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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Attacco multimetro per la misurazione dei parametri della batteria. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Il set-top box è progettato per il collegamento al multimetro MY-63, che misura, tra gli altri parametri, la tensione continua e alternata, nonché la capacità dei condensatori e il coefficiente di trasferimento di corrente dei transistor bipolari. La presenza di queste modalità è necessaria per il funzionamento del set-top box. Il suo diagramma è mostrato in Fig. 1. All'amplificatore operazionale DA1. 1 e il transistor ad effetto di campo VT1 è assemblato uno stabilizzatore di corrente controllato in tensione.
Al suo ingresso viene fornita una tensione di riferimento Urev = 5 V dal motore del resistore di sintonia R0,1. La corrente Ia scorre attraverso il transistor VT1, che è la corrente di scarica per la batteria. Dipende dalla tensione di riferimento e dalla resistenza del sensore di corrente (Rt) - resistori R8, R9 o R10: Ia = Urev/Rt. La corrente di scarica viene selezionata utilizzando l'interruttore SA1. Nella posizione 3, la corrente di scarica è 1 A, nella posizione 2 - 0,1 A e nella posizione 1 - circa 10 μA (può essere considerata zero). Un amplificatore con un coefficiente di trasmissione unitario in corrente continua (K== 1.2) e circa 1 (K = 100) in corrente alternata viene assemblato utilizzando l'amplificatore operazionale DA100. L'interruttore SA2 scollega la batteria dal circuito di misurazione. Tutti gli elementi del set-top box sono alimentati dallo stabilizzatore di tensione interno del multimetro (+3 V), la corrente consumata dal set-top box non supera 35...40 μA. Questa efficienza è ottenuta attraverso l'uso del doppio amplificatore operazionale OPA293 a micropotenza. Per misurare la tensione della batteria, il multimetro viene acceso in modalità di misurazione della tensione CC con un limite di 2 V. La batteria installata nel supporto è collegata al circuito di misurazione tramite l'interruttore SA2. Modificando la corrente di scarica con l'interruttore SA1, vengono prese le letture del voltmetro Ua0 (a Ia = 0), Ua0,1 (a Ia = 0,1 A) e Ua1 (a Ia = 1 A). Da questi dati viene calcolata la resistenza interna della batteria, che può essere definita statica. Ad esempio, per Ia = 1 A, Rct = (Ua0 - Ua1)/1. In questa modalità è possibile determinare la capacità della batteria. Per fare ciò, misurare la durata dei tempi di scarica di una batteria completamente carica con una corrente stabile Ia a una tensione di 0,9 V e calcolare la sua capacità: C = Ia * trtimes (Ah). Durante la scarica, il multimetro non può essere spento, poiché anche lo stabilizzatore di corrente si spegnerà. Per non eseguire il calcolo della resistenza interna, il set-top box fornisce una modalità per la sua misurazione, in cui il metodo indicato nell'articolo di B. Stepanov "Misurazione dei parametri della batteria" (Radio, 2001, n. 9, p. 42) viene utilizzato. Si basa sul fatto che alla tensione di riferimento dello stabilizzatore di corrente viene aggiunta una componente alternata. Misurando la componente di tensione alternata della batteria è possibile determinarne la resistenza interna. La sorgente di tensione alternata nel set-top box è un segnale con una frequenza di circa 400 Hz e un'ampiezza di 50 mV, che è presente nel multimetro MY-bZ sul pin sinistro del connettore “Cx”, destinato a collegando il condensatore da misurare. Una tensione alternata viene fornita all'ingresso di uno stabilizzatore di corrente controllato in tensione e porta alla comparsa di una componente alternata sia della corrente di scarica (Ia„) che della tensione della batteria Ua, = IaRd, dove Rd è la sua resistenza differenziale interna. Il set-top box è impostato su Ia, = 10 mA. Per garantire che la componente alternata della corrente sia la stessa a diverse correnti di scarica, la tensione alternata proveniente dalla presa “Cx” con Ia = 1 A riduce ulteriormente la resistenza di sintonia R1. La tensione Ua amplifica l'amplificatore operazionale DA1.2, quindi viene fornita all'ingresso del multimetro, che viene acceso nella modalità di misurazione della tensione alternata al limite di 2 V. La tensione alternata all'uscita di questo op -amp è uguale a: UОУ, = UаК = IaRдK. La componente alternata della corrente di scarica (Ia,) e il guadagno dell'amplificatore operazionale DA1.2 (K,) sono selezionati in modo tale che la tensione alternata misurata all'uscita del set-top box (UОУ,) sia numericamente uguale alla resistenza differenziale interna (Rd) della batteria. Ad esempio, per Rd = 0,1 Ohm otteniamo UOU = 0,01*0,1*100 = 0,1 V. È questa tensione che mostrerà il voltmetro. Va notato che i valori calcolati e misurati della resistenza interna differiranno leggermente, poiché nel primo caso è determinato dalla differenza tra la tensione a circuito aperto e sotto carico, e nel secondo dalla pendenza del carico caratteristica della batteria in un punto specifico.
