Энциклопедия технологий и методик. Стрелочный вольтметр Вольтметр автомобильный своими руками с растянутой шкалой

Рассказать в:
Прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие примененияРис. 4.6 Вольтметр с растянутой шкалой где требуется контролировать напряжение в интервале 10...15 В с точностью 0,01 В.Известно, что о степени заряженности автомобильного аккумулятора можно судить по его напряжению. Так, у полностью разряженного, разряженного наполовину и полностью заряженного аккумулятора оно соответствует 11,7, 12,18 и 12,66В.Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал.Схема, приведенная на рис. 4.6, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10...15 В.Схема вольтметра не боится неправильного подключения полярности к измеряемой цепи (в этом случае показания прибора не будут соответствовать измеряемой величине).Для предохранения микроамперметра РА1 от повреждения при перевозках используется включатель S1, который при закорачивании выводов измерительного прибора препятствует колебаниям стрелки.В схеме использован прибор РА1 с зеркальной шкалой, типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие.Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.Для настройки схемы потребуется блок питания с регулируемым выходным напряжением О...15 В и образцовый вольтметр (удобней, если он будет цифровым). Настройка заключается в том, чтобы, подключив блок питания к зажимам Х1, Х2 и постепенно увеличивая напряжение до 10 В, добиться резистором R5 "нулевого" положения стрелки прибора РА1. После этого напряжение источника питания увеличиваем до 15 В и резистором R2 устанавливаем стрелку на предельное значение шкалы измерительного прибора. На этом настройку можно считать законченной.

Рис. 4.7. Схема для более точного измерения сетевого напряженияНа основе данной схемы прибор можно выполнить многофункциональным. Так, если выводы микроамперметра подключать к схеме через галетный переключатель 6П2Н, можно сделать режим обычного вольтметра, подобрав добавочный резистор, а также тестер для проверки цепей и предохранителей.Прибор можно дополнить схемой (рис. 4.7) для измерения перемен- ного сетевого напряжения. При этом шкала у него будет от 200 до 300 В, что позволяет более точно измерять сетевое напряжение. Раздел:

Кое-что об измерениях

1.1. Расширение пределов измерений амперметров и вольтметров. Стрелочные (электромеханические) амперметры и вольтметры содержат измерительный механизм (микро- или миллиамперметр), измерительный преобразователь: шунты или добавочные резисторы для расширения пределов измерений и выпрямительную систему, если предусматривается измерение переменных токов и напряжений. Наиболее широко в стрелочных электромеханических приборах применяются измерительные механизмы магнитоэлектрической системы. Основные характеристики некоторых из них приведены в табл. 1.

Таблица 1
Измерители магнитоэлектрической системы

Расширение предела измерений по току осуществляют путем включения шунта параллельно измерителю. В многопредельных приборах более удобен не индивидуальный шунт на каждый предел измерений, а так называемый универсальный шунт. При этом можно обойтись простыми гнездами, зажимами или обычным переключателем, в то время как при индивидуальных шунтах нужный предел измерений можно выбирать лишь при помощи специального безобрывного переключателя. В противном случае в момент переключения измерительный механизм (рамка милли- или микроамперметра) оказывается под многократной токовой перегрузкой со всеми вытекающими последствиями.

Рис. 1. Схема многопредельного амперметра с "универсальным" шунтом.

Для расширения предела измерений измерителя Р (рис. 1) по току в N раз (I 1 = NI n) требуется шунт сопротивлением:

где r - внутреннее сопротивление измерителя.

Составные части сопротивления шунта определяют по формулам:

Расширение предела измерений по напряжению осуществляют, включая последовательно с измерителем добавочный резистор. Схемы многопредельных вольтметров показаны на рис. 2. Сопротивление каждого добавочного резистора для вольтметра, изображенного на рис. 2, а, определяют по формуле:

где U - выбранный предел измерения; I и - ток полного отклонения стрелки измерителя; r - внутреннее сопротивление измерителя.

Для вольтметра, выполненного по схеме, изображенной на рис. 2, б, сопротивления добавочных резисторов вычисляют по формулам:

и т.д. для каждого последующего предела измерений.

Рис. 2. Схема многопредельного вольтметра с отдельными добавочными резисторами (а) и с составными (б).

В вольтметрах невысокого класса точности допустимо применение непроволочных резисторов. Причем удобнее каждое добавочное сопротивление составлять из двух резисторов. Так легче обеспечить требуемое сопротивление. Например, 327,91 кОм можно получить, подобрав пару резисторов с нужным отклонением сопротивления от номинального значения, из резисторов с номинальным сопротивлением 330 кОм (20 или 10%-ного ряда) и 910 Ом (5 %-ного ряда).

Приборы, содержащие выпрямительную систему , позволяют измерять напряжения и токи с частотами до нескольких десятков килогерц при практически равномерной шкале, за исключением небольшого участка в ее начале. Измеряемые переменные токи и напряжения преобразуются полупроводниковыми выпрямителями в постоянный ток, регистрируемый магнитоэлектрическим измерителем. Выпрямительная система может быть выполнена по однополупериодной или двухполупериодной (мостовой) схеме.

Рис. 3. Схема измерителя с однополупериодной (а) и двухполупериодной (б) выпрямительной системой и графики тока.

