Пробник

Испытатели, пробники, щупы.
Ответить
admin
Администратор
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 31 янв 2017, 15:57

Пробник

Сообщение admin » 06 апр 2017, 08:41

Во многих случаях вовсе не обязательно измерять сопротивление той или иной детали. Бывает важно лишь убедиться, скажем, в целости какой-то цепи, в ее изоляции от другой, в исправности диода или обмотки трансформатора и т. д. В подобных ситуациях вместо стрелочного измерительного прибора пользуются пробником — его простейшим заменителем. Пробником может быть, например, лампа накаливания или головной телефон, включенные последовательно с батареей. Касаясь оставшимися выводами лампы (или телефона) и батареи проверяемых цепей по свечению лампы или щелчкам в телефоне нетрудно определять целость цепей или судить об их сопротивлении. Но, конечно, сферы использования подобных пробников ограничены, поэтому в арсенале измерительной лаборатории начинающего радиолюбителя желательно иметь более совершенные конструкции. С некоторыми из них мы и познакомимся.

Пробник для «прозвонки» монтажа. Прежде чем приступить к налаживанию собранной конструкции, нужно, как обычно выражаются, «прозвонить» ее монтаж, т. е. проверить правильность всех соединений в соответствии с принципиальной схемой. Зачастую радиолюбители пользуются для этих целей сравнительно громоздким прибором — омметром или авометром, работающим в режиме измерения сопротивлений. Но нередко такой прибор не нужен, его может заменить компактный пробник, задача которого — сигнализировать о целости той или иной цепи. Особенно удобны такие пробники при «прозвонке» многопроводных жгутов и кабелей. Одна из схем подобного прибора приведена на рис. П-22. В нем всего три маломощных транзистора, два резистора, светодиод и источник питания.

Изображение

В исходном состоянии все транзисторы закрыты, поскольку на их базах относительно эмиттеров нет напряжения смещения. Если же соединить между собой выводы «к электроду» и «к зажиму», в цепи базы транзистора VT1 потечет ток, сила которого зависит от сопротивления резистора R1. Транзистор откроется, и на его коллекторной нагрузке — резисторе R2 появится падение напряжения. В результате транзисторы VT2 и VT3 также откроются, и через светодиод HL1 потечет ток. Светодиод вспыхнет, что и послужит сигналом исправности проверяемой цепи.

Особенность пробника — в его высокой чувствительности и сравнительно малом токе (не более 0,3 мА), протекающем через измеряемую цепь. Это позволило выполнить пробник несколько необычно: все его детали смонтированы в небольшом пластмассовом корпусе (рис. П-23), который крепят к ремешку (или браслету) от наручных часов. Снизу к ремешку (напротив корпуса) прикрепляют металлическую пластину-электрод, соединенную с резистором R1. Когда ремешок застегнут на руке, электрод прижат к ней. Теперь пальцы руки будут выполнять роль щупа пробника. При использовании браслета никакой дополнительной пластинки-электрода не понадобится — вывод резистора R1 соединяют с браслетом.

Изображение

Зажим пробника подсоединяют, например, к одному из концов проводника, который нужно отыскать в жгуте или «прозвонить» в монтаже. Касаясь пальцами поочередно концов проводников с другой стороны жгута, находят нужный проводник по появлению свечения светодиода. В данном случае между щупом и зажимом оказывается включенным не только сопротивление проводника, но и сопротивление части руки. И тем не менее проходящего через эту цепь тока достаточно, чтобы пробник «сработал» и светодиод вспыхнул.

Транзистор VT1 может быть любой из серии КТ315 со статическим коэффициентом (или просто коэффициентом — так для краткости будем писать дальше) передачи тока не менее 50, VT2 и VT3 — другие, кроме указанных на схеме, соответствующей структуры и с коэффициентом передачи не менее 60 (VT2) и 20 (VT3).

