книги из ГПНТБ / Дудич И.И. Самодельные радиоэлектронные устройства
.pdfАВОМЕТР — ИСПЫТАТЕЛЬ ТРАНЗИСТОРОВ
Ниже приводится описание прибора, представляющего
собой |
комбинированный |
малогабаритный |
ампервольт |
|||
омметр |
со вмонтированным |
несложным |
испытателем |
|||
транзисторов. При его помощи |
можно измерять |
коэффи |
||||
циент |
усиления, обратный |
ток |
коллекторного |
перехода |
||
и начальный ток коллектора маломощных |
транзисторов |
|||||
обеих структур р~п—р |
и |
п—р—п, обнаружить обрыв |
или замыкание между электродами испытуемого тран зистора. В качестве авометра прибор можно использо вать для измерений напряжения и силы постоянного и
переменного |
токов, |
а также |
величины |
сопротивления |
|
постоянному |
току. |
|
|
|
|
Принципиальная |
схема |
прибора |
приведена |
на |
|
рис. 7. В приборе |
применен микроамперметр |
типа |
М4204/1 магнитоэлектрической системы с полным от клонением стрелки при токе 50 мка и сопротивлением рамки 2000 ом. Благодаря высокому входному сопро тивлению вольтметра (20 000 омів) и минимальному падению напряжения на участке цепи измерителя, при использовании прибора как миллиамперметра можно измерять без заметного нарушения режим работы как ламповой аппаратуры, так и аппаратуры на транзисто рах.
При измерении постоянного тока и напряжения
погрешность показаний не превышает 2,5% |
от |
конеч |
|||
ного значения |
шкалы; |
при измерениях |
переменного |
||
напряжения |
и тока — |
4-.-5% |
точность |
измерений |
|
сопротивлений |
обеспечивается |
в пределах |
10%. |
Вели |
чины обратного тока коллекторного перехода и началь
ного тока коллектора можно |
измерять |
с |
точностью |
2,5%. Погрешности показаний |
прибора |
при |
измерении |
коэффициента усиления маломощных транзисторов — не более 5—8%.
Рабочее положение прибора — горизонтальное. Из мерительные щупы подсоединяются к соответствую щим зажимам, для подсоединения испытуемых транзи сторов предусмотрена специальная колодка.
Прибором измеряется:
1.Напряжение постоянного тока: 0—2,5 в, 0—10, 0—50, 0—250, 0—500 в.
2.Напряжение переменного тока: 0—2,5 в, 0—10, 0—50, 0—250, 0—500 в.
Рис. 7. Принципиальная схема авометра — испытателя транзисторов.
Рис. 8. Эскиз внешнего вида авоыетра — испытателя тран зисторов.
3. Сила |
постоянного |
тока: |
|
0—50 мка, 0—500 мка, |
|||||
0—5 ма, 0—50 ма, 0—500 ма. |
|
|
|
|
|
||||
4. Сила |
переменного |
тока: |
0—5 ма, |
0—50 ма, |
|||||
0—500 ма. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Сопротивление |
постоянному |
току: |
|
0—3 ком, |
|||||
0—30 ком, 0—300 ком, 0—3 Мом. |
|
|
|
||||||
6. Величина |
коэффициента |
усиления: 0—50, 0—250. |
|||||||
7. Обратный |
ток коллекторного перехода: 0—50 мка. |
||||||||
8. Начальный |
ток коллектора |
при короткозамкнутых |
|||||||
выводах эмиттера и базы: 0—50 мка. |
|
|
|
||||||
При тщательной |
подгонке |
добавочных |
сопротивле |
||||||
ний и сопротивлений шунтов прибор |
может обеспечить |
||||||||
эти измерения с точностью, достаточной для |
проведе |
||||||||
ния наладочных работ |
при ремонте |
радиоаппаратуры. |
|||||||
Чтобы |
уменьшить |
габариты |
прибора, |
в |
качестве |
||||
элементов |
питания |
применена |
|
батарея, |
состоящая из |
трех сухих элементов типа 1,ЗФМЦ-0,25, установленных внутри прибора и соединенных последовательно. Со бран прибор в небольшом ящике из пластика — 165x100x65 мм, вес его не более 750 г. Внешний вид возможного варианта конструктивного исполнения по казан на рис. 8 (эскиз).
