자동차용 전자 전류계. 계획, 설명

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제안된 장치는 여행 중 자동차 배터리의 충전 및 방전 전류를 시각적으로 제어하도록 설계되었습니다. 전류계 표시기는 포인터이며 배터리가 부족할 때 켜지는 LED 전류 방향 표시기가 있습니다.

배터리에 흐르는 전류의 방향과 값에 대한 정보를 가지고 있으면 운전자는 많은 사고를 피할 수 있습니다. 예를 들어, 그는 어떤 이유로 배터리가 충전되지 않는 것을 적시에 알아채고 완전히 방전되는 것을 방지할 수 있습니다. 덜 위험한 것은 충전 전류가 과도하게 높아 화재 및 발전기 고장으로 이어질 수 있는 상황입니다. 예를 들어 전압 조정기가 고장난 경우에 발생합니다.

현대 승용차에서는 일반적으로 대시보드에 배터리 충전 경고등을 설치하는 것으로 제한됩니다. 일반적으로 배터리 충전 및 방전 회로의 전류계는 사용할 수 없으므로 판매되지 않습니다. 배터리 작동 조건에 대한 자세한 정보를 얻으려면 수제 전류계를 자동차에 설치해야 합니다. 예를 들어, 기존의 포인터 밀리미터 또는 마이크로암미터는 저항이 작은 저항으로 분로되었습니다.

그러나 이러한 모든 장치가 이러한 목적에 적합한 것은 아닙니다. 화살표가 완전히 편향된 전류에서 전압 강하가 자동차 온보드 네트워크에서 전압의 상당 부분을 구성할 수 있기 때문입니다. 업계에서는 정격 전류에서 전압 강하가 75mV, 심지어 50mV인 전류계용 표준 측정 션트를 생산하지만 대부분의 소형 전기 측정 기기에는 충분하지 않습니다. 션트에 연결하려면 온도 드리프트가 XNUMX인 DC 증폭기가 필요합니다. 또한 포인터 장치의 메커니즘은 진동에 강해야 하며 자동차의 대시보드에 설치할 수 있을 정도로 크기가 작습니다.

자동차에서 디지털 판독값이 있는 전류계를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 주로 측정된 매개변수(전류)가 변경되면 표시기의 숫자가 빠르게 변경되고 판독값을 탐색하기 어렵기 때문입니다.

프레임의 단락과 거의 동일한 션트에 병렬로 연결된 포인터 장치는 측정 메커니즘의 댐핑으로 인해 눈에 띄는 관성을 갖습니다. 그리고 어둠 속에서 운전자는 화살표의 위치를 고려하기 위해 시력을 긴장시켜야 합니다.

또한 측정 전류의 변화뿐만 아니라 차체가 흔들릴 때도 화살표가 변동될 수 있습니다. 따라서 임계 전류 값에서 켜지는 신호 LED로 포인터 전류계를 보완하는 것이 좋습니다. 제안된 장치에서 LED의 빛은 배터리를 통과하는 전류의 방향이 방전에 해당함을 나타냅니다.

전류계 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

자동차용 전자 전류계
그림. 1

주요 기술 특성

전류 측정 한계, A .......-40 ... +40
20도의 온도 변화로 제로 드리프트 ^оC, A, 더 이상 ....... 1,1
자체 소비 전류, mA 이상 ....... 23

이 장치는 HL1 LED가 연결된 컬렉터 회로에서 제너 다이오드 VD2 및 트랜지스터 VT1의 전압 안정기, 트랜지스터 VT3 및 VT4의 평형 DC 증폭기 및 트랜지스터 VT1의 임계값 장치로 구성됩니다. 트랜지스터 VT1 및 VT3의 증폭기는 균형을 이루기 때문에 온도 드리프트가 2으로 비교적 작습니다. 저항 R75는 40A에서 전압 강하가 XNUMXmV인 표준 분로입니다.

발전기가 꺼지면 전류가 션트 R2를 통해 배터리에서 차량의 전기 시스템으로 흐르고 트랜지스터 VT3이 열리고 콜렉터 전류가 증가하고 튜닝 저항 R7의 전압 강하가 증가합니다. 발전기가 작동하기 시작하면 온보드 네트워크에서 배터리로 션트를 통해 전류가 흐릅니다. 이것은 트랜지스터 VT1의 컬렉터 전류와 저항 R1 양단의 전압 강하를 증가시킵니다. 눈금 중앙에 1이 있는 PA1 밀리암미터의 화살표는 션트를 통해 저항 R7, RXNUMX 중 하나를 향해 흐르는 전류에 비례하여 편차가 발생하며 전압 강하가 더 큽니다.

