Для виготовлення кіловольтметра будуть потрібні наступні основні
- Палка лижна з склотекстоліти порожниста (Такі палиці колись продавалися в комплекті з самими бюджетними лижами. Можливо, що така палка валяється у вас на балконі).
- Резистори високовольтні типу С3-14-1- (Б) (Саме ці резистори точно підходять під внутрішній діаметр лижної палиці).
- Мультиметр «китайський» з вхідним опором 10 МОм. Мультиметри розміром поменше того, що зображений на картинці, як правило, коштують менше і мають вхідний опір всього 1 МОм.
- Деякі дрібні деталі.
Початкова схема кіловольтметра.
- Резистори R1 - Rn - верхнє плече дільника напруги;
- Резистори R * (грубо), R * (точно) і вхідний опір вимірювального
Якщо розрахункове напруга, що підводиться до мультиметру, вище 50 Вольт (наприклад, 100 Вольт), то послідовно слід підключити ще одну неонову лампочку.
Про резисторах верхнього плеча дільника.
Резистори С3-14-1 (група Б) Це одноваттние резистори, які можуть витримувати напругу до 10 кіловольт. Діапазон опорів від 470 МОм до 5,6 ГОм. При покупці, слід знати, що ці резистори відрізняються не дуже високою надійністю, як в роботі, так і при зберіганні. Тому, краще купувати їх з деяким запасом. Я б рекомендував купити рази в два більше, ніж потрібно.
Як розрахувати дільник високої напруги?
В аматорській практиці, найчастіше, доводиться збирати подібні пристрої виходячи з наявних деталей. Тому, переступати до виготовлення щупа високовольтного дільника слід тільки тоді, коли резистори куплені і перевірені. Виходячи з наявних високовольтних резисторів і слід виробляти остаточний розрахунок дільника.
Приблизний, попередній розрахунок верхнього плеча дільника.
Вибираємо максимальне напруження, наприклад, 50 кіловольт. При такій напрузі, нам знадобиться використовувати 5 - 6 резисторів, кожен з яких витримує до 10-ти кіловольт.
Розраховуємо ділити напруги для шкали мультиметра, наприклад, 200 Вольт. Для зручності відліку, бажано, щоб на 1 вольт шкали припадав один кіловольт вимірюваної напруги.
Вхідний опір мультиметра 10 МОм. Однак для настройки дільника нам знадобиться шунтировать це його плече.
Тому, приймемо це плече рівним, наприклад, 8 МОм.
8 (МОм) * 50 000 (Вольт) / 50 (Вольт) = Х + 8 (МОм)
7992 (МОм) / 6 (штук) = 1332 МОм
Звичайно, знайти необхідний номінал резисторів навряд чи вдасться і можливо доведеться вибирати з наявних у продажу резисторів. Дільник можна зібрати і з різних номіналів резисторів, але тоді потрібно розрахувати падіння напруги для кожного резистора. Зі свого досвіду можу додати, що резистори С3-14-1-Б при своїй довжині 29мм можуть витримувати напругу в півтора і навіть в два рази перевищує допустимий, однак їх надійність при цьому зменшується.
Для того щоб зменшити протікає через кіловольтметра струм, можна на порядок або два збільшити опір верхнього плеча дільника. При цьому потрібно буде вибрати шкалу приладу, відповідно, 20 Вольт або 2 Вольта.
Попередній розрахунок шунта до мультиметру (R * грубо + R * точно).
R тестера + R шунта = 8 МОм;
R шунта = 10 * 8/10 - 8 = 40 (МОм)
Зображення частині щупа кіловольтметра в розрізі.
- Накінечник;
- гайка;
- Шайба гетинаксовій або стеклотекстолитовую (підійде від вузла кріплення резисторів ПЕВ);
- Втулка металева з різьбленням всередині (підійде будь-яка відповідна за розміром з внутрішнім різьбленням М2,5 - М3 (мм);
- Роз'єм «мама» відповідного розміру для приєднання до висновку високовольтного резистора. Роз'єм потрібно для того, щоб можна було в період експлуатації приладу легко замінити що вийшов з ладу резистор;
- Перший резистор верхнього плеча дільника;
- Відрізок лижної палиці (довжину заготовки рекомендую вибрати залежно від попередньо розрахованого і вже наявної кількості резисторів).
Приступаємо до остаточної зборки.
Спочатку виготовляємо вузол кріплення наконечника, для чого припаюємо роз'єм «5» до втулки «4».
Потім вклеиваем в торець трубки, з використанням епоксидної смоли, деталі «3» і «4».
При склеюванні потрібно простежити, щоб епоксидної смоли не затекло в роз'єм «5».
Резистори верхнього плеча дільника споює послідовно і вставляємо всередину лижної палиці так, щоб перший резистор увійшов в роз'єм розташований усередині. Останній резистор закріплюємо пайкою біля основи щупа.
Збираємо інші елементи схеми, розташувавши в підходящої металевій або пластмасовій коробці.
- Дві клеми для підключення заземлення;
- Роз'єм СР-50 для підключення тестера або осцилографа;
- Резистор R * (грубо);
- Резистор R * (точно);
- Неонова лампа;
- Змінний наконечник.
Калібруємо дільник.
Для калібрування зручно використовувати джерело постійного зразкового напруги на 1000 Вольт, так як це максимальне напруження, яке можна виміряти, звичайно, наявними в розпорядженні радіоаматора приладами. Якщо такого немає, то можна скористатися іншим менш високовольтним джерелом.
Калібрування зводиться до підбору резисторів в нижньому і верхньому плечі дільника. Розкид параметрів високомегаомних резисторів великий, тому може знадобиться зробити повторний розрахунок по результатом попередньої калібрування, щоб внести поправки.
Використання кіловольтметра.
- Щуп кіловольтметра в зібраному вигляді;
- Провід для підключення заземлення і мультиметра;
- Два варіанти наконечників;
- Приклад підключення кіловольтметра до анода кінескопа з використанням змінного наконечника у вигляді гачка.
При використанні приладу слід дотримуватися запобіжних техніки безпеки.
Підключення та відключення кіловольтметра слід проводити при знеструмленій апаратурі, після зняття заряду з високовольтних струмоведучих частин.
При підключенні кіловольтметра до вимірюваних ланцюгів, заземлення слід підключати в першу чергу!
При від'єднанні щупа від вимірюваних ланцюгів, заземлення слід відключати в останню чергу!
При підключенні кіловольтметра до анода кінескопа слід одну клему заземлення з'єднати з графітовим покриттям кінескопа, а іншу з загальним проводом шасі телевізора.