Этот комбинированный измерительный прибор собран на базе одного стрелочного индикатора. Применение от дельных шунтов для каждого предела измерения силы
постоянного тока позволяет добиться |
минимального па |
|||||
дения напряжения на участке цепи измерителя. |
Это |
|||||
особенно |
важно при |
измерениях |
силы |
тока в |
аппара |
|
туре на |
транзисторах |
при низких напряжениях |
пита |
|||
ния. Осуществление |
блокировки |
предотвращает |
|
выход |
||
из строя |
стрелочного |
индикатора |
при |
переходе |
с |
одно |
го предела измерений силы тока на другой, поскольку
исключается |
возможность |
преждевременного включе |
|||||
ния индикатора |
в исследуемую |
цепь |
(до |
включения |
|||
соответствующего |
шунта) |
— в |
момент |
перехода с |
од |
||
ного предела |
на |
другой |
при |
выключении |
шунта |
вы |
ключается и цепь индикатора. Такой способ включения Еыгоден еще и тем, что нарушение контакта в какомнибудь из соединений шунта на одном из пределов из
мерений |
не |
влечет за |
собой потерю |
работоспособности |
|
прибора |
на |
остальных |
пределах измерений, |
а разрыв |
|
цепи шунта |
не вносит |
погрешности |
при |
измерениях |
других величин. Цепь миллиамперметра переменного тока содержит универсальный шунт.
Напряжение постоянного тока на различных пре делах измеряется стрелочным индикатором путем под
соединения |
к |
нему |
соответствующих |
добавочных |
ре |
||||||||
зисторов, |
|
также |
|
индивидуальных |
для |
каждого |
пре |
||||||
дела |
измерений. |
|
При |
конструктивном |
изготовлении |
||||||||
прибора |
их |
нужно |
отбирать |
путем |
последовательного |
||||||||
соединения |
двух |
|
резисторов, |
суммарное |
значение |
||||||||
которых |
должно |
соответствовать |
расчетной |
величине. |
|||||||||
Такая |
система |
коммутации |
шунтов и |
добавочных |
|||||||||
сопротивлений |
дает |
возможность |
|
использовать |
пол |
||||||||
ную |
чувствительность |
стрелочного |
индикатора |
и |
тем самым добиться высокого входного сопротивления
вольтметра |
при измерениях |
постоянного |
напряжения |
и полную |
чувствительность |
стрелочного |
индикато |
ра при измерениях постоянного тока. Поскольку время
успокоения |
стрелки |
индикатора |
невелико, |
включение |
||||
шунтирующего |
сопротивления |
нецелесообразно (вве |
||||||
дение его |
снижало |
бы |
чувствительность прибора). Во |
|||||
избежание |
шунтирующего |
действия |
выпрямительных |
|||||
диодов на |
индикатор, |
во |
время |
измерения |
постоянно |
|||
го напряжения и других величин коммутация |
прибора |
|||||||
осуществлена |
таким |
образом, чтобы |
диоды |
подключа |
лись к измерительной головке только во время изме рений переменного напряжения и тока; при всех других видах измерений детекторная система отключена от
цепи измерителя. |
Принцип |
работы прибора |
и |
взаимо |
|||
действие отдельных элементов видны из схемы. |
|
||||||
Уравнивающий |
резистор |
Ru, |
включен |
последова |
|||
тельно |
с индикатором, при |
разных |
измерениях вы |
||||
полняет |
различные |
функции: кроме |
основного |
назна |
|||
чения, оно является ограничительным при |
измерениях |
||||||
обратного тока коллекторного перехода и |
начального |
||||||
тока коллектора, а |
также служит |
делителем напряже |
ния на участке цепи измерителя. Это позволяет исполь
зовать один и тот же реостат для установки |
нуля |
на |
всех пределах измерения резисторов, а также |
для |
ка |
либровки прибора при измерении коэффициента усиле ния транзисторов.
