Domaći mjerni instrumenti na mikrokontrolerima. Mjerni instrumenti

Avometar, čiji je dijagram prikazan na Sl. 21, može se mjeriti: istosmjerne struje od 10 do 600 mA; konstantni naponi od 15 do 600 V; promjenjivi napon od 15 do 600 V; otpor od 10 ohma do 2 megohma; visokofrekventni naponi 100 kHz—100 MHz u rasponu od 0,1 do 40 V. pojačanje struje tranzistora V do 200.

Za mjerenje napona visoka frekvencija Koristi se vanjska sonda (RF glava).

Izgled Avometar i HF glava prikazani su na sl. 22.

Uređaj se montira u aluminijsko kućište ili u plastičnu kutiju dimenzija cca 200X115X50 mm. Prednja ploča od PCB-a ili getinaksa debljine 2 mm. Korpus i prednja ploča mogu biti izrađeni i od šperploče debljine 3 mm impregnirane bakelitnim lakom.

Riža. 21. Dijagram avometra.

pojedinosti. Mikroampermetar tipa M-84 za struju od 100 µA s unutarnji otpor 1500 ohma. Promjenjivi otpornik tipa TK sa sklopkom Vk1. Prekidač se mora izvaditi iz tijela otpornika, okrenuti za 180° i postaviti na izvorno mjesto. Ova promjena je napravljena tako da se kontakti prekidača zatvore kada se otpornik potpuno ukloni. Ako se to ne učini, univerzalni shunt će uvijek biti spojen na uređaj, smanjujući njegovu osjetljivost.

Svi fiksni otpornici, osim R4-R7, moraju imati toleranciju otpora ne veću od ±5%. Otpornici R4-R7 šantiraju uređaj pri mjerenju struja - žice.

Daljinska sonda za mjerenje visokofrekventnih napona smještena je u aluminijskom kućištu od elektrolitički kondenzator Njegovi dijelovi su postavljeni na ploču od pleksiglasa. Na njega su priložena dva kontakta iz utikač, koji su ulaz sonde. Vodiči ulaznog kruga trebaju biti smješteni što je dalje moguće od vodiča izlaznog kruga sonde.

Polaritet diode sonde trebao bi biti samo kao što je prikazano na dijagramu. Inače će igla instrumenta odstupiti poleđina. Isto vrijedi i za avometarske diode.

Univerzalni šant izrađen je od žice s velikim otpornost i montira se izravno na utičnice. Za R5-R7 prikladna je konstantna žica promjera 0,3 mm, a za R4 možete koristiti otpornik tipa VS-1 s otporom od 1400 ohma, namotavajući oko tijela konstantansku žicu promjera 0,01 mm , tako da ukupni otpor bio je 1468 ohma.

Slika 22. Izgled avometra.

Diplomiranje. Skala avometra prikazana je na sl. 23. Ljestvica voltmetra kalibrirana je pomoću referentnog referentnog voltmetra Istosmjerni napon prema dijagramu prikazanom na sl. 24, a. Izvor konstantnog napona (najmanje 20 V) može biti niskonaponski ispravljač ili baterija sastavljena od četiri KBS-L-0,50. Okretanjem klizača promjenjivog otpornika na ljestvicu kućnog uređaja stavljaju se oznake 5, 10 i 15 b, s četiri podjele između njih. Koristeći istu ljestvicu, mjere se naponi do 150 V, množeći očitanja uređaja s 10, a naponi do 600 V, množeći očitanja uređaja s 40.
Ljestvica mjerenja struje do 15 mA mora točno odgovarati skali voltmetra konstantnog napona, koji se provjerava standardnim miliampermetrom (slika 24.6). Ako se očitanja avometra razlikuju od očitanja upravljački uređaj, zatim promjenom duljine žice na otpornicima R5-R7 podešava se otpor univerzalnog šanta.

Na isti način kalibrira se i skala voltmetra izmjeničnog napona.