В однополупериодной схеме (рис. 3, а) резистор R служит для выравнивания сопротивления выпрямительной части для токов обоих направлений и сопротивление его выбирается равным внутреннему сопротивлению измерителя r. При измерении синусоидального тока с действующим значением I средневыпрямленное значение тока, отклоняющее стрелку измерителя, I срв 0,45 I. Поэтому при токе полного отклонения измерителя I и предельное действующее значение измеряемого выпрямительной частью прибора переменного тока будет:

В двухполупериодной схеме (рис. 3, б) получается более высокая чувствительность. В этой схеме измеритель Р включен в диагональ моста, образованного четырьмя диодами. Здесь через измеритель ток проходит оба полупериода в одном и том же направлении. Поэтому средневыпрямленное значение тока I срв 0,9 I, а предельное значение измеряемого тока I п 1,11 I и. Недостаток двухполупериодной схемы по сравнению с однополупериодной состоит в некотором расширении неравномерного участка в начале шкалы из-за уменьшения напряжения, приложенного к каждому диоду. В практических схемах вместо двух смежных диодов (например, VD1 и VD2 или VD3 и VD4) иногда включают резисторы сопротивлением в несколько тысяч Ом. Это хотя и ухудшает чувствительность прибора, но зато повышает температурную стабильность и улучшает равномерность шкалы.

Градуируют шкалы приборов выпрямительной системы в действующих значениях синусоидального тока (пп. 1.23, 1.24). Если форма кривой измеряемого тока отличается от синусоиды, то возникает погрешность, зависящая от коэффициента формы кривой k ф = I/I срв (см. например, п. 1.26).

При изготовлении вольтметра (амперметра) выпрямительной системы необходимо знать данные его выпрямительной части: ток полного отклонения I n , напряжение полного отклонения U n и номинальное сопротивление переменному току r n = U n /I n , которое можно определить опытным путем по аналогии с методикой, изложенной в пп. 1.2 и 1.3.

1.2. Измерение внутреннего сопротивления микроамперметра можно осуществить, если подключить его к источнику питания через переменный резистор. Изменяя сопротивление резистора, устанавливают такой ток I п, чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу. Далее прибор шунтируют резистором с сопротивлением R ш, чтобы ток I, протекающий через прибор, составлял около половины тока полного отклонения I п.

Если сопротивление рамки r (внутреннее сопротивление микроамперметра) много меньше добавочного сопротивления (включенной части переменного резистора), то общий ток в цепи после подключения к прибору шунта существенно не изменится и ток через Rш можно считать I ш = I п - I. Так как при параллельном соединении rI = R ш I ш, то сопротивление рамки прибора может быть вычислено по формуле: r = R ш (I п / I - 1).

Использование сопротивления R ш с отклонением от номинального значения ±5% дает вполне допускаемую в любительской практике погрешность измерения.

1.3. Измерение входного сопротивления вольтметра можно осуществить с помощью источника питания, внутреннее сопротивление которого по сравнению с входным сопротивлением вольтметра пренебрежимо мало. Таким источником может быть выпрямитель, «свежая» батарея или элемент, заряженный аккумулятор.

Входное сопротивление вольтметра, особенно лампового или транзисторного, как правило, достаточно велико. Такой вольтметр, подключенный к батарее, покажет значение ЭДС батареи (Е). Для повышения точности измерений напряжение источника питания и предел измерений вольтметра желательно выбрать таким, чтобы стрелка отклонилась почти на всю шкалу. После этого между источником напряжения и входом вольтметра включают резистор, сопротивление которого R известно с достаточной точностью. Из-за падения напряжения на этом резисторе показание вольтметра уменьшается до значения U. Теперь входное сопротивление вольтметра можно определить по формуле:

Вольтметры (отдельные или входящие в состав ампервольтомметра), у которых при переходе от одного предела измерений к другому переключаются добавочные резисторы, имеют различное входное сопротивление на разных пределах измерений. Такие приборы принято характеризовать входным сопротивлением, отнесенным к одному вольту предела шкалы. Это сопротивление для данного вольтметра неизменно на всех пределах.

1.4. Особенности измерения постоянных напряжений заключаются в том, что подключение вольтметра приводит к уменьшению общего сопротивления участка цепи, параллельно которому присоединяют вольтметр. Относительное уменьшение сопротивления определяется отношением R ц /(R вх +R ц), где R ц - полное сопротивление цепи между точками включения вольтметра, a R вх = R доб + R и = U п /I и - входное сопротивление вольтметра. Вольтметр будет мало влиять на режим цепи при R вх » R ц. Это условие в полной мере на практике не всегда выполняется, поэтому на схемах промышленных образцов аппаратуры, на картах напряжений, в таблицах режимов часто указывают не только значения, а и тип прибора, которым они измерены. Когда измерения должны проводиться в очень высокоомных цепях и тем более когда подключение вольтметра ощутимо влияет на режим исследуемого каскада, рекомендуется применять электронный вольтметр, обладающий гораздо большим входным сопротивлением.

1.5. Особенности измерения постоянных токов связаны с тем, что прибор включают последовательно в исследуемую цепь. Это приводит к увеличению общего сопротивления цепи и уменьшению тока в ней. Прибор будет тем меньше влиять на режим цепи, чем меньше будет падение напряжения на нем в сравнении с напряжением, действующим в цепи.

Если в исследуемой цепи протекает пульсирующий или импульсный ток, то магнитоэлектрический прибор будет реагировать на постоянную составляющую и этого тока. В этом случае параллельно прибору включают конденсатор большой емкости, имеющий гораздо меньшее сопротивление для переменной составляющей тока, чем сам измеритель. Кроме того, место включения прибора в цепи с переменной составляющей выбирают таким образом, чтобы один из его зажимов непосредственно или через конденсатор большой емкости соединялся с корпусом.

