Вольтметр с «растянутой» шкалой

Радио 1956 №12

В большинстве вольтметров, предназначенных для контроля напряжения сети, фактически используется лишь небольшой участок шкалы прибора. Так, например, если для измерения напряжения 127 в применить вольтметр со шкалой на 150 В, то для отсчёта напряжений, отличающихся от номинала на ±5%, будет использоваться участок, составляющий только 8,5% шкалы вольтметра.

Рис. 1.

В описываемом приборе этот недостаток устранён и диапазон напряжений от 100 до 140 в занимает 80% шкалы (рис. 1), что, несомненно, повышает точность отсчёта.

Рис. 2. Принципиальная схема вольтметра с растянутой шкалой. Неоновую лампу МН-3 можно заменить стабилитроном с напряжением стабилизации 48...65 В

В основе такой своеобразной электрической «растяжки» шкалы лежит нелинейная зависимость тока в цепи лампы тлеющего разряда от величины приложенного напряжения. Как видно из принципиальной схемы прибора (рис. 2), переменное напряжение, снимаемое с R2, подаётся через выпрямитель на лампу тлеющего разряда, последовательно с которой включён миллиамперметр (чувствительность 1 мА, сопротивление рамки некритично). График, приведённый на рис. 3, показывает зависимость тока в цепи миллиамперметра от величины входного напряжения (Uвх). При Uвх=100 в этот ток равен нулю. Далее, ток линейно возрастает, причём изменение Uвх от 100 до 140 в вызывает изменение тока от 0,2 до 1 мА. Линейная зависимость тока через прибор от измеряемого напряжения позволяет довольно просто проградуировать шкалу миллиамперметра непосредственно в вольтах. Вместо полупроводникового диода в качестве выпрямителя можно использовать селеновый столбик, рассчитанный на ток в 1 мА и на обратное напряжение в 60 В. При увеличении R1 до 35 кОм можно измерять напряжения от 200 до 240 в. Кроме лампочки МН-3, возможно применение и других ламп. Для этого нужно только заново подобрать величины сопротивлений R1, R2 и R3 с таким расчётом, чтобы при Uвх=240 в через прибор проходил ток в 1 мА.

Рис. 3.

Можно «растянуть» и другой участок шкалы вольтметра, а также применить его для измерений постоянного напряжения, исключив для этого выпрямитель.

ст. Одинцово, Калининской ж. д.

В. Большов