Как стать автором
Обновить

Стрелочный мультиметр и цифровые вольтметры своими руками

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение8 мин
Количество просмотров15K
Всего голосов 46: ↑45 и ↓1+61
Комментарии69

Комментарии 69

Говоря о стрелочных приборах можно еще упомянуть ОК или М-57, который производится с 1936 года и по сей момент под различными наименованиями, но без существенных изменений конструкции.

Hidden text

Помню такой омметр, но он не мультиметр.

Про АВОметр я писал ранее.. Эти приборы не так просты, как может показаться.


Восстановить я так и не смог, ибо слишком сложное нутро и надо было калибровать головку. Из интересных особенностей стрелочных приборов, как мне верно заметили читатели хабра, они должны работать на горизонтальной поверхности. И для более точных измерений их нужно класть.

Насколько я помню на измерительных головках были символы рабочего положения в виде "[" повёрнутой для горизонтального положения и в виде перевернутой "Т" для вертикального. Отсутствие этих символов - прибор универсальный и обеспечивает заявленную точность в любом положении.

Да, именно так. Мне в этом посте писали о том, что так измерять нельзя.


image


AVOmetr даже ножки имеет, чтобы удобно было ставить на стол.


Но, судя по всему, это обозначение только советских головок. Ибо у АВОметра таких обозначений нет.


Но в инструкции чётко сказано:


To ensure accurate readings, the meter should be used face upwards.

На фото четко виден символ - горизонтальное положение. Правый нижний угол - повёрнутая [

На фото четко виден символ — горизонтальное положение. Правый нижний угол — повёрнутая [

Да, я тоже умею видеть и привёл в подтверждение ваших слов. Но у АВОметра её нет.


image

У некоторых приборов еще была узкая зеркальная полосочка под шкалой. При считывании показаний нужно было совместить стрелку и её отражение, тем самым убедившись, что вы смотрите на стрелку под прямым углом, а не сбоку.

Фотография над вашим комментарием :)

Самодельне электроизмерительные приборы

Покупные конструкторы увидел. А самодельные приборы — нет.

Ага, и без поверки это не прибор, а показометр

Очень давно читал в журнале (скорее всего "Радио") про самодельную приставку к калькулятору для измерений. Суть такая - набираем на калькуляторе +1 и приставка замыкает контакты кнопки "=".

Таким не хитрым образом считаем импульсы. А дальше на этом принципе получаем счётчик оборотов, частотомер, вольтметр (за счёт преобразователя напряжение - частота). И другие измерения.

вольтметр (за счёт преобразователя напряжение — частота). И другие измерения.

Можете рассказать, как из калькулятора сделать вольтметр? Интересна схема. Если преобразовать напряжение в частоту, то как вы определите частоту с помощью калькулятора?

Определить частоту можно как минимум двумя простыми способами:

Запустить одновибратор с известной частотой и пока он работает - считаем импульсы с генератора управляемого напряжением (ГУН). После рассчитать частоту на том же калькуляторе.

Запустить генератор заранее известной частоты и считать импульсы до тех пор, пока не сработает компаратор и не прервет счёт. Полученное число обрабатываем калькулятором.

Могу ошибаться в идеях. Лучше поискать оригинальную статьи в журналах.

Полагаю, что все ваши решения будут сложнее, чем применить любое АЦП (даже без микроконтроллера). Тем более, что в любом случае вы применяете цифровое решение в виде калькулятора. Попытка сэкономить на спичках выйдет дороже.
Я молчу, что, если не важна вселенская точность, можно взять платку контроллера со встроенным АЦП и вывести значение на любой удобный экран. Но всё это будет в любом случае дороже (в расчёте ещё и на личное время), чем пойти в магазин и купить любой мультиметр.


То есть, фантазия хороша, но это решение ради решения.

Вы упускаете из виду, что во времена, когда журнал Радио публиковал подобные поделки, пойти в магазин и купить "любое АЦП" было из разряда фантастики.

Вроде комментарий написан вчера, а не в "те времена" и предполагает применение сегодня.


Ну, и плюс это всё равно не применимо и нельзя повторить. Проще сразу было достать динамическую головку и измерять напряжение, чем портить дорогостоящий калькулятор и пытаться подобрать частоту так, чтобы нажимать кнопку равно.

Комментарий, хоть и написан вчера, но ветка начиналась фразой

Очень давно читал в журнале (скорее всего "Радио") про самодельную
приставку к калькулятору для измерений. Суть такая - набираем на
калькуляторе +1 и приставка замыкает контакты кнопки "=".

