Разбираемся с электроизмерительными приборами

Классификация электроизмерительных приборов:

1. переменного;
2. постоянного;
3. комбинированные устройства.

По уровню точности:

• 0, 05;
• 0,1;
• 0,2;
• 0,5;
• 1,0.

Каждая цифровое обозначение указывает на процентный показатель допустимой погрешности.

По сущности работы:

1. электромагнитные;
2. индукционные;
3. магнитоэлектрические;
4. ферромагнитные.

При проведении измерительных испытаний необходимо правильно выбрать соответствующее измерительное устройство.

1. Амперметры – устройства для измерения величин тока. Единица измерения – Ампер (А).
2. Вольтметр – измеряет напряжение электрической сети. Единица измерения – Вольт (В).
3. Омметр – вспомогательное приспособление, измеряющее сопротивление в электроцепи. Измеряется в Оммах (Ом).
4. Ваттметр – элемент, измеряющий мощность сети. Измеряемая единица – Ватт (Вт).
5. Частотомер – измеритель частоты значений переменного импульса. Измеряется в Герцах (Гц).

Лучшие цифровые вольтметры

Стандартные цифровые вольтметры применяются для определения напряжения в электрической цепи и диагностики электрических элементов. Преимуществом таких устройств над условными электромеханическими измерителями является высокая точность измерений и простота представления информации. Единственный недостаток электронных цифровых вольтметров заключается в заведомо более низкой степени надёжности – элементы схем очень чувствительны к высоким подаваемым нагрузкам, а также плохо переносят сильные механические удары.

Cхема подключения dsn vc288

Первое включение вольтамперметра dsn-vc288 выявило некоторые проблемы. Напряжение он измеряет отлично, а вот ток не очень. Измерения нестабильны цифры постоянно скачут, и что самое плохое нелинейность (калибруем при токе 100 мА, а при токе 1 А показания уплывают и чем дальше тем больше). Первым делом подозрения упали на шунт. Вместо него я взял несколько резисторов типоразмера 2512 и сопротивлением 0.02 Ом, и начал поочередно параллельно их впаивать, для подбора нужного сопротивления (кстати этим способом можно уменьшить верхний предел измерения по току, но увеличить точность на малых токах).

У меня это провод сечением 0.75 мм, сложенный вдвое и обтянут термоусадкой. После этого показания тока вольтамперметра стали стабильны и линейны. С помощью подстроечного резистора я откалибровал ток, затем измерил получившееся его сопротивление и заменил его на сборку из двух постоянных резисторов. Это было сделано для того чтобы в будущем не приходилось снова калибровать прибор если настройка поплывет.

После таких доработок собрал вольтамперметр dsn-vc288. Теперь прибор готов к применению.

СХОЖИЕ СТАТЬИБОЛЬШЕ ОТ АВТОРА

Обзор ультразвукового уровнемера UZ_URmeTR

Программатор Eeprom и SPI Flash (24x/25x) на микросхеме CH341

Обзор и тестирование AC-DC модуля Mean Well PS-05-5

72 КОММЕНТАРИИ

1. ВладимирДекабрь 8, 2017 at 11:33 дп

Спасибо! Толковый ответ на все вопросы, в одном ответе.

Добрый день! Спасибо за обзор! Вдруг Вы знаете, у меня этот прибор не калибруется по току, при токе порядка 5А — врет на 1А (вместо 4 — 5 показывает) при этом потенциометр уже в крайнем положении, что делать?

• Aleksey Pykhtin Март 19, 2018 at 8:01 дп

Попробуйте поменять штатные калибровочные резисторы на что то более качественное. Но площадки там расположены очень близко и качество текстолита низкое поэтому при перегреве площадки отлетают. Ну и также не забывайте о установке дополнительной перемычки, это очень важно для сохранения точности на высоких значениях тока. Также проверьте все подключения, в силовых цепях не допускается применение проводников с малым сечением.

Добрый день. Подключил прибор в пуско- зарядку показывает нули и моргает, что делать

• Aleksey Pykhtin Март 26, 2018 at 11:08 дп

Подключение правильное? На выходе зарядки постоянное напряжение выше 5 но ниже 36 вольт? Если все так то возможно брак модуля. Ну и посмотрите внимательно пайку на плате.

Ему для питания надо ВЫПРЯМЛЕННОЕ постоянное напряжение. Тоесть не токо диодный мост но и хотя бы филтрующий кандюк.

• Aleksey Pykhtin Май 2, 2018 at 6:20 дп

К чему этот комент? Там же ясно показан AC-DC преобразователь с которого и выходит ПОСТОЯННОЕ напряжение.

