Ампервольтметр для высоковольтного блока питания.

Вашему вниманию предлагается ампервольтметр для встраивания в высоковольтный лабораторный блок питания, предназначенный для питания разработок и конструкций, собранных на радиолампах.

Рисунок 1. Внешний вид ампервольтметра.

В качестве индикатора ампервольтметра используется двухстрочный LCD дисплей 1602.
Ампервольтметр собран на микроконтроллере ATMega-8. Отображает он на дисплее четыре значения, это два положительных напряжения, анодного и экранного, величиной до 500 вольт, анодный ток от 1 мА до 500 мА, а так-же отрицательное сеточное напряжение до -100 вольт.

Схема электрическая принципиальная.

Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке 2. В качестве процессора используется микроконтроллер ATMega-8.

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная

Амперметр данного индикатора двухдиапазонный и позволяет измерять малые токи.
Первый диапазон от 0 до 10-ти мА (9,99) с разрешением 0,01 мА, второй от 10 мА до 500 мА, с разрешением 0,1 мА. Переключение диапазонов с первого на второй происходит автоматически по достижению верхнего предела измерения первого диапазона (9,99 и выше) и обратно при уменьшении показаний до 10,0 мА и ниже. Запятая при этом тоже переключается.

Рисунок 3. Первый диапазон амперметра.

Рисунок 4. Второй диапазон амперметра.

Верхний предел измерения тока до 500 мА, вполне достаточен для большинства разработок ламповых конструкций.

Анодное напряжение отображается на дисплее буквой "A", анодный ток отображается буквой "I", экранное напряжение буквой "Е" (была буква "С", поменяли в прошивке на "Е", первое фото) и сеточное отрицательное напряжение отображается буквой "S".

Конструкция и детали устройства.

Устройство смонтировано на односторонней печатной плате размером 45х85 мм. В качестве активных измерительных элементов применены пяти-вольтовые операционные усилители MCP-602.

Рисунок 5. Печатная плата ампервольтметра.

В качестве операционников вполне можно использовать и любые обычные операционные усилители, например LM358 и им подобные, но при этом, чтобы они нормально работали, необходимо будет отделить их цепь питания от питания МК (+5V) и подать на питание операционников 9-12 вольт.
Диоды 1N4148 или любые другие диоды. Резисторы 0,25 - 0,5 вт. Резистор шунта амперметра 1,0 Ом не менее 1 Вт.
Печатную плату можно собрать и на SMD элементах и гораздо меньшего размера, на такая цель не ставилась, так как не было необходимости.

Настройка и подключение устройства.

Настройка устройства сводится к подгонке показаний вольтамперметра подстроечными резисторами, в соответствии подаваемых на вход напряжений и тока. Подгонка показаний амперметра производится двумя подстроечными резисторами. Сначала подгоняют правильность показаний первого диапазона измерения тока (0 - 9,9 мА), потом другим резистором показание второго диапазона (можно в принципе и наоборот).

Подключение вольтамперметра к блоку питания производится к соответствующим клеммам на печатной плате, единственное, что необходимо соблюсти - это чтобы минус источника анодного напряжения не был соединён с общим проводом блока питания, так как измерение анодного тока производится по минусовому проводу.
То есть вывод минусового провода анодного источника соединяется с измерителем тока вольтамперметра, и уже в самом вольтамперметре через резистор 1,0 Ом минус этого источника соединяется с общим проводом блока питания. Остальные источники положительного и отрицательного напряжения могут иметь общий провод и соединяются с общим проводом вольтамперметра

Рисунок 6. Схема подключения вольтамперметра.

В приложении печатная плата, прошивка МК.

Скачать архив