La maggior parte degli elementi della console sono posizionati su un circuito stampato realizzato su un lato con un foglio di fibra di vetro con uno spessore di 1,5...2 mm, il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Sono stati utilizzati resistori fissi per montaggio superficiale RN1-12 di dimensione standard 1206 (resistore R10 di dimensione standard 2512), trimmer - SPZ-19. Il condensatore all'ossido è al tantalio per montaggio superficiale, dimensione B o C, il resto è ceramico, dimensione 1206 (C2, C4) e 0805 (C3). Il transistor ad effetto di campo deve trovarsi in un contenitore D2Pak; è saldato su un pad metallizzato per migliorare la dissipazione del calore. Inoltre, deve essere dotato del cosiddetto "controllo del livello logico", ovvero con una tensione gate-source di 2,5 V, la corrente di drain deve essere di almeno 2.3 A. Il nome di alcuni di questi transistor contiene la lettera L nel prefisso Oltre a quello specificato nello schema IRL2505S, è adatto ad esempio IRLR2905. L'interruttore SA2 deve avere una bassa resistenza di contatto nello stato chiuso ed essere progettato per una corrente di almeno 1.2 A; è adatto ad esempio B3009. Se non è disponibile un interruttore con tali parametri è meglio eliminarlo e installare invece un ponticello. Interruttore SA1 per tre posizioni e due direzioni per una corrente di almeno 1 A - SS23F07. Funzioneranno anche altre serie SS23 classificate per commutazione da 1,5 A, come SS23E24, SS23E28, SS23E29, ma il PCB dovrà essere modificato poiché questi interruttori hanno piedinature diverse. L'amplificatore operazionale può essere sostituito con un Rail-to-Rail a micropotenza simile, come l'LMV358DR2G. La spina XP1 è un pezzo di filo di rame stagnato con un diametro di 1 e una lunghezza di 15 mm, collegato tramite un filo isolato alla scheda. Questa spina viene inserita nella presa “C NPN” destinata al collegamento dei transistor bipolari. I connettori XP2 e XP3 sono perni con un diametro di 4 e una lunghezza di 35 mm, che vengono fissati nei fori della scheda. La spina XP4 è una striscia di ottone stagnato o rame di 0,5 mm di spessore, 4 mm di larghezza e 20 mm di lunghezza, è saldata dal lato dei conduttori stampati alla piazzola di contatto sulla scheda. Quando si installa il set-top box, le spine XP2 e XP3 devono inserirsi nelle prese corrispondenti del multimetro e XP4 nella presa sinistra del connettore "C". Dopo aver controllato e regolato il set-top box, le spine XP1-XP3 sono fissato sulla scheda con colla epossidica.Il supporto della batteria (cassetta) offre una bassa resistenza di contatto, quindi i suoi contatti non devono essere sotto forma di molle a spirale, ma a forma di foglia. Il dispositivo può essere semplificato eliminando la modalità di misurazione della resistenza differenziale e i suoi elementi corrispondenti. In questo caso, l'interruttore SA1 può essere unidirezionale e a tre posizioni, l'amplificatore operazionale può essere singolo (DA1.2 non è necessario), LMV321SQ3T2G è adatto. Lo scarico del transistor ad effetto di campo e il contatto X1 sono collegati alla spina XP2, i resistori R1, R2, R4, R11, R12 sono esclusi (è installato un ponticello al posto di R4), condensatori C2, C4. In questa versione, il set-top box, avendo cambiato design, può essere utilizzato insieme ai multimetri più semplici ed economici della serie M-83x fT-83x, che dispongono di modalità per misurare la tensione continua e il coefficiente di trasferimento di corrente dei transistor bipolari . Configurare l'allegato nella seguente sequenza. Collegalo a un multimetro, posiziona una batteria completamente carica nel supporto e imposta SA1 sulla posizione 1 ("0 A"). Il cursore del resistore R2 viene spostato nella posizione inferiore secondo lo schema, il multimetro viene commutato sulla modalità di misurazione della tensione CC al limite di 2 V e l'alimentazione viene accesa. Le letture del multimetro devono corrispondere alla tensione della batteria, che viene monitorata con un voltmetro standard. Dopo aver spento il multimetro, installare un inserto a piastra in foglio di fibra di vetro a doppia faccia spesso 0,5 mm, largo 10 mm e lungo circa 15 mm tra uno dei terminali della batteria e il contatto del supporto. Innanzitutto, su ciascun lato della piastra viene saldato uno spesso filo isolato, a cui è collegato un amperometro CC. L'interruttore SA1 è impostato sulla posizione 3 (“1 A”) e il multimetro è acceso. Il resistore trimmer R5 imposta la corrente stabilizzatrice corrispondente (1 A). Nella posizione dell'interruttore 2 (“0,1 A”) la corrente dovrebbe scendere a questo valore e nella posizione 1 (“0 A”) la corrente non dovrebbe superare i 20 μA. Spegnere il multimetro e, invece dei fili, saldare un resistore Radditional con una resistenza di 0,1 Ohm alla piastra. I motori dei resistori R2 e R11 sono impostati sulla posizione centrale, il multimetro viene commutato sulla modalità di misurazione della tensione CA con un limite di 2 V, quindi l'alimentazione viene accesa. Impostare la corrente di scarica su 0,1 A. In questo caso il voltmetro mostrerà una tensione (U2) proporzionale alla somma della resistenza differenziale interna della batteria e del resistore aggiuntivo Rd + Radd. Se chiudi, ad esempio, il resistore Radd con una pinzetta, verrà escluso dal circuito del flusso di corrente di scarica e le letture del voltmetro diminuiranno (U1). Il cursore del resistore R2 è impostato sulla posizione in cui U2-U1 = 0,1 V.
In questo caso potrebbe essere necessario modificare la posizione dello slider del resistore R11. La regolazione viene eseguita in modo simile con una corrente di scarica di 1 A, ma viene utilizzata solo la resistenza R1. Si consiglia di effettuare la regolazione due o tre volte. L'aspetto della console è mostrato in Fig. 3. Autore: I. Nechaev
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