Стрелочный прибор измеряет малые токи

Хотя аналоговому стрелочному прибору может не хватать разрешения и точности, которые обеспечивает цифровой отсчет, для определенных приложений такой прибор остается предпочтительным устройством отображения данных. Цифровая индикация просто не может предоставить информацию о скорости изменения измеряемого параметра, и отслеживать тенденцию показаний проще на аналоговом измерителе.

Для полного отклонения стрелки больших магнитоэлектрических приборов может потребоваться значительное количество тока, а использование шунтирующего резистора может оказаться непрактичным, если ток прибора больше, чем измеряемый ток. Можно решить проблему, подключив прибор к отдельному источнику питания (Рисунок 1). В этом примере для полного отклонения стрелки 8-дюймового стрелочного прибора, измеряющего токи от 0 до 1 А, требуется 15 мА. Этот метод также может упростить выбор или изготовление шунтирующих резисторов для нестандартных диапазонов тока. Во время работы выходной ток I_OUT микросхемы IC₁ равен V_SENSE/100 Ом, где V_SENSE – падение напряжения на резисторе R_SENSE1.

Рисунок 1.	Эта схема позволяет использовать стрелочный прибор в приложениях, в которых ток измерителя составляет значительную часть измеряемого тока.

Из множества доступных токоизмерительных усилителей для этой схемы выбрана именно микросхема MAX4172 (IC₁), поскольку она имеет отдельный вывод напряжения питания внутренних цепей, в то время как другие устройства получают питание от измеряемого тока. В этом приложении ток полной шкалы 1 А создает на резисторе R_SENSE1 падение напряжения 1 В, преобразуемое микросхемой IC₁ в максимальный выходной ток 10 мА, который создает на R₁ максимальное падение напряжение 1 В. Операционный усилитель IC₂ и транзистор Q₁ образуют управляемый напряжением источник втекающего тока, идущего через стрелочный прибор M₁. Пределу измерений 15 мА соответствует напряжение 1 В, падающее на 66-омном резисторе R_SENSE2. Сопротивление этого резистора можно изменять для калибровки прибора или для изменения предельного значения измеряемого тока.

Эта схема также позволяет разнести в пространстве точку измерения и сам измеритель. Поскольку стрелочные приборы не предназначены для приложений, требующих точных измерений, можно использовать пассивные компоненты с увеличенными отклонениями номиналов. Для подавления помех питание прибора необходимо развязать конденсаторами.

Материалы по теме

1. Datasheet Maxim MAX4172
2. Datasheet Maxim MAX495
3. Datasheet onsemi BC182