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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 배터리 파라미터 측정을 위한 멀티미터 부착. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
셋톱 박스는 MY-63 멀티미터에 연결하도록 설계되었으며, 이 멀티미터는 직류 및 교류 전압은 물론 커패시터의 커패시턴스 및 바이폴라 트랜지스터의 전류 전달 계수를 측정합니다. 셋톱박스를 작동하려면 이러한 모드가 필요합니다. 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. 연산 증폭기 DA1에서. 1 및 전계 효과 트랜지스터 VTXNUMX에는 전압 제어 전류 안정기가 조립됩니다.
튜닝 저항 R5의 엔진에서 입력으로 기준 전압 Urev = 0,1V가 공급되고 전류 Ia는 배터리의 방전 전류인 트랜지스터 VT1을 통해 흐릅니다. 기준 전압과 전류 센서(Rt)의 저항(저항 R8, R9 또는 R10)에 따라 달라집니다. Ia = Urev/Rt. 방전 전류는 스위치 SA1을 사용하여 선택됩니다. 위치 3에서 방전 전류는 1A, 위치 2 - 0,1A, 위치 1 - 약 10μA입니다(1.2으로 간주될 수 있음). 연산 증폭기 DA1를 사용하여 직류(K== 100) 및 교류에서 약 100(K = 2)의 단일 전송 계수를 갖는 증폭기를 조립합니다. 스위치 SA3는 측정 회로에서 배터리를 분리합니다. 셋톱박스의 모든 요소는 멀티미터의 내부 전압 안정기(+35V)에 의해 전원이 공급되며 셋톱박스에서 소비하는 전류는 40~293μA를 초과하지 않습니다. 이 효율성은 마이크로 전력 듀얼 연산 증폭기 OPAXNUMX을 사용하여 달성됩니다. 배터리 전압을 측정하기 위해 멀티미터는 2V 제한에서 DC 전압 측정 모드로 전환됩니다. 홀더에 설치된 배터리는 스위치 SA2를 사용하여 측정 회로에 연결됩니다. 스위치 SA1을 사용하여 방전 전류를 변경하면 전압계 판독값 Ua0(Ia = 0에서), Ua0,1(Ia = 0,1A에서) 및 Ua1(Ia = 1A에서)이 취해집니다. 이 데이터로부터 배터리의 내부 저항이 계산되며 이를 정적이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 Ia = 1A인 경우 Rct = (Ua0 - Ua1)/1입니다. 이 모드에서는 배터리 용량을 확인할 수 있습니다. 이를 위해 안정적인 전류 Ia를 사용하여 0,9V 전압까지 완전히 충전된 배터리의 방전 시간을 측정하고 용량을 계산합니다. C = Ia * trtimes(Ah). 방전 중에는 전류 안정 장치도 꺼지므로 멀티미터를 끌 수 없습니다. 내부 저항 계산을 피하기 위해 셋톱 박스는 B. Stepanov의 "배터리 매개 변수 측정"(Radio, 2001, No. 9, p. 42) 기사에 제공된 방법을 사용하여 내부 저항을 측정하는 모드를 제공합니다. ) 사용. 이는 전류 안정기의 기준 전압에 교번 구성 요소가 추가된다는 사실에 근거합니다. 배터리의 교류 전압 성분을 측정하여 내부 저항을 결정할 수 있습니다. 셋톱 박스의 교류 전압 소스는 약 400Hz의 주파수와 50mV의 진폭을 갖는 신호로, "Cx" 커넥터의 왼쪽 핀에 있는 MY-bZ 멀티미터에 표시됩니다. 