Содержание
Know voltage
Офисные
и бытовые источники бесперебойного питания (ИБП) для рядового пользователя
представляют собой «чёрные ящики».
Возможности управления ими обычно сведены к минимуму. Светодиоды
сигнализируют о текущем режиме («работа от сети», «работа от батареи», «защита
от перегрузки» или «необходимо заменить аккумулятор»), а кнопкой можно включать, выключать ИБП и
проверять его работоспособность.
О состоянии батареи ИБП пользователь обычно узнаёт при отключении электроэнергии,
когда выясняется на практике, сколько минут аппарат держит нагрузку. А
неплохо было бы знать это заранее, чтобы вовремя заменить подсевший аккумулятор
или весь ИБП целиком.
Читатель может резонно заметить, что в
продаже есть интеллектуальные ИБП с цифровыми индикаторами и интерфейсом для
подключения к компьютеру, а также
со специальной программой, которая позволяет определить состояние батареи. Это
верно, но покупка «продвинутого» аппарата, каким бы замечательным он ни
оказался, принесёт мало радости любителям что-нибудь смастерить своими
руками.
Мы предлагаем нашим читателям дооснастить простенький ИБП
миниатюрным ампервольтметром M3430
(DSN-VC288), способным измерять постоянное напряжение
до 100 В и постоянный ток до 10 А. Подобное устройство легко приобрести через
Интернет или в салонах розничной сети «Чип и Дип». Устроено оно просто: на
миниатюрной плате размещены два цифровых вольтметра, из которых один измеряет
малое напряжение на низкоомном токовом шунте.
Стоит отметить, что существуют многочисленные
аналоги M3430
и даже версии, рассчитанные на измерение тока величиной до 50 А. Последние
работают с подключением внешнего шунта.
Прибор M3430 оснащён двумя разъёмами. Малый, с
тремя контактами, предназначен для того, чтобы на внутренние схемы подавать
напряжение питания (4,5-30 В по тонким чёрному и красному проводам) и
измеряемое напряжение (жёлтый провод). Через большой (силовой) разъём с двумя
контактами пропускается измеряемый ток. Чёрные провода на разъёмах
гальванически связаны между собой.
Стоит отметить, что для измерения напряжений
от 0 до 100 вольт ампервольтметр нужно питать от отдельного источника. Если же
для питания прибора воспользоваться измеряемым напряжением, тогда его диапазон
сужается до 4,5-30 вольт. Ещё одна особенность M3430 — однополярность, то есть
неспособность измерять отрицательные токи и напряжения. Учтите, что у ампервольтметров
других типов может быть иная цветовая кодировка проводов и даже всего один разъём.
В ИБП вольтметр имеет смысл задействовать для
контроля напряжения на аккумуляторе, чтобы можно было судить, насколько он
заряжен. Амперметр в принципе может измерять ток разряда или заряда батареи. Мы
выбрали последний вариант, рассудив, что в момент блэкаута пользователю будет
не до показаний прибора. Тем более что разрядный ток может превышать допустимый
для модели M3430
предел измерения в 10 А.
Для иллюстрации мы взяли широко
распространённый ИБП марки APC
Back-UPS CS 650.
У него зарядный ток формируется
импульсным источником напряжения. Найти схему к этому ИБП нам не удалось, зато
нашли схему для модели Back-UPS CS 500, из которой выяснили, как устроены
цепи заряда, и смогли выбрать точку для подключения измерительного токового
шунта (см. рисунок на шаге 2). На печатной плате имеющегося ИБП мы быстро
обнаружили высокочастотный трансформатор, ко вторичной обмотке которого
подключён однополупериодный выпрямитель, состоящий из диода и
электролитического конденсатора. Осталось разрезать на плате печатный
проводник, заземляющий минусовой выход выпрямителя, чтобы включить в разрез
токовый шунт амперметра. Вольтметр подключили к контакту батареи.
Питание на измеритель подавали через тумблер,
чтобы можно было отключать прибор на время, пока ИБП просто стоит на полке,
дожидаясь своего часа.
При работе будьте аккуратны, соблюдайте
правила техники безопасности.
Далее следуйте инструкциям на фото.