1.6. Измерение тока вольтметром особенно удобно, если почему-либо нежелательно или технически сложно разрывать цепь для включения амперметра. В этом случае измеряют падение напряжения на резисторе, по которому проходит измеряемый ток. Если сопротивление резистора известно (или специально измерено), то искомый ток определяют по закону Ома: I = U/R, где I - ток, мА; U - показание вольтметра, В; R - сопротивление резистора, падение напряжения на котором измерялось вольтметром, кОм. При этом нужно помнить, что сопротивление вольтметра должно хотя бы в 10-20 раз превышать сопротивление резистора, на котором измеряют падение напряжения.

1.7. Особенности измерения переменных напряжений и токов в цепях, где присутствует и постоянная составляющая, состоит прежде всего в том, что магнитоэлектрический прибор с выпрямительной системой реагирует и на эту составляющую. Другое дело - электронный измерительный прибор с закрытым входом, т.е. имеющий на входе конденсатор, включенный между входной клеммой и схемой прибора. Однако таким прибором любитель не всегда располагает.

Измеряя переменные напряжения обычным ампер-вольтомметром, можно исключить влияние постоянной составляющей, если присоединить прибор к измеряемой цепи через конденсатор достаточно большой емкости. Емкость должна быть такой, чтобы сопротивление конденсатора на данной частоте было бы гораздо меньше входного сопротивления вольтметра. Например, для нижнего участка диапазона звуковых частот при входном сопротивлении вольтметра 20 кОм/В можно применить конденсатор емкостью 1 мкФ. Для частот более высоких емкость конденсатора может быть уменьшена. При этом нужно помнить, что с увеличением частоты возрастает и частотная погрешность вольтметра, так как показания прибора начинают зависеть не только от активного сопротивления, как при измерении постоянных напряжений, но и от реактивного сопротивления, т.е. от полного сопротивления прибора. Здесь реактивное сопротивление обусловлено прежде всего наличием индуктивностей рамки, добавочных резисторов (особенно проволочных) и другими факторами.

Измерять переменные токи в отлаживаемых схемах удобнее методом вольтметра (п. 1.6).

Важно при измерениях переменных напряжений или токов правильно выбрать место включения прибора в исследуемую схему. Включать прибор желательно так, чтобы потенциал точки подключения прибора был как можно ближе к потенциалу «земли», а еще лучше, если один из щупов будет заземлен.

Как сделать новую шкалу для стрелочного прибора October 27th, 2015

Я пока не знаю, в какой именно моддинг-проект пойдёт эта измерительная головка, поэтому решил написать про неё отдельный пост. Информацию выкладываю по горячим следам в прямом и переносном смысле: удачная технология была найдена только вчера.

Итак, у меня в хозяйстве имелся старый стрелочный прибор серии М24, отградуированный как милливольтметр/миллиамперметр. С функциональной точки зрения он был исправен, но вот шкала явно знавала лучшие дни, так что для моих целей он уже не годился.

Раньше, когда меня спрашивали, почему я в своих модах не меняю шкалы приборов, размеченные в каких-то посторонних величинах, я отвечал, что не хочу портить оригинальные старые вещи. И это было правдой, но лишь наполовину: дело в том, что даже если бы я захотел поменять какую-нибудь шкалу на новую, я бы не знал, как это сделать качественно.

Первую попытку приспособить этот прибор для использования в паре с компьютером я предпринял несколько лет назад, когда на основе скана оригинальной шкалы нарисовал свою и напечатал её на старой бумаге.

Шкала, откровенно говоря, вышла из рук вон плохо. Выглядела она некрасиво, жёлтый цвет бумаги не сочетался с другими деталями, а цена деления в нижней её части вообще получилась дробной.

Поэтому этот прибор я нигде не использовал и надолго убрал в ящик. Но недавно я его оттуда извлёк и решил на этот раз сделать всё как следует. Первым делом я подключил его к источнику напряжения и точно отградуировал, поставив карандашные отметки от 0 до 100 (одну из шкал было решено разметить в процентах, чтобы использовать её для отображения самых разных величин).

Затем я снял временную шкалу и отсканировал её.

Мне хотелось, чтобы новая шкала выглядела красиво и аутентично. Поэтому я покопался в ящике со старыми стрелочными головками и нашёл одну, которая понравилась мне больше всего.

При помощи различных инструментов Фотошопа я по максимуму убрал родной фон и наложил полученное изображение поверх скана с карандашными отметками. По счастливому совпадению, оказалось достаточно лишь немного отмасштабировать новую шкалу, чтобы она идеально совпала с нарисованной. Видимо, приборы имеют однотипные механизмы с нелинейной зависимостью угла отклонения от напряжения — внимательно посмотрев на шкалу, можно заметить, что промежуток от 0 до 1 заметно больше промежутка от 9 до 10.

На следующей картинке видна промежуточная стадия работ: части цифр ещё нет, отдельные участки не перерисованы, виден неубранный «мусор».

Чтобы прибор в итоге выглядел как можно более похожим на настоящий, я не использовал символы из новых шрифтов, а только копировал оригинальные. Если приходилось дважды использовать одну и ту же цифру, я специально немного деформировал её, чтобы не было идеальной цифровой копийности. Такой вот педантизм, возможно, не очень здоровый:-). Мусор пришлось убирать вручную, потому что я не знаю автоматического механизма очистки, который убрал бы пыль, не замылив при этом контуры.

В итоге получилось так:

Первая шкала отображает проценты, вторая — температуру (отградуирована по даташиту термодатчика, который не гарантирует точности показаний ниже ноля), а третья — частоту процессора в мегагерцах. Ностальгическую величину «ИМП / МИН» я оставил, потому что она, что называется, в тему. Из-за постепенного уплотнения делений риски на температурной шкале получились очень мелкими, но этим было решено пренебречь. В самом конце я добавил контур металлической подложки, чтобы шкалу было легко вырезать и приложить по месту.