Светодиод АЛ102А экономичен (потребляет ток около 5 мА), но обладает небольшой яркостью свечения. Если она будет недостаточна для ваших целей, установите светодиод АЛ102Б. Но ток потребления возрастет в этом случае в несколько раз (конечно, только в момент индикации).

Источник питания — два аккумулятора Д-0,06 или Д-0,1, соединенные последовательно. Выключателя питания в пробнике нет, поскольку в исходном состоянии (при разомкнутой базовой цепи первого транзистора) транзисторы закрыты, и ток потребления ничтожен — он соизмерим с током саморазряда источника питания.

Пробник можно вообще собрать на транзисторах одинаковой структуры, например по приведенной на рис. П-24 схеме. Правда, он содержит несколько больше деталей по сравнению с предыдущей конструкцией, но зато его входная цепь оказывается защищенной от внешних электромагнитных полей, приводящих иногда к ложному вспыхиванию светодиода. В этом пробнике работают кремниевые транзисторы серии КТ315, характеризующиеся малым обратным током коллекторного перехода в широком диапазоне температур. При использовании транзисторов с коэффициентом передачи тока 25...30 входное сопротивление пробника составляет 10...25 МОм. Повышение входного сопротивления нецелесообразно из-за возрастания вероятности ложного индицирования внешними наводками и посторонними проводимостями.

Изображение

Достаточно большое входное сопротивление достигнуто применением составного эмиттерного повторителя (транзисторы VT1 и VT2). Конденсатор С1 создает глубокую отрицательную обратную связь по переменному току, исключающую ложную индикацию от воздействия внешних наводок.

Как и в предыдущем случае, в исходном режиме устройство практически не потребляет энергии, так как сопротивление подключенной параллельно источнику питания цепи HL1VT3 в закрытом состоянии транзистора составляет 0,5...1 МОм. Потребляемый ток в режиме индикации не превышает 6 мА.

Корректировать входное сопротивление прибора можно подбором резистора R2, предварительно подключив ко входу цепочку резисторов общим сопротивлением 10...25 МОм и добиваясь минимальной яркости светодиода.

А как быть, если нет светодиода? Тогда вместо него можно использовать в обоих вариантах малогабаритную лампу накаливания на напряжение 2,5 В и потребляемый ток 0,068 А (например, лампу МН 2,5-0,068). Правда, в этом случае придется уменьшить сопротивление резистора R1 примерно до 10 кОм и подобрать его точнее по яркости свечения лампы при замкнутых входных проводниках.

Не меньший интерес у радиолюбителей могут вызвать пробники со звуковой индикацией. Схема одного из них, прикрепляемого к руке с помощью браслета, приведена на рис. П-25. Он состоит из чувствительного электронного ключа на транзисторах VT1, VT4 и генератора ЗЧ, собранного на транзисторах VT2, VT3 и миниатюрном телефоне BF1. Частота колебаний генератора равна частоте механического резонанса телефона. Конденсатор С1 снижает влияние наводок переменного тока на работу индикатора. Резистор R2 ограничивает ток коллектора транзистора VT1, а значит, и ток эмиттерного перехода транзистора VT4. Резистором R4 устанавливают наибольшую громкость звучания телефона, резистор R5 влияет на надежность работы генератора при изменении питающего напряжения.

Изображение

Звуковым излучателем BF1 может быть любой миниатюрный телефон (например, ТМ-2) сопротивлением от 16 до 150 Ом. Источник питания — аккумулятор Д-0,06 или элемент РЦ53. Транзисторы — любые кремниевые соответствующей структуры, с коэффициентом передачи тока не менее 100, с обратным током коллектора не более 1 мкА.

Детали пробника можно смонтировать на изоляционной планке или плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Планку (или плату) помещают, например, в металлический корпус в виде наручных часов, с которым соединен металлический браслет. Напротив излучателя в крышке корпуса вырезают отверстие, а на боковой стенке укрепляют миниатюрное гнездо разъема ХТ1, в которое вставляют удлинительный проводник со щупом ХР1 (им может быть зажим «крокодил») на конце.

