• Doğru akımları ölçmek için aletler. Mevcut ölçüm

    • öğretici

    giriiş

    Herkese selam! Sensörlerdeki döngünün tamamlanmasından sonra, çok elektrikli olmayan ev aletlerinin tüketim parametrelerini ölçmek için farklı bir planla ilgili sorular ortaya çıktı. Kim ne kadar tüketiyor, neyi nasıl bağlayacak, neyi ölçecek, incelikleri neler vs. Bu alandaki tüm kartları açmanın zamanı geldi.
    Bu makale dizisinde elektrik parametrelerinin ölçülmesi konusunu ele alacağız. Bu parametreler aslında çok çok sayıda küçük seriler halinde yavaş yavaş anlatmaya çalışacağım.
    Şimdiye kadar boru hattında üç seri var:
    • Elektrik ölçümü.
    • Elektrik kalitesi.
    • Elektrik parametrelerini ölçmek için cihazlar.
    Analiz sürecinde mikrodenetleyiciler üzerinde bazı pratik problemleri sonuca ulaşana kadar çözeceğiz. Tabii ki, bu döngünün çoğu ölçüme ayrılacak. alternatif akım voltajı ve elektrikli cihazları kontrol etmek için tüm hayranlar için yararlı olabilir. akıllı ev.
    Tüm döngünün sonuçlarına göre, İnternet erişimi olan bir tür akıllı elektrik sayacı üreteceğiz. Akıllı evlerinin elektrikli cihazlarını kontrol etmenin kesinlikle kötü şöhretli hayranları, örneğin MajorDomo'ya dayalı iletişim bölümünün uygulanmasında mümkün olan tüm yardımı sağlayabilir. Açık Kaynak yapalım akıllı ev tabiri caizse daha iyi.
    Bu dizide, iki bölümde, aşağıdaki soruları ele alacağız:
    • Cihazlarda akım ve gerilim sensörlerinin bağlanması doğru akım tek fazlı ve üç fazlı devrelerin yanı sıra alternatif akım;
    • Akım ve voltajın etkin değerlerinin ölçülmesi;
    • Güç faktörü ölçümü;
    • Görünür, aktif ve reaktif güç;
    • Elektrik tüketimi;
    Yuvarlayarak ilk iki sorunun cevabını bulacaksınız. bu liste. Ölçüm göstergelerinin doğruluğuna kasıtlı olarak değinmiyorum ve bu seriden yalnızca artı veya eksi bast ayakkabılarının doğruluğu ile elde edilen sonuçlardan memnunum. Üçüncü seride bu konuya mutlaka ayrı bir yazı ayıracağım.

    1. Sensör bağlantısı


    Gerilim ve akım sensörleri ile ilgili son döngüde, sensör çeşitlerinden bahsetmiştim ama nasıl kullanılacağından ve nereye yerleştirileceğinden bahsetmedim. düzeltme zamanı
    DC sensörlerini bağlama
    Tüm döngünün AC sistemlerine ayrılacağı açıktır, ancak DC güç kaynakları geliştirirken bu bizim için yararlı olabileceğinden, DC devrelerini hızlı bir şekilde gözden geçireceğiz. Örneğin, klasik bir PWM para dönüştürücüsünü ele alalım:


    Şekil 1. PWM kova dönüştürücü
    Görevimiz stabilize bir çıkış voltajı sağlamaktır. Ek olarak, akım sensöründen gelen bilgilere dayanarak, L1 indüktörünün çalışma modunu kontrol etmek, doymasını önlemek ve ayrıca dönüştürücünün akım korumasını uygulamak mümkündür. Ve açıkçası, sensörleri kurmak için özel bir seçenek yok.
    Dönüştürücünün çıkışına, doğru akım üzerinde çalışabilen tek dirençli bölücü R1-R2 şeklinde bir voltaj sensörü takılır. Genellikle özel mikro devre dönüştürücünün bir girişi vardır geri bildirim ve bu girişin (3) mikro devre belgelerinde belirtilen belirli bir voltaj seviyesine sahip olmasını sağlamak için her türlü çabayı gösterir. Örneğin 1.25V. Çıkış voltajımız bu seviyeye uyuyorsa - her şey yolunda - çıkış voltajını doğrudan bu girişe uyguluyoruz. Değilse, bölücüyü ayarlayın. 5V'luk bir çıkış voltajı sağlamamız gerekirse, bölücü 4'lük bir bölme faktörü sağlamalıdır, yani. Örneğin, R1 = 30k, R2 = 10k.
    Akım sensörü genellikle güç kaynağı ile dönüştürücü arasına ve çip üzerine kurulur. 1 ve 2 noktaları arasındaki potansiyel farkla ve Rs dirençlerinin bilinen direnciyle, indüktörümüzün akımının mevcut değerini belirlemek mümkündür. Kaynaklar ve yük arasına bir akım sensörü takmak en iyisi değil İyi bir fikir, çünkü filtre kondansatörü, darbeli akım tüketicilerinden gelen bir direnç tarafından kesilecektir. Ortak kablodaki bir kopukluğa bir direnç takmak da pek iyiye işaret etmez - uğraşmanın hala bir zevk olduğu iki zemin seviyesi olacaktır.
    Temassız akım sensörleri - örneğin hall sensörleri kullanılarak voltaj düşüşü sorunları önlenebilir:


    Şekil 2. Temassız akım sensörü
    Ancak daha fazlası var zor yol akım ölçümleri. Sonuçta, transistör üzerindeki voltaj aynı şekilde düşer ve içinden endüktans ile aynı akım geçer. Bu nedenle, akımın akım değeri, üzerindeki voltaj düşüşünden de belirlenebilir. Dürüst olmak gerekirse, örneğin Texas Instruments'tan dönüştürücü mikro devrelerin iç yapısına bakarsanız, bu yöntem öncekiler kadar sık ​​\u200b\u200bolur. Bu yöntemin doğruluğu kesinlikle en yüksek değil, ancak mevcut kesmenin çalışması için bu oldukça yeterli.