Источник: Энерговектор
Видео: Цифровой вольтметр DMS-20PC-1-GS-C от Murata — Электроника онлайн
127 +1
Биржа ProСтанки
Добавлено: 02.04.2014 в 09:51
Продолжительность: 02:03
Вольтметры серии DMS-20PC, от компании Murata Power Solutions ,это недорогие панельные приборы со светодиодным дисплеем, которые интегрируют в своем корпусе прецизионный АЦП, высокостабильный источник опорного напряжения и широкий LED дисплей. Сам корпус по размерам совсем немного превосходит размер дисплея.Приборы оснащены широким функционалом. Их миниатюрный корпус с эпоксидной герметизацией имеет встроенные цветовые фильтры и панельную рамку. Серия DMS-20PC являтся влаго- и виброустойчивой. Приборы стабильно работают в сложных условиях окружающей среды, диапазон рабочих температур от 0 до + 60 °С.Вольтметры полностью калиброваны на заводе-производителе с точностью ±1 цифра ((± от полной шкалы) и не требуют повторной калибровки или регулировки.
Измерительная головка DMS-20PC-1-GS-C рассчитана на входное напряжение ±2 В. Минимальный входной импеданс составляет 800 кОм. Типичное значение коэффициента подавления синфазной помехи — 86 дБ. Напряжение питания составляет 5В. Защита от перенапряжения на входе составляет ±250 В. Подключение DMS-20PC напоминает подключение стандартных компонентов, он имеют 12 контактов, расположенных в два ряда (DIL). Стандартный DIP корпус значительно упрощает монтаж на плату и расширяет сферу применения устройств.Цвет значений на дисплее вольтметра зеленый, это обозначено в названии буквами GS, т.е. GREEN SRANDARTУстройство имеет миниатюрный корпус длиной 35,1 мм, шириной 22,4 мм, толщина корпуса без выводов мм. Применяются в измерительных приборах, могут встраиваться в контрольные панели автоматики.
Комментарии
0
Оставить комментарий
Интересные статьи партнеров
Отжиг стали: процесс, виды, преимущества, недостатки и области применения
Пусконаладка оптоволоконного лазерного станка для резки металла XTC-1530H/1500 IPG в Московской области
Поставка универсального промышленного шредера для пластика, резины, дерева, бумаги и стекла ШДП-2000 в Краснодарский край
Поставка и запуск оптоволоконного лазерного станка для резки металла STL-1545FP/1500 Raycus в Казани
Запуск оптоволоконного ручного сварочного аппарата для металла GW-1500/Raycus в Москве
Самый маленький в мире 12-ти цилиндровый двигатель
Большая версия настольной игры «Дженга» своими руками
Пусконаладка оптоволоконного лазерного станка для резки металла XTC-1530H/1500 Raycus в Тольятти
Поднимите свой навык деревообработки на новый уровень с помощью 5 советов эксперта
Похожее видео
MAX1492 3,5- и 4,5-разрядные однокристальные АЦП с драйверами ЖК-дисплея
MAX1492 3,5- и 4,5-разрядные однокристальные АЦП с драйверами ЖК-дисплея | Аналоговые устройства
Продукты
Продукт
- МАКС1492
Включить JavaScript
Жизненный цикл продукта
Устаревший
Модели этого семейства больше не доступны.
Запасные части
Rochester Electronics и Arrow Supply Assurance сотрудничают с Analog Devices, чтобы поставлять продукты, которые ранее были сняты с производства или устарели.
{{#каждый список}}
{{/каждый}}
Оценочный комплект/оценочная система для MAX1493, MAX1494 и MAX1495
Технические паспорта
MAX1492-MAX1494: 3,5- и 4,5-разрядные однокристальные АЦП с драйверами LCD (версия 4)
04.
10.2010
10.2010Примечания к дизайну
НОВЫЙ
Понимание влияния допусков тактовой частоты на подавление шума 50/60 Гц в высокопроизводительных сигма-дельта АЦП
17.12.2004
Технические статьи
Рекомендации по проектированию недорогого датчика и аналого-цифрового интерфейса
24.
