Aumentando la resistenza di ingresso del voltmetro a 1 GΩ. Schema, descrizione

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Aumentando la resistenza di ingresso del voltmetro a 1 GΩ. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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A volte nella pratica radioamatoriale è necessario misurare la tensione con una corrente molto piccola, inferiore a 1 μA. Misure simili sono richieste anche in elettrochimica, quando è necessario misurare la differenza di potenziale su qualsiasi elettrodo. La connessione diretta di un multimetro digitale, disponibile per molti radioamatori, in questo caso è inaccettabile, poiché la resistenza di ingresso della maggior parte dei multimetri non supera 1 ... 10 MΩ. In alcuni casi, influisce notevolmente sulla precisione della misurazione.

In questo caso, sarà utile un semplice amplificatore buffer con un divisore di ingresso ad alta resistenza. Naturalmente, un tale divisore richiederà anche un amplificatore con una corrente di ingresso molto bassa, ad esempio un amplificatore operazionale della serie KR1409UD1 con transistor MOS all'ingresso (la corrente di ingresso del KR1409UD1B non è superiore a 10 pA). Piccola corrente di ingresso e amplificatori operazionali importati della serie SA3140, anch'essi realizzati utilizzando la tecnologia BiFET.

L'utilizzo dell'amplificatore operazionale SA3140E ha permesso di assemblare un amplificatore ad alta precisione (vedere lo schema in figura), abbastanza stabile alle variazioni di temperatura, con un partitore di ingresso con una resistenza di 1 GΩ. Consente di misurare tensioni da pochi millivolt a 10 V con una resistenza di ingresso costante. Per misurare una tensione più elevata, è possibile aumentare ulteriormente la resistenza del resistore R1. L'uso di altre serie di amplificatori operazionali può causare problemi, in particolare con l'azzeramento dell'uscita.

(clicca per ingrandire)

Lo stadio buffer è assemblato secondo lo schema di un amplificatore non invertente con un coefficiente di trasferimento di circa 20, quasi uguale al rapporto di divisione del partitore di tensione di ingresso. La configurazione del dispositivo consiste nell'impostare lo "zero" all'uscita dell'amplificatore operazionale con le sonde di ingresso chiuse. L'uso del chip CA3140E ha permesso di bilanciare l'uscita dell'amplificatore con una precisione di 1 mV. Con un resistore trimmer R6, è possibile modificare leggermente il guadagno e impostare l'uscita dell'amplificatore operazionale esattamente sulla stessa tensione dell'ingresso del divisore resistivo.

Quasi tutti i voltmetri CC possono essere collegati all'uscita dell'amplificatore. Puoi anche collegare una testa magnetoelettrica del puntatore con una freccia situata al centro della scala, raccogliendo un resistore in serie. Attraverso l'amplificatore buffer, è anche possibile osservare sull'oscilloscopio un segnale a bassa frequenza con un'ampiezza fino a 10 V (questo richiede lo scollegamento del condensatore di livellamento C1).

Se il coefficiente di trasferimento della cascata dopo il divisore è impostato uguale a uno (amplificatore operazionale in modalità ripetitore), è consentito applicare una tensione fino a 250 V a una cascata buffer ad alta resistenza; in questo caso la tensione all'ingresso del microcircuito non supererà il valore massimo consentito.

L'autore ha segnato la resistenza del resistore R1 collegando tre resistori ad alta resistenza con una resistenza di 330 MΩ in serie (ad esempio, CMM, C3-14-0,125, ecc.). È auspicabile montare questi resistori ad alta resistenza sui contatti di riferimento con isolamento fluoroplastico e, per ridurre al minimo le perdite all'ingresso dell'amplificatore operazionale, è consigliabile circondare il pin 3 DA1 sul circuito stampato (realizzato in fibra di vetro) con un anello di pellicola protettiva collegato al pin 2 del microcircuito.

Nel divisore del circuito OOS OU, puoi utilizzare resistori convenzionali - C2-23 o simili. Resistenza trimmer R5 - SP5-2 (multigiro), R6 - SP5-16. I condensatori possono essere usati qualsiasi, preferibilmente piccoli.

L'amplificatore buffer e il divisore sono sensibili alle interferenze, quindi devono essere collocati in uno schermo metallico, che è collegato a un filo comune. Il design e i materiali della sonda del divisore devono fornire un'elevata resistenza di isolamento per ridurre al minimo la corrente di dispersione in questo circuito.

Autore: I.Korotkov, villaggio di Bucha, regione di Kiev, Ucraina

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