Добрый день. При подаче только питания, на амперметре уже от0.15 до 0.30А. Что смотреть?

• Aleksey Pykhtin Июль 15, 2018 at 6:27 пп

Может обрыв шунта, проверить его целостность и попробовать подстроить ток. Если не выйдет то модуль бракованный.

• Seykar Июль 23, 2019 at 9:14 дп

Здравствуйте. У меня тоже на холостом показывает 0.33А. Опишите пожалуйста подробно, как получить нулевое значение. Спасибо.

• Aleksey Pykhtin Июль 24, 2019 at 7:42 дп

Здравствуйте. Покрутите калибровку тока. Ну и убедитесь что в выходных цепях нету каких либо сопротивлений влияющих на показания амперметра.

У меня была проблема с нелинейной неточностью измерения тока. Датчик у меня запитывался от отдельного БП. Я долго мучался и в итоге мне помог такой вариант подключения: от внешнего бп (которым я запитывал датчик) плюс подсоединил к тонкому красному, а минус к ТОЛСТОМУ черному, а не к тонкому черному как это рекомендуется на всех существующих картинках в интернете.

• Aleksey Pykhtin Июль 15, 2018 at 6:28 пп

Спасибо что поделились информацией.

Попался и мне бракованный вольтамперметр. При подключенном питании приборчика но уже сразу показывает ток 120 мА. Кто нибудь сталкивался с подобным?

• Aleksey Pykhtin Август 9, 2018 at 9:15 пп

Возможно нарушена калибровка. Попробуйте покрутить резисторы на плате.

Пришлось заменить операционный усилитель LM358, — оказался дефектным.

При попытке откалибровать ток, когда подстроечник выкручиваешь влево, то начинает показывать небольшой ток. Пришлось продолжить калибровку танцами вокруг шунта. Пытался менять резистор обратной связи, который на 180 к, ставил больше номинал и при включении сразу показывало ток в 0.3 А. Пришлось вернуть назад и оставался только шунт. В конце концов все заработало как надо.

• Aleksey Pykhtin Октябрь 4, 2018 at 6:23 дп

Да, с этим индикатором много проблем. У меня он со временем начал давать опять погрешность. Еще и плата на котором он собран отвратительного качества, она не терпит перепаек. Сейчас делаю другой БП. Скоро статья о нем появиться на сайте.

Если показания амперметра DSN-VC288 занижены на 0,1-0,2 А на малых величинах измерения и калибровка не справляется, то необходимо встроенный шунт амперметра нагреть паяльником либо феном и приподнять на 1-1,5 мм. После чего провести калибровку.
А если показания амперметра DSN-VC288 завышены на 0,1-0,2 А на малых величинах измерения и калибровка не справляется, то необходимо встроенный шунт амперметра нагреть паяльником либо феном и опустить на 1-1,5 мм. Приподнять шунт проще, а вот опустить будет посложнее т.к. его придется выпаивать и убирать ограничение. После чего провести калибровку, по методу BoB4uk.
20.03.2017 в 23:40
Посмотрел на надпись в верхнем левом углу I_ADJ_Z и понял что Z это сокращенно ZERO (нуль) т.е. надпись гласит установка тока нуля. Калибровка нуля производится замыканием точек при выключенном питании, при включении питания произойдет калибровка и можно разомкнуть точки (замыкал и при включенном питании, так-же амперы обнуляются). А подстроечником I_ADJ производится регулировка, если на больших токах не правильно показывает. В общем откорректировал и теперь все три показывают нормально.

Привет всем.
может кому поможет:
Ноль на амперметре калибруется так:
— При отключенном питании коротим пинцетом две площадки на плате измерителя с надписью I_ADJ_Z;
— Подаём питание;
— После калибровки размыкаем площадки.

• Владимир Ноябрь 23, 2018 at 5:50 пп

«коротим пинцетом две площадки на плате измерителя с надписью I_ADJ_Z «…
Владимир, какие именно 2 площадки?

• Aleksey Pykhtin Ноябрь 30, 2018 at 8:28 дп

Площадки рядом с контроллером. Там еще есть надпись «TR»

• Денис Февраль 20, 2019 at 7:23 дп

После замыкания перестал вообще работать амперметр. Замкнул именно их. Могло ли это спалить контроллер? Что теперь делать? Менять?

• Aleksey Pykhtin Февраль 21, 2019 at 9:15 дп

Я этим методом калибровки не пользовался, это исключительно рекомендация из выше написанных комментариев. Если не работает только амперметр, то либо сожгли порт контроллера, либо ОУ, но возможно при калибровке не те коэффициенты записались в память. Попробуйте повторить калибровку.