Несколько иная схема пробника приведена на рис. П-26. В нем используются как кремниевые, так и германиевые транзисторы. Причем совсем не обязательно делать конструкцию малогабаритной, сам индикатор можно собрать в небольшой шкатулке, а браслет и щуп соединять с ним гибкими проводниками.

Изображение

Конденсатор С2 шунтирует по переменному току электронный ключ, а конденсатор СЗ — источник питания.

Транзистор VT1 желательно подобрать с коэффициентом передачи тока не менее 120 и обратным током коллектора менее 5 мкА, а VT2 — с коэффициентом передачи не менее 50, VT3 и VT4 — не менее 20 (и обратным током коллектора не более 10 мкА). Звуковой излучатель BF1 — капсюль ДЭМ-4 (или аналогичный) сопротивлением 60...130 Ом.

Пробники со звуковой индикацией потребляют несколько больший ток по сравнению с предыдущим, поэтому при больших перерывах в работе желательно отключать источник питания.

Пробник для проверки диодов. Полупроводниковые диоды — одни из распространенных радиодеталей, использующиеся в радиочастотных каскадах и детекторах радиоприемников, усилителях ЗЧ, выпрямителях и других узлах радиолюбительских конструкций. Как правило, диоды проверяют авометром или омметром, касаясь щупами выводов диода в одной и другой полярности. Пользоваться таким способом можно лишь при проверке сравнительно мощных диодов, допускающих значительный прямой ток — ведь в измерительной цепи авометра или омметра при измерении малых сопротивлений может протекать ток в десятки и даже сотни миллиампер!

Вот почему проверять диоды, особенно маломощные, рекомендуется с помощью пробников, обеспечивающих небольшой ток в измерительной цепи. Схема одного из подобных приборов приведена на рис. П-27. Индикаторами в нем работают малогабаритные лампы накаливания, сигнализирующие об исправности диода, обрыве или замыкании его выводов (иначе говоря, пробое диода). При этом в цепи исследуемого диода протекает ток 2...3,5 мА в зависимости от напряжения на вторичной обмотке понижающего трансформатора питания Т1.

Изображение

В пробнике использованы транзисторы VT1 и VT2 разной структуры. В коллекторные цепи транзисторов включены сигнальные лампы HL1 или HL2. Благодаря диодам VD1 и VD2 питание на транзисторы поступает поочередно: на VT1 — во время отрицательного полупериода переменного напряжения на верхнем по схеме выводе обмотки 11 трансформатора, а на V72 — во время положительного полупериода.

В исходном состоянии, когда проверяемый диод не подключен, транзисторы закрыты. Когда же к гнездам XS1 и XS2 будет подключен диод VD в указанной на схеме полярности, начнет периодически (с частотой сети) открываться транзистор VT1 и светиться лампа HL1. Если поменять полярность подключения диода, зажжется лампа HL2. В случае подключения пробитого диода (с замкнутыми выводами) загорятся обе лампы. При проверке же диода с обрывом (т. е. сгоревшего) ни одна из ламп светиться не будет.

По зажиганию той или иной лампы нетрудно судить об исправности диода, а также определять выводы анода или катода.

Вместо указанных на схеме, для пробника подойдут транзисторы серий МП39—МП42 (VT1) и МП35— МП38 (VT2). В любом варианте оба транзистора желательно подобрать с одинаковым или близким коэффициентом передачи тока, но не менее 50. Диоды — любые из серий Д7, Д226. Резисторы — МЛТ-0,25. Сигнальные лампы — на напряжение 6,3 В и ток 20 мА. Подойдут и другие лампы, с большим током
(например, 0,068 А), но продолжительность проверки диода должна быть минимальной во избежание выхода из строя транзисторов.

Трансформатор питания — любой, с напряжением на обмотке II 6,3...10 В. Его можно выполнить на магнитопроводе сечением 4...6 см2. Обмотка I должна содержать 2150 витков провода ПЭВ-1 0,2, обмотка II —95 витков ПЭВ-1 0,41.