Надписи с оригинальной шкалы получилось удалить при помощи обычного мыла. Если мыло не поможет, можно попробовать спирт, ацетон, растворитель 646, уксусную кислоту или перекись водорода — в моей практике ещё не было случая, чтобы этот «коктейль» не сработал.

Но это всё была лишь прелюдия, настоящее колдовство ещё впереди. Печать новой шкалы на бумаге я даже не рассматривал, а вместо этого стал думать о том, как бы нанести надписи прямо на оригинальную алюминиевую пластинку. Самым простым, конечно, было бы загрузить её в струйный принтер, переделанный для печати на твёрдых поверхностях (некоторые крутые радиолюбители делают такие для изготовления печатных плат), но это вариант пришлось отмести в силу отсутствия подходящего принтера. Ещё я вспомнил о такой вещи, как металлопечать, но для неё тоже нужно специальное оборудование, а мне хотелось найти метод, который я мог бы использовать дома.

Поэтому было решено освоить другую технологию из арсенала радиолюбителей — ЛУТ («лазерно-утюжную»). Она столько раз описана в интернете, что повторяться не вижу смысла. Если коротко — рисунок при помощи лазерного принтера печатается на какой-нибудь гладкой бумаге в зеркальном отражении, после чего при помощи нагрева переносится на нужную поверхность. Этим способом создают дорожки на печатных платах, но в моём случае последняя технологическая стадия — травление — была не нужна.

Раньше я ЛУТ не применял, поэтому для начала решил потренироваться на кошках. Прочитав множество рекомендаций, я выбрал два промежуточных носителя — полуглянцевые журнальные страницы и фотобумагу неизвестного происхождения.

Фотобумага не подошла, потому что её глянцевое покрытие плавилось под утюгом, а вот журнальные страницы показали себя как нельзя лучше.

Для проверки я сначала попробовал перенести рисунок на фольгированный текстолит, дабы убедиться, что технология соблюдена верно. Результат превзошёл все ожидания: с первого же раза рисунок без каких-либо дефектов перешёл на медь.

Правда, перед этим поверхность пришлось тщательно подготовить: убрать окислы с помощью Cillit Bang, вымыть с мылом и обезжирить бензином.

Окрылённый этим успехом, я попробовал перенести шкалу на черновую алюминиевую пластинку. И тут меня ждало разочарование: хотя я сделал всё в точности так же, как и в прошлый раз, существенная часть тонера осталась на бумаге.

Сколько я ни бился, улучшить этот результат мне не удалось. Алюминий, насколько я знаю, вообще весьма капризный в этом плане металл — на него и краска ложится хуже, и другие покрытия, наносимые не химическим способом.

Правда, некоторую надежду на успех вселяло то, что основа будущей шкалы — не гладкая, а рельефная. Это хорошо видно на скане с увеличенным фрагментом:

Не будучи уверенным в благополучном исходе, я решил приобрести прозрачную плёнку для лазерной печати, чтобы в случае чего просто напечатать шкалу на ней и приложить сверху. Пачка с этой плёнкой так долго лежала невостребованной в магазине, что успела пожелтеть и обтрепаться. Продавец очень удивился, что её кто-то наконец-то купил.

Слева на фотографии показана шкала, напечатанная на обычной бумаге — её я использовал, чтобы в последний раз проверить правильность показаний стрелки. А справа — плёнка, причём лицом вниз (печать выполнена в зеркальном отражении, чтобы тонер оказался под защитой).

Я попробовал просто приложить шкалу к подложке — это смотрелось хорошо, но лишь пока плёнка оставалась идеально ровной. Но когда я перестал прижимать её, она отошла от основания, и вид сразу испортился. Так что я взялся за утюг, сначала планируя просто нагреть пластинку и плёнку, чтобы последняя распрямилась и, возможно, немного приплавилась к основе.

Это действительно получилось, и я хотел было так всё и оставить, но любопытство всё-таки взяло верх. Я попробовал «прилутить» второй экземпляр шкалы к другому листу алюминия, и, к моему удивлению, рисунок перенёсся с минимальными потерями, хотя поверхность была совершенно неподготовленной! Так что я вернулся к своей шкале, как следует прогладил её сверху, дал ей остыть, аккуратно оторвал плёнку... и вуаля, 99% тонера благополучно перенеслось на подложку!

В центре шкалы можно заметить немного расплывшийся участок — там был пропуск, и я довольно криво подрисовал недостающие фрагменты гелевой ручкой. Поначалу мне казалось, что это будет незаметно, но дефект мозолил глаза, так что на следующий день я смыл шкалу растворителем 646 и проделал все операции заново, только уже без лишних шагов и старых ошибок. В итоге получилось почти идеально:

Думаю, постепенно я набью руку, и тогда откроются практически безграничные возможности по изготовлению всевозможных шкал и прочих рисунков и надписей, выглядящих как заводские. Можно даже будет делать их цветными, если печатать на соответствующем принтере.

P.S. Перечитав текст, я понял, что у меня получилось скорее не руководство от мастера, а сцена из фильма «Изгой», где герой Тома Хэнкса восторгается первым разведённым костром:-). Но я надеюсь, что эта запись всё равно окажется кому-то полезной.

алюминиевый порошок. Заливку делают осторожно, особенно вначале, чтобы избежать появления воздушных пузырьков у поверхности органического стекла. Уровень заполнения заготовки должен быть на 0,5 - 1 мм ниже верхнего края.