Поскольку испытуемый транзистор является элемен том, управляемым током, то некоторое падение напря жения и как следствие уменьшение тока базы (при неизменных /?28 и R29, посредством которых достигается прирост тока базы во время измерений величины коэф фициента усиления) компенсируется повышением чув ствительности измерительной системы, включенной в цепь коллектора. Таким образом, калибровка прибора перед измерениями сопротивлений и коэффициента уси ления транзисторов устраняет дополнительные погреш ности, вносимые вследствие изменения (падения) напря жения питающей батареи.
При измерении |
коэффициента |
усиления |
испытуе |
||
мый |
транзистор включен по |
схеме |
с общим |
эмиттером |
|
и его |
усилительные |
свойства |
определяются отношением |
приращения тока коллектора на прирост тока базы, то
есть согласно |
формуле: |
|
|
|
|
|
|
R - — |
= R |
|
|
где Л1К |
— прирост тока |
коллектора, Л Ь |
— прирост |
||
тока базы, р — коэффициент усиления по току. |
|||||
Чтобы |
достичь более точных |
показаний, |
нуль шка |
||
лы р выведен |
правее (0,5 |
ма при шкале 5 ма с учетом |
|||
компенсации), |
благодаря |
чему |
измерения |
производят |
ся на прямолинейном участке характеристики транзи
сторов |
(первоначальный |
участок |
характеристики |
име |
|
ет определенную кривизну, что исключает |
возможность |
||||
отсчета |
по прямолинейной |
шкале). Кроме |
того, |
через |
|
резистор #26 на базу |
подается |
некоторый |
потен |
||
циал, |
что предохраняет |
транзистор от |
перегрузки. |
Прирост |
тока базы |
на |
определенную |
величину |
дости |
|||
гается введением |
в эту |
цепь |
одного |
из |
резисторов |
|||
/?28 |
или |
R29 (путем |
нажатия соответствующей |
кнопки |
||||
— |
«изм. |
6»), благодаря |
чему |
становится |
возможным |
отсчет непосредственно в единицах коэффициента уси ления на соответствующей шкале р (с учетом перерас
чета, в зависимости от пределов измерений). |
Ограни |
|||
чительные резисторы |
Ri и /?27 предохраняют |
выход |
||
из |
строя как стрелочного индикатора, так |
и транзисто |
||
ра |
при неправильном |
соединении или |
повреждении. |
|
Выключатель, сопряженный с переменным |
резистором |
/?2б, также служит дополнительным элементом блокиров ки и коммутации при измерениях параметров транзисто ров и дает возможность выключать цепь эмиттера при измерениях обратного тока коллекторного перехода и включать при измерениях начального тока, обеспечив тем самым короткое замыкание между выводами эмит
тера |
и |
базы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как |
видно |
из схемы, при |
измерениях |
параметров |
|||||||||
транзисторов |
прибор |
потребляет |
незначительный |
ток, |
|||||||||
установка |
нуля при |
|
измерении коэффициента |
усиления |
|||||||||
производится |
при |
|
малом |
токе |
в |
цепи |
коллектора. |
||||||
Это |
выгодно |
не только с точки зрения экономии энер |
|||||||||||
гии |
батареи |
питания, |
но и с точки зрения |
уменьшения |
|||||||||
элементов управления, так как нуль шкалы |
«омов» и |
||||||||||||
«калибр, р» устанавливаются одним переменным |
резисто |
||||||||||||
ром, а отсчет измеряемой величины производится |
при |
||||||||||||
нажатии одной из кнопок «изм. р» (К2, Kz). |
|
|
|
||||||||||
При |
измерениях |
обратного |
тока |
коллекторного |
пе |
||||||||
рехода |
и начального |
тока |
коллектора погрешность |
из |
|||||||||
мерений |
зависит от |
типа |
выбранного |
стрелочного |
ин |
дикатора, то есть от его класса точности. Ограничитель ные сопротивления, включенные в цепь, вследствие прохождения через них незначительного тока, практиче ски не оказывают влияния на правильность показаний прибора во время этих измерений.