Za kalibraciju ljestvice ohmmetra, morate koristiti spremnik otpora ili koristiti konstantne otpornike s tolerancijom od ±5% kao referentne. Prije početka kalibracije otpornikom R11 avometra postaviti iglu instrumenta u krajnji desni položaj - nasuprot broja 15 na ljestvici istosmjernih struja i napona. Ovo će biti "0" na ohmmetru.

Raspon otpora mjerenih avometrom je velik - od 10 ohma do 2 megohma, skala je gusta, pa se na skalu stavljaju samo brojevi otpora od 1 kohma, 5 kohma, 100 kohma, 500 kohma i 2 megoma.

Pomoću Avometra možete izmjeriti statičko pojačanje tranzistora za struju Vst do 200. Ljestvica ovih mjerenja je ujednačena, stoga je unaprijed podijelite na jednake intervale i provjerite ima li tranzistora s poznatim vrijednostima Vst Ako su očitanja uređaj se malo razlikuje od stvarne vrijednosti, zatim promijenite otpor otpornika R14 na stvarne vrijednosti ovih parametara tranzistora.

Riža. 23. Skala avometra.

Riža. 24. Sheme za baždarenje skala voltmetra i miliampermetra avometra.

Za provjeru daljinske sonde pri mjerenju visokofrekventnog napona potrebni su vam VKS-7B voltmetri i bilo koji generator visoke frekvencije, paralelno s kojim je spojena sonda. Žice sa sonde su uključene u utičnice "Common" i "+15 V" avometra. Visoka frekvencija dovodi se na ulaz voltmetra lampe kroz promjenjivi otpornik, kao kod kalibracije ljestvice konstantnog napona. Očitanja voltmetra lampe trebaju odgovarati skali napona od 15 V DC na avometru.

Ako se očitanja prilikom provjere uređaja pomoću voltmetra lampe ne podudaraju, malo promijenite otpor otpornika R13 sonde.

Sonda mjeri visokofrekventne napone samo do 50 V. Pri višim naponima može doći do kvara diode. Pri mjerenju napona na frekvencijama iznad 100-140 MHz, uređaj unosi značajne pogreške mjerenja zbog ranžirnog učinka diode.

Sve kalibracijske oznake na ljestvici ohmmetra izrađuju se mekom olovkom i tek nakon provjere točnosti mjerenja ocrtavaju se tintom.

V.V. Voznjuk. Za pomoć školskom radioklubu

Ključne oznake: mjerenja, Voznyuk

U našim životima koristimo mnoge mjerne instrumente koji nam omogućuju kontrolu mikroklime prostorija. Jedan od njih je higrometar, uređaj koji se može napraviti kod kuće.

Zašto vam je potreban higrometar?

Higrometar pokazuje relativnu vlažnost zraka okruženje, što je jedna od najvažnijih komponenti unutarnje mikroklime. Sadržaj vlage u zraku utječe na dobrobit ljudi. Ovaj pokazatelj mora biti unutar prosječnog raspona. Niska vlažnost zraka može dovesti do otežanog disanja i suhe sluznice, dok visoka vlažnost može dovesti do pogoršanja fizičkog stanja. Osobe s respiratornim bolestima moraju posebno strogo pratiti ovu vrijednost.

Za kontrolu vlažnosti u zatvorenom prostoru možete kupiti posebnu meteorološku stanicu. Međutim, iz dostupnih materijala također možete sastaviti uređaj koji može zamijeniti higrometar.

Analog psihrometrijskog uređaja

primati točne informacije, morate znati kako napraviti higrometar kod kuće. Za izradu analoga psihrometrijskog uređaja trebat će vam:

dva živina termometra namijenjena mjerenju temperature zraka;
destilirana voda;
odbor;
nit;
pamučna tkanina.

Također će vam trebati sva dostupna sredstva kojima možete učvrstiti termometar.