Торцевая поверхность ручек, снятых с органического стекла после отвердения эпоксидного клея, получается гладкой, с зеркальным блеском и дополнительной обработки не требует. В тыльном торце на глубину 15 мм сверлят отверстие для оси резистора, а на расстоянии 5 - 7 мм от этого же торца сбоку - отверстие диаметром 2,4 мм и нарезают в нем резьбу МЗ. Ручку крепят на оси переменного резистора винтом МЗ (без головки).

Вместо пластмассовой можно использовать алюминиевые, латунные и другие трубки подходящих размеров.

Рис. 14-1. Конфигурации ручек для переключателей

14-3. Ручки для переключателей , простые по конструкции, оригинальные и изящные, можно изготовить из листового дюралюминия.

Круглые детали ручек (рис, 14-1, а, в) вытачивают на токарном станке, либо изготовляют следующим образом. Из листового материала выпиливают круглую заготовку необходимого диаметра, в центре которой предварительно сверлят отверстие под ось переключателя или резистора. Заготовку обрабатывают по контуру напильником, а затем с помощью гаек крепят на шпильке соответствующего диаметра. Шпильку, в свою очередь, закрепляют в патроне дрели, зажатой горизонтально в тисках. Напильником, а затем наждачной бумагой вращающуюся заготовку обрабатывают до получения нужной формы. Затем заготовку шлифуют микронной шкуркой и полируют пастой ГОИ, нанесенной на сукно. В снятой с оправки детали аккуратно сверлят отверстия под крепежные винты. Остальные операции делают традиционными способами.

Для улучшения внешнего вида все наружные поверхности ручек тщательно полируют.

14-4. Световой индикатор для переключателя П2К . При конструировании различных аппаратов и приборов часто предусматривают световую индикацию режимов, устанавливая рядом с кнопкой двухпозиционного переключателя две индикаторные лампы с колпачками разного цвета. В подобных случаях несложная переделка узла переключателя позволяет улучшить внешний вид аппарата.

С переключателя П2К снимают имеющуюся кнопку и из прозрачного органического стекла выпиливают новую по чертежу, приведенному на рис, 14-2. Поверхности обоих скосов на кнопке и ее боковые грани нужно отполировать, а лицевую грань сделать слегка матовой. На боковых гранях закрашивают две площадки прозрачными лаками различных цветов, например зеленого и красного.

Посадочное место под кнопку на штоке переключателя спиливают до образования цилиндра и насаживают изготовленную кнопку на клей 88Н. Лампу подсветки располагают за непрозрачной шторкой, в которой прорезано п-рямоугольное окно размером 15x4 мм.

14-5. Кнопочный переключатель на основе шариковой авторучки. Из обыкновенной кнопочной шариковой авторучки в пластмассовом корпусе и нескольких пар контактных пластин (например, от электромагнитного реле типа МКУ) можно сконструировать переключатель (или выключатель), обладающий весьма ценными свойствами. Такой переключатель занимает на лицевой панели мало места, кнопка его имеет красивый вид. Контакты можно установить в глубине прибора, что существенно уменьшит длину подводящих

проводов. Такой переключатель удобен для коммутации высокочастотных цепей, подверженных влиянию емкости рук оператора, и высоковольтных цепей.

Рис. 14-2. Световой индикатор для переключателя П2К:

а - конструкция кнопки; б - расположение цветных площадок; в - расположение лампы подсветки

14-6. Колпачки индикаторных ламп. В качестве защитных колпачков для индикаторных ламп различных приборов можно использовать полиэтиленовые прозрачные пробки от бутылок и аптечных пузырьков. Пробку вставляют в отверстие в передней панели, выбирая диаметр отверстия таким, чтобы пробка в нем прочно удерживалась.

Красивые миниатюрные колпачки можно легко изготовить также из пластмассовой упаковки некоторых лекарств. Упаковку освобождают от фольги и вырезают из нее заготовку. В панели прибора сверлят отверстие соответствующего диаметра и вклеивают заготовку в это отверстие с обратной стороны панели. Для повышения прочности колпачок изнутри покрывают слоем позрачного нитролака или эпоксидного клея. В покрытие можно добавить краситель желаемого цвета, в качестве которого удобно использовать пасту шариковых ручек. Для этого стержень разрезают лезвием бритвы на кусочки длиной 5 - 10 мм, помещают в небольшой стеклянный пузырек и заливают ацетоном на несколько часов. Энергичным встряхиванием растворение красителя можно ускорить. Получив краситель, его добавляют в лак или в эпоксидную смолу (до введения отвердителя), и все это тщательно перемешивают.

Мощность применяемых индикаторных ламп не должна быть слишком большой, иначе колпачок может оплавиться. К тому же даже незначительное понижение напряжения относительно номинального существенно увеличивает долговечность лампы накаливания.

14-7. Вторичное использование полистироловых каркасов от контуров демонтированных радиоприемников и телевизоров обычно затруднительно, из-за того что основания одних каркасов вообще непригодны для печатного монтажа, из других при пайке выпадают выводы, деформируется основание и т. д. Существует относительно простой способ крепления термостойкого основания к полистироловому каркасу катушки, позволяющий неоднократно монтировать и демонтировать катушки при печатном монтаже.

От цилиндрического каркаса катушки отпиливают основание. Из термостойкой листовой пластмассы (например, стеклотекстолита) толщиной 1 - 1,5 мм изготовляют новое основание 1 (рис. 14-3, а). Размеры основания могут быть выбраны произвольно или с учетом размеров экрана. Диаметр отверстия должен быть равен диаметру каркаса. Проволочные выводы 2 катушки диаметром 0,8 мм лудят тонким слоем, плотно вставляют в отверстия в основании и сдавливают или слегка расплющивают на длине в 1 мм у самого основания с той и с другой стороны его. В отверстии для цилиндра катушки делают несколько небольших пропилов плоским надфилем.