Налаживание пробника сводится к подбору резистора R2 с таким со-противлением, чтобы при подключении к гнездам резистора сопротивлением 300 кОм и выше лампы не горели, а с резистором сопротивлением 300...1000 Ом — зажигались. Для этих же целей может понадобиться более точный подбор резисторов R1, R3.

Пробник значительно упростится, если использовать в нем светодиоды АЛ307 или АЛ310 с любым буквенным индексом (рис. П-28). Подойдут и АЛ102, но яркость свечения их намного меньше. Трансформатор питания может быть с напряжением на обмотке II 5...20 В. В зависимости от этого напряжения, а также от используемых светодиодов подбирают резистор R1, чтобы ток через светодиоды не превышал 5 мА.

Изображение

Пробник может быть, конечно, с питанием от гальванических элементов или батареи. Схема одной из подобных конструкций приведена на рис. П-29. На транзисторах VT2 и VT3 собран мультивибратор, а на VT1 и VT4 — эмиттерные повторители. Поскольку при работе мультивибратора его транзисторы открываются и закрываются поочередно, то соответственно будут вести себя и транзисторы повторителей: когда открыт транзистор VT2, закрыт VT1, а при открывании VT3 закрывается VT4.

Изображение

Когда к гнездам XS1 и XS2 будет подключен проверяемый диод VDX в указанной на схеме полярности, импульсы тока начнут протекать по цепи эмиттер—коллектор транзистора VT4, проверяемый диод, светодиод HL2, резистор R1, диод VD1, коллектор — эмиттер транзистора VT2. Вспыхнет светодиод HL2. При изменении полярности подключения проверяемого диода загорится светодиод HL1. Если диод пробит, горят оба светодиода. Сгоревший диод не вызовет, конечно, свечения ни одного светодиода.

Вместо указанных на схеме можно использовать другие транзисторы серии КТ315 или транзисторы МП35—МП38 с коэффициентом передачи тока не менее 50. С таким же параметром подойдут и транзисторы МП39—МП42, но полярность источника питания и включения диодов придется изменить. Диоды Д220 заменимы на Д219А, Д220А, Д220Б и другие кремниевые. Резисторы — МЛТ-0,25, конденсаторы — КМ-6. Эти детали можно смонтировать на печатной плате (рис. П-30) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. При налаживании пробника подбирают резистор R1, ограничивающий ток в цепи светодиодов, а значит, и проверяемого диода до 4...5 мА.

Изображение

Схема еще одного батарейного пробника приведена на рис. П-31. Он выполнен на одной микросхеме и работает аналогично предыдущей конструкции. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен мультивибратор, а элементы DD1.3 и DD1.4 выполняют роль повторителей. Детали этого пробника смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. П-32. Налаживают пробник, как и в предыдущем случае, подбирая резистор R1 по заданному току через проверяемый диод и светодиоды.

Изображение

Изображение

Внешнее оформление описанных пробников для проверки диодов может быть любым и зависит от имеющихся возможностей самостоятельно изготовить корпус или использовать готовый.

Логический пробник. Сегодня в радиокружках разрабатывают и собирают немало электронных устройств, в которых используются цифровые интегральные микросхемы. Поскольку основными входными и выходными сигналами их являются уровни логических 1 и 0, для индикации уровней используют разнообразные логические пробники, т. е. пробники, реагирующие лишь на уровни напряжений логических сигналов.
На страницах популярной радиолюбительской литературы можно найти немало схем, порою очень насыщенных радиоэлементами, логических пробников. Но на первых порах достаточно иметь самый простой пробник, скажем, собранный по схеме, приведенной на рис. П-33. В нем всего один транзистор и светодиод, включенный в коллекторную цепь транзистора.