Na ploči koju trebate instalirati okomiti položaj dva termometra tako da budu međusobno paralelni. Ispod jednog od mjernih instrumenata potrebno je postaviti malu posudu s destiliranom vodom. Kao spremnik možete koristiti malu tikvicu ili običnu bočicu. Vrh toplomjera (živina kuglica), ispod kojeg se nalazi "rezervoar", treba omotati običnom pamučnom tkaninom, a zatim ne čvrsto vezati koncem. Rubove tkanine spustimo otprilike 5 milimetara u posudu koju smo prethodno napunili destiliranom vodom.

Načelo rada takvog uređaja, sastavljenog vlastitim rukama, apsolutno je slično principu rada psihrometrijskog higrometra. Za izračunavanje relativne vlažnosti zraka trebat će vam posebna tablica. Na temelju razlike u očitanjima "suhog" i "mokrog" termometra izračunava se vlažnost okoline.

"Prirodni" metar

Da biste napravili mjerač kod kuće, možete koristiti sposobnost stošca da ispravi ili, obrnuto, stisne svoje ljuske ovisno o promjenama vlažnosti okoliša. Sve što trebate za izradu uređaja je sam konus i komad šperploče.

Kvrga je pričvršćena na samo središte šperploče pomoću čavla ili trake. Da biste odredili vlažnost, trebali biste pratiti brzinu otvaranja ljuskica. Ako se brzo otvore, vlažnost zraka je malo ispod normale. Ako se položaj ljestvice ne mijenja dulje vrijeme, mikroklima prostorije odgovara prosječnim vrijednostima. Ako se njihovi vrhovi počnu dizati prema gore, vlažnost u prostoriji je visoka.

Analog uređaja za kosu

Svatko tko postavlja pitanje "kako napraviti higrometar vlastitim rukama" vrlo rijetko počinje stvarati uređaj za kosu. Međutim, to je vrlo jednostavno učiniti. Za ovo će vam trebati:

dlaka;
benzin;
ljepilo;
nokti;
pribor za crtanje;
papir visoke gustoće;
list šperploče;
šipka za pero;
čelična žica;
video isječak.

Ljudska kosa može se zamijeniti pamučnim koncem visoke kvalitete, koji također oštro reagira na promjene vlažnosti zraka.

Dlaka ili konac moraju biti dugi najmanje 40 centimetara. Ako govorimo o o kosi, potrebno ju je odmastiti (koristi se vlaženje u benzinu). Na kraj kose potrebno je pričvrstiti uteg koji je dovoljno težak da je izravnate. Može biti prikladan kao takav visak mali dio punjenje za olovku, prethodno isprano od tinte. Za učvršćivanje tereta morate koristiti ljepilo. Na mali čavao stavlja se plastična cijev duga oko pet milimetara. Kao njega možete koristiti i punjenje nalivpera. Važno je da se tuba slobodno okreće oko nokta bez da skače s njega. Za sastavljanje higrometra pripremite vodoravnu podlogu na koju će se pričvrstiti okomiti dio uređaja - ploča ili šperploča. U središte se zabija unaprijed pripremljeni čavao. Mora se postaviti tako da se kosa probačena kroz plastičnu cjevčicu (jedna trećina cijele duljine) može svojim slobodnim krajem pričvrstiti za vodoravni dio. Pričvršćivanje se također vrši pomoću ljepila. Završna faza rad - pričvršćivanje ljestvice, koja se može izraditi od trake papira označavanjem podjela na njoj.

Za kalibraciju uređaja unesite ga u kupaonicu u kojoj je bio uključen topli tuš. Označite točku u kojoj će visak biti oštar kao 100%. Da biste pronašli nultu oznaku, morate staviti uređaj u zagrijanu pećnicu (ne jako vruću, kako ne biste spalili uređaj). Nakon toga, točno između dvije točke morate staviti oznaku od 50 stupnjeva. Na sličan način možete izračunati decimalne ili čak jedinice.

Oznaka na kojoj će se nalaziti visak na kraju kose bit će pokazatelj relativne vlažnosti okoliša.

