В этой статье представлен малопотребляющий прибор для обнаружения коротких замыканий, в котором используется способность уха различать изменения частоты звука. Сердцем схемы является преобразователь напряжение-частота (на основе схемы Рисунок 13 в [1]), преобразующий постоянное напряжение милливольтового уровня в выходной аудиосигнал широкого диапазона частот (Рисунок 1).
 |
||
| Рисунок 1. | Малопотребляющий прибор для обнаружения коротких замыканий. | |
Сигнал возбуждения создается маломощным DC/DC регулятором U1. Выходное напряжение этой схемы составляет 100 мВ, а максимальный ток ограничен до 100 мА выходным резистором 1 Ом. Это напряжение должно быть достаточно низким, чтобы не повредить полупроводниковые компоненты или не нарушить режим работы чувствительных цепей.
Ввиду малости напряжений для измерений используются четырехпроводные щупы с зажимами Кельвина, вторые повода которых подключены вблизи наконечников. Ток смещения течет через щупы и закороченный участок схемы, создавая очень небольшое падение напряжение между наконечниками щупов.
Измерительные провода, подключенные по схеме Кельвина передают это низкое напряжение на преобразователь напряжение-частота (см. описание схемы в [1]). Частота увеличивается по мере увеличения сопротивления цепи и может быть настроена в соответствии с вашими предпочтениями с помощью потенциометра VR1.
Выходной сигнал преобразователя напряжение-частота подается на триггер U4, чтобы сформировать хорошие прямоугольные выходные импульсы для управления звуковым излучателем SP1.
Когда щупы не касаются схемы, выходная частота увеличивается примерно до 6 кГц. Чтобы при этом пользователь не сошел с ума, выход усилителя ошибки U2 используется для отключения звука.
Перед первым измерением сначала нужно установить «ноль щупов», прикоснувшись щупами к схеме в месте короткого замыкания и настроив желаемую частоту вращением подстроечного резистора VR1. Тогда при перемещении щупов вдоль проводника частота будет увеличиваться по мере удаления от места замыкания или уменьшаться при приближении. Потенциометр обеспечивает большой частотный диапазон; значение частоты каждый может выбрать по своему желанию. Если сделать так, чтобы при закороченных щупах частота равнялась нулю, то чувствительность устройства будет составлять 100 Гц на миллиом. Если же при 0 Ом частота будет установлена равной 1 кГц, то схема будет иметь чувствительность порядка 1 кГц на миллиом.
Ток, потребляемый в рабочем режиме от батареи 9 В при отсутствии звука (щупы разомкнуты) составляет менее 10 мА, но и при звуке разумной громкости ток все равно остается меньше 20 мА.