측정 중인 커패시터를 연결합니다. 교류 전압은 전압 제어 전류 안정기의 입력에 공급되고 방전 전류(Ia)와 배터리 전압 Ua = IaRd의 교번 구성 요소가 나타납니다. 여기서 Rd는 내부 차동 저항입니다. 셋톱박스는 Ia = 10mA로 설정되어 있습니다. 전류의 교류 성분이 다양한 방전 전류에서 동일하도록 보장하기 위해 Ia = 1A에서 "Cx" 소켓에서 나오는 교류 전압은 튜닝 저항기 R1을 추가로 감소시킵니다. 전압 Ua는 연산 증폭기 DA1.2를 증폭시킨 다음 멀티미터의 입력에 공급되어 2V 제한에서 교류 전압 측정 모드로 전환됩니다. 이 연산 출력의 교류 전압 -amp는 UОУ, = UаК = IaRдK와 같습니다. 방전 전류(Ia,)의 교류 구성 요소와 연산 증폭기 DA1.2(K,)의 이득은 셋톱 박스 출력에서 측정된 교류 전압(UОУ,)이 수치적으로 동일하도록 선택됩니다. 배터리의 내부 차동 저항(Rd)에 대한 것입니다. 예를 들어, Rd = 0,1 Ohm의 경우 UOU = 0,01*0,1*100 = 0,1 V가 됩니다. 전압계에 표시되는 것은 바로 이 전압입니다. 내부 저항의 계산 및 측정 값은 약간 다를 수 있습니다. 첫 번째 경우에는 개방 회로 전압과 부하 상태의 차이에 의해 결정되고 두 번째 경우에는 부하의 기울기에 의해 결정되기 때문입니다. 특정 지점의 배터리 특성.
콘솔의 대부분의 요소는 1,5...2mm 두께의 유리섬유 포일로 제작된 인쇄 회로 기판의 한 면에 배치됩니다. 그림은 그림 2에 나와 있습니다. 1. 표준 크기 12의 표면 장착용 고정 저항기 RN1206-10(표준 크기 2512의 저항기 R19), 트리머 - SPZ-1206가 사용되었습니다. 산화물 커패시터는 표면 실장용 탄탈럼, 크기 B 또는 C이고 나머지는 세라믹, 크기 2(C4, C0805) 및 3(C2)입니다. 전계 효과 트랜지스터는 D2,5Pak 패키지에 있어야 하며 열 방출을 개선하기 위해 금속 패드에 납땜됩니다. 또한 소위 "논리 레벨 제어"를 사용해야 합니다. 즉, 게이트-소스 전압이 2.3V일 때 드레인 전류는 최소 2505A여야 합니다. 이러한 트랜지스터 중 일부 이름에는 문자 L이 포함되어 있습니다. 접두사에 IRL2905S 다이어그램에 지정된 것 외에도 IRLRXNUMX가 적합합니다. 스위치 SA2는 닫힌 상태에서 낮은 접촉 저항을 가져야 하며 최소 1.2A의 전류에 맞게 설계되어야 합니다. 예를 들어 B3009가 적합합니다. 해당 매개변수를 가진 스위치를 사용할 수 없는 경우 해당 매개변수를 제거하고 대신 점퍼선을 설치하는 것이 좋습니다. 최소 1A의 전류에 대해 1개 위치 및 23개 방향에 대한 스위치 SA07 - SS23F1,5. SS23E24, SS23E28, SS23E29와 같이 XNUMXA 스위칭 정격의 일부 다른 SSXNUMX 시리즈도 작동하지만 이러한 스위치의 핀아웃이 다르기 때문에 PCB를 수정해야 합니다. 연산 증폭기는 LMV358DR2G와 같은 유사한 마이크로 전력 Rail-to-Rail로 교체할 수 있습니다. XP1 플러그는 절연 전선으로 보드에 연결된 직경 1, 길이 15mm의 주석 도금 구리선 조각입니다. 이 플러그는 바이폴라 트랜지스터 연결용 "C NPN" 소켓에 삽입됩니다. 