Для измерения параметров транзисторов обеих струк
тур в приборе предусмотрено переключение |
полярности |
||||||||
батареи |
и |
стрелочного индикатора. |
Это |
достигается |
|||||
посредством переключателя, |
ручка |
которого выведена |
|||||||
на лицевую панель. |
|
|
|
|
|
|
|||
Примененный |
двухплатный |
стандартный |
переключа |
||||||
тель галетного |
типа |
служит |
для |
переключения |
рода |
||||
работ |
и |
пределов |
измерений. |
Резисторы |
R 2 5 и |
^2 б |
сопряжены с выключателями, имеется также возмож ность применения одних и тех же клемм для подсоеди нения измерительных щупов и испытуемых транзисторов. Все это способствует упрощению прибора. Уме ренное количество деталей, многократное использова ние одних и тех же элементов схемы делает его эконо мичным и удобным в эксплуатации.
Некоторая асимметрия |
в расположении |
индикатора |
||||||||
и элементов управления оправдана максимальным |
за |
|||||||||
полнением места |
внутри |
коробки |
при |
монтаже |
и не |
|||||
нарушает эстетических качеств |
прибора. |
|
|
|
||||||
Собран прибор |
в |
основном |
из |
стандартных |
дета |
|||||
лей. В |
качестве |
индикатора |
может |
быть |
применен |
|||||
микроамперметр |
другой |
чувствительности. |
Однако ве |
|||||||
личины |
добавочных |
сопротивлений |
и |
сопротивлений |
||||||
шунтов необходимо пересчитать. |
|
|
|
|
|
|||||
При |
применении |
индикатора |
другой |
чувствительно |
сти величины добавочных сопротивлений и сопротивле ний шунтов определяются по формулам:
1. Для |
постоянного тока: Rg=-ir—{Rn |
+ R"h |
|
'п |
|
2. Для |
переменного тока: R g = ^f ~ + |
) — |
в зависимости от применяемых диодов, |
эти сопротив |
ления обычно дополнительно подгоняются при градуи
ровке; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Сопротивления |
шунтов |
|
для |
миллиамперметра |
||||||
ПОСТОЯННОГО ТОКа: RM |
—Rj~^-, |
|
Л И б о |
Rm—Rn |
+ Rn т\- |
||||||
|
|
|
|
Т'п |
|
|
|
|
|
'а~'п > |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Rg — добавочное сопротивление |
вольтметра, |
Ue |
— |
||||||||
выбранный |
предел |
измерения |
вольтметра, |
I п |
— |
ток |
|||||
полного отклонения |
стрелочного |
индикатора, |
R n |
— |
|||||||
внутреннее |
сопротивление индикатора, |
R K — величина |
|||||||||
компенсационного |
сопротивления, Rut |
— |
сопротивле |
||||||||
ние шунта, |
1а |
— выбранный |
предел |
измерения |
милли |
||||||
амперметра. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В |
данном |
случае |
вследствие |
введения |
универсаль |
||||||
ного |
шунта |
в |
цепь |
индикатора |
при |
измерениях |
пере |
||||
менного тока и напряжения чувствительность |
индика |
||||||||||
тора уменьшится, что надо учитывать при расчете |
ве |
||||||||||
личины добавочных |
сопротивлений. |
При замене |
одного |
||||||||
индикатора |
другим |
более |
рационально |
производить |
подгонку сначала сопротивлений, входящих в универ сальный шунт, для измерения переменного тока и лишь после этого подбирать добавочные сопротивления. Ввиду возможного разброса параметров применяемых диодов для миллиамперметра и вольтметра переменного тока, подбор сопротивлений, как правило, производит ся в индивидуальном порядке путем подгонки нужных величин сопротивлений шунта и добавочных сопротив