А как от калибровать ток? Замкнул подключил питание покрутился ноль на вольтметре и все,ток при повторном включении на холостую 140мА. Или нужно что то подключить к измерению?

Спасибо за статью. Припаял перемычку, настроил подстроечным резистором и показания стали верными, больше никаких переделелок.

Как на нем точку сместить чтоб сотки показывал? 9.99 а не 9.9 ?

• Aleksey Pykhtin Февраль 5, 2019 at 2:27 пп

Поменять резистор, который стоит во входном делителе, в цепи измерения напряжения. Его сопротивление должно быть в 10 раз ниже. Но практически я этого не делал.

Методом подбора какое сопротивление шунта у него получилось?

• Aleksey Pykhtin Февраль 11, 2019 at 7:33 дп

Порядка 0,005 Ом

А у меня вот вопрос про напряжение. На «холостом ходу» показывает напряжение верно. При подключенной нагрузке, начинает завышать. На 4-ох вольтах примерно на 0.1В, на 6-ти примерно на 0.3, на 12-ти — примерно на 0.6. Попробовал откалибровать на напряжении 12В. Ни чего хорошего не получилось. На более низких напряжениях занижает, на более высоких — завышает. Напряжение измеряю с линейного лабораторного источника питания. Запитываю прибор от отдельного источника (пробовал даже от батареи). Стал грешить на прибор. Взял другой, на вид такой же и марка такая же, но питание по-другому. Там три толстых провода (измерение напряжения и тока) и два тонких питание. Стал тестировать. Результат тот же, что и с первым прибором. Тогда попробовал, на всякий случай, подключить его к другому источнику питания. И опять — тот же фокус. Так что это? Правильность подключения проверил не один раз. Кто что подскажет?

• Aleksey Pykhtin Март 4, 2019 at 8:59 дп

Источник скорее всего не при чем. Внесите описанные доработки по добавлению перемычки. Возможно дело в этом. Но я с таким не сталкивался.

• Vadim Март 4, 2019 at 9:27 дп

Я забыл написать, что этот эффект начинает проявляться при токе от 0.2А и постепенно усиливается до 1А. При большем токе, разность показаний практически не меняется и остается, как описано выше.
Кстати, ток он измеряет очень точно, даже ни чего не подстраивал. По этой причине перемычку не пробовал. Сейчас попробую впаять. Но не думаю, что причина в этом.

Принципиальная схема амперметра

Схема амперметра показана на рисунке 2. Схема практически такая же, за исключением входа. Здесь вместо делителя стоит шунт на пятиваттном резисторе R2 сопротивлением 0,1 От. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А (0. 9.99А). Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5.

Рис. 2. Принципиальная схема цифрового амперметра до 10А и более на микросхемах СА3162, КР514ИД2.

Выбрав другие делители и шунты можно задать другие пределы измерения, например, 0. 9.99V, 0. 999mA, 0. 999V, 0. 99.9А, это зависит от выходных параметров того лабораторного блока питания, в который будут установлены эти индикаторы. Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока (настольный мультиметр).

При этом нужно учесть, что даже используя жидкокристаллические индикаторы прибор будет потреблять существенный ток, так как логическая часть СА3162Е построена по ТТЛ-логике. Поэтому, хороший прибор с автономным питанием вряд ли получится. А вот автомобильный вольтметр (рис.4) выйдет неплохой.

Питаются приборы постоянным стабилизированным напряжением 5V. В источнике питания, в который будут они установлены, необходимо предусмотреть наличие такого напряжения при токе не ниже 150mA.

Проверка работоспособности

Для калибровки используются 3 кнопки. Центральная кнопка является конфигурационной и активирует режим калибровки, если нажата в течение 2 секунд, а также подтверждена звуковым сигналом.

Остальные кнопки – слева и справа, должны уменьшать и увеличивать калибровку соответственно, за чем следует один звуковой сигнал. Калибровка начинается с напряжения, затем, при нажатии кнопки конфигурации, снова переключается на ток, а при повторном нажатии сохраняет конфигурацию в EEPROM и возвращает устройство в нормальный режим.

Программа ниже использует библиотеку LiquidCrystal. Эта библиотека содержит функции, необходимые для записи результатов измерения на ЖК-дисплей.
Цикл считывает аналоговое значение аналогового входа, и потом вычисляет фактическое значение напряжения. Результат расчета напряжения записывается на ЖК-дисплей.