튜닝 저항 R7의 엔진을 움직여 배터리 전류 LED 표시기의 임계 값을 조정합니다. 이 임계값이 션트 R2를 통한 제로 전류에 해당하는 경우 배터리가 부족할 때 LED가 켜지고 배터리가 충전 중일 때 꺼집니다. 물론 필요한 경우 다른 임계값을 설정할 수 있습니다.

Microammeter RA1은 거의 모든 프레임 저항을 사용할 수 있습니다. 추가 저항 R6의 저항을 줄이거나 늘림으로써 그 영향을 항상 보상할 수 있습니다. 저자는 1000μA 포인터의 전체 편향 전류가 있는 수입 UH-500A 비행계의 포인터 표시기를 사용했습니다. 장치의 케이스는 반으로 자르고 포인터 표시기가있는 윗부분 만 사용했으며 전류가 없을 때 포인터가 눈금 중앙에 있도록 재 설계되었습니다. 금속판과 나사를 사용하여 표시기를 대시보드에 고정합니다. 이 장치의 설계는 매우 강한 충격이 아닌 진동을 견뎌냅니다.

PA1로 오래된 카세트 레코더의 녹음 레벨 표시기(예: M68 501 또는 M476/1)를 사용할 수도 있습니다. 이러한 표시기는 규모는 작지만 진동에 강하고 진동 수준이 자동차보다 훨씬 높은 오토바이에서도 오랫동안 사용할 수 있습니다.

원칙적으로 PA1 장치 포인터의 초기 위치는 정확히 눈금의 중앙에 있을 필요는 없습니다. 배터리의 방전 전류는 충전 전류보다 훨씬 크기 때문에 표시용 눈금 부분이 충전 전류용 눈금 부분보다 길 수 있습니다. 그러나 이동 중에 전류의 방향을 신속하게 평가해야 하는 경우 일부 어려움이 발생할 수 있습니다.

저항 R4는 트랜지스터 VT1 및 VT3의 콜렉터 전류의 초기 값을 설정하고 트리머 저항 R3은 마이크로 전류계 PA1의 포인터를 1으로 설정합니다. 온도 변화에 따라 편차를 방지하기 위해 트랜지스터 VT3 및 VTXNUMX의 방열판 플랜지는 트랜지스터의 온도를 균등화하는 열전도 페이스트로 윤활 처리된 절연 개스킷을 통해 서로 단단히 밀착됩니다.

전류계의 전자 장치는 70x50x40mm 크기의 플라스틱 케이스에 조립되고 대시 보드에 장착된 마이크로 전류계에 연결되며 꼬인 전선이 R2 유형 75SHIP-40 분기 근처 후드 아래에 있습니다. 배터리. 이 장치는 고정 저항 MLT, 트리밍 저항 SP3-1b, 산화물 커패시터 K50-6을 사용합니다. KT315 트랜지스터 대신 npn 구조의 저전력 실리콘 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. LED HL1 - 저전력 모든 유형 및 색상의 글로우.

전자 전류계를 처음 켤 때 배터리를 연결하지 않고 모든 소스에서 차량의 전기 시스템 측면에서 +12V의 전압을 적용해야 합니다. 우선 튜닝 저항 R7의 극단 사이의 전압을 측정해야 합니다. 4,5V와 매우 다른 경우 저항 R4를 선택하여 이 값을 달성해야 합니다. 그런 다음 트리밍 저항 R1을 사용하여 장치 PA3의 화살표를 7으로 설정해야 합니다. 트리머 저항 R1을 사용하여 HL1 LED를 켠 다음 LED가 꺼질 때까지 트리머 저항 슬라이더를 반대 방향으로 천천히 움직여야 합니다. 이 경우 마이크로 전류계 PA3의 판독 값이 약간 변경 될 수 있으며 이는 트리머 저항 R7으로 제거한 다음 트리머 저항 RXNUMX의 조정을 반복해야합니다. 이러한 작업을 여러 번 반복해야 할 수도 있습니다.