    Şekil 3. Akım sensörü olarak transistör
    Aynısını, ister artırın ister ters çevirin, benzer dönüştürücülerin diğer devrelerinde yapıyoruz.
    Ancak trafo ileri ve geri dönüş dönüştürücülerinden ayrıca bahsetmek gerekir.


    Şekil 4. Flyback dönüştürücülerdeki akım sensörlerini bağlama
    Ayrıca rolünde harici bir direnç veya bir transistör kullanabilirler.
    Bunun üzerine sensörleri DC dönüştürücülere bağlamakla işimiz bitti. Diğer seçenekler için önerileriniz varsa, makaleyi memnuniyetle onlarla tamamlayacağım.
    1.2 Sensörlerin tek fazlı AC devrelere bağlanması
    AC devrelerinde, çok daha geniş olası sensör seçeneklerine sahibiz. Birkaç seçeneği ele alalım.
    En basiti, dirençli bir voltaj bölücü ve bir akım şöntü kullanmaktır.


    Şekil 5. Direnç sensörlerini bağlama
    Bununla birlikte, birkaç önemli dezavantajı vardır:
    Birincisi, ya akım şöntüne büyük miktarda güç ayırarak önemli bir sinyal genliği sağlayacağız ya da küçük bir sinyal genliği ile yetinip ardından onu yükselteceğiz. İkincisi, direnç, ağın nötrü ile cihazın nötrü arasında bir potansiyel fark yaratır. Cihaz izole edilmişse önemli değil, ancak cihazın bir toprak terminali varsa, kısa devre yapacağımız için akım sensöründen sinyal alamama riskimiz var. Belki de başka prensiplerde çalışan sensörleri denemeye değer.
    Örneğin, akım ve gerilim trafoları veya hall etkili akım sensörü ve gerilim trafosu kullanacağız. Ekipmanla çalışmak için çok daha fazla fırsat var, çünkü nötr telde kayıp yok ve en önemlisi, her iki durumda da ölçüm ekipmanında genellikle kullanışlı olabilecek galvanik izolasyon var. Ancak, trafo akım ve gerilim sensörlerinin sınırlı bir değere sahip olduğu dikkate alınmalıdır. frekans tepkisi ve bozulmaların harmonik bileşimini ölçmek istiyorsak, o zaman ortaya çıkacağı gerçeğine sahip değiliz.


    Şekil 6. Transformatör ve temassız akım ve gerilim sensörlerinin bağlanması
    1.3 Sensörlerin AC şebekelerinin çok fazlı devrelerine bağlanması
    Çok fazlı ağlarda, akım sensörlerini bağlama yeteneğimiz biraz daha azdır. Bunun nedeni, faz şöntleri arasındaki potansiyel fark yüzlerce volt arasında dalgalanacağı için akım şantının hiç kullanılamamasıdır ve analog girişleri bu tür alaylara dayanabilecek herhangi bir genel amaçlı kontrolör bilmiyorum.
    Mevcut şöntleri kullanmanın bir yolu elbette - her kanal için galvanik olarak izole edilmiş bir analog giriş yapmanız gerekir. Ancak diğer sensörleri kullanmak çok daha kolay ve güvenilirdir.
    Kalite analizörümde dirençli voltaj bölücüler kullanıyorum ve uzaktan sensörler Hall etkisi akımı.

    Şekil 7. Üç fazlı bir ağdaki akım sensörleri
    Şekilden de görebileceğiniz gibi, kullanıyoruz dört telli bağlantı. Elbette hall etkisindeki akım sensörleri yerine akım trafolarını veya Rogowski döngülerini alabilirsiniz.
    Dirençli bölücüler yerine, hem dört telli hem de üç telli bir sistem için gerilim trafoları kullanılabilir.
    İkinci durumda, gerilim trafolarının primer sargıları bir üçgen şeklinde ve sekonder sargıları, ortak noktası ölçüm devresinin ortak noktası olan bir yıldıza bağlanır.


    Şekil 8. Üç fazlı bir şebekede gerilim trafolarının kullanımı

    2 Akım ve voltajın efektif değeri


    Sinyallerimizi ölçme sorununu çözmenin zamanı geldi. Bizim için pratik önem, öncelikle akım ve voltajın etkin değeridir.
    Size sensör döngüsünden malzemeyi hatırlatmama izin verin. Mikrodenetleyicimizin ADC'si yardımıyla belli aralıklarla anlık gerilim değerini kaydedeceğiz. Böylece, ölçüm periyodu için, anlık voltaj değeri seviyesinde bir dizi veriye sahip olacağız (akım için her şey benzer).