Рис. 14-3. Изготовление теплостойкого основания к полистироловому каркасу

Из дюралюминиевой трубки изготовляют оправку, состоящую из двух деталей 3 и 4 (рис. 14-3, б) у которых соприкасающиеся торцы раззенкованы. Внутренний диаметр оправки должен быть таким, чтобы она плотно надевалась на каркас. Затем вставляют каркас в полуоправку 4, углубление вокруг каркаса заполняют с некоторым избытком заранее подготовленной зубопротезной пластмассой (см. п. 4-24), надевают на каркас основание, наносят пластмассу с другой стороны основания, надевают полуоправку 3 и весь пакет зажимают в тиски. Излишки пластмассы удаляют. Через 30 - 40 мин оправку разбирают, каркас вынимают, обрезают заусенцы и выдерживают на воздухе еще 10 - 12 ч при температуре 30 - 40 °С. Для облегчения разборки оправки ее внутренние поверхности перед использованием нужно покрыть тонким слоем антиадгезирующего вещества. Пропилы в центральном отверстии основания гарантируют от прокручивания каркаса в нем.

14-8. Катушка с регулируемой индуктивностью в широких пределах может быть выполнена на базе ферритового кольца.

Рис. 14-4. Катушка с регулируемой индуктивностью. а - общий вид; б - развертка корпусаэкрана

Для изготовления таких катушек необходимы ферритовые кольца с внешним диаметром 4 - 10 мм, пластина листовой латуни толщиной 0,3 - 0,8 мм, винты М2 - М4 длиной 8 - 15 мм (в зависимости от диаметра колец) и клей (эпоксидный или БФ-2). Ферритовые кольца аккуратно раскалывают пополам и на одну из половинок наматывают обмотки. Из латуни вырезают корпус в виде полоски шириной 3 - 5 мм, на одном конце которого сверлят отверстие под регулировочный винт, на другом - пробивают отверстие острым

пробойником и нарезают резьбу или припаивают гайку. Затем полоску вгибают, как показано на рис. 14-4, а, вставляют и завинчивают винт. Сложенные вместе точно по излому полукольца приклеивают к полоскекорпусу. Конец полоски со стороны резьбы отгибают. Второй конец полоски служит для крепления корпуса к плате. Если материал полоски недостаточно упруг, на винт между концами полоски можно надеть подходящую стальную пружину.

Приклеивая полукольца, необходимо иметь в виду, что, чем они ближе к месту сгиба полоски, тем плавнее настройка и уже ее границы. Фиксируют зазор после настройки, капнув краской или клеем~на резьбу и головку винта, или фиксируют отогнутый край корпуса.

Для катушек ПЧ и ФСС можно применить корпус, являющийся одновременно экраном. Его развертка при использовании ферритовых колец с внешним диаметром 7 мм приведена на рис. 14-4, б. Порядок сборки остается прежним. Размеры катушек в экране (без учета длины крепежных лепестков и регулировочного винта) 5Х10Х Х20 мм. Резьбу и головку винта фиксируют каплей краски или клея.

Добротность изготовленных таким образом катушек примерно 100. Повысить добротность до 200 - 250 можно путем использования в качестве сердечника двух одинаковых ферритовых колец. Порядок сборки при этом остается прежним.

Катушка ФПЧ на частоту 465 кГц должна содержать при намотке на одиночном кольце около 100, а на двойном - около 80 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,08 - 0,12 мм. Диаметр ферритовых колец 7 мм. Емкость конденсатора контура 100 пФ.

14-9. Катушка на корпусе авторучки. В качестве каркаса для изготовления контурной катушки с регулируемой индуктивностью можно использовать корпус старой поршневой авторучки. Для этого авторучку разбирают и отпиливают часть корпуса со стороны пера на требуемую длину. К поршню или непосредственно к штоку приклеивают подстроечный сердечник подходящего диаметра.

Можно использовать, например, отрезок ферритового стержня диаметром 8 мм от магнитной антенны. На каркас наматывают провод, приклеивая крайние витки полистироловым клеем.

14-10. Намотка тороидальных трансформаторов и катушек, как правило, осуществляется при помощи челнока и является весьма трудоемким процессом. Значительно облегчить его можно приведенными ниже способами.

1-й способ. Отрезок жесткой полихлорвиниловой трубки длиной, в 10 - 15 раз большей длины среднего витка обмотки, аккуратно разрезают вдоль и, продев в отверстие сердечника, сваривают ее концы так, чтобы образовался кольцевой желоб с разрезом по наружной стороне (рис. 14-5, а).

Рис. 14-5. Намотка тороидальных трансформаторов: а - принцип намотки; б - зажим дЛя сваривания трубки в кольцо

Для сваривания трубки в кольцо ее зажимают между двумя пластинами, распрямив и сложив концы внешними поверхностями. Длина выступающих из пластин концов трубки не должна быть более 1,5 - 2 мм. Затем очищенной от окалины боковой поверхностью жала разогретого паяльника оплавляют выступающие концы до образования однородного шва (валика). После остывания пластины снимают. Излишки материала на шве срезают и расправляют трубку в кольцо. При этом шов оказывается внутри трубки и не мешает укладке провода на кольцо и намотке его на сердечник. Кольцо из трубки вращают в одном направлении, наматывая на него провод, в другом - наматывая провод на сердечник.

2-й способ. Конец провода продевают в ушко иголки и, вращая ее, аккуратно укладывают провод по всей длине иголки виток к витку, последовательно в несколько слоев. Затем наматывают провод на сердечник, продевая иголку в его отверстие.