Сейчас, естественно, никто с подобным заморачиваться не будет.

И насчет того, что это неприменимо, Вы неправы. Видел похожие поделки, и даже как-то работающие, и даже не любительские, и даже на всесоюзных выставках и конференциях. Сейчас за давностью лет могу ошибаться, но по моему с подобной поделкой вылезала КНГ команды Зенит на конференции то ли "Электроника и спорт", то ли "Техника и спорт" (они по тематике перекликались) где-то в первой половине 80-х. Чего-то они там пытались измерять у футболистов на тренировках.

Если это не применялось повсеместно и было пару раз на каких-то конкурсах, которые никто не видел и не помнит, значит неприменимо в быту и просто фантазии.


Задача измерения токов и напряжений была всегда, но решали её по другому.


Пока ещё мне никто не привёл в пример работающий схемы измерения напряжения с помощью калькулятора.

Пока ещё мне никто не привёл в пример работающий схемы измерения напряжения с помощью калькулятора.

Да пожалуйста, решение на поверхности - электродвигатель постоянного тока из детской игрушки крутит маховик с магнитом рядом с неподвижным датчиком Холла. Обороты зависят от напряжения, счет оборотов - замыканием контактов кнопки [=] от датчика, как описано в каментах выше. Можно и механически сделать то ли скользящим по маховику контактом, то ли выступом маховика, нажимающим на микрик - смотря что найдется в хозяйстве типичного советского любителя электроники. О практической применимости вы ничего не говорили, поэтому с таким входным сопротивлением это чисто концепт.

И, вот даже в вашей схеме, как вы получите напряжение? С секундомером?


О практической применимости вы ничего не говорили, поэтому с таким входным сопротивлением это чисто концепт.

Я вообще ничего не говорил, просто говорю что ваша схема, что схема комментатора выше не будет работать.

И, вот даже в вашей схеме, как вы получите напряжение? С секундомером?

Да.

Я вообще ничего не говорил, просто говорю что ваша схема, что схема комментатора выше не будет работать.

Каковы принципиальные причины, по которым это не будет работать? Я без подкола, мне интересно понять свою ошибку.

Вольтметр измеряет и показывает значение напряжения. Не будем считать с точностью ваших измерений, но как вы сделаете так чтобы измерить точно напряжение, пусть с помощью двигателя, учитывая нелинейность оборотов в зависимости от напряжения, рабочий диапазон работы двигателя и получения точного значения напряжения?


Я понимаю, что мы уже генерируем бред ради бреда, но почему бы и да.

Не будем считать с точностью ваших измерений

И не нужно, чтобы не было разочарования.

учитывая нелинейность оборотов в зависимости от напряжения

Бесступенчатая передача типа клиноременной с регулировкой передаточного числа центробежным регулятором может не скомпенсировать полностью, но заметно улучшить апроксимацию реальной зависимости оборотов от напряжения к идеально линейной. Это решение, понятно, имеет какие-то границы применимости, но и более традиционный вольтметр имеет границы диапазона измерений.

Я понимаю, что мы уже генерируем бред ради бреда, но почему бы и да.

Поэтому можем ни в чем себе не отказывать - можно рассматривать любые, даже самые нелепые концепты.

Хорошо, у нас есть двигатель и калькулятор. Пускай там редуктор. Двигатель синхронный, постоянного тока, пускай измеряем в диапазоне от 100 до 250 В. Обороты мистическим образом на максимуме у нас 1 об/с (супер-пупер редуктор). Как нам на калькуляторе получить из числа оборотов "напряжение"?

Как нам на калькуляторе получить из числа оборотов "напряжение"?

Считать в уме или вслух до шестидесяти. Других вариантов я что-то сходу придумать не могу. Если вам это вдруг почему-то интересно знать, то посмею вас заверить: мне самому это несильно нравится не в смысле погрешности таких измерений (с учетом доведения до идиотизма всего остального, на погрешности уже не обращаем внимание - концепт на то и концепт, а не товарное изделие на его принципе), но в смысле того, что только лишь калькулятора получается слегка недостаточно и приходится привлекать все новые и новые сущности - то электромотр для преобразования напряжения в частоту импульсов, то секундомер для явного ограничения времени замера.

Ну вот мы снова упираемся в невозможность этого сделать и автоматизировать. Никто пока не дал ответ как.

Никто пока не дал ответ как.