03.2006АЦП Delta-Sigma заменяют интегрирующие АЦП для панельных счетчиков
27.06.2003
03.2006 Компания ADI всегда уделяла самое пристальное внимание поставке продуктов, отвечающих максимальным уровням качества и надежности. Мы достигаем этого путем включения проверок качества и надежности во все области проектирования продуктов и процессов, а также в производственный процесс.
«Ноль дефектов» для поставляемой продукции всегда является нашей целью.
Запрос уведомлений об изменении продукта/процесса
Закрыть
Сохранить в myAnalog
Войти в myAnalog
{{#ifCond_pcn.length 0}}
{{еще}}
{{../labels.pcn}} | {{../labels.title}} | {{. |
| {{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}}
{{/каждый}} | {{название}} | {{Дата публикации}} |
./labels.publicationDate}}{{/ifCond}}
{{#ifCond pdn.
length 0}}
{{еще}}
{{../labels.pdn}} | {{../labels.title}} | {{../labels.publicationDate}} |
| {{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}}
{{/каждый}} | {{название}} | {{Дата публикации}} |
{{/ifCond}}
Можно ли доверять своему вольтметру?
» Перейти к разделу «Дополнительно»
Иногда я задаюсь вопросом, какому из моих портативных цифровых вольтметров можно доверять — B&K, Fluke или Amprobe.
Обычно они довольно близко, но меня беспокоит то, что я не знаю, находятся ли они прямо на носу.
Конечно, я просто привередлив, потому что мне редко требуется точность больше трех или четырех цифр, но знать ответ было бы неплохо. К счастью, в наши дни существует ряд очень точных схем опорного напряжения, которые можно построить или купить за несколько долларов. Готовая к использованию установка фирмы Agilent показана на рис. 9.0151 Рисунок 1 .
РИСУНОК 1. Этот модуль эталонного напряжения стоимостью 20 долларов США переключается между 2,500, 5,000, 7,500 и 10,00 вольт и имеет встроенную аккумуляторную батарею USB.
Он выдает 2.500, 5.000, 7.500 и 10.00 вольт и стоит менее 20 долларов на eBay. Фактические точно измеренные напряжения записываются на боковой этикетке с точностью до шести цифр. Его сердцевиной является микросхема опорного напряжения Analog Devices AD584 с лазерной подстройкой.
СОЗДАЙ САМ
Или.
.. вы можете создать свой собственный справочник из деталей, которые лежат в вашем мусорном ящике. На рисунках 2 и 3 показана простая макетная плата, которую я сделал примерно за час, и схема. Единственным компонентом, которого у меня не было под рукой, был AD584.
РИСУНОК 2. В моей макетной плате DIY используется DIP AD584 с лазерной обрезкой; Выход 2,500 В с точностью до 1 мВ.
РИСУНОК 3. Схема макетной платы DIY может использовать две версии AD584, в зависимости от желаемой точности.
Существует два класса AD584 для любителей — J и K — которые определяют точность выходных сигналов. J составляет +30 мВ, а K составляет +10 мВ для их выходов 10,00 вольт. Микросхема на макетной плате — это версия K, и в спецификации указана максимальная ошибка +3,5 мВ для выходного напряжения 2500 вольт. Вы можете видеть, что погрешность измерения намного меньше — всего +1,0 мВ. Это одна часть из 2500.
Достаточно для большинства измерений!
Ради интереса я откопал свою старую модель 630NA Triplett VOM с ее крутой зеркальной шкалой с защитой от параллакса, чтобы посмотреть, что она покажет. Я увеличил изображение в 9 раз.0151 Рисунок 4 и оценил показание в 2,488 вольт.
РИСУНОК 4. Моя винтажная модель 630 Triplett VOM имеет точность в пределах 1/2% после десятилетий интенсивного использования.
В инструкции к измерителю указано, что точность составляет +1-1/2% от полной шкалы. Итог: Мой Triplett был точен с точностью до 1/2% в диапазоне трех вольт. Не слишком потрепанный для метра как холмы!