    Şekil 9. Bir dizi anlık gerilim değeri
    Görevimiz etkin değeri hesaplamaktır. İlk olarak, integral formülünü kullanalım:
    (1)
    İÇİNDE dijital sistem kendimizi belirli bir zaman kuantumuyla sınırlandırmalıyız, bu yüzden toplama gideriz:
    (2)
    Sinyalimizin örnekleme periyodu nerede ve ölçüm periyodu başına numune sayısı. Videonun bir yerinde, oyunu alanların eşitliği hakkında ovuşturmaya başlıyorum. O gün uyumalıydım. =)
    Tek fazlı Cıva sayaçlarında kullanılan MSP430FE4252 mikrodenetleyicilerde 1, 2 veya 4 saniyelik ölçüm periyodu için 4096 okuma yapılmaktadır. Aşağıda T=1s ve N=4096'ya güveneceğiz. Üstelik saniyede 4096 nokta, algoritmaları kullanmamıza izin verecek hızlı dönüşüm GOST'un gerektirdiği şekilde 40. harmoniğe kadar harmonik spektrumu belirlemek için Fourier dönüşümü. Ama bir sonraki bölümde bunun hakkında daha fazla bilgi.
    Programımız için bir algoritma çizelim. İki kanalımız olduğundan ve bu verileri dönüşümlü olarak ölçeceğimizden, her 1/8192 saniyede bir ADC'nin kararlı bir şekilde başlamasını sağlamamız gerekiyor. Bunu yapmak için bir zamanlayıcı ayarlayın ve kesme sinyali ADC'yi otomatik olarak yeniden başlatacaktır. Tüm ADC'ler bunu yapar.
    Birçoğunun elinde olduğu için gelecekteki programı arduino üzerine yazacağız. İlgi alanımız tamamen akademiktir.
    16 MHz'lik bir sistem kuvars frekansına ve 8 bitlik bir zamanlayıcıya sahip olarak (böylece hayat bal gibi görünmesin), herhangi bir zamanlayıcı kesintisinin çalışma sıklığını 8192 Hz frekansla sağlamamız gerekir.
    16MHz'in ihtiyacımız olduğu kadar bölünmemesine ve zamanlayıcının son frekansının 8198Hz olmasına üzüldük. %0,04'lük hataya gözlerimizi kapatıyoruz ve yine de kanal başına 4096 örnek okuyoruz.
    Arduino'daki taşma kesintisi zamanı hesaplamakla meşgul olduğu için üzgünüz (milisaniye ve gecikmeden sorumludur, bu nedenle bu normal çalışmayı durduracaktır), bu yüzden karşılaştırma kesmesini kullanıyoruz.
    Ve aniden sinyalin bize iki kutuplu geldiğini ve msp430fe4252'nin bununla mükemmel bir şekilde başa çıktığını anlıyoruz. Tek kutuplu bir ADC'den memnunuz, bu yüzden işlemsel yükselteç basit bir dönüştürücü toplayın iki kutuplu sinyal tek kutupluya:


    Şekil 10. Bipolar - unipolar sinyal dönüştürücü
    Ayrıca görevimiz sinüsoidimizin referans voltajın yarısına göre salınımını sağlamaktır - o zaman ya aralığın yarısını çıkarırız ya da ADC ayarlarında seçeneği etkinleştirir ve işaret değerlerini alırız.
    Arduino'nun 10 bitlik bir ADC'si var, bu nedenle 0-1023 arasındaki işaretsiz bir sonuçtan yarısını çıkaracağız ve -512-511 elde edeceğiz.
    LTSpiceIV'te toplanan modeli kontrol ediyoruz ve her şeyin olması gerektiği gibi çalıştığından emin oluyoruz. Video materyalinde ayrıca deneysel olarak ikna olduk.


    Şekil 11. Simülasyon sonucu. Yeşil orijinal sinyaldir, mavi çıkıştır

    Tek kanal için Arduino için eskiz

    geçersiz kurulum() ( autoadcsetup(); DDRD |=(1<

    Program, ATmega1280 mikro denetleyicisi için Arduino IDE'de yazılmıştır. Hata ayıklama kartımda ilk 8 kanal kartın dahili ihtiyaçları için yönlendiriliyor bu yüzden ADC8 kanalı kullanılıyor. Bu taslağı ATmega168 ile kart için kullanmak mümkündür, ancak doğru kanalı seçmeniz gerekir.
    Kesintilerin içinde, sayısallaştırmanın çalışma frekansını görsel olarak görmek için birkaç servis pinini bozuyoruz.
    102 katsayısının nereden geldiği hakkında birkaç söz.İlk çalıştırmada jeneratörden çeşitli genliklerde bir sinyal verildi, etkin voltaj değerinin göstergesi osiloskoptan okundu ve hesaplanan değer konsoldan alındı. mutlak ADC birimleri.

    Umaks, V Urms, V sayılır
    3 2,08 212
    2,5 1,73 176
    2 1,38 141
    1,5 1,03 106
    1 0,684 71
    0,5 0,358 36
    0,25 0,179 19

    Üçüncü sütunun değerlerini ikincinin değerlerine bölerek ortalama 102 elde ederiz. Bu bizim “kalibrasyon” katsayımız olacaktır. Ancak, voltaj düştükçe doğruluğun keskin bir şekilde düştüğü görülebilir. Bu, ADC'mizin düşük duyarlılığından kaynaklanmaktadır. Aslında, doğru hesaplamalar için 10 basamak feci derecede küçüktür ve prizdeki voltajı bu şekilde ölçmek oldukça mümkünse, yükün tükettiği akımı ölçmek için 10 bitlik bir ADC koymak metrolojiye karşı bir suç olacaktır. .