Higrometar za salvete

Prilično je jednostavno napraviti sobni higrometar od salvete. Da biste ga stvorili, morate imati pri ruci običnu salvetu, šperploču, čavle, ljepilo i žicu. Dva čavla se zabijaju u šperploču na udaljenosti sličnoj duljini salvete. Nakon toga se sam papirnati ubrus pomoću ljepila pričvrsti između prethodno fiksiranih noktiju. Na salvetu su pričvršćena dva komada žice (dovoljno 2-4 centimetra). Jedan dio treba djelomično pričvrstiti na salvetu, djelomično na nokat tako da se formira neka vrsta strelice.

Načelo rada takvog uređaja temelji se na svojstvu salvete da apsorbira vlagu iz zraka. Ako želite napraviti točnu ljestvicu za očitavanje, možete usporediti vlastiti uređaj s uređajem kupljenim u trgovini. Kretanje žice će ukazivati na promjenu mikroklime prostorije.

Vrijedno je shvatiti da se uređaji napravljeni kod kuće ne mogu pohvaliti visoka točnost. Prikladni su samo za mjerenje približnih pokazatelja. Ako trebate znati točnu vlažnost okoliša, trebate kupiti bilo koju vrstu sobnog higrometra.

VII urbani znanstveni – praktična konferencija"Zakoračite u budućnost"

Povijest mjerenja i jednostavan mjerni instrumenti vlastitim rukama

Završeno: Evgeniy Antakov, učenik srednje škole MBOU br. 4,

Znanstveni voditelj: Osiik T.I. učitelj razredne nastave MBOU Srednja škola br. 4, Polyarnye Zori

Moje ime je Antakov Zhenya, I 9 godina.

Idem u treći razred, bavim se plivanjem, džudom i engleskim.

Želim postati izumitelj kad odrastem.

Cilj projekta: - proučiti povijest mjerenja vremena, mase, temperature i vlage te simulirati najjednostavnije mjerne instrumente iz otpadnog materijala.

Hipoteza : Predložio sam da se najjednostavniji mjerni instrumenti mogu modelirati neovisno iz dostupnih materijala.

Ciljevi projekta :

- proučavati povijest mjerenja različitih veličina;

Upoznati dizajn mjernih instrumenata;

Modelirati neke mjerne instrumente;

Prepoznajte priliku praktična primjena mjerni instrumenti domaće izrade.

Znanstveni članak

1. Mjerenje duljine i mase

Ljudi su se od davnina suočavali s potrebom određivanja udaljenosti, duljine predmeta, vremena, površina, volumena i drugih veličina.

Naši su preci za mjerenje duljine koristili vlastitu visinu, duljinu ruke, duljinu dlana i duljinu stopala.

Za određivanje velikih udaljenosti, najviše razne načine(dolet strelica, “cijevi”, bukova itd.)

Takve metode nisu baš prikladne: rezultati takvih mjerenja uvijek variraju, jer ovise o veličini tijela, snazi strijelca, budnosti itd.

Stoga su se postupno počele pojavljivati stroge mjerne jedinice, standardi mase i duljine.

Jedan od najstarijih mjernih instrumenata je vaga. Povjesničari vjeruju da su se prve vage pojavile prije više od 6 tisuća godina.

Najjednostavniji model vage - u obliku grede jednakog kraka s visećim čašama - naširoko je korišten u starom Babilonu i Egiptu.

Organizacija studija

Rocker vage s vješalice

U svom radu odlučio sam pokušati sakupljati jednostavan model vaga, s kojom možete vagati male predmete, proizvode itd.

Uzeo sam običnu vješalicu, pričvrstio je na postolje i na vješalice zavezao plastične čaše. Okomita linija ukazao na položaj ravnoteže.

Za određivanje mase potrebni su vam utezi. Umjesto toga odlučio sam koristiti obične kovanice. Takvi “utezi” uvijek su mi pri ruci i dovoljno je samo jednom odrediti njihovu težinu da bih je koristio za vaganje na mojoj vagi.