лений. При этом |
удобно |
пользоваться многопредельным |
||||
образцовым |
вольтметром |
и миллиамперметром |
пере |
|||
менного тока класса 0,5—1,0. |
|
|
|
|||
Сопротивления |
шунтов |
для |
миллиамперметра |
по |
||
стоянного тока |
следует |
также |
тщательно |
подбирать |
||
при наладке, |
чтобы уменьшить |
погрешности |
в показа |
ниях прибора. Наладку нужно производить на каждом
пределе измерений, когда уже все |
элементы |
установ |
||||||||
лены, чтобы учесть и величины сопротивлений |
монтаж |
|||||||||
ных проводов, а |
также |
переходных |
сопротивлений |
кон |
||||||
тактов переключателя. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
При подборе головки следует выбирать такую, |
пол |
|||||||||
ное отклонение |
стрелки |
которой |
достигается |
при не |
||||||
значительном |
токе |
(30—50 |
мка), |
а |
сопротивление |
|||||
рамки было бы по возможности |
малым |
(0,5—2 ком). |
||||||||
Применение |
индикаторов, |
чувствительность |
которых |
|||||||
ниже 200 мка, влечет за собой и ограничение |
области |
|||||||||
применения прибора |
в |
целом. |
Соответственно |
умень |
||||||
шается входное |
сопротивление |
вольтметра, |
сложнее |
становится отсчет при измерениях обратного тока кол лектора и т. п.
Переключателем рода работ и пределов измерений служит двухплатный переключатель типа ПД-360. Ис
пользуется |
при |
этом нужное количество |
контактов. |
||
Переключение полярности батареи и индикатора |
мож |
||||
но осуществить при помощи переключателя |
для |
мало |
|||
габаритных приемников типа МДПВ-1-1-В. |
|
|
|||
В качестве детекторной |
системы, подключаемой к |
||||
индикатору |
при |
измерениях |
переменного |
напряжения |
и тока, используются диоды типа Д2Б или Д2Е; кноп ки для измерения «изм, р» и «калибр. (3» могут быть малогабаритными или самолетными — типа 2ТБ. Пере менные резисторы, сопряженные с выключателями, же лательно применять малогабаритные. Однако при отсут ствии можно использовать и переменные резисторы типа ТК-0,5. Добавочные сопротивления лучше всего вы-
брать типа МЛТ-0,5 или ВС. Сопротивления шунтов проволочные наматываются в индивидуальном порядке
константановым |
или манганиновым |
проводом ПЭМС |
|||
на |
высокоомных |
(более |
150—200 |
ком) |
резисторах |
ВС |
или МЛТ — диаметр |
провода 0,1—0,8 мм — в за |
|||
висимости от величины сопротивления |
шунта |
(меньшей |
величине соответствует больший диаметр провода, так
как по нему будет течь больший |
ток). Шкалу прибора |
||||||
следует отградуировать в индивидуальном |
порядке. |
||||||
Переднюю панель прибора |
(рис. 8) |
можно |
изго |
||||
товить из гетинакса или слоистого пластика |
толщиной |
||||||
3—4 мм, к ней прикрепить |
все |
элементы |
управления, |
||||
нанести |
соответствующие |
разметки |
и надписи, |
после |
|||
чего при |
помощи пульверизатора |
покрыть |
бесцветным |
лаком. Корпус коробки может быть из пластмассы или алюминия.
Прежде чем приступить в наладке прибора, необхо димо убедиться в правильности проведения монтажных работ.