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Я не буду обсуждать влияние температуры на какое-либо из эталонных значений напряжения, которые я рассмотрю позже в этой статье, потому что это отдельная тема. Кроме того, он широко освещался в научных исследованиях. Температура является критически важным параметром для многих типов эталонов, но для любительских ИС ее влияние весьма незначительно.
Например, выходное напряжение 5000 вольт AD584 колеблется всего около +1,25 мВ во всем промышленном диапазоне от 0°C (32°F) до 70°C (158°F). Если вам интересно, я провел температурные тесты на AD584, и результаты представлены в виде графика Рисунок A на боковой панели.
Рисунок A. Температурный график выходного сигнала AD584 IC 5.000V показывает изменение всего 2,5 мВ от 0°C до 70°C.
ЧЕРНЫЕ ЯЩИКИ
Эталоны напряжения (или эталоны) в прошлом были не такими маленькими и недорогими, как нынешние ИС. Они поставлялись в блестящих черных корпусах из бакелита, которые стоили 40 долларов в 1963 доллара. По прихоти я купил совершенно новый (на самом деле 39-летней давности) производства Eppley Laboratory на eBay за 50 долларов. Это настоящая красота. См. Рисунок 5 для сравнения размеров с современным DIP AD584.
РИСУНОК 5. Стандартная ячейка Weston производства Eppley была основным мировым эталоном напряжения более 70 лет.
В течение почти 80 лет (с 1911 по 1990 год) эти блестящие черные корпуса, называемые ячейками Вестона, безраздельно господствовали в качестве первичных и вторичных стандартов напряжения в мире. Внутри корпуса находился простой стеклянный флакон, наполненный кучей высокочистых химикатов. На рис. 6 показан один из H-образных флаконов с химическими веществами на дне каждой ножки, наполненный жидкостью чуть выше середины.
РИСУНОК 6. Внутри стандартной ячейки находился стеклянный флакон, наполненный химическими веществами, которые генерируют точное и стабильное напряжение.
Химические вещества включали сульфаты ртути и кадмия, амальгаму кадмия и ртути и электрод из блестящей металлической ртути в нижней части правой ноги. Для вывода напряжения использовались платиновые провода. Напряжение создавалось взаимодействием этих химических веществ и составляло немногим более одного вольта; 1,0193 +0,0002 вольта, если быть точным.
Калибровочные лаборатории компаний по всему миру использовали эти ячейки для калибровки своих вольтметров, чтобы характеристики производимых ими электрических компонентов и оборудования были сопоставимы для всех пользователей. Ячейки могли подавать только несколько микроампер (никогда не более 100 мкА) при использовании. Как правило, лабораторный потенциометр, который использовал нулевой ток от ячейки при балансировке, использовался для создания других точных более высоких напряжений для калибровки обычных вольтметров.
В инструкции по эксплуатации ячейки было интересное предостережение: «Если ячейка закорочена на 30 минут, подождите пять недель, пока она не восстановится до 75 мкВ». Урок: не замыкайте их, иначе ждать придется долго.
ПРОСЛЕЖИВАЕМОСТЬ ДО НАЦИОНАЛЬНОГО БЮРО СТАНДАРТОВ (NBS)
Хотя ячейки Weston были очень стабильны, их все же необходимо было периодически проверять на соответствие национальным сверхточным первичным эталонным ячейкам, расположенным в Национальном бюро стандартов (NBS) в Вашингтоне, округ Колумбия.
. Калибровочные лаборатории и производители элементов периодически отправляли свои элементы в Вашингтон, и NBS выдавало сертификат с указанием их точных измеренных напряжений с точностью до одного микровольта. Наиболее устойчивые типы ячеек, называемые «насыщенными», были настолько хрупкими, что их нельзя было наклонить более чем на 45 градусов, и их приходилось переносить вручную на всем пути к NBS и обратно.
Производители ячеек (например, Eppley) также будут поддерживать сверхточные эталонные стандарты насыщения на своих предприятиях, поэтому отдельные продаваемые ими вторичные ячейки можно будет проследить до NBS. На рис. 7 показан слегка помятый сертификат, прилагаемый к моему стандартному ячейку Eppley с серийным номером 864673, сертифицированный до шести цифр. Моя вторичная ячейка относится к «ненасыщенному» типу, она не чувствительна к чаевым и может быть отправлена обычной почтой.