Ничего, зато поучаствовали в специальной олимпиаде. :) Главное же не победа, да? :)

Вот-вот. :)

Тем не менее, я ни с кем не спорил, но хотел узнать для себя что-то новое, а люди даже до конца не могут развить свою мысль, жаль.

Давным-давно делали со школьниками устройство, регистрирующее измерение 4 сопротивлений (между электродами в растворах) с сохранением в файл и выводом графиков на экран в реальном времени.

Game порта у ноутбука не было. (А если бы и был, то нам нужно было 4 аналоговых входа, а не 2). Звуковой карты тоже не было.

Программу написали на Борланд Турбо Паскале. Устройство представляло собой 4 RC-цепочки, подключенные к COM порту.

Компьютер переключал выход с 0 на 1 и обратно, и считал время перехода из 1 в 0 и из 0 в 1 каждого из 4 входов. Проградуировали опытным путем по резисторам. Показометр совсем не точный, зато проект вышел захватывающий.

Это реально крутой проект, прям реально крутой. Снимаю шляпу.

Спасибо!

Я так одометр делал для велосипеда, на контакты кнопки равно, в 90-е… Калькулятор на руль, провод на геркончик, 2,21+= и вперед метры считать...

Поэтому меня всегда завидки брали авторам статей в "Радио" т.к.они, судя по номенклатуре компонентов, через одного работали во всяких "п/я", НПО и пр. "Физприборах". А простому пацану с улицы П416 и МП37 со свалки такого "п/я" за радость уже был.

У калькулятора скорость счета порядка 1 операции в секунду, ничего особого вы таким образом не насчитаете, разве что витки трансформатора, если неспешно мотать.

Тоже думаю, что это так. Жаль не могу найти журнал. Да и проверить не на чем. Нет простого калькулятора под рукой. Даже просто понажимать кнопку равенства нет возможности.

А я ведь читал этот журнал, не поленился, и нашел статью:
http://archive.radio.ru/web/1985/06/037/ , про мультиметр - на 34 странице.
Как по мне, в статье речь скорее про учебное, чем про практически полезное устройство.
Как видно из статьи, каклькуляторы тех лет могли принимать и 10 Гц.
Причем статья была явно не одна, к примеру была такая штука: http://archive.radio.ru/web/1989/06/069/ (6 микросхем - немало!)

Ну у меня были калькуляторы тех лет, и никаких 10 гц там и в помине не было.

из документации на процессор (К145ИП11) калькулятора из статьи (Б3-23)

 Все операции реализуются по микропрограммам с помощью 26 МК, которые выполняются в течение одного периода синхронизации, за исключением МК передачи управления, которая выполняется за два периода. Время выполнения операции сложения-вычитания 50-60 мс, умножения-деления 150-200 мс, извлечения корня 400-500 мс.

Авометр - это просто сокращение от ампервольтомметр.

Не только, изначально это был ещё и товарный знак.

Возможно, что кто-то использовал общий термин в качестве товарного знака, хотя обычно так делать запрещают. Но на фотографии в вашей статье нет отметки товарного знака ™️ или®️.

в АЦП двойного интегрирования важно выбрать правильный интегрирующий конденсатор - он должен быть пленочный, полипропиленовый или полистирольный (?) - а здесь вижу только керамические.

Есть ICL7135, она еще разряд добавляет.

А вообще, я почти приделал 24-битный сигма-дельта к В7-16, также заменил и операционник. Т.е. остались делители и БП. Сначала сделал на STM32, но теперь понял, что лучше сделать на ESP32 с WiFi интерфейсом.

ADS1256 прикручивал к ESP8266

24 Bits; Low-Noise PGA: 37nV ; 23 Bits Noise-Free Resolution ±0.0010% Nonlinearity (max) ; Data Output Rates to 30kSPS .

Но если достаточно 12 бит, то на ESP8266 можно сделать с частотой дискретизации более 200 KBod+WiFi, а если 14 бит, то на JDY-10(чип TLSR8266) с частотой 100KBod +BLE.

у ЕСП, пишут, безобразный АЦП

я поэтому ни для чего серьезного не планирую. Только положение галетников считывать.

О поганости АЦП в ЕСП косвенно намекает и сам производитель, когда рекомендует на вход в общем то довольно шустрого АЦП подключать шунтирующий конденсатор 0.1 мкФ. Да и отсутствие отдельной аналоговой земли о многом намекает.