Поверка вольтметра заключается в сравнении показаний вольтметра на ардуино с рабочим вольтметром (мультиметром). Если значения отличаются, нужно проверить напряжение на пинах Ардуино 5V и GND. Напряжение может слегка отличаться от 5 вольт. Например, 4,95 В. Тогда в формуле temp = (analogvalue * 5.0) / 1024.0 нужно значение 5 заменить на 4,95. И также необходимо проверить точное сопротивление резисторов R1 и R2 и в строчки float r1=100000.0 и float r2=10000.0 вписать свои значения. После такой поверки мы получим точный вольтметр на Ардуино. Данный прибор способен измерять напряжение до сотых вольт.
И напоследок хотел бы предостеречь вас. Использовать данный вольтметр для измерения 55 вольт не рекомендуется. Это максимальный предел. При незначительном скачке измеряемого напряжения микроконтроллер выйдет из строя. Необходимо дать некий запас для непредвиденных ситуаций. И ограничить диапазон измеряемого напряжения до 45 вольт.

Амперметры переменного тока

EQ (возможна поставка с первичной поверкой)

Амперметры переменного тока EQ предназначены для измерения действующих значений силы тока. Приборы имеют электромагнитную систему измерений с подвижным сердечником. Класс точности 1.5. Габаритные размеры: 48×48×63 мм (EQ48), 72×72×63 мм (EQ72), 96×96×63 мм (EQ96), 144×144×63 мм (EQ144). Диапазон измерения: прямого включения до 25 А для EQ48; до 60 А для EQ72, 96, 144; через трансформатор тока (-/1 А, -/5 А) — определяется используемым трансформатором тока. Отклонение стрелки прибора 0-90°. Шкалы сменные, возможно изготовление шкал по желанию заказчика, в том числе цветных.

Пример заказа: EQ96-х 0-500A перем.тока включение через трансформатор тока 500/5А / EQ72-х 0-40A перем.тока прямое включение, первичная поверка

Амперметры BQ предназначены для измерения максимального и установившегося значений тока. Благодаря своей конструкции амперметр не реагирует на кратковременные изменения тока, а фиксирует его установившееся значение. Класс точности 3. Диапазон измерения через трансформатор тока (-/1 А, -/5 А): определяется используемым трансформатором тока. Приборы рассчитаны на длительную перегрузку током 1,2 Inom, при этом на шкале амперметра существует зона для индикации перегрузки. Шкалы сменные, возможно изготовление шкал по желанию заказчика, в том числе цветных.

Пример заказа: BQ96-х 0-500A перем.тока включение через трансформатор тока 500/5А

Амперметр переменного тока BEQ предназначен для измерения действующего и максимального длительного значений тока. В одном корпусе объединены измерительные механизмы приборов EQ и BQ. Измерительная система тепловая с биметаллической пружиной и электромагнитная с подвижным сердечником. Класс точности 3. Диапазон измерения через трансформатор тока (-/1 А, -/5 А): определяется используемым трансформатором тока. Шкалы сменные, возможно изготовление шкал по желанию заказчика, в том числе цветных.

Пример заказа: BEQ96-х 0-100A перем.тока включение через трансформатор тока 100/5А

VDQ96-sw

Амперметры переменного тока VDQ96-sw предназначены для измерения действующих значений тока. Встроенный переключатель позволяет переключать прибор для измерения тока в любой из трех фаз, при этом обеспечивается безопасная коммутация трансформаторов тока – их вторичные обмотки остаются всегда замкнутыми. Класс точности 1.5. Габаритные размеры 96×96×63 мм (VDQ96). Диапазон измерения: через трансформатор тока (-/1 А, -/5 А) — определяется используемым трансформатором тока. Отклонение стрелки прибора 0-90°. Шкалы сменные, возможно изготовление шкал по желанию заказчика, в том числе цветных.

Пример заказа: VDQ96-sw 0-500A перем.тока включение через трансформатор тока 500/5А

Е45 (для монтажа на DIN-рейку)

Амперметры переменного тока E45 предназначены для измерения действующих значений силы тока. Приборы имеют электромагнитную систему измерений с подвижным сердечником. Класс точности 1.5. Габаритные размеры: 85×45×63 мм. Диапазон измерения: прямого включения до 25 А; через трансформатор тока (-/1 А, -/5 А) — определяется используемым трансформатором тока. Отклонение стрелки прибора 0-90°. Шкалы сменные, возможно изготовление шкал по желанию заказчика, в том числе цветных.

Пример заказа: E45-х 0-400A перем.тока включение через трансформатор тока 400/5А / E45-х 0-10A перем.тока прямого включения