В7 26 что внутри

Выносной пробник с лампой 6Х2П для вольтметра В7-26

Предлагаемый пробник предназначен для замены штатного выносного пробника универсального вольтметра В7-26 [1], в котором в качестве выпрямителя применён дефицитный сегодня высокочастотный диод 6Д24Н [2, с. 53], позволяющий измерять напряжение переменного тока синусоидальной формы частотой от 20 Гц до 1000 МГц. Размеры предлагаемого пробника дают возможность при необходимости установить в него любой миниатюрный вакуумный высокочастотный детекторный диод с катодом косвенного подогрева напряжением накала 5,7. 6,9 В и током накала не более 300 мА в керамическом или стеклянном корпусе. Если достаточно производить измерения в интервале частот 4 Гц. 80 МГц, можно применить менее высокочастотный и более доступный двойной диод 6Х2П [2, с. 54-56] с минимальной доработкой вольтметра В7-26.

Гарантированная наработка диода 6Д24Н, используемого в качестве выпрямителя измеряемого переменного напряжения в вольтметре В7-26, довольно мала — 1500 часов. Несмотря на это, даже при измерении постоянного напряжения или электрического сопротивления накал диода остаётся включённым. У двойного диода 6Х2П гарантированная наработка гораздо больше (5000 часов). Следует также отметить, что он намного дешевле диода 6Д24Н.

Примечание. Критерий долговечности диода 6Д24Н — снижение выпрямленного напряжения на 1 %, а двойного диода 6Х2П — снижение выпрямленного тока приблизительно на 5 %. С этим, видимо, и связано различие в гарантированной наработке этих ламп.

Допустимая погрешность вольтметра В7-26 при измерении через входные гнёзда в частотном диапазоне 20 Гц. 20 кГц достигает ±4 %, что объясняется нерациональным использованием выносного пробника. При таких измерениях пробник вставляют в предназначенное для него гнездо, где его щуп соединяется (согласно схеме [3]) с конденсатором С5, а измеряемое напряжение поступает на него по неэкранированным проводам, подключённым к гнёздам X2 и X4 (согласно той же схеме).

В новом пробнике вместо диода 6Д24Н применён двойной диод 6Х2П (использована только одна его половина). Он обеспечивает погрешность ±1 % в диапазоне частот 4Гц. 1 МГц, при этом все измерения напряжения производят только с помощью самого пробника и изготовленных для него ВЧ- и НЧ-колпачков.

Пробник позволяет индицировать наличие высокочастотного напряжения с частотой 80. 1000 МГц. АЧХ вольтметра с этим пробником показана на рис. 1, где уровень 0 дБ соответствует 1 Вэфф.

Рис. 1. АЧХ вольтметра с пробником

Основные технические характеристики вольтметра с новым пробником

Измеряемое синусоидальное переменное напряжение, Вэфф. 0,1. 300

Частота измеряемого переменного напряжения, Гц. 4. 80·10 6

Основная погрешность, %, от верхнего предела измерения в диапазоне частот:

35 МГц. 50 МГц . ±10

50 МГц. 70 МГц . ±20

70 МГц. 80 МГц . ±30

Принципиальная схема пробника изображена на рис. 2, а схемы ВЧ- и НЧ-колпачков для него — соответственно на рис. 3 и рис. 4. Нумерация резисторов и конденсаторов соответствует принципиальной схеме вольтметра В7-26 [3]. Позиционный номер конденсатора С5 НЧ-колпачка унаследован от имеющего такую же ёмкость конденсатора С5 вольтметра, который необходимо отключить. Конденсатор С3 ВЧ-колпачка унаследовал свой позиционный номер конденсатора С3 штатного пробника, который теперь не используется.

Рис. 2. Принципиальная схема пробника

Рис. 3. Схема ВЧ-колпачка

Рис. 4.Схема НЧ-колпачка

X1 — гнездо приборное Г1,6. Зажим X2 — "крокодил" AG-103-A. X4 и X6 — штекеры Ш1,6 без наружных изолирующих частей. Резистор R1 и конденсатор C4 аналогичны установленным в старом пробнике согласно схеме [3]. Конденсатор С3 — К15-5, конденсатор С5 — импортный или К73-17 на напряжение не менее 450 В.

Чтобы понизить нижний предел частоты измеряемого напряжения с 20 до 4 Гц, в вольтметре необходимо заменить конденсаторы МПО C7 и C8 (согласно схеме [3]) ёмкостью по 3000 пФ конденсаторами К73-16 ёмкостью 0,1 мкФ на напряжение 630 В.

Пробник собран в металлическом корпусе, служащем его экраном и состоящем из двух частей (2 и 5 на рис. 5). Внутри корпуса размещены лампа VL1 (14), резистор R1, конденсатор C4 и гнездо X1 (6). Корпус электрически соединён с выводом 1 лампы 6Х2П, а также с металлической окантовкой ламповой панели ПЛ7-3к (13). Зажим "крокодил" X2 (11) соединён с выводом 1 ламповой панели изолированным гибким многожильным проводом сечением по меди 4 мм 2 и длиной не более 130 мм. Общий экран кабеля, соединяющего пробник с прибором,следует соединить с зажимом защитного заземления последнего, но он не должен соединяться с экраном пробника. Части корпуса зафиксированы упругими защёлками (3), на место стыка сверху надета термоусаживаемая трубка (4). В задней части корпуса расположен ввод кабеля (1) — пластмассовый серии MGA с наружной резьбой М12 или металлический с наружной резьбой 1 /2"-20 UNF.

Электрические соединения внутри пробника выполнены отрезками провода МГТФ, проходящими между стенкой корпуса и баллоном лампы, температура поверхности которого не превышает 50 о С (лампа работает при минимальном напряжении накала 5,7 В). При температуре окружающей среды 30 о С температура поверхности пробника после двухчасового прогрева не превышает 45 о С.

На рис. 5 пробник показан с установленным на нём ВЧ-колпачком, состоящим из пластикового корпуса (7), латунного щупа X4 (10), штыря X3 (8) и конденсатора С3 (9). После монтажа деталей вся полость корпуса (7) заполнена эпоксидным компаундом.

Рис. 5. Пробник с установленным ВЧ-колпачком

На рис. 6 показан фрагмент пробника с пристыкованным к нему НЧ-колпачком, состоящим из пластмассового корпуса (6), латунного щупаX6 (7), штыря X5 (2), пластмассовой втулки (4) с защитным буртиком, текстолитовой шайбы (1) и конденсатора С5 (3). Вся полость корпуса (6) после монтажа деталей до краёв заполнена эпоксидным компаундом. Сразу после его затвердевания пластиковая втулка (4) установлена буртиком вверх и тоже заполнена эпоксидным компаундом. Позиция 5 — отвердевший компаунд в месте стыка корпуса 6 с втулкой 4.

Рис. 6. Фрагмент пробника с пристыкованным к нему НЧ-колпачком

На плате вольтметра, кроме замены конденсаторов C7 и С8, необходимо на соприкасающиеся поверхности транзистора V4 [3] и теплоотвода нанести пасту КПТ-8 в случае её отсутствия. Температура поверхности теплоотвода после этого не превышает +60 ºC, температура поверхности силового трансформатора T1 [1] не превышает +40 °C после двухчасового прогрева при температуре окружающей среды +30 о С.

Подключив пробник к вольтметру, необходимо подстроечным резистором R31 последнего установить напряжение накала лампы 6Х2П 5,7±0,2 В. Собранные без ошибок и из исправных деталей пробник и измерительные колпачки в налаживании не нуждаются.

Перед началом работы необходимо заземлить вольтметр, включить его и прогреть не менее 15 мин. ВЧ-колпачок используют при измерении напряжения частотой 1 кГц. 80 МГц. НЧ-колпачок предназначен для измерения напряжения частотой 4 Гц. 20 кГц. В остальном работа соответствует руководству по эксплуатации вольтметра B7-26.

Работа прибора с новым пробником была проверена при измерении напряжения синусоидальной формы частотой до 25 МГц, источником которого был генератор АКИП3409/4 со встроенным вольтметром. Источником напряжения синусоидальной формы частотой до 80 МГц был генератор Г4-116, имеющий калиброванный аттенюатор.

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока

Назначение электронного вольтметра, принцип его действия, технические характеристики, конструкция и структурная схема. Разработка схемы поверки вольтметра, составляющие погрешностей. Обработка результатов измерений. Безопасности при работе с прибором.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	10.06.2013
Размер файла	386,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Университетский политехнический колледж

Дисциплина: Радиотехнические измерения и их метрологическое обеспечение

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока

Выполнил (а) студент гр. 429/11 Медведев С.Д.

Руководитель Сухопарова О.С.

1. Теоретическая часть

1.1 Назначение прибора

1.2 Принцип действия

1.3 Технические характеристики

1.4 Конструкция и структурная схема

1.5 Правила техники электробезопасности при работе с прибором

2. Практическая часть

2.1 Разработка схемы поверки прибора

2.2 Методика поверки

2.3 Источники и составляющие погрешности

2.4 Характеристики используемых в работе приборов

2.5 Обработка результатов измерений

Список используемых сокращений

Список используемой литературы

Считается, что первый вольтметр изобрел М. Фарадей, причем в 1830 году, ещё за год до того, как он же открыл явление электромагнитной индукции, на котором основано действие целого класса электроизмерительных приборов, и за полвека до принятия единицы напряжения «вольт». Интересно, что чертежей этого вольтметра найти не удалось.

Но есть описание изобретения немецкого физика И. Швейгера, в 1820 году придумавшего прообраз этих приборов — гальваноскоп. Он состоял из одного витка проволоки, внутри которого помещалась магнитная стрелка. При прохождении тока стрелка отклонялась на определенный угол, по которому судили о каких-то электрических показателях. А в 1839 году наш Мориц Якоби отградуировал гальванометр, до этого просто свидетельствовавший о том, что в цепи «что-то есть», с целью количественного измерения параметров электрического тока. Однако самым первым как бы вольтметром был все же «указатель электрической силы, или электрического веса» русского физика Георга Вильгельма Рихмана (1745 г.). Электричество он измерял именно на весах, небольших, рычажных, равновесие которых нарушалось вследствие отклонения одной из чашечек вследствие электростатических взаимодействий (электромагнитное ведь Фарадей тогда еще не открыл). В 1781 году Алессандро Вольта придумал электрометры, в которых использовал бузиновые шарики и, в усовершенствованной модели, лёгкие сухие соломинки.

Лишь сто лет спустя инженер Жак д’Арсонваль сделал магнитоэлектрический гальванометр, в котором подвижным элементом со стрелкой был проводник (катушка) с током, помещенный в поле постоянного магнита. Свой вклад в разработку приборов для измерения электрических величин внес, пожалуй, каждый из видных ученых-электриков и инженеров — практиков. Например, в 1884г. свой вариант амперметра предложил А.Н. Яблочков. М.О. Доливо-Добровольский разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционный измерительный механизм с вращающимся магнитным полем и подвижной частью в виде диска и применил его в ваттметре и фазометре. Н.Г. Славянов, руководивший в 80-е годы XIX века на Урале металлургическими и пушечными заводами, для своего сварочного автомата (в 80-е годы XIX века — автомата!) собственными руками изготовил амперметр на 1000 ампер. Но все те электроизмерительные приборы могли бы именоваться «напряжометр». Поскольку только в 1881 году на первом международном электротехническом конгрессе были приняты стандарты основных электрических величин, которые и увековечили имена Ампера, и Вольта, Ома, и Вебера и Гаусса. И только после этого в том же 1881 г. немецкий инженер Фридрих Циппенбон с полным правом назвал свой прибор для измерения напряжения вольтметром.

Электронные вольтметры (ЭВ) составляют наиболее обширную группу электронных приборов. Основное их назначение — измерение напряжения в цепях постоянного и переменного тока в широком диапазоне частот.

Электронные вольтметры постоянного тока состоят из делителя входного напряжения, усилителя постоянного тока, магнитоэлектрического микроамперметра. Диапазон измерения 100 мВ … 1000 В.

Структурная схема ЭВ переменного тока может иметь 2 вида:

· Выпрямитель, усилитель постоянного тока, магнитоэлектрический измерительный механизм (ИМ).

· Усилитель переменного тока, выпрямитель, магнитоэлектрический ИМ.

Электронные вольтметры, выполненные по первой схеме, имеют меньшую чувствительность, меньшую точность, так как при низких напряжениях выпрямители плохо работают, но имеют более широкий частотный диапазон — от 10 Гц до (100 … 700) МГц. По такой схеме обычно выполняются универсальные вольтметры переменного и постоянного тока. Нижний предел измерения таких вольтметров ограничивается порогом чувствительности выпрямителя и составляет обычно 0,1 … 0,2 В.

Электронные вольтметры, выполненные по второй схеме, более чувствительны, но имеют более узкий частотный диапазон (до 50 МГц), который ограничивается усилителем переменного тока.

Электронные вольтметры среднего значения служат для измерения относительно высоких напряжений. Такой вольтметр может быть выполнен по второй схеме с использованием в качестве выпрямителя полупроводникового диодного моста. Диапазон измерения: по частоте — от 10 Гц до 10 МГц; по напряжению — от 1 мВ до 300 В.

Амплитудный ЭВ или диодно-конденсаторный выполняется по первой схеме с использованием преобразователя пикового значения. Показания такого ЭВ пропорциональны амплитудному значению измеряемого напряжения. Диапазоны измерения: по частоте — от 20 Гц до 1000 МГц; по напряжению — от 100 мВ до 1000 В. Входное сопротивление — от 100 кОм до 5 МОм.

Электронные вольтметры действующего значения — это приборы, в которых преобразователь выполняется на элементах с квадратичной вольтамперной характеристикой (ВАХ). Диапазоны измерения: по частоте — от 20 Гц до 50 МГц, по напряжению — от 1 мВ до 1000 В.

Электронный омметр представляет собой электронный вольтметр постоянного тока, имеющий измерительную схему, преобразующую измеряемое сопротивление в пропорциональное ему постоянное напряжение. Диапазон измерения этих приборов от 10 Ом до 1000 МОм.

В данном курсовом проекте будет произведена поверка вольтметра В7-26 по параметру напряжению переменного тока.

1. Теоретическая часть

1.1 Назначение прибора

Вольтметр универсальный В7-26 предназначен для измерения постоянного, переменного синусоидального напряжения и сопротивления постоянному току в лабораторных и цеховых условиях.

Рабочие условия эксплуатации:

— температура окружающего воздуха от 263 до 313 К (от минус 10 до + 40°С);

— относительная влажность до 80% при температуре воздуха 298 К (+25 °С);

— атмосферное давление от 86 до 106 кПа (от 650 до 800 мм рт. ст.);

— питание прибора от сети переменного тока напряжением 220 ± 22 В, частотой 50 ±0,5 Гц и содержанием гармоник до 5%;

— отсутствие механических вибраций и мощных постоянных и переменных магнитных полей.

1.2 Принцип действия

Измеряемый сигнал постоянного тока поступает непосредственно или через делитель ДН-518 на высокоомный делитель и далее на вход усилителя постоянного тока (УПТ). Сигнал переменного тока поступает непосредственно или через делитель ДН-519 или ДН-518 на детектор и далее через высокоомный делитель на УПТ.

На выходе УПТ подключен измерительный прибор (ИП) с добавочными резисторами, подключаемыми в соответствии с установленным поддиапазоном. Блок питания (БП) состоит из трансформатора, выпрямителей и стабилизатора и служит для питания УПТ и накальной цепи диода в детекторе, а также является источником измерительного напряжения для омметра и используется для компенсации падения напряжения на входном делителе, создаваемого начальным током диода.

Структурная схема прибора (рис.1.1) состоит из следующих частей:

— высокочастотный делитель ДН-519;

— делитель постоянного и переменного напряжения низкой частоты ДН-518;

— высокоомный делитель на входе усилителя постоянного тока (УПТ);

— добавочные резисторы к измерительному прибору;

— измерительный прибор — микроамперметр;

— блок питания (БП).

1.3 Технические характеристики

электронный вольтметр поверка погрешность

Диапазон измеряемых прибором постоянных напряжений от 30 мВ до 300 В перекрывается поддиапазонами с верхними пределами 0,3; 1; 3; 10; 30; 100 и 300 В.

Применением внешнего делителя ДН-518 (1: 1000) обеспечивается измерение напряжений до 1000 В.

Диапазон измеряемых прибором переменных напряжений по низкочастотному входу от 200 мВ до 300 В перекрывается поддиапазонами с верхними пределами 1; 3; 10; 30; 100 и 300 В в области частот от 20 Гц до 20 кГц. Применением внешнего делителя ДН-518 (1: 1000) в области частот от 20 Гц до 3 кГц обеспечивается измерение напряжений до 1000 В.

Диапазон измеряемых прибором переменных напряжений по высокочастотному входу от 200 мВ до 100 В перекрывается поддиапазонами с верхними пределами 1; 3; 10; 30 и 100 В в области частот от 1 кГц до 1000 МГц. Применением внешнего делителя ДН-519 (1: 100) в области частот от 3 кГц до 300 МГц обеспечивается измерение напряжений до 1000 В.

Диапазон измеряемых прибором сопротивлений постоянному току от 10 Ом до 1000 МОм перекрывается поддиапазонами со средней отметкой 100 Ом; 1; 10; 100 кОм; 1; 10; 100 МОм.

Предел допускаемой приведенной основной погрешности прибора при измерении постоянного напряжения, выраженная в процентах от конечного значения установленного поддиапазона, не превышает ±2,5% на поддиапазонах 0,3 — 300 В и ±4% с применением внешнего делителя ДН-518 (1: 1000).

Предел допускаемой приведенной основной погрешности прибора при измерении переменного напряжения, выраженная в процентах от конечного значения, установленного поддиапазона, не превышает значений, указанных в таблице 1.1 и 1.2.

В7 26 что внутри

После установки всех деталей на место, а это операционный усилитель К140УД1А и сборки К502НТ1Б, первое включение обрадовало и огорчило, стрелка весело заскакала, а вот установка «0» не хотела работать, вернее она работала но за пределами диапазона, а на некоторых режимах стрелка и вовсе валилась в край и так в мёртвую не реагировала на настройку положения. Естественно раскрыв схему было понятно что из-за разной партии операционного усилителя и транзисторов в сборке придётся перестраивать балансировочный мост. На схеме было указано 4 резистора по 33к , два из которых были переменными. На деле же, после, кстати удобно на петлях откидываемой плате, оказалось что там регулировку решили старым дедовским способом. 8 ламелей на которых были припаяны постоянные резисторы, ламели стояли для удобства подбора, заботливо). Но самое что было подозрительно там стояла перемычка.

