Контрольный амперметр
Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва
Оставляя свой автомобиль на стоянке на неделю-другую, владелец рискует получить неприятный сюрприз — разрядившуюся батарею аккумуляторов. К сожалению, для этого не так уж много нужно: батарея емкостью 55 А-ч будет разряжена за это время током всего лишь 0,15.. .0,35 А.
В поисках причин возникновения непредусмотренного разрядного тока между плюсовым выводом батареи и снятым с него зажимом, к которому подключены все энергопотребители, включают амперметр. В нормальном режиме он должен показать лишь суммарный ток, потребляемый охранной системой автомобиля (постоянное ее включение — очевидная необходимость), радиоприемником, магнитолой, средствами связи и другой аппаратурой, постоянно подключенной к бортовой сети для сохранения содержимого устройств памяти. Однако для высокочувствительного прибора, обычно — довольно дорогого авометра, эта операция может кончиться плачевно: неожиданное увеличение тока, не говоря уже об ошибках самого проверяющего, мгновенно его сожжет. Для таких измерений нужен специальный прибор.
На рис. 1 показана принципиальная схема контрольного амперметра, не боящегося перегрузок, в том числе и нечаянного параллельного подключения к батарее. Основа прибора — магнитоэлектрический миллиамперметр РА1. Шунтирующий резистор R1 превращает прибор в амперметр с током полного отклонения стрелки 0,5 А.
Для ограничения тока через миллиамперметр введены добавочный резистор R2 и защитный диод VD1, который должен выдерживать ток lmax = UeaT/R2 = = 12/1,2 = 10 А и при этом иметь возможно меньшее прямое падение напряжения. Подходящие для этого диоды — германиевые из старых запасов и кремниевые диоды Шотки. В табл. 1 сведены основные характеристики некоторых из таких диодов. Прямое падение напряжения при значениях прямого тока 5 и 10 А получено экспериментально.
|
Диоды |
Максимально допустимый прямой Средний ТОК, Inp.cpm.x , A |
Прямое падение напряжения, В, на диоде при прямом токе, А |
||
|
Iпр.ср.max |
5 |
10 |
||
|
Д304 |
5 |
0,25 |
— |
— |
|
Д305 |
10 |
0,3 |
— |
— |
|
2Д219А, 2Д219Б |
10 |
0,6 |
— |
— |
|
2Д219В, 2Д219Г |
10 |
0,45 |
— |
— |
|
2Д2998А |
30 |
0,46... 0,6 |
— |
— |
|
2Д2998Б, 2Д2998В |
30 |
0,54... 0,68 |
— |
— |
|
КД2998А |
30 |
— |
0,34 |
0,37 |
|
КД2998В |
30 |
— |
0,38 |
0,42 |
|
10TQ045 |
10 |
— |
0,33 |
0,36 |
Очевидно, возникающее на рамке миллиамперметра РА1 напряжение не превысит прямого напряжения диода, а ток через нее даже при подключении прибора непосредственно к выводам батареи не может быть более 46 мА (если диод VD1 — КД2998А). Миллиамперметр М2001 такие перегрузки выдерживает без последствий. К тому же в режиме зашкаливания прибор обычно долго не держат.
Все элементы амперметра располагают на печатной плате из фольгированно-го стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм (рис. 2). Плату изготавливают либо травлением, либо резанием. Крепят ее непосредственно на выводах миллиамперметра (для этого в ней предусмотрены два отверстия диаметром 4,2 мм) деталями наружу. Диод припаян непосредственно к фольге платы. Полярность, указанная на плате около одного из отверстий, соответствует полярности миллиамперметра РА1.
Изготовить резисторы можно из не слишком тонкого провода высокого удельного сопротивления: из нихрома, константана или манганина. В определении требуемой длины провода может помочь табл. 2.
|
Диаметр провода, мм |
Сопротивление, Ом, отрезка провода длиной 5 см из сплава |
||
|
Нихром |
Константан |
Манганин |
|
|
0,25 |
1,1 |
0,49 |
0,46 |
|
0,3 |
0,76 |
0,34 |
0,32 |
|
0,35 |
0,56 |
0,25 |
0,23 |
Подойдет для резисторов и обычный стальной провод. Я использовал с этой целью стальную проволоку диаметром 0,3 мм из полевого телефонного кабеля. Резистор R2 представлял собой отрезок длиной 38 см, продетый в отверстия платы, a R1 — длиной 5 см, свитый в короткую спираль. Пайку выводов резисторов следует выполнять припоем с повышенной температурой плавления, зажать под гайки выводов миллиамперметра (или, еще лучше, для левого по рис. 2 вывода резистора R2 — под гайку отдельного винта).
Для градуировки прибора его включают последовательно с образцовым амперметром и, подбирая длину проволоки резистора R1, добиваются одинаковых показаний.
Контрольный амперметр можно сделать и более чувствительным. Так, при R1 = 0,8 Ом полное отклонение его стрелки будет соответствовать току 100 мА. Заметим, что случайное подключение такого прибора непосредственно к зажимам батареи степени его перегрузки не увеличит. Без диода кратность перегрузки по току достигла бы 20 и миллиамперметр, скорее всего, был бы выведен из строя даже при непродолжительном касании.
Для более надежной защиты прибора от случайной перемены полярности подключения можно встречно параллельно диоду VD1 припаять еще один такой же диод.
Прибор помещают в прочную пластмассовую коробку подходящих размеров. К концам гибких выводов прибора подключают зажимы (к плюсовому проводу — упругое разрезное кольцо, туго надевающееся на вывод батареи, к второму — "крокодил"), позволяющие быстро, безошибочно и надежно присоединять его к измеряемой цепи.
Радио 2-2005, с.45.