РИСУНОК 7. Вместе с каждой ячейкой производитель предоставил калибровочный сертификат, действительный в течение одного года.
НИЧЕГО НЕ ПРОСТО
Просто иметь опрятную камеру было недостаточно. Теперь мне нужен был «хороший» цифровой вольтметр для измерения, а не мой четырехразрядный Fluke. Я хотел точно знать, какое было напряжение, по крайней мере, с точностью до шести цифр или больше. Итак, я проверил цену отремонтированного 7-1/2-разрядного HP: 2550 долларов. Глоток! А как насчет eBay? Как насчет винтажного 6-1/2-разрядного HP3456A за 9 долларов?9? Бинго! Проверьте это в Рисунок 8 .
РИСУНОК 8. Через 39 лет напряжение, создаваемое этой ячейкой, упало всего на 0,115 мВ.
Когда он прибыл, загорелись все цифры. Однако нажатие кнопки «Тест» вызвало ошибку «-4.0000», что вызвало у меня подозрения. Итак, я замкнул входные клеммы, и он отображал всевозможные случайные цифры, а не 0,000000, которые я ожидал.
После нескольких дней разборки, измерения различных напряжений и поиска людей с такой же проблемой я нашел ответ.
Нехорошо! Старые вольтметры HP3456A (как и мой) имели конструктивный недостаток. Три ПЗУ на плате № А4, как правило, теряли свою память через несколько лет. Я сказал несколько слов, которые не могу повторить.
После дополнительных исследований я нашел нескольких предприимчивых экспериментаторов, которые выяснили, как заменить плохие ПЗУ более современными СППЗУ, такими как 2716 или 2732. Это звучало как забавная задача, пока я не понял, сколько часов потребуется, чтобы вытащить микросхемы, изменить адресные контакты, загрузить файлы и записать новые EPROM. Даже в этом случае он может не работать, и его все равно нужно будет откалибровать.
Итак… Я сдался и купил еще один HP3456A в обычном магазине тестового оборудования за в три раза больше денег, и они откалибровали его до исходных характеристик. Когда он прибыл, я проверил, были ли заменены ПЗУ. Большой сюрприз! Плата № A4 была полностью переработана компанией HP. Нет больше трех ПЗУ, только один большой. Надеюсь, он не умрет, как другие.
На рисунках B и C на боковой панели показаны фотографии измененного дизайна платы HP.
Компания HP изменила конструкцию своего вольтметра HP3456A, заменив три неисправных ПЗУ одной микросхемой памяти большего размера.
РИСУНОК B. Старый HP3456A (серийный номер 18467) с тремя недействующими ПЗУ.
РИСУНОК C. Новый HP3456A (серийный номер 19178) с измененной платой и одним ПЗУ.
Последняя глава этой истории лучше, чем начало. Парень, который продал мне оригинальное нерабочее устройство, изящно вернул мои 9 долларов.9 и сказал мне оставить его в качестве дверного упора. В общем, получилось к лучшему.
СЕРЬЕЗНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Сертификат Рисунок 7 для 39-летней чернокожей красавицы составлял 1,01928 вольт. Однако было известно, что некоторые элементы Weston с годами теряют небольшое количество напряжения; около 30 мкВ/год: -30 мкВ x 39 лет = -1560 мкВ (1,56 мВ).
Немного!
С моим недавно приобретенным и откалиброванным HP3456A в руках Рисунок 8 показал фактические потери, и они были намного меньше: 1,019280 В — 1,019165 В = 115 мкВ, т. е. потеря 0,115 мВ за 39 лет. Удивительно! Возможно, меньшие потери были из-за совершенно нового состояния ячейки и доброкачественного хранения на складе все это время. Кто знает?
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Тем временем время шло, и появились новые технологии, бросившие вызов ячейке Weston. В данном случае переход Джозефсона оказался в 1000 раз более точным и стабильным.