Это не поганость, а природа АЦП, которому необходимо в начале каждого преобразования заряжать со входа ёмкость устройства выборки-хранения (sample & hold). Вместо конденсатора можно подключить внешний буфер на операционном усилителе, питание которого обязательно снабдить отдельным керамическим конденсатором на те же 0.1 мкФ, находящимся непосредственно вблизи корпуса ОУ.

Если нет конденсатора или буфера, подключите на вход АЦП осциллограф, и увидите мощные помехи от перезарядки ёмкости УВХ.

У ESP32 аналоговые сигналы подаются на АЦП через внутренний нормирующий усилитель, так что это не тот случай. Здесь актуальна именно проблема помех.

То, что Вы описали, справедливо, например, для АЦП контроллеров STM32. Вот только в том случае сама по себе емкость не очень помогает, нужен именно буффер с низким выходным сопротивлением. Об этом, по моему, даже в апноуте по АЦП был посвящен отдельный раздел.

если нужен 1 канал и пишите на C , то вполне нормально работает.

на ESP8266 делал спектрометр на диф.решетке с плоским полем и TCD1304. Все работало нормально. частота дискретизация до 600 кГц.

Но все чипы с Wifi имеют сложности работы с АЦП и повышенный уровень шума.

Поэтому если надо очень точно то либо внешний, либо Soc c BLE но без WiFi.

До сих пор жив у меня тестер Тт-1, батарейки только вытекли.

мультиметр с батарейкой в комплекте сейчас стоит дешевле пустой пластиковой коробки (ланчбокса) того же размера...

Когда-то очень давно собирал частотомер на микросхемах 561 серии. Макетка скорее всего до сих пор дома у родителей валяется. Погорел на кварцевом резонаторе - не смог найти на нужную частоту, вроде как на 500кГц, ставил на какую-то другую частоту. В результате всё работало вроде как, но показывало странные цифры.

Был ещё стрелочный частотомер на одном одновибраторе К155АГ1. Смысл там в том, что длительность импульса на выходе одновибратора не меняется при изменении частоты.

Вот вам винтажный прибор :) карманный.
image
интересно были ли такие вольтметры...

Шунтирование микроамперметра на 45 мкА диодами 1N4148 — вряд ли ему поможет.

При сопротивлении рамки прибора порядка 1 кОм ограничение напряжения на уровне 0.6 В даст ток через прибор 600 мкА. Конечно, это на порядок больше номинала, но рамка и токопроводящие пружинки скорее всего перенесут такое издевательство, во всяком случае кратковременно.

Диоды шунтируют не непосредственно рамку, а измерительную цепь, подключенную к рамке через резистор.

Замечу, что на то время точно такие же стрелочные мультиметры были не только в СССР, но и в других недружественных к РФ странах.

О чём и сказано в статье, в общем-то.

В одной из советских книг встречал рекомендацию вместо авометра сделать три отдельных прибора: амперметр, вольтметр и омметр. Типа, переключений меньше, шкала просторнее. Я недоумевал, что за ерунда, потом понял: так действительно удобнее. Потому что ими можно пользоваться одновременно. Ток и напряжение, например, одновременно измерять, если нужно мощность определить.

Только здесь надо не забывать, что приличная магнитоэлектрическая измерительная головка (что-нибудь вроде М24 на 100 мкА) тогда относилась к дорогим и труднодоставаемым компонентам.

Было дело, а с более распространённым, но грубым микроамперметром, на 250 или 500 мкА, вольтметр заметно нагружал цепь и снижал напряжение.

причём не на микроконтроллерах, а на настоящих аналогово-цифровых преобразователях

А в микроконтроллерах стоят ненастоящие АЦП? Или сами микроконтроллеры это фейковые преобразователи?

Настоящие. Со своими параметрами. У специализированных АЦП параметры свои.

...вы просили самодельные... Думаю, что всё, что считается самодельным, для некоторых попадает в категорию "показометры". Не обидно нифига ;)
Первое, что я давно сделал себе - автомобильный вольтметр, http://rw6hrm.qrz.ru/vmeter.html . Фото оригинала не сохранилось (тогда разве что на поляроид фоткали), сам оригинал довольно быстро украли ;)
Второе, чем активно пользуюсь после постройки - ламповый вольтметр, http://rw6hrm.qrz.ru/2vmeter.html , прям жалею, что раньше его у меня не было.
КДПВ - http://rw6hrm.qrz.ru/pics/IMG_0620.jpg

Респект и уважение!

Ooo! Теперь я понял, почему мой Ц20 не помещался в фанерную коробку. Коробка то была от ТТ-1. Кстати, Ц20 очень удобно светодиоды прозванивать.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий