shumë të papërshtatshme dhe madje të rrezikshme!

Unë kam qenë në timin për një kohë të gjatë veprimtari profesionale Unë përdor një elektricist për të matur rrymën kapëse aktuale(foto në të djathtë). Ata shpesh vijnë në të njëjtin rast me një multimetër.

Është e lehtë të matet me to - e ndezim dhe e kalojmë në modalitetin e matjes AC, më pas ndajmë mustaqet e vendosura sipër dhe kalojmë telin e fazës brenda, pas kësaj sigurohemi që ato të përshtaten fort me njëra-tjetrën dhe bëjmë matje. .

Siç mund ta shihni, është e shpejtë, e thjeshtë dhe mund të matni rrymën nën tension duke përdorur këtë metodë, vetëm kini kujdes që të mos lidheni aksidentalisht telat ngjitur në panelin elektrik.

Vetëm mos harroni se për matjet e sakta, ju duhet të bëni një rreth të vetëm një teli fazor, dhe nëse kapni një kabllo të fortë në cilën fazë dhe fazë shkojnë së bashku me dimension zero do të jetë e pamundur të realizohet!

Materiale të ngjashme:

Unë do të doja të paraqes në vëmendjen tuaj një version të modernizuar për blloku laboratorik të ushqyerit. Është shtuar aftësia për të fikur ngarkesën kur tejkalohet një rrymë e caktuar e paracaktuar. Ju mund të ndezni firmware-in për një voltmetër të përmirësuar.

Qarku dixhital i njehsorit të rrymës dhe tensionit

Në diagram u shtuan edhe disa detaje. Nga kontrollet ka një buton dhe një rezistencë të ndryshueshme me një vlerë nga 10 kilo-ohms në 47 kilo-ohms. Rezistenca e tij nuk është kritike për qarkun, dhe siç mund ta shihni, mund të ndryshojë në një gamë mjaft të gjerë. Ndryshuar pak dhe pamjen në ekran. Shfaqja e shtuar e fuqisë dhe orëve të amperit.

Variabli i rrymës së udhëtimit ruhet në EEPROM. Prandaj, pas fikjes, nuk do të keni nevojë të konfiguroni gjithçka përsëri. Për të hyrë në menynë aktuale të cilësimeve, duhet të shtypni butonin. Dorezë rrotulluese rezistencë e ndryshueshme ju duhet të vendosni rrymën në të cilën rele do të fiket. Ai është i lidhur nëpërmjet një ndërprerësi tranzistor në dalje PB5 mikrokontrollues Atmega8.

Në momentin e mbylljes, ekrani do të tregojë se rryma maksimale e vendosur është tejkaluar. Pas shtypjes së butonit do të kthehemi në menynë e cilësimeve aktuale maksimale. Duhet të shtypni sërish butonin për të kaluar në modalitetin e matjes. Deri në dalje PB5 Mikrokontrolluesi do të dërgojë regjistrin 1 dhe rele do të ndizet. Ky lloj monitorimi aktual ka edhe disavantazhet e veta. Mbrojtja nuk do të funksionojë menjëherë. Aktivizimi mund të zgjasë disa dhjetëra milisekonda. Për shumicën e pajisjeve eksperimentale këtë disavantazh jo kritike. Kjo vonesë nuk është e dukshme për njerëzit. Gjithçka ndodh menjëherë. Nuk u zhvillua asnjë PCB e re. Kushdo që dëshiron ta përsërisë pajisjen mund ta modifikojë pak bordi i qarkut të printuar nga versioni i mëparshëm. Ndryshimet nuk do të jenë të rëndësishme.

Kur kontrolloni fuqinë qarqet elektrike Shpesh ka nevojë për të matur fuqinë aktuale. Për të matur madhësinë e rrymës direkte, si rregull, përdoret një devijim i rezistencës, i lidhur në seri me ngarkesën, voltazhi në të cilin është proporcional me rrymën. Sidoqoftë, nëse ka nevojë për të matur rryma të mëdha, atëherë do të kërkohet një devijim i fuqisë mbresëlënëse, kështu që është më e këshillueshme që të përdoren metoda të tjera matëse.

Në këtë drejtim, unë kisha idenë për të mbledhur një matës aktual të bazuar në një sensor Hall. Diagrami i tij është paraqitur në figurë.

Karakteristikat e ampermetrit:

• Matni rrymën AC ose DC pa kontakt elektrik me qarkun
• Mat rrymën e vërtetë RMS pavarësisht nga forma e valës, si dhe vlerën maksimale gjatë një periudhe (afërsisht 0,5 sekonda)
• Shfaqja e informacionit mbi LCD me karakter shfaqja
• Dy mënyra matjeje (deri në 10A dhe deri në 50A)

Skema funksionon si më poshtë. Teli që mbart rrymë ndodhet brenda unazës së ferritit, duke krijuar një fushë magnetike, madhësia e së cilës është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e rrymës. Një sensor Hall i vendosur në hendekun e ajrit të bërthamës konverton vlerën e induksionit të fushës në tension dhe ky tension furnizohet me amplifikatorët operacionalë. Përforcuesit e funksionimit nevojiten për të përputhur nivelet e tensionit nga sensori në diapazonin e tensionit të hyrjes ADC. Të dhënat e marra përpunohen nga një mikrokontrollues dhe dalin në Ekran LCD.

Llogaritja paraprake e skemës

Një unazë R20*10*7 e bërë nga materiali N87 përdoret si bërthamë. Sensori i sallës - SS494B.

Duke përdorur një skedar, bëhet një hendek në unazën e një trashësie të tillë që sensori mund të përshtatet atje, domethënë rreth 2 mm. Në këtë fazë, tashmë është e mundur të vlerësohet afërsisht ndjeshmëria e sensorit ndaj rrymës dhe rryma maksimale e mundshme e matur.

Përshkueshmëria ekuivalente e një bërthame me një hendek është afërsisht e barabartë me raportin e gjatësisë së vijës magnetike me madhësinë e hendekut:

Pastaj, duke e zëvendësuar këtë vlerë në formulën për llogaritjen e induksionit në bërthamë dhe duke e shumëzuar të gjitha me ndjeshmërinë e sensorit, gjejmë varësinë e tensionit të daljes së sensorit nga forca aktuale:

Këtu K B- ndjeshmëria e sensorit ndaj induksionit fushë magnetike, shprehur në V/T (marrë nga fleta e të dhënave).

Për shembull, në rastin tim lh= 2 mm = 0,002 m,K B= 5 mV/Gauss = 50 V/T, ku marrim:

Ndjeshmëria aktuale ndaj rrymës doli të jetë e barabartë 0.03 V/A, domethënë, llogaritja rezulton të jetë shumë e saktë.

Sipas fletës së të dhënave në SS494B, induksioni maksimal i matur nga sensori është 420 Gauss, prandaj rryma maksimale e matur është:

Foto e sensorit në hendek:

Llogaritja e qarqeve op-amp

Ampermetri ka dy kanale: deri në 10 A (pin 23 e MK) dhe deri në 50 A (pin 24 e MK). Multiplekseri ADC ndërron modalitetet.

Si tension referues i ADC-së zgjidhet ION-i i brendshëm, kështu që sinjali duhet të sillet në intervalin 0 - 2,56 V. Gjatë matjes së rrymave prej ±10 A, tensioni i sensorit është 2,5 ± 0,3 V, prandaj është e nevojshme të amplifikuar dhe zhvendosur atë në mënyrë që pika zero të jetë saktësisht në mes të intervalit ADC. Për këtë qëllim, përdoret op-amp IC2:A, i lidhur si një përforcues jo invertues. Tensioni në daljen e tij përshkruhet nga ekuacioni:

Këtu, R2 nënkupton R2 dhe P2 të lidhur në seri, dhe R3, përkatësisht, R3 dhe P3, në mënyrë që shprehja të mos duket shumë e rëndë. Për të gjetur rezistencat e rezistencës, ne shkruajmë ekuacionin dy herë (për rrymat -10A dhe +10A):

Ne i dimë tensionet:

Duke vendosur R4 të barabartë me 20 kOhm, marrim një sistem me dy ekuacione, ku variablat janë R2 dhe R3. Zgjidhja e sistemit mund të gjendet lehtësisht duke përdorur paketat e matematikës, për shembull MathCAD (skedari i llogaritjes i është bashkangjitur artikullit).

Qarku i dytë, i përbërë nga IC3:A dhe IC3:B, llogaritet në mënyrë të ngjashme. Në të, sinjali nga sensori së pari kalon përmes përsëritësit IC3:A, dhe më pas shkon në ndarësin në rezistorët R5, R6, P5. Pasi sinjali të dobësohet, ai zhvendoset më tej përforcues operacional IC3:B.

Përshkrimi i funksionimit të mikrokontrolluesit

Mikrokontrolluesi ATmega8A përpunon sinjalet nga op-amp dhe i shfaq rezultatet në ekran. Është akorduar nga një oshilator i brendshëm në 8 MHz. Siguresat janë standarde, me përjashtim të CKSEL. Në PonyProg ato vendosen si kjo:

ADC është konfiguruar të funksionojë në 125 kHz (faktori i ndarjes 64). Kur të përfundojë konvertimi ADC, thirret mbajtësi i ndërprerjeve. Është e paharrueshme vlera maksimale aktuale, dhe gjithashtu përmbledh katrorët e rrymave të mostrave të njëpasnjëshme. Pasi numri i mostrave të arrijë në 5000, mikrokontrolluesi llogarit vlerën RMS të rrymës dhe shfaq të dhënat në ekran. Pastaj ndryshoret rivendosen dhe gjithçka ndodh nga fillimi. Diagrami tregon ekranin WH0802A, por mund të përdoret çdo ekran tjetër me kontrolluesin HD44780.

Firmware-i i mikrokontrolluesit, një projekt për CodeVision AVR dhe një skedar simulimi në Proteus janë bashkangjitur artikullit.

Vendosja e skemës

Vendosja e pajisjes varet nga rregullimi i rezistorëve të shkurtimit. Së pari ju duhet të rregulloni kontrastin e ekranit duke rrotulluar P1.

Pastaj, duke kaluar me butonin S1 në modalitetin deri në 10A, ne konfigurojmë P2 dhe P3. Ne e kthejmë njërën nga rezistorët sa më shumë që të jetë e mundur në të djathtë dhe, duke rrotulluar rezistencën e dytë, arrijmë zero lexime në pajisje. Ne po përpiqemi të matim një rrymë, vlera e së cilës dihet saktësisht, dhe leximet e ampermetrit duhet të jenë më të ulëta se sa janë në të vërtetë. Ne i kthejmë të dy rezistorët pak në të majtë, në mënyrë që pika zero të ruhet dhe matim përsëri rrymën. Këtë herë leximet duhet të jenë pak më të larta. Ne vazhdojmë këtë derisa të arrijmë një shfaqje të saktë të vlerës aktuale.

Tani le të kalojmë në modalitetin deri në 50A dhe ta konfigurojmë atë. Rezistenca P4 vendos zero në ekran. Ne masim pak rrymë dhe shikojmë leximet. Nëse ampermetri i mbivlerëson ato, atëherë kthejeni P5 në të majtë; nëse nënvlerëson, atëherë kthehuni djathtas. Përsëri e vendosim në zero, kontrollojmë leximet në një rrymë të caktuar, e kështu me radhë.

Foto e pajisjes

Matja e rrymës DC:

Për shkak të kalibrimit të pamjaftueshëm të saktë, vlerat janë paksa të mbivlerësuara.

Matja e rrymës alternative me një frekuencë prej 50 Hz, një hekur përdoret si ngarkesë:

Në teori, rryma rms e një sinusoidi është e barabartë me 0.707 të maksimumit, por duke gjykuar nga leximet, ky koeficient është i barabartë me 0.742. Pas kontrollit të formës së tensionit në rrjet, doli se ai i ngjan vetëm një valë sinus. Duke marrë parasysh këtë, leximet e tilla të instrumenteve duken mjaft të besueshme.

Pajisja ka ende një pengesë. Ka zhurmë të vazhdueshme në daljen e sensorit. Duke kaluar nëpër op-amp, ata arrijnë te mikrokontrolluesi, si rezultat i të cilit është e pamundur të arrihet një zero e përsosur (shfaqet afërsisht 30-40 mA RMS në vend të zeros). Kjo mund të korrigjohet duke rritur kapacitetin e C7, por më pas do të përkeqësohet karakteristikat e frekuencës: në frekuencave të larta leximet do të nënvlerësohen.

Burimet e përdorura

Lista e radioelementeve