전류계를 교정하려면 충분히 강력한 DC 전압 소스와 제한 저항으로 구성된 회로와 직렬로 연결된 모범 전류계를 전원 단자에 연결하여 분로 R2에서 모범 전류를 생성해야 합니다. 측정 한계가 충분히 큰 전류계가 없으면 제한 저항의 전압 강하를 측정하고 저항을 알면 옴의 법칙에 따라 전류를 계산할 수 있습니다. 그러나 흐르는 전류에 대한 저항의 의존성으로 인해(예를 들어 백열 램프에서 종종 전류를 제한하는 데 사용됨) 이 방법은 충분히 정확하지 않을 수 있음을 명심해야 합니다. 두 번째 옵션은 R2 션트를 일시적으로 몇 배 더 큰 다른 저항으로 교체하는 것입니다. 그런 다음 션트 저항이 증가함에 따라 동일한 계수로 감소한 전류 값에서 장치를 교정하고 교정이 완료되면 역 교체가 가능합니다.

먼저, 전류는 전류계의 필요한 측정 한계와 동일하게 설정되고 저항 R6을 선택하면 장치 PA1의 화살표가 완전히 편향됩니다. 그런 다음 션트를 통과하는 전류의 방향을 반대 방향으로 변경하고 화살표가 반대 방향으로 완전히 벗어나 있는지 확인하십시오. 편차의 비대칭은 저항 R4를 선택하여 제거하거나(이 경우 전류계의 5 설정을 다시 반복해야 함) 눈금 등급을 매길 때 간단히 고려할 수 있습니다. 각 방향으로 10~XNUMX개의 현재 값을 설정하여 눈금에 눈금을 적용합니다.

경우에 따라(예: 오토바이) 전자 전류계를 사용할 수 있으며 그림 2에 표시된 회로에 따라 조립할 수 있습니다. 1. 여기서 GB1은 배터리이고 SA1은 음극선의 차단기입니다. 이 장치는 포지티브 배터리 회로가 아닌 네거티브에 션트를 포함하고 구조의 첫 번째 버전과 반대되는 트랜지스터를 사용하고 통합 전압 조정기 DAXNUMX을 사용한다는 점에서 위에서 설명한 것과 다릅니다. 이러한 전류계의 단점은 스타터 전류가 측정 션트를 통해서도 흐른다는 것입니다.

자동차용 전자 전류계
그림. 2

이 장치의 측정 션트는 독립적으로 만들 수 있지만 일부 라디오 아마추어가 권장하는 것처럼 구리선으로 만드는 것은 용납되지 않습니다. 사실 구리의 저항은 20 ° C의 온도 변화로 8,5 % 변하여 전류계 판독 값에 드리프트가 발생합니다. 거의 동일한 저항 온도 계수(TCR) 및 기타 순수 금속. 션트에 적합한 재료는 니크롬 또는 망가닌 합금이며 TCS는 XNUMX~XNUMX배 더 낮습니다.

션트는 바람직하게는 원형 와이어보다 더 큰 냉각 표면을 갖는 동일한 단면을 갖는 금속 스트립으로 제조된다. 설명 된 장치의 경우 예를 들어 단면적이 10x1mm이고 길이가 약 17mm 인 니크롬 테이프 조각으로 션트를 만들 수 있습니다. 세그먼트의 양쪽 끝은 거대한 동판으로 만든 슬롯에 납땜됩니다. 이 플레이트에는 전력 및 측정 회로를 연결하기 위한 두 개의 나사산 구멍이 뚫려 있습니다. 하나의 나사 아래에 전원 및 측정 와이어를 고정하는 것은 허용되지 않습니다.

일반적으로 션트의 저항은 계산된 값보다 의도적으로 작게 만든 다음 기계적으로 테이프의 폭과 두께를 돌려 조정합니다. 설명 된 장치에서는 션트의 부정확 한 저항으로 인해 발생한 오류를 저항 R6을 선택하여 쉽게 보상 할 수 있으므로 조정없이 할 수 있습니다. 테이프가 없으면 동일한 총 단면적의 병렬로 연결된 많은 수의 니크롬 와이어(예: 전기 스토브 히터)로 션트를 만들 수 있습니다.

저자: A. 세르게예프

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