Для ускорения намотки как первым, так и вторым способом можно складывать провод вдвое. По окончании намотки катушки конец одного отрезка провода соединяют с началом другого.

14-11. Склеивание броневых сердечников лучше всего производить клеем полистироловым, эпоксидным или БФ-2. Параметры катушки индуктивности во многом определяются качеством склейки половин броневых сердечников - чашек. Качество склейки, в свою очередь, зависит от состояния склеиваемых поверхностей.

Для обеспечения плотного прилегания торцов чашек их необходимо пришлифовать на микронной шкурке, наклеенной на ровную поверхность, например на стекло.

Для получения хорошего качества склейки половины чашек необходимо хорошо сжать, используя для этой цели винт свайкой и шайбами, предварительно удалив подстроечный сердечник. В сжатом состоянии сердечник оставляют до полного высыхания клея, после чего крепеж удаляют. К монтажной плате собранный сердечник удобнее приклеивать клеем «Момент» (см. п. 4-2).

4-12 Изготовление высокочастотного обмоточного провода (литцендрата) при отсутствии фабричного можно осуществить самому. Для этого берут провод ПЭЛ или ПЭВ диаметром, например, 0,05 мм. Рассчитывают требуемую длину литцендрата и наматывают необходимое число жил между двумя вбитыми на нужном расстоянии гвоздями. Затем один конец пучка снимают с гвоздя, слегка натягивают и немного скручивают. Сильно скручивать жилы не рекомендуется, так как добротность контуров (катушек) из литцендрата от этого ухудшается. Чтобы скрученный пучок жил не рассыпался, его слегка протирают тампоном из марли, смоченной негустым клеем БФ-2 (БФ-4). После 3 - 5 мин сушки в натянутом состоянии литцендрат снимают с гвоздей и применяют для намотки.

Рис. 14-6. Зажим для выводов батареи 3336 1 - батарея; 2 - проводник; 3 - трубка ПХВ; 4 - контактная пластина; 5 - вывод батареи

14-13. Временный штепсель к разъемам СГ-3 (СГ-5) можно изготовить из пишущих узлов шариковых авторучек. Удалив шарик, узел промывают в ацетоне, спирте или одеколоне. Затем в канал вставляют луженый конец многожильного провода и пропаивают или сплющивают узел. На свободный конец провода надевают отрезок (длиной 30 - 40 мм) пластмассовой трубки стержня авторучки - и штепсель готов.

14-14. Миниатюрный разъем можно быстро изготовить из двух панелек для транзисторов. Для штыревой части разъема необходимо разобрать одну из панелек, вынув из корпуса все контактные пластины, и к каждой пластине припаять по штырьку из жесткой луженой проволоки диаметром примерно 0,5 и длиной не менее 15 мм. Удобнее всего использовать выводы любого вышедшего из строя транзистора (в исполнении, аналогичном транзисторам МП37-МП42), предварительно их отрих-товав.

Контактные пластины с припаянными штырьками снова вставляют в корпус и закрепляют. Штырьки при необходимости укорачивают до требуемой длины и окончательно рихтуют. При соединении половин разъема ориентируются по канавке на корпусах панелек.

14-15. Зажим для выводов батареи 3336 (рис. 14-6) позволяет быстро и надежно подключать ее к схеме. Контактную пластину вырезают из латунной ленты толщиной 0,1 - 0,2 мм, сгибают пополам, к месту сгиба припаивают проводник 2 и надевают отрезок полихлорвиниловой трубки 3 подходящего диаметра. Выступающие концы пластины отгибают в разные стороны. Если диаметр трубки 3 подобран правильно, зажим обеспечивает надежный контакт с выводом батареи и достаточно прочно удерживается на нем.

14-16. Плоский пассик для магнитофона можно изготовить в домашних условиях. Для этого вырезают полоску из жести по длине требуемого пассика. Затем свертывают ее в цилиндр и скрепляют пайкой встык.

На полученный каркас (рис. 14-7) в один слой последовательно наматывают следующие материалы: кальку, тонкую капроновую ткань, полиэтиленовую пленку, нитяной корд, еще раз полиэтиленовую пленку, резиновую ленту. В качестве корда можно использовать обычные швейные нитки № 30 или 40, для жесткости скрученные в две и более нитей. Поверх резиновой ленты наматывают обычные швейные нитки.

Приготовленную таким образом заготовку устанавливают на газовую плиту, закрыв чем-либо верхнее отверстие в каркасе, и нагревают до тех пор, пока из-под резины не появится расплавленная полиэтиленовая пленка. Тогда газ выключают и, дав каркасу остыть, снимают с него готовый пассик. Излишки полиэтиленовой пленки по краям пассика обрезают.

14-17. Винтовой шнур хорошо выглядит, не запутывается и дольше служит. Для изготовления такого шнура подходит двойной провод в полихлорвиниловой изоляции (для настольных ламп и других бытовых сетевых приборов). Его плотно, виток к витку, наматывают на металлический стержень диаметром около 10 мм и кон-цы закрепляют. Затем заготовку помещают в термостат или духовой шкаф бытовой газовой плиты, нагретый до температуры 110 - 130 °С. Через 30 - 60 мин заготовку быстро охлаждают в холодной воде и снимают со стержня.

Рис. 14-7. Изготовление плоского пассика для магнитофона 1 - каркас; 2 - калька; 3 - пленка полиэтиленовая; 4 - ткань, капрон; 5 - нитяной корд; 6

Пленка полиэтиленовая; 7 - лента резиновая

Поскольку материал изоляции проводов различных выпусков может несколько отличаться, то, возможно, потребуется экспериментально уточнить режим тепловой обработки.