    Bu noktada, kıracağız. Bir sonraki bölümde, bu serinin diğer üç sorusunu ele alacağız ve sorunsuz bir şekilde cihazın kendisini oluşturmaya geçeceğiz.

    Sunulan ürün yazılımı ve bu seri için diğer ürün yazılımı (makaleleri hazırladığımdan daha hızlı video çektiğim için) GitHub'daki depoda bulunabilir.

    Uygulamada voltaj ölçümleri oldukça sık yapılmalıdır. Voltaj, radyo mühendisliğinde, elektrikli cihazlarda ve devrelerde vb. ölçülür. Alternatif akımın tipi darbeli veya sinüzoidal olabilir. Gerilim kaynakları ya akım üreteçleridir.

    Darbe akımı voltajı, genlik ve ortalama voltaj parametrelerine sahiptir. Darbe üreteçleri bu tür voltaj kaynakları olabilir. Voltaj volt olarak ölçülür ve "V" veya "V" olarak gösterilir. Voltaj değişken ise, o zaman “ sembolü ~ ”, sabit voltaj için “-” sembolü gösterilir. Ev ev ağındaki alternatif voltaj ~ 220 V olarak işaretlenmiştir.

    Bunlar, elektrik sinyallerinin özelliklerini ölçmek ve kontrol etmek için tasarlanmış cihazlardır. Osiloskoplar, ekrandaki değişkenlerin değerlerinin bir görüntüsünü üreten bir elektron ışınını saptırma prensibiyle çalışır.

    AC voltaj ölçümü

    Düzenleyici belgelere göre, ev ağındaki voltaj% 10 sapma doğruluğu ile 220 volta eşit olmalıdır, yani voltaj 198-242 volt aralığında değişebilir. Evinizdeki aydınlatma azaldıysa, lambalar sık ​​​​sık arızalanmaya başladıysa veya ev cihazları dengesiz çalışmaya başladıysa, bu sorunları bulmak ve gidermek için önce şebekedeki voltajı ölçmeniz gerekir.

    Ölçmeden önce, mevcut ölçüm cihazınızı çalışmaya hazırlamalısınız:

    • Kontrol kablolarının yalıtımının bütünlüğünü problar ve uçlarla kontrol edin.
    • Anahtarı, üst sınırı 250 volt veya daha yüksek olan AC voltajına ayarlayın.
    • Kontrol tellerinin uçlarını ölçüm cihazının soketlerine sokun, örneğin, . Yanılmamak için kasadaki soketlerin tanımlarına bakmak daha iyidir.
    • Cihazı açın.

    Test cihazında 300 volt ve multimetrede 700 volt ölçüm limitinin seçildiği şekilden görülebilir. Bazı cihazlar voltajı ölçmek için birkaç farklı anahtarın istenen konuma ayarlanmasını gerektirir: akım türü, ölçüm türü ve ayrıca kablo pabuçlarını belirli soketlere takın. Multimetredeki siyah ucun ucu COM jakına (ortak jak) takılır, kırmızı uç ise “V” ile işaretlenmiş sokete takılır. Bu soket, her türlü voltajı ölçmek için yaygındır. "ma" işaretli soket, küçük akımları ölçmek için kullanılır. "10 A" işaretli soket, 10 ampere ulaşabilen önemli miktarda akımı ölçmek için kullanılır.

    “10 A” soketine takılı tel ile voltajı ölçerseniz cihaz arızalanır veya sigorta atar. Bu nedenle ölçüm çalışması yaparken dikkatli olmalısınız. Çoğu zaman, direncin ilk ölçüldüğü durumlarda hatalar meydana gelir ve ardından başka bir moda geçmeyi unutarak voltaj ölçümü başlar. Aynı zamanda, cihazın içinde direnci ölçmekten sorumlu bir direnç yanar.

    Cihazı hazırladıktan sonra ölçüm yapmaya başlayabilirsiniz. Multimetreyi açtığınızda göstergede hiçbir şey görünmüyorsa, bu, cihazın içinde bulunan pilin ömrünün bittiği ve değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Çoğu zaman multimetrelerde 9 voltluk bir voltaj üreten bir "Krona" vardır. Hizmet ömrü, üreticiye bağlı olarak yaklaşık bir yıldır. Multimetre uzun süre kullanılmadıysa kurma kolu hala arızalı olabilir. Pil iyiyse, multimetre bir tane göstermelidir.

    Tel problar sokete takılmalı veya çıplak kablolarla dokunulmalıdır.

    Multimetrenin ekranında, şebeke voltajının değeri hemen dijital biçimde görünecektir. İşaretçi aygıtında ok belirli bir açıyla sapacaktır. İşaretçi test cihazının birkaç dereceli ölçeği vardır. Onları dikkatlice düşünürseniz, her şey netleşir. Her ölçek belirli ölçümler için tasarlanmıştır: akım, voltaj veya direnç.