В 1962 году аспирант Кембриджского университета по имени Брайан Джозефсон вывел ряд уравнений, в которых постулировалось, что два сверхпроводящих электрода, разделенных тонким слоем изоляции, образуют особый переход, теперь известный как переход Джозефсона. Если на электроды подается микроволновый сигнал переменного тока, пары куперовских электронов туннелируют через изолятор и создают на электродах постоянное напряжение крошечного уровня в милливольтах.
Значение заключалось в том, что значение крошечного напряжения постоянного тока можно было привязать к частоте микроволнового сигнала. Другими словами, точная частота каждый раз будет давать точное напряжение.
Несколько милливольт не были очень полезным источником для калибровки, поэтому разработчики изготовили структуру типа интегральной схемы, которая имела массив из тысяч крошечных переходов, соединенных последовательно, и все они складывались. Потребовалось 20 208 крошечных соединений, чтобы произвести один вольт, и почти 300 000, чтобы получить 10 вольт. На рис. 9 показан микроскопический вид ранней версии на один вольт. Если присмотреться, то можно увидеть змеевидный массив переходов, хотя весь чип был всего около 3/4 дюйма в ширину.
РИСУНОК 9. Это сильно увеличенное изображение массива сверхпроводящих контактов Джозефсона имеет 20 208 крошечных контактов, которые генерируют 1 000 000 вольт. Фото предоставлено NIST.
На рис. 10 показана типичная сложная лабораторная установка, использующая несколько цилиндрических дьюаров с жидким гелием (произносится как «до’-эр») для охлаждения интегрированных массивов до четырех градусов выше абсолютного нуля и подачи микроволновой мощности на переходы.
РИСУНОК 10. Стандартная установка первичного напряжения использует резервуар с жидким гелием для охлаждения массива джозефсоновских контактов внутри него до 40K. Фото предоставлено NIST.
Рисунок 11 представляет собой очень упрощенную схему расположения соединений, показывающую поток точного микроволнового сигнала.
РИСУНОК 11. Значение постоянного тока на выходе этой упрощенной схемы решетки привязано к частоте входной мощности микроволн.
Типичные частоты составляют около 75 ГГц. Также для простоты не показаны провода смещения тока, определяющие рабочую точку массива и полярность выходов постоянного тока.
В настоящее время 10-вольтовые системы стандарта напряжения Джозефсона (JVS) расположены более чем в 70 объектах по всему миру, и в настоящее время разрабатываются новые, более компактные и программируемые системы. Однако все это развитие произошло не в одночасье. Потребовалось несколько десятилетий, прежде чем первая практическая система была готова к повседневному использованию — кроме как в лабораторных условиях, управляемых физиками с докторской степенью.
Если вы хотите узнать еще больше о джозефсоновских переходах, в Интернете есть немало научных статей. Проверьте также Википедию.
Кстати, если у вас есть лишние деньги, вы можете купить 10-вольтовый программируемый прибор Джозефсона «под ключ» в NIST (Национальный институт стандартов и технологий) по выгодной цене 220 600 долларов. Или… вы можете построить его в своем подвале.
ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ МОИ СЧЕТЧИКИ ТОЧНЫМИ ИЛИ НЕТ?
Наконец, я проверил все вольтметры в моем магазине по эталону 5,00000 В, как показано на рисунке 9.
0151 Рисунок 12 .
РИСУНОК 12. Мой цифровой мультиметр Fluke находится прямо на носу по сравнению с прецизионным источником напряжения.
Это было своего рода разочаровывающим, потому что ВСЕ счетчики были прямо на носу, включая некоторые аналоговые панельные измерители. Так что теперь у меня нет сомнений в точности любых измерений напряжения постоянного тока, которые я буду проводить в будущем.
Вы можете удивиться, зачем периодически калибровать счетчики, если кажется, что они всегда работают правильно. Ответ прост. В молодости я некоторое время работал в калибровочной лаборатории крупной аэрокосмической компании и задал куратору тот же вопрос. Он сказал: «Вы можете думать, что они в порядке, но они могли быть отброшены или уничтожены на [производственной] линии. Никогда не узнаешь, пока не проверишь их».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Хотя иметь в подвале свой собственный высокоточный прибор Джозефсона мирового класса может быть забавно, доставка жидкого гелия каждый месяц может удивить соседей.