Регулировка прибора заключается в правильном подборе добавочных сопротивлений и подгонке сопро
тивлений шунтов |
(путем проверки показаний |
прибора |
|||||||||||
на каждом |
пределе |
измерений), |
в |
проверке |
правиль |
||||||||
ности |
монтажа |
и |
регулировки |
системы |
калибровки. |
||||||||
Можно применить и метод сравнения показаний |
с об |
||||||||||||
разцовыми |
приборами. Для подгонки |
испытателя |
тран |
||||||||||
зисторов желательно |
проверить |
один |
транзистор на |
||||||||||
фабричном |
приборе, |
после |
чего при налаженной |
калиб |
|||||||||
ровке |
производить |
измерения |
на |
приборе, |
собранном |
||||||||
своими силами, и подбором сопротивлений |
резисторов |
||||||||||||
#28 и |
#29 добиться |
идентичности |
показаний |
на |
обоих |
||||||||
пределах измерения |3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Учитывая |
некоторые |
особенности |
прибора, |
необхо |
|||||||||
димо |
руководствоваться |
следующими |
требованиями |
||||||||||
при различных видах измерений. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
При измерении |
напряжений |
и |
силы тока |
положение |
|||||||||
переключателя |
структуры |
должно |
|
соответствовать |
|||||||||
включению |
р—п—р |
VmA, |
так |
как |
только |
в |
этом |
случае полярность подключения индикатора при изме рениях постоянного напряжения и тока, а также вклю чение диодов соответствует правильному режиму рабо ты выпрямительной системы при измерениях перемен ного тока и напряжения. Переменный резистор установки нуля шкалы омов и калибровки испытателя транзисто-
ров #25, сопряженный с выключателем Вки во время изме рений силы тока и напряжения должен быть в поло жении «выключено». Поставив переключатель рода ра бот в положение, соответствующее выбранному преде
лу, производится измерение силы тока |
или напряжения. |
||
В основном |
описываемый |
выше |
комбинированный |
авометр прост |
в обращении, |
и работа |
с ним не пред |
ставляет трудностей. Однако, чтобы надолго сохранить
работоспособность |
прибора и |
высокую |
надежность в |
||||
работе, |
надо умело |
и |
аккуратно им пользоваться. |
Во |
|||
время |
измерений необходимо |
руководствоваться |
сле |
||||
дующими требованиями. |
|
|
|
|
|||
П р и |
и з м е р е н и и |
т о к а |
прежде |
всего |
поста |
||
вить переключатель |
структуры |
в положение |
р—п—р, |
а переключатель пределов измерений установить в по ложение, соответствующее значению измеряемого тока (на участке тА— или ~ ) . Ручка переменного резистора калибровки #25, сопряженного с выключателем, должна быть в положении «выключено». После этого посред
ством измерительных |
щупов |
|
подсоединить |
прибор |
по |
|||||
следовательно |
к исследуемой |
цепи. |
Отсчет |
измеряемой |
||||||
величины производится по шкале с обозначением |
|
« = » |
||||||||
при |
измерении |
постоянного |
тока либо по |
шкале |
|
« ~ » |
||||
— при измерении переменного тока. |
|
|
|
|
||||||
П р и и з м е р е н и и |
|
н а п р я ж е н и я |
переключа |
|||||||
тель |
структуры и выключатель, |
сопряженный |
с |
ре |
||||||
остатом, надо |
установить |
в |
таком положении, |
как и |
||||||
при |
измерении |
тока, |
а |
переключатель |
рода |
работ |
||||
установить в положение, |
соответствующее |
выбранному |
предельному значению измеряемой величины напряже
ния (на участке |
= |
либо ~ ) . После этого посредством |
|||||
измерительных |
щупов |
подсоединяется |
прибор |
парал |
|||
лельно цепи, напряжение которой измеряется. |
Отсчет |
||||||
измеряемой величины |
производится |
по |
той же |
шкале |
|||
— в зависимости |
от |
того, |
какое |
напряжение измеря |
|||
ется. |
|
|
|
|
|
|
|
Особенностью |
прибора |
является то, |
что при |
изме |
рениях постоянного тока и напряжения, в случае под
ключения соединительных проводов |
без |
соблюдения |
||||
полярности, |
менять |
местами |
щупы |
не |
обязательно, |
|
достаточно |
установить переключатель |
структуры в |
||||
другое положение. |
Однако при измерениях |
переменно |
||||
го тока и напряжения менять |
положение |
переключа |
||||
теля структуры не |
следует, |
так как |
|
это |
нарушает |