Изображение

Если на щупы ХР2 и ХРЗ подано напряжение питания, но щуп ХР1 никуда не подключен, светодиод горит «вполнакала». Такой режим обеспечивается подбором резистора R2, задающим напряжение смещения на базе транзистора. Когда же щуп ХР1 будет касаться вывода микросхемы, на котором уровень логического 0, транзистор закроется и светодиод погаснет. И, наоборот, при подключении этого щупа к цепи с уровнем логической 1 транзистор откроется настолько, что светодиод вспыхнет ярким светом. Подобные режимы будут справедливы лишь при питании пробника от источника проверяемой конструкции. Если же для работы пробника используется автономный источник, например батарея 3336, щуп ХРЗ дополнительно соединяют с общим проводом конструкции. Пробник можно использовать и для «прозвонки» монтажа; тогда его питают от батареи, а щупом ХР1 и проводником, соединенным со щупом ХРЗ, касаются нужных участков проверяемых цепей. Если между ними есть соединение, светодиод гаснет. В пробнике можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор со статическим коэффициентом передачи тока не менее 100. Вместо АЛ102Б подойдет любой светодиод серий АЛ 102, АЛ307.

Детали пробника предварительно монтируют на макетной панели и подбирают резистор R2 такого сопротивления, чтобы светодиод горел «вполнакала». После этого детали размещают внутри корпуса фломастера, а светодиод устанавливают в отверстии на боковой стенке корпуса. Из фломастера выводят два многожильных монтажных проводника со щупами ХР2 и ХРЗ на концах Щупом ХР1 может быть отрезок стального провода или швейная игла, закрепленная на конце корпуса фломастера.

А вот другая конструкция пробника (рис. П-34), в которой работают два светодиода. Пробник позволяет не только контролировать логические уровни в различных цепях устройств, но и проверять наличие импульсов, а также приблизительно оценивать их скважность (отношение периода следования импульсов к их длительности). Кроме того, он позволяет фиксировать и «третье состояние», когда уровень логического сигнала, находится между 0 и 1. В этих целях в пробнике установлены светодиоды разного цвета свечения: зеленого (HL1) и красного (HL2).

Изображение

На транзисторе VT1 выполнен усилитель, повышающий входное сопротивление пробника. Далее следуют электронные ключи на транзисторах VT2 и VT3. Первый из них управляет светодиодом зеленого свечения, второй — красного.

Если напряжение на щупе ХР1 относительно общего провода (минус источник питания) более 0,4 В, но менее 2,4 В («третье состояние»), транзистор VT2 открыт, светодиод HL1 не горит. В то же время транзистор VT3 закрыт, поскольку падения напряжения на резисторе R3 недостаточно для полного открывания диода VD1 и создания нужного смещения на базе транзистора. Поэтому светодиод HL2 также не светится.
Как только напряжение на входном щупе пробника станет менее 0,4 В, транзистор VT2 закроется и загорится светодиод HL1, индицируя уровень логического 0. При напряжении на щупе ХР1 более 2,4 В открывается транзистор VT3, загорается светодиод HL2 — он индицирует уровень логической 1. В случае поступления на вход пробника импульсного напряжения скважность импульсов приблизительно оценивают по яркости свечения того или иного светодиода.

Кроме указанных на схеме, для пробника подойдут транзисторы серий КТ312, КТ201 (VT1, VT3), КТ203 (VT2), любой кремниевый диод (VD1), светодиоды серий АЛ 102, АЛ307, АЛ314 зеленого (HL1) и красного (HL2) свечения. Детали пробника размещают в любом подходящем по габаритам корпусе, а на поверхности его располагают светодиоды. Из корпуса выводят многожильные монтажные проводники в изоляции и припаивают к их концам щупы.

Налаживая пробник, подбором резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии — при отключенном щупе ХР1. Подав же на этот щуп напряжение 2,4 В (относительно щупа ХРЗ), подбором резистора R6 добиваются зажигания светодиода HL2. Яркость свечения, а значит, предельно допустимый ток через светодиод ограничивают резисторами R4 и R7.

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] и 0 гостей