Естественно первым делом усомнившись в наших метрологах-радиомастерах тех времён (были подозрения даже что некие кулибины поработали, но не было следов «домашней» пайки. ) установил 33к-омный мост, но увы, потратил много времени, стрелку заваливало то в одну сторону то в другую и она не реагировала на мои подстройки. Вернул все детали на место и начал по одному устанавливать переменные сопротивления и добиваться режима. В итоге всё получилось! С перемычкой, слава СССР) Номинал одного из резисторов пришлось сменить с 10к, на 8.2 и всё «0» обуздан! Стрелка послшна на все режимах вставала на указанное её ручкой место шкалы. Но, режим переменного напряжения не работал, стрелка или валилась или вставала на центр. После долгой борьбы, я решил проблему отпаяв щуп. Всё заработало, стрелка послушно ходила, вместе с регуляторами установки нуля и вставала на место. Дело было в головке. и это очень настораживало так как найти лампу 6Д24Н, а к тому же приобретать за приличные деньги не хотелось. Разбор щупа ответил на вопрос почти сразу.

На месте 6Д24Н стоял её пальчиковый собрат 6Д6А, в миниатюрном исполнении, балон по краям был блестящим, что говорило о достаточно сильном катодном разрушении и оседании его на колбе.

После такого расстройства, и проделанной работы, прибор превратился в кучу алюминия, сразу стало жалко миросхемы. они могли бы послужить и для другого устройства. посмотрел я на него в последний раз. и так жалко стало))) И твёрдо решил довести его до ума всеми возможными способами.
Первое, что предпринял это попытался выставить высокоомным резистором (он кстати в оригинале безиндукционный) «смещение», попытавшись тем самым вывести старую эмиссию лампы в пределы шкалы, но ни смена резисторов, не уже разбитые пломбы подстроечных резисторов подстройки, ни чего не выходило, прибор или вставал на предел в одном из режимов но напрочь улетал на других.
Перебрал с десяток резисторов и так и не добился нормальной работы.

Трата драгоценного времени, очень огорчала, так как не то чтобы положительного результата, но и вовсе сбитые настройки прибора всё сильнее его приговаривали к неминуемой смерти и превращению в корпус для трёхдиапазонного трансивера.
Пустившись во все тяжкие, я полез на форумы, зря конечно. но другого у меня не осталось. И тут я читаю что в прибор можно без проблем установить, германиевые! Германиевые диоды, да с их параметрами и низкими напряжениями, да и кривоватыми графиками. но там же пишут. да и особо вариантов не было. Ну я и поставил, по первой рекомендации Д2Д, ну что можно сказать, счастья не было предела, прибор заработал, «0» стоял, на 10Мом. Естественно были произведены подстройка «всего на место» и вот прибор откланяется на 1 вольт на разных частотах как надо на всех режимах. Далее я попробовал замерить точность. Да, разочарованию не было предела, после того как подал 500мв на частоте 10кгц(Контрольный цифровой прибор не любит высоких, параллельно ему стоял осциллограф) он отклонился не на 500мв, а в районе 620, причём чем ниже было напряжение тем разность показаний летела куда непонятно, на 100мв он показывал 200, а если стрелку подогнать к 100 то там было 75мв, карту погрешности не нарисовать, Да и после изменения частоты до 1Мгц показания изменялись, т.е стрелка при 500мв показывала уже 480мв, т.е нелинейная погрешность менялась от частоты, двойная нелинейность.
Далее вычитав на форумах что 150мгц-ый диод не решение, а нужно ставить Д18, 2Ггц-ый монстр, но единственный его бич это мизерное напряжение пробоя. Я даже увидел осциллограмму почти линейного спектра в диапазоне до 850мгц, хотя кроме квадратика ни чего не было видно и чьё оно «незнамо». Нашёл спустя день и его. Принёс впаял. Результат, а его и не было, прибор точно так же врал, безбожно. я был расстроен, но не побеждён, собственно как и мой прибор.

В7 26 что внутри

Внимание! Перед тем как создавать тему на форуме, воспользуйтесь поиском! Пользователь создавший тему, которая уже была, будет немедленно забанен! Читайте правила названия тем. Пользователи создавшие тему с непонятными заголовками, к примеру: «Помогите, Схема, Резистор, Хелп и т.п.» также будут заблокированны навсегда. Пользователь создавший тему не по разделу форума будет немедленно забанен! Уважайте форум, и вас также будут уважать!