5 utrljati

50 kopejki

10 utrljati

1 utrljati

Organizacija studija

Eksperimenti s klackalicama

1. Razmjer ljestvice

Koristeći različite kovanice, napravio sam oznake na komadu papira koje odgovaraju težini kovanica

2. Vaganje

Šaka slatkiša - uravnotežena pomoću 11 različitih kovanica, ukupne težine 47 grama

Kontrolno vaganje – 48 grama

Kolačići - uravnoteženi s 10 kovanica težine 30 grama Na kontrolnim vagama - 31 gram

Zaključak: od jednostavnih predmeta Skupio sam vage na kojima se može mjeriti s točnošću od 1-2 grama

Znanstveni članak

2. Mjerenje vrijeme

U davna vremena ljudi su osjećali prolazak vremena prema

izmjenu dana i noći i godišnjih doba i pokušao to izmjeriti.

Prvi uređaji za određivanje vremena bili su sunčani satovi.

U drevnoj Kini, za određivanje vremenskih intervala, koristio se "sat", koji se sastojao od uljem natopljenog užeta na kojem su se u pravilnim razmacima vezivali čvorovi.

Kada je plamen došao do sljedećeg čvora, to je značilo da je određeno vremensko razdoblje prošlo.

Satovi sa svijećama i uljanice s oznakama radili su na istom principu.

Kasnije su se ljudi dosjetili najjednostavnijih naprava - pješčanih i vodenih satova. Voda, ulje ili pijesak ravnomjerno teče iz posude u posudu, ovo svojstvo omogućuje mjerenje određenih vremenskih razdoblja.

S razvojem mehanike u 14. i 15. stoljeću pojavljuju se satovi s mehanizmom za navijanje i njihalom.

Organizacija studija

Vodeni sat od plastičnih boca

Za ovaj eksperiment koristio sam dvije plastične boce od 0,5 litara i slamke za koktele.

Poklopce sam spojila dvostranom trakom i napravila dvije rupe u koje sam umetnula cjevčice.

Ulio sam obojenu vodu u jednu od boca i zavrnuo čepove.

Ako se cijela konstrukcija okrene, tekućina teče prema dolje kroz jednu od cijevi, a druga cijev je potrebna da bi se zrak digao u gornju bocu

Organizacija studija

Eksperimenti s vodenim satovima

Boca je napunjena obojenom vodom

Boca napunjena biljnim uljem

Vrijeme protoka tekućine – 30 sekundi Voda teče brzo i ravnomjerno

Vrijeme protoka tekućine – 7 min 17 sek

Količina ulja je odabrana tako da vrijeme protoka tekućine nije duže od 5 minuta

Na boce je postavljena ljestvica - oznake svakih 30 sekundi

Što je manje ulja u gornjoj boci, ono sporije teče prema dolje, a razmaci između oznaka postaju sve manji.

Zaključak: Dobio sam sat na kojem se mogu odrediti vremenski intervali od 30 sekundi do 5 minuta

Znanstveni članak

3. Mjerenje temperature

Čovjek može razlikovati toplinu od hladnoće, ali ne zna točnu temperaturu.

Prvi termometar izumio je Talijan Galileo Galilei: staklena cijev ispunjena je s više ili manje vode, ovisno o tome koliko se topli zrak širi ili hladni zrak skuplja.

Kasnije su na cijev naneseni podjeli, odnosno skala.

Prvi živin termometar predložio je Fahrenheit 1714. godine; smatrao je da je točka smrzavanja slane otopine najniža točka

Poznatu ljestvicu predložio je švedski znanstvenik Andres Celsius.

Donja točka (0 stupnjeva) je temperatura topljenja leda, a vrelište vode je 100 stupnjeva.