Рис. 14-8. Контактный зажим для транзисторов с круглыми выводами

14-18. Контактный зажим для транзисторов с круглыми выводами, выполненный в виде клавиши,

обеспечивает надежный контакт с выводами транзистора при его испытании (рис. 14-8).

Клавиша 1 изготовляется из фторопласа, органического стекла, гетинакса или текстолита. При нажатии на клавишу над ее поверхностью выступают концы четырех контактных латунных стержней 2с отверстиями для выводов транзистора. Вставленные в отверстия выводы при отпускании клавиши фиксируются втулками 3, поджимаемыми пружинами 4. Втулки имеют возможность свободно перемещаться как по стержням, так и в отверстиях клавиши. Стержни укреплены на текстолитовой или гетинаксовой планке 5, прикрепляемой к лицевой панели испытателя. Перемещение клавиши вверх (по рисунку) ограничено двумя винтами 6.

14-19. Контактный зажим для транзисторов и микросхем с плоскими выводами можно изготовить на основе зажима «крокодил» (рис. 14-9). Зажим разбирают. Его захваты 1 и 5 молотком аккуратно распрямляют так,чтобы они стали плоскими, и обрезают зубцы. Свернутый в трубку задний конец захвата также распрямляют и сверлят два крепежных отверстия и одно для пропускания проводов.

Рис. 14-9. Контактный зажим для транзисторов типа КТ315 (а), микросхем серии К133 (б) и серии К155 (в)

К образовавшимся плоским площадкам эпоксидным клеем приклеивают пластины: 2 - из фольгированного стеклотекстолита (фольгой вверх), 4 - из любой пластмассы. К пластине 4 клеем «Момент» или 88Н приклеивают прокладку 3 из эластичной бессернистой (вакуумной) резины. На пластине 2 формируют в фольгирован-ном слое пять контактных дорожек для выводов транзисторов. Ширина их и расстояние между ними должы быть такими, чтобы обеспечивать контакт с выводами транзисторов типа КТ315. К дорожкам припаивают тонкие гибкие изолированные провода, пропускают их через отверстие наружу и собирают зажим. Дорожки маркируют буквами «к», «э», «б», «к» и «э». Такие пять дорожек позволяют проверять транзисторы с любым расположением выводов.

Аналогичную конструкцию можно также использовать и при испытании микросхем, например серии К224; для этого нужно увеличить число контактных дорожек до девяти. Если же к какому-либо жесткому основанию прикрепить два зажима так, как на рис. 14-9,6, можно будет подключать микросхемы серии К133. Для микросхем серии К155 собирают двухэтажную конструкцию (рис. 14-9, в).

Автолюбителю

Стрелочный вольтметр с растянутой шкалой 10...15 В

Прибор будет полезен автолюбителям для измерения с высокой точностью напряжения на аккумуляторе, но он может найти и другие применения,

Рис. 4.6 Вольтметр с растянутой шкалой

Где требуется контролировать напряжение в интервале 10...15 В с точностью 0,01 В.

Известно, что о степени заряженности автомобильного аккумулятора можно судить по его напряжению. Так, у полностью разряженного, разряженного наполовину и полностью заряженного аккумулятора оно соответствует 11,7, 12,18 и 12,66В.

Для того чтобы измерить напряжение с такой точностью, нужен либо цифровой вольтметр, или стрелочный с растянутой шкалой, позволяющий контролировать интересующий нас интервал.

Схема, приведенная на рис. 4.6, позволяет, используя любой микроамперметр со шкалой 50 мкА или 100 мкА, сделать из него вольтметр со шкалой измерения 10...15 В.

Схема вольтметра не боится неправильного подключения полярности к измеряемой цепи (в этом случае показания прибора не будут соответствовать измеряемой величине).

Для предохранения микроамперметра РА1 от повреждения при перевозках используется включатель S1, который при закорачивании выводов измерительного прибора препятствует колебаниям стрелки.

В схеме использован прибор РА1 с зеркальной шкалой, типа М1690А (50 мкА), но подойдут и, многие другие. Прецизионный стабилитрон VD1 (Д818Д) может быть с любой последней буквой в обозначении. Подстроечные резисторы лучше использовать многооборотные, например R2 типа СПЗ-36, R5 типа СП5-2В.

Для настройки схемы потребуется блок питания с регулируемым выходным напряжением О...15 В и образцовый вольтметр (удобней, если он будет цифровым). Настройка заключается в том, чтобы, подключив блок питания к зажимам Х1, Х2 и постепенно увеличивая напряжение до 10 В, добиться резистором R5 "нулевого" положения стрелки прибора РА1. После этого напряжение источника питания увеличиваем до 15 В и резистором R2 устанавливаем стрелку на предельное значение шкалы измерительного прибора. На этом настройку можно считать законченной.

Рис. 4.7. Схема для более точного измерения сетевого напряжения

На основе данной схемы прибор можно выполнить многофункциональным. Так, если выводы микроамперметра подключать к схеме через галетный переключатель 6П2Н, можно сделать режим обычного вольтметра, подобрав добавочный резистор, а также тестер для проверки це пей и предохранителей.

Прибор можно дополнить схемой (рис. 4.7) для измерения перемен- ного сетевого напряжения. При этом шкала у него будет от 200 до 300 В, что позволяет более точно измерять сетевое напряжение.

Дата публикации: 20.02.2007

Мнения читателей

Heloiza / 31.10.2012 - 07:37
Suprsriing to think of something like that
Александр / 04.02.2010 - 15:45
Старенькая очень хорошая схемка, на базе этой схемы было дополнение для измерения частоты вращения (оборотов). Кто знает, подскажите.Заранее благодарен [email protected]