Как самому сделать мультиметр

Для любого электрика простой самодельный мультиметр нужен постоянно. Во время ремонта оборудования не надо отвлекаться на сохранность дорогого цифрового прибора, а измерения будут не хуже. Тем более самодельный мультиметр, в отличие от оригинала, всегда под руками.
Основа прибора — магнитоэлектрический измерительный механизм (ИМ). Лучше всего найти миллиамперметр магнитоэлектрической системы с током полного отклонения 10mA. Почему такой? Равномерная шкала, легко сделать несколько диапазонов измерения, точность показаний по всей шкале одинакова.
Ток отклонения можно выбрать любой, но очень малые токи скажутся на замере сопротивления (об этом напишу ниже).
Займемся расчетами. Расчеты для всех токов полного отклонения одинаковы, только вместо 10mA надо подставлять ток выбранного вами амперметра. При вычислении не забывайте переводить микроамперы и миллиамперы в амперы. Например, 100мкА — 0,0001А; 100mA — 0,1A. Сопротивление выразится в омах, которые переведем в килоомы: 1000Ом = 1кОм. Но удобнее запомнить, что вольты, деленные на микроамперы, дают мегаомы, а деленные на миллиамперы, дают килоомы.
Сделаем 4 диапазона измерений переменного и постоянного тока. Переключать род тока не придется благодаря диодному мосту D1-D4. Диапазоны выберем ближе к стандартным напряжениям сети: 25V, 110V, 250V и 400V.

Теперь вспомним формулы закона Ома:
I = U/R; R = U/I; U = IR.
I, в нашем случае, — ток полного отклонения 10mA. Напряжения в диапазонах выбрали. Остается вычислить сопротивления для каждого диапазона измерений. Применяем вторую формулу.
Для первого диапазона R1 = 25V/10mA = 2,5кОм.
То есть, чтобы при измерении напряжения 25V стрелка на шкале отклонилась до последнего значения, последовательно миллиамперметру надо подключить резистор 2,5кОм.
Для второго диапазона R = 110V/10mA = 11кОм.
При полном отклонении стрелки в последовательной цепи должно быть 11кОм. Но в этой цепи уже есть резистор R1= 2,5кОм, значит, надо добавить только R2 = 8,5кОм.
Такие же расчеты делаем для 250V и 400V.
R = 250V/10mA = 25кОм; R3 = 25кОм — 11кОм = 14кОм;
R = 400V/10mA = 40кОм; R4 = 40кОм — 25кОм = 15кОм
.
Резисторы для всех диапазонов рассчитаны. Теперь интересует схема омметра. Какую величину сопротивления будет замерять самодельный мультиметр?
Электромонтерам чаще приходится иметь дело с малыми сопротивлениями или, наоборот, определять утечку в изоляции. Конечно, замер сопротивления изоляции выполняется мегаомметром, но если есть утечка, отключающая УЗО, наш тестер ее определит.
Для замера малых сопротивлений достаточно подключить пальчиковую батарейку (ИП) 1,5V. Вот здесь и вспомним, почему малые токи отклонения ИМ сказываются на замере малых сопротивлений. Для того, чтобы прибор при измерении не вышел из строя при замыкании щупов, надо последовательно с измерительным механизмом подключить резистор. Расчет тот же:
R5+R6 = U/I; U — это батарейка; 1,5V/10mA = 150Ом.
Если бы выбрали механизм с током отклонения 100мкА, R5+R6 увеличилось бы в 100 раз, и линейка шкалы малых сопротивлений сожмется в 100 раз. В итоге значения сопротивлений будем рассматривать как бы через лупу. Для замеров больших сопротивлений этот вариант хорош, но в практике монтера измерение таких сопротивлений встречается значительно реже, чем прозвонка электрических цепей. Можете выбрать любой вариант — на любителя. А для замеров утечки можно увеличить напряжение источника питания (ИП). Добавим дополнительную цепь из двух пальчиковых батареек и резисторов R7, R8.

Напряжение ИП стало 4,5V.
R7 + R8 = 4,5V/10mA = 450Oм
Почему вместо одного резистора подключены последовательно два — R5+R6 или R7+R8? Источник питания не бесконечный и со временем «садится». Стрелка прибора не будет отклоняться до последнего значения, и показания искажаются. Но батарейка может еще послужить, только надо подкорректировать сопротивление ее цепи с помощью переменных резисторов R6 и R8. Эта коррекция называется «установка нуля» омметра. То есть для замера малых сопротивлений можно подключить R5 = 100Ом и R6 = 100Ом и с помощью R6 при замкнутых щупах установить стрелку на последнее значение шкалы. То же самое проделать со второй цепью омметра. Только R7 взять 360Ом, а R8 = 150Ом. Можно применить разные комбинации резисторов, в зависимости от наличия, но их сумма не должна быть меньше, соответственно, R5+R6 — 150Ом и R7+R8 — 450Ом. Еще один нюанс: «0» напряжений находится в начале шкалы, а «0» омметра — в конце.
Для тестера понадобится набор резисторов, из которых необходимо собрать
R1 = 2,5кОм; R2 = 8,5кОм; R3 = 14кОм; R4 = 15кОм;
R5 = 51 — 100Ом; R7 = 300 — 400Ом; R6,R8 = 100Ом — 1кОм
.
Резисторам свойствен разброс параметров, то есть номиналы, указанные на них, могут отличаться от действительных. Поэтому с подгонкой точности показаний тестера придется поэкспериментировать. Сделайте временную монтажную плату, на которой удобно менять резисторы, и после подгонки можно переносить их в корпус тестера.
Еще одна деталь, которую не стоит игнорировать. Одно из условий выбора сечения провода при монтаже электропроводки — выбор по условию нагрева. Так и с резисторами: выберем крохотные — могут сгореть, слишком большие занимают много места. Какие же нужны? Сделаем расчет по выделяемой мощности резистора. Ток, как самому сделать мультиметр проходя через нагрузку (наш резистор), нагревает ее. При этом выделяется мощность Р = UI. Но U = IR, отсюда P = IIR. Возьмем резистор с самым большим сопротивлением — R4 = 15кОм, на нем будет выделяться самая большая мощность. Так как по всем резисторам проходит один и тот же ток (в нашем случае максимальный 10mA), то мощность, выделяемая на этом резисторе P = 0,01A0,01A15000Ом = 1,5Вт. То есть наш резистор 15кОм должен быть не менее 1,5Вт. Но это для длительного включения, а наши замеры длятся недолго. Поэтому хватит 1Вт или 0,5Вт. Если хотите тестер оставить на замере длительное время, то придется выполнить требование расчета.
Диоды D1 — D4 любые. В качестве переключателя я выбрал галетный: на его выводах удобно паять резисторы. Можно вместо переключателя вывести на крышку корпуса штепсельные разъемы.
Одним словом, дизайн придумывайте сами. Желаю успеха!



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Как пользоваться мультиметром: проводим измерения Пословицы добро не умрет а зло пропадет

Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр Как самому сделать мультиметр