Presenta:
Millivoltmetro analogico per tensioni alternate in b.f.
di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
Forse non tutti sanno che le misure in alternata effettuate anche con il tester digitale, possono essere solo effettuate sulla frequenza dei 50 Hz e non su frequenze, ad esempio, di 1000-2000 Hz.
Lo strumento analogico che vi presento è in grado di effettuare misure in alternata dai 10 Hz ai 30KHz di banda passante, con elevatissima impedenza d'ingresso, e risulta costituito da un solo integrato, TL081, mentre per visualizzare la misura può essere usato anche il proprio tester, commutato sulla portata in corrente continua di 100 µA.
Grazie all'elevatissima impedenza, avrete la possibilità di effettuare misure in bassa frequenza sulle varie apparecchiature, senza alterarne il funzionamento.
Il fondo scala è previsto per la tensione di 1 Volt, tuttavia la sensibilità dipende dallo strumento in vostro possesso, più cifre possiede migliore è la sensibilità di lettura .
La tensione alternata che s'intende misurare va iniettata sulle boccole d'ingresso (punto B e massa) e si potrà disporre di quattro portate: 1, 10, 100, 1000 Volt, selezionabili con il commutatore S1. Sul punto A sono possibili misurazioni in tensione continua.
Le resistenze costituenti il partitore d'ingresso dovranno essere di alta precisione e stabilità termica, cioè e strato metallico con tolleranza dello 0,5%. Per effettuare le misurazioni è bene collegare i puntali di misura ad un tratto di cavetto schermato, collegato tra il punto "B" e la massa, dal quale deriverete il puntale negativo o un coccodrillo .
Lo strumento analogico che vi presento è in grado di effettuare misure in alternata dai 10 Hz ai 30KHz di banda passante, con elevatissima impedenza d'ingresso, e risulta costituito da un solo integrato, TL081, mentre per visualizzare la misura può essere usato anche il proprio tester, commutato sulla portata in corrente continua di 100 µA.
Grazie all'elevatissima impedenza, avrete la possibilità di effettuare misure in bassa frequenza sulle varie apparecchiature, senza alterarne il funzionamento.
Il fondo scala è previsto per la tensione di 1 Volt, tuttavia la sensibilità dipende dallo strumento in vostro possesso, più cifre possiede migliore è la sensibilità di lettura .
La tensione alternata che s'intende misurare va iniettata sulle boccole d'ingresso (punto B e massa) e si potrà disporre di quattro portate: 1, 10, 100, 1000 Volt, selezionabili con il commutatore S1. Sul punto A sono possibili misurazioni in tensione continua.
Le resistenze costituenti il partitore d'ingresso dovranno essere di alta precisione e stabilità termica, cioè e strato metallico con tolleranza dello 0,5%. Per effettuare le misurazioni è bene collegare i puntali di misura ad un tratto di cavetto schermato, collegato tra il punto "B" e la massa, dal quale deriverete il puntale negativo o un coccodrillo .
La tensione alternata prelevata dal partitore verrà applicata all'ingresso (piedino 3) dell'operazionale TL081e amplificata di 100 volte, mentre il ponte a diodi sul piedino 6 la raddrizzerà trasformandola in una tensione pulsante che verrà applicata allo strumento uA, da 100 µA di fondo scala, oppure su di un comune tester sulla stessa portata c.c., non serve livellare tale tensione poichè l'inerzia stessa dello strumento farà apparire ferma la lettura.
Il trimmer P1 collegato tra i piedini 1 e 5 del TL081 serve, in caso di squilibri interni dell'integrato, per la regolazione dello zero (offset) in assenza di segnale in ingresso; la calibrazione di P1 va fatta con i puntali in cortocircuito.
Il trimmer P2 serve per dosare il guadagno dell'amplificatore di modo che, applicando in ingresso, sulla prima portata da 1 Volt, un segnale di 1 volt di picco, lo strumento uA o il tester deviino a fondo scala.
L'alimentazione è duale, cioè di +12 V e -12 V rispetto a massa; per questo sono impiegati due stabilizzatori di tensione: LM7812 e LM7912.
Il trimmer P1 collegato tra i piedini 1 e 5 del TL081 serve, in caso di squilibri interni dell'integrato, per la regolazione dello zero (offset) in assenza di segnale in ingresso; la calibrazione di P1 va fatta con i puntali in cortocircuito.
Il trimmer P2 serve per dosare il guadagno dell'amplificatore di modo che, applicando in ingresso, sulla prima portata da 1 Volt, un segnale di 1 volt di picco, lo strumento uA o il tester deviino a fondo scala.
L'alimentazione è duale, cioè di +12 V e -12 V rispetto a massa; per questo sono impiegati due stabilizzatori di tensione: LM7812 e LM7912.
In figura 2, viene data la disposizione dei piedini dei due stabilizzatori; per i diodi 1N4148, l'anodo è indicato da una fascetta colorata sul corpo dei diodi stessi.
Badate ad aver cura di pulire bene i reofori dei componenti in modo che lo stagno possa aderire perfettamente. I componenti accessori come interruttori spie luminose etc. .., anche se non sono indicati, li aggiungerete voi.
La fonte del dispositivo è Nuova Elettronica, anno... 1982, mi vergogno quasi a proporvelo perchè assai datato, eppure non è per nulla malvagio, vista la semplicità.
Taratura
Prima ancora di inserire l'integrato nel suo zoccolo e collegare il microamperometro, uA, controllate, accendendo il dispositivo, che l'alimentazione sia corretta: +12 e -12 volt.
Sicuri di questo, inserite, però ad alimentatore spento