    Cihazdaki ölçüm limiti 300 volt olarak ayarlanmıştır, bu nedenle limiti 3 olan ikinci ölçekte saymanız gerekirken, cihazın okumalarının 100 ile çarpılması gerekir. Ölçeğin bölme değeri 0,1 volttur. , böylece şekilde gösterilen sonucu elde ederiz, yaklaşık 235 volt. Bu sonuç kabul edilebilir sınırlar içerisindedir. Ölçüm sırasında ölçüm sürekli değişiyorsa, elektrik kablo bağlantılarında zayıf temas olabilir ve bu da kıvılcımlanmaya ve şebekede arızalara neden olabilir.

    DC voltaj ölçümü

    Sabit voltaj kaynakları, voltajı 24 volttan fazla olmayan piller, düşük voltaj veya pillerdir. Bu nedenle pilin kutuplarına dokunmak tehlikeli değildir ve özel güvenlik önlemlerine gerek yoktur.

    Bir pilin veya başka bir kaynağın performansını değerlendirmek için kutuplarındaki voltajı ölçmek gerekir. Parmak piller için güç direkleri kasanın uçlarında bulunur. Pozitif kutup "+" ile işaretlenmiştir.

    Doğru akım, alternatif akımla aynı şekilde ölçülür. Fark, yalnızca cihazı uygun moda ayarlamakta ve çıkışların polaritesini gözlemlemekte yatmaktadır.

    Akü voltajı genellikle kasanın üzerinde işaretlenir. Ancak bu durumda pilin elektromotor kuvveti ölçüldüğü için, ölçümün sonucu pilin sağlığını henüz göstermez. Pilin takılacağı cihazın çalışma süresi, kapasitesine bağlıdır.

    Akünün performansını doğru bir şekilde değerlendirmek için, bağlı yük ile voltajı ölçmek gerekir. Parmak pili için, yük olarak normal bir 1,5 voltluk el feneri ampulü uygundur. Işık açıkken voltaj biraz düşerse, yani% 15'ten fazla değilse, pil kullanıma uygundur. Voltaj çok daha fazla düşerse, böyle bir pil yine de yalnızca çok az enerji tüketen bir duvar saatinde hizmet edebilir.

    Küçük bir Attiny13 mikrodenetleyicisine dayalı olarak neler yapılabilir? Birçok şey. Örneğin, HD44780 tipi bir ekranda görüntülenen sonuçlarla birlikte bir voltaj, akım, sıcaklık ölçer. Öyleyse güç kaynaklarında, şarj cihazlarında, UMZCH'de ve çok yüksek hassasiyetin gerekli olmadığı yerlerde modül olarak başarıyla kullanılabilen bu evrensel cihazı bir araya getirelim. Tahta boyutu sadece 35 x 16 mm'dir.

    Attiny13 üzerinde U, I, T metre devresi

    • Voltaj ölçüm aralığı 0-99V, çözünürlük 0.1V.
    • 10 mA çözünürlükle 0-9.99A akım ölçüm aralığı.
    • Çözünürlük 0.1C ile sıcaklık ölçüm aralığı 0-99C.
    • Ölçüm cihazının mevcut tüketimi 35 mA'dır.

    Her şeyden önce, cihazın hangi voltaj aralığında çalışacağını bilmeniz gerekir. Bunu oluşturmak için voltaj bölücüyü hesaplamak gerekir. Örneğin, 10V'luk bir ölçüm elde etmek için bölücü 1/10 olacaktır (gerilim, taban 1V'un 10 katı olacağından x 10'u çarpıyoruz), 30V için 1/30 olacaktır ve bu böyle devam eder. Ardından programı bu aralık için yapılandırmanız gerekir. Bu 30 V'ları 640 ile çarpıyoruz ve sonucu 1023'e bölüyoruz. Ortaya çıkan sayı yaklaşık olarak programın başında yazıyor, sabit voltaj ve programın derlenmesi gerekiyor (100 V, 8.2k aralığı için).

    Akım ölçümünü de benzer şekilde kurabilir, farklı bir bölücü, farklı bir aralık verebilir ve listeleyebiliriz ama onu tarif etmeyeceğim. Burada analog sıcaklık kalibrasyonu yok çünkü tamamen gereksiz görünüyordu.

    Programda deneysel olarak düzeltiyoruz, bundan const temp sabiti sorumlu. Toprak ile sensör çıkışı arasındaki 1K direnç voltajı ayarlar, hatta 100 ohm'a kadar düşürülebilir.

    Şema nasıl çalışır?

    Ölçmek istediğimiz voltaj, kart üzerindeki V ve V + noktalarına uygulanır, GND noktasını güç kaynağının kütlesinin girişi ile ve B noktasına - kütlenin çıkışı (ölçüm gerçekleşir) bağlarız. yerde). GND ve V noktaları arasında - bir şönt bağlanır. Sayaç, 7805 regülatörü üzerinden V ve V+ noktasından beslenir.TO252 paketinde regülatör için kart üzerinde yer vardır, ancak TO92 paketinde daha büyük olan 78L05 regülatörü de başarıyla kullanılabilir. V ve V+ noktaları için belirtilebilecek maksimum voltaj, normal bir 7805 için 35V'a kadar olacaktır, 78L05 için elbette daha az olacaktır, ancak 30'dan fazla olmayacaktır. Yüksek voltajları ölçmek için çip, ayrı olarak doldurulmalıdır - yazdırma tarafında, voltaj ayar potansiyometresinin altındaki yolu kesin ve A noktasına güç verin. Sistem, HD44780 veya 16x2 denetleyicili 16x1 ekranla çalışır.

    Sayacın videosu

    Mikrodenetleyiciyi yanıp sönerken, pin sıfırlamayı normal bir pin olarak ayarlamanız gerekir (fusebit RSTDISBL'yi etkinleştirin). Bu işlemi gerçekleştirmeden önce, her şeyin iyi ayarlandığından, kapatıldıktan sonra sıfırlandığından ve normal bir programcının işlemciye erişimi olmadığından emin olun! Kaynaklar ve diğer tüm belgeler ve dosyalar bulunur.

    Elektrik voltajı için temel ölçü birimi volttur. Büyüklüğe bağlı olarak, voltaj şu şekilde ölçülebilir: volt(İÇİNDE), kilovolt(1 kV = 1000 V), milivolt(1 mV = 0,001 V), mikrovolt(1 uV = 0,001mV = 0,000001 V). Uygulamada, çoğu zaman volt ve milivoltlarla uğraşmak gerekir.

    İki ana voltaj türü vardır - kalıcı Ve değişken. Bataryalar sabit voltaj kaynağıdır. Alternatif voltajın kaynağı, örneğin bir apartman veya evin elektrik şebekesindeki voltaj olabilir.

    Voltajı ölçmek için kullanılır voltmetre. voltmetreler katılımlar(analog) ve dijital.

    Bugüne kadar, işaretçi voltmetreler dijital olanlardan daha düşüktür, çünkü ikincisi kullanımı daha uygundur. Bir işaretçi voltmetre ile ölçüm yaparken, voltaj okumalarının bir ölçekte hesaplanması gerekiyorsa, o zaman dijital bir ölçüm için, ölçüm sonucu hemen göstergede görüntülenir. Ve boyutlar açısından, işaretçi cihazı dijital olana kaybeder.

    Ancak bu, işaretçi aygıtların hiç kullanılmadığı anlamına gelmez. Dijital bir cihazla görülemeyen bazı işlemler vardır, bu nedenle makaslar daha çok endüstriyel işletmelerde, laboratuvarlarda, tamirhanelerde vb. kullanılır.

    Elektrik devre şemalarında, bir voltmetre büyük Latin harfi " olan bir daire ile gösterilir. V" içeri. Voltmetre sembolünün yanında, harf tanımı " PU” ve şemadaki seri numarası. Örneğin. Devrede iki voltmetre varsa, ilkinin yanına " PU 1"ve ikincisi hakkında" PU 2».

    Doğrudan voltajı ölçerken, şema voltmetre bağlantısının polaritesini gösterir, ancak alternatif voltaj ölçülürse, bağlantının polaritesi gösterilmez.

    Voltaj arasında ölçülür iki puan devreler: arasındaki elektronik devrelerde pozitif Ve olumsuz kutuplar arasındaki elektrik devrelerinde faz Ve sıfır. Voltmetre bağlı gerilim kaynağına paralel veya zincire paralel- gerilimi ölçmenin gerekli olduğu bir direnç, lamba veya başka bir yük:

    Bir voltmetre bağlamayı düşünün: üst devrede, voltaj bir lamba üzerinde ölçülür HL1 ve aynı zamanda güç kaynağında GB1. Aşağıdaki şemada, voltaj lamba boyunca ölçülür. HL1 ve direnç R1.

    Voltajı ölçmeden önce belirleyin görüş ve yaklaşık değer. Gerçek şu ki, voltmetreler için ölçüm parçası yalnızca bir tür voltaj için tasarlanmıştır ve bu, farklı ölçüm sonuçlarıyla sonuçlanır. Doğru voltajı ölçmek için bir voltmetre, alternatif voltajı görmez ve alternatif voltaj için bir voltmetre, aksine, doğrudan voltajı ölçebilir, ancak okumaları doğru olmayacaktır.

    Ölçülen voltajın yaklaşık değerini bilmek de gereklidir, çünkü voltmetreler kesin olarak tanımlanmış bir voltaj aralığında çalışır ve aralık veya değer seçiminde bir hata yaparsanız cihaz zarar görebilir. Örneğin. Voltmetrenin ölçüm aralığı 0 ... 100 Volt'tur, bu da voltajın yalnızca bu sınırlar içinde ölçülebileceği anlamına gelir, çünkü 100 Volt'un üzerindeki voltajı ölçerken cihaz arızalanır.

    Tek bir parametreyi (gerilim, akım, direnç, kapasitans, frekans) ölçen cihazların yanı sıra, tüm bu parametreleri tek bir cihazda ölçen çok fonksiyonlu cihazlar bulunmaktadır. Böyle bir cihaz denir test cihazı(çoğunlukla gösterge göstergeleri) veya dijital multimetre.

    Test cihazı üzerinde durmayacağız, bu başka bir makalenin konusu ama hemen bir dijital multimetreye geçeceğiz. Çoğunlukla, multimetreler 0 ... 1000 Volt aralığında iki tür voltajı ölçebilir. Ölçüm kolaylığı için, her iki voltaj da iki sektöre ve sektörler halinde alt aralıklara ayrılır: sabit voltajın beş alt aralığı vardır, alternatif voltajın iki alt aralığı vardır.

    Her alt aralığın, sayısal bir değerle gösterilen kendi maksimum ölçüm sınırı vardır: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. Örneğin. "200V" limitinde, voltaj 0 ... 200 Volt aralığında ölçülür.

    Şimdi ölçüm süreci.

    1. DC voltaj ölçümü.

    İlk önce tanımlıyoruz görüşölçülen voltajı (DC veya AC) seçin ve anahtarı istenen sektöre getirin. Örneğin, sabit voltajı 1,5 Volt olan parmak tipi bir pili ele alalım. Sabit voltaj sektörünü seçiyoruz ve içinde ölçüm aralığı 0 ... 2 Volt olan “2V” ölçüm limiti.

    Test uçları aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi soketlere takılmalıdır:

    kırmızı sonda denir pozitif, ve ölçülen parametrelerin simgelerinin gösterildiği yuvaya takılır: "VΩmA";
    siyah yağ çubuğu denir olumsuz veya genel ve karşısındaki "COM" simgesinin bulunduğu yuvaya takılır. Tüm ölçümler bu proba göre yapılır.

    Pozitif prob ile pilin pozitif kutbuna ve negatif olanla - negatif olana dokunuyoruz. 1,59 Volt'luk ölçüm sonucu, multimetre göstergesinde hemen görülebilir. Gördüğünüz gibi, her şey çok basit.

    Şimdi başka bir nüans. Bataryadaki problar değiştirilirse, ünitenin önünde, multimetre bağlantısının kutuplarının tersine döndüğünü gösteren bir eksi işareti görünecektir. Eksi işareti, kart üzerindeki pozitif veya negatif lastikleri belirlemeniz gerektiğinde, elektronik devrelerin kurulması sürecinde çok uygun olabilir.

    Pekala, şimdi voltajın büyüklüğü bilinmediğinde seçeneği düşünün. Voltaj kaynağı olarak parmak pili bırakalım.

    Diyelim ki pil voltajını bilmiyoruz ve cihazı yakmamak için 0 ... 600 Volt ölçüm aralığına karşılık gelen “600V” maksimum limitinden ölçüme başlıyoruz. Multimetrenin probları ile pilin kutuplarına dokunuyoruz ve indikatörde ölçüm sonucunun "" e eşit olduğunu görüyoruz. 001 ". Bu rakamlar voltaj olmadığını veya değerinin çok küçük olduğunu veya ölçüm aralığının çok büyük olduğunu gösterir.

    Aşağı iniyoruz. Anahtarı 0 ... 200 Volt aralığına denk gelen “200V” konumuna alıp problar ile akü kutuplarına dokunduruyoruz. Gösterge şuna eşit okumalar gösterdi " 01,5 ". Prensip olarak, bu okumalar zaten AA pilin voltajının 1,5 volt olduğunu söylemek için yeterlidir.

    Bununla birlikte, öndeki sıfır, voltajı daha da düşürmeyi ve daha doğru bir şekilde ölçmeyi önerir. 0 ... 20 Volt aralığına denk gelen "20V" limitine kadar düşürüyoruz ve tekrar ölçüm yapıyoruz. Ekranda " 1,58 ". Artık bir parmak pilinin voltajının 1,58 volt olduğunu kesin olarak söyleyebiliriz.

    Bu şekilde, voltajın büyüklüğünü bilmeden, onu bulurlar, yüksek bir ölçüm sınırından düşük olana kademeli olarak düşerler.

    Ölçerken birimin “ olduğu durumlar da vardır. 1 ". Ünite, ölçülen gerilim veya akımın seçilen ölçüm limitinin üzerinde olduğunu bildirir. Örneğin. “2V” sınırında 3 Voltluk bir voltaj ölçerseniz, bu limitin ölçüm aralığı sadece 0 ... 2 Volt olduğundan göstergede bir birim görünecektir.

    0 ... 200 mV ölçüm aralığına sahip bir "200m" sınırı daha vardır. Bu sınır, bazen bir tür amatör radyo tasarımı kurarken karşılaşılan çok küçük voltajları (milivolt) ölçmek için tasarlanmıştır.

    2. AC gerilim ölçümü.

    AC voltajını ölçme işlemi, DC voltajını ölçmekten farklı değildir. Tek fark, alternatif voltaj için probların polaritesinin gerekli olmamasıdır.

    AC voltaj sektörü iki alt aralığa ayrılmıştır 200V Ve 600V.
    "200V" sınırında, örneğin düşürücü transformatörlerin sekonder sargılarının çıkış gerilimini veya 0 ... 200 Volt aralığındaki diğer gerilimleri ölçebilirsiniz. "600V" sınırında, 220 V, 380 V, 440 V veya 0 ... 600 Volt aralığındaki herhangi bir gerilimi ölçebilirsiniz.

    Örnek olarak, 220 voltluk bir ev ağının voltajını ölçelim.
    Anahtarı "600V" konumuna getiriyoruz ve multimetre problarını prize takıyoruz. Gösterge hemen 229 voltluk ölçüm sonucunu gösterdi. Gördüğünüz gibi, her şey çok basit.

    Ve bir an.
    Yüksek gerilimleri ölçmeden önce DAİMA bir kez daha probların ve voltmetre veya multimetrenin kablolarının yalıtımının iyi durumda olduğundan emin olun, ve ek olarak seçilen ölçüm limitini kontrol edin. Ve ancak tüm bu işlemlerden sonra ölçü alın. Böylece kendinizi ve cihazı beklenmedik sürprizlerden kurtarmış olursunuz.