플러그 XP2 및 XP3은 직경 4, 길이 35mm의 핀으로 보드 구멍에 고정됩니다. XP4 플러그는 두께 0,5mm, 너비 4mm, 길이 20mm의 주석 도금 황동 또는 구리 스트립으로, 인쇄 도체 측면에서 보드의 접촉 패드까지 납땜됩니다. 셋톱 박스를 설치할 때 플러그 XP2 및 XP3은 멀티미터의 해당 소켓에, XP4는 커넥터 "C"의 왼쪽 소켓에 맞아야 합니다. 셋톱 박스를 확인하고 조정한 후 XP1-XP3 플러그는 에폭시 접착제로 보드에 고정 배터리 홀더(카세트)는 접촉 저항이 낮으므로 접점은 나선형 스프링 형태가 아닌 나뭇잎 모양이어야 합니다. 차동 저항 측정 모드와 해당 요소를 제거하여 장치를 단순화할 수 있습니다. 이 경우 스위치 SA1은 단방향 및 1.2위치일 수 있고 연산 증폭기는 단일일 수 있으며(DA321는 필요하지 않음) LMV3SQ2T1G가 적합합니다. 전계 효과 트랜지스터의 드레인과 접점 X2은 플러그 XP1에 연결되고 저항 R2, R4, R11, R12, R4는 제외됩니다 (R2 대신 와이어 점퍼가 설치됨), 커패시터 C4, C83. 이 버전에서는 디자인이 변경된 셋톱 박스를 바이폴라 트랜지스터의 직접 전압 및 전류 전달 계수를 측정하는 모드가 있는 M-83x fT-XNUMXx 시리즈의 더 간단하고 저렴한 멀티미터와 함께 사용할 수 있습니다. . 다음 순서로 첨부 파일을 설정하세요. 멀티미터에 연결하고 완전히 충전된 배터리를 홀더에 넣은 다음 SA1을 위치 1("0 A")로 전환합니다. 저항 R2 슬라이더는 다이어그램에 따라 낮은 위치로 이동하고 멀티미터는 2V 한계에서 DC 전압 측정 모드로 전환되고 전원이 켜집니다. 멀티미터 판독값은 표준 전압계로 모니터링되는 배터리 전압과 일치해야 합니다. 멀티미터를 끈 후 배터리 단자 중 하나와 홀더 접점 사이에 두께 0,5mm, 너비 10mm, 길이 약 15mm의 양면 유리 섬유 호일로 만든 플레이트 삽입물을 설치합니다. 먼저, DC 전류계가 연결된 플레이트의 각 측면에 두꺼운 절연 전선을 납땜합니다. 스위치 SA1은 위치 3("1A")으로 설정되어 있고 멀티미터가 켜져 있습니다. 트리머 저항 R5는 해당 안정기 전류(1A)를 설정합니다. 스위치 위치 2("0,1A")에서 전류는 이 값으로 감소해야 하며, 위치 1("0A")에서 전류는 20μA를 초과해서는 안 됩니다. 멀티미터를 끄고 전선 대신 저항 0,1Ω의 저항기를 플레이트에 납땜합니다. 저항 R2 및 R11의 모터는 중간 위치로 설정되고 멀티미터는 2V 제한에서 AC 전압 측정 모드로 전환된 다음 전원이 켜집니다. 방전 전류를 0,1A로 설정합니다. 이 경우 전압계는 배터리의 내부 차동 저항과 추가 저항 Rd + Radd의 합에 비례하는 전압(U2)을 표시합니다. 예를 들어 저항 Radd를 핀셋으로 닫으면 방전 전류 흐름 회로에서 제외되고 전압계 판독값이 감소합니다(U1). 저항 R2 슬라이더는 U2-U1 = 0,1V 위치로 설정됩니다.
이 경우 저항 R11 슬라이더의 위치를 변경해야 할 수도 있습니다. 조정은 방전 전류 1A에서 유사하게 수행되지만 저항 R1만 사용됩니다. 조정은 3~XNUMX회 실시하는 것이 좋습니다. 콘솔의 모습은 그림 XNUMX에 나와 있습니다. 삼. 저자: I. Nechaev
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