Organizacija studija

Termometar za vodu

Termometar se može sastaviti pomoću jednostavne sheme od nekoliko elemenata - tikvica (boca) s obojenom tekućinom, cijev, list papira za vagu

Upotrijebio sam malu plastičnu bocu, napunio je zatamnjenom vodom, ubacio slamku za sok i sve pričvrstio pištoljem za ljepilo.

Dok sam ulijevao otopinu, pazio sam da mali dio upadne u cijev. Promatrajući visinu rezultirajućeg stupca tekućine, možemo prosuditi promjene temperature.

U drugom slučaju zamijenio sam plastičnu bocu staklenom ampulom i sastavio termometar po istoj shemi. Testirao sam oba uređaja u različitim uvjetima.

Organizacija studija

Pokusi s termometrima za vodu

Termometar 1 (s plastičnom bocom)

Termometar je postavljen tople vode- stupac tekućine je pao

Termometar je stavljen u ledenu vodu - stupac tekućine se podigao

Termometar 2 (sa staklenom kuglom)

Termometar je stavljen u hladnjak.

Stupac tekućine je pao, oznaka na običnom termometru je 5 stupnjeva

Termometar je postavljen na radijator grijanja

Stupac tekućine porastao je prema gore, na običnom termometru oznaka je 40 stupnjeva

Zaključak: Dobio sam termometar pomoću kojeg se može okvirno procijeniti temperatura okoline. Njegova se točnost može poboljšati korištenjem staklene cijevi najmanjeg mogućeg promjera; napunite tikvicu tekućinom tako da ne ostanu mjehurići zraka; koristite otopinu alkohola umjesto vode.

Znanstveni članak

4. Mjerenje vlažnosti

Važan parametar svijeta oko nas je vlažnost, budući da ljudsko tijelo vrlo aktivno reagira na njezine promjene. Na primjer, kada je zrak jako suh, pojačava se znojenje i osoba gubi puno tekućine, što može dovesti do dehidracije.

Također je poznato da bi se izbjegle bolesti dišnog sustava, vlažnost zraka u prostoriji treba biti najmanje 50-60 posto.

Količina vlage važna je ne samo za ljude i druge žive organizme, već i za tijek tehničkih procesa. Na primjer, višak vlage može utjecati ispravan rad većina električnih uređaja.

Za mjerenje vlažnosti koriste se posebni instrumenti - psihrometri, higrometri, sonde i razni uređaji.

Organizacija studija

Psihrometar

Jedan od načina određivanja vlažnosti temelji se na razlici između očitanja "suhog" i "mokrog" termometra. Prvi prikazuje temperaturu okolnog zraka, a drugi temperaturu vlažne krpe kojom je omotan. Pomoću ovih očitanja pomoću posebnih psihrometrijskih tablica može se odrediti vrijednost vlažnosti.

Napravio sam malu rupu u plastičnoj boci od šampona, u nju uvukao konac i na dno natočio vodu.

Jedan kraj vezice bio je pričvršćen za tikvicu desnog termometra, drugi je stavljen u bocu tako da je bila u vodi.

Organizacija studija

Eksperimenti s psihrometrom

Testirao sam svoj psihrometar određujući vlažnost u različitim uvjetima

U blizini radijatora

U blizini uključenog ovlaživača

Suha žarulja 23 º S

Mokri termometar 20 º S

Vlažnost 76%

Suha žarulja 25 º S

Mokri termometar 19 º S

Vlažnost 50%

Zaključak: Saznao sam da se psihrometar sastavljen kod kuće može koristiti za procjenu unutarnje vlažnosti

Zaključak

Znanost o mjerenjima vrlo je zanimljiva i raznolika; njena povijest počinje u davnim vremenima. Ogromna je količina razne metode i mjernih instrumenata.

Moja hipoteza je potvrđena - kod kuće možete simulirati jednostavne instrumente (vagu, vodeni sat, termometar, psihrometar) koji vam omogućuju određivanje težine, temperature, vlažnosti i određenih vremenskih razdoblja.