    Ve bir şey net değilse, bir multimetre kullanarak voltaj ve akımın ölçümünü gösteren videoyu izleyin.

    Mevcut ölçüm(akım ölçümü olarak kısaltılır), hayatta bir kereden fazla işe yarayacak faydalı bir beceridir. Güç tüketimini belirlemek gerektiğinde akımın büyüklüğünü bilmek gerekir. Akım ölçmek için ampermetre adı verilen bir cihaz kullanılır.

    Alternatif akım ve doğru akım vardır, bu nedenle bunları ölçmek için çeşitli ölçüm cihazları kullanılır. Akım her zaman I harfi ile gösterilir ve gücü Amper cinsinden ölçülür ve A harfi ile gösterilir. Örneğin, I \u003d 2 A, test edilen devredeki akım gücünün 2 Amper olduğunu gösterir.

    Farklı akım türlerini ölçmek için çeşitli ölçüm cihazlarının nasıl işaretlendiğini ayrıntılı olarak ele alalım.

    • Doğru akımı ölçmek için bir ölçüm cihazında, A harfinin önüne "-" simgesi uygulanır.
    • Alternatif akımı ölçmek için bir ölçüm cihazında, aynı yerde "~" sembolü uygulanır.
    • ~ Alternatif akımı ölçmek için bir cihaz.
    • -Doğru akımı ölçmek için bir cihaz.

    İşte için tasarlanmış bir ampermetrenin fotoğrafı DC akım ölçümleri.

    Yasaya göre kapalı bir devrede herhangi bir noktada akan akımın şiddeti aynı değere eşittir. Sonuç olarak, akımı ölçmek için, ölçüm cihazının bağlanmasına uygun herhangi bir yerde devrenin bağlantısını kesmek gerekir.

    Unutulmamalıdır ki elektrik devresinde mevcut olan voltajın büyüklüğünün herhangi bir etkisi yoktur. mevcut ölçüm. Akım kaynağı 220 V'luk bir ev tipi güç kaynağı veya 1,5 V'luk bir pil vb. olabilir.

    Bir devredeki akımı ölçecekseniz, akımın devrede doğrudan mı yoksa alternatif olarak mı aktığına dikkat edin. Uygun bir ölçüm cihazı alın ve devrede beklenen akım gücünü bilmiyorsanız, akım ölçüm anahtarını maksimum konuma getirin.

    Elektrikli bir cihazla mevcut gücün nasıl ölçüleceğini ayrıntılı olarak ele alalım.

    Güvenlik için akım tüketim ölçümleri elektrikli ev aletleri, iki soketli ev yapımı bir uzatma kablosu yapacağız. Montajdan sonra, standart bir mağaza uzatma kablosuna çok benzer bir uzatma kablosu alıyoruz.

    Ancak ev yapımı ve mağazadan satın alınan bir uzatma kablosunu söküp birbirimizle karşılaştırırsak, iç yapıdaki farklılıkları açıkça göreceğiz. Ev yapımı bir uzatma kablosunun soketlerinin içindeki sonuçlar seri olarak bağlanır ve mağazada paralel olarak bağlanır.

    Fotoğraf, üst terminallerin sarı bir kabloyla birbirine bağlandığını ve prizlerin alt terminallerine şebeke voltajı verildiğini açıkça göstermektedir.

    Şimdi akımı ölçmeye başlıyoruz, bunun için elektrikli cihazın fişini soketlerden birine, ampermetre problarını diğer sokete takıyoruz. akımı ölçmeden önce, akımın doğru ve güvenli bir şekilde nasıl ölçüleceği hakkında okuduğunuz bilgileri unutmayın.

    Şimdi gösterge ampermetresinin okumalarını nasıl doğru yorumlayacağınızı düşünün. -de akım tüketimi ölçümü alet, ampermetre ibresi 50 bölümünde durmuş, şalter maksimum ölçüm limiti olan 3 ampere ayarlanmıştır. Ampermetremin ölçeği 100 bölüme sahiptir. Bu, ölçülen akım gücünü formül (3/100) X 50 \u003d 1,5 Amper ile belirlemenin kolay olduğu anlamına gelir.

    Tüketilen akıma göre cihazın gücünü hesaplama formülü.

    Herhangi bir elektrikli cihazın (TV, buzdolabı, ütü, kaynak vb.) Tükettiği akım miktarına ilişkin verilere sahip olarak, bu elektrikli cihazın hangi güç tüketimine sahip olduğunu kolayca belirleyebilirsiniz. Dünyada elektriğin her zaman uyduğu fiziksel bir kalıp vardır. Bu kalıbın kaşifleri Emil Lenz ve James Joule ve onların onuruna, şimdi buna Joule-Lenz Yasası deniyor.

    • ben - Amper (A) cinsinden ölçülen akım gücü;
    • U - voltaj, Volt (V) cinsinden ölçülür;
    • P, Watt (W) cinsinden ölçülen güçtür.

    Mevcut hesaplamalardan birini yapalım.

    Buzdolabının mevcut tüketimini ölçtüm ve 7 ampere eşit. Ağdaki voltaj 220 V'tur. Bu nedenle buzdolabının güç tüketimi 220 V X 7 A \u003d 1540 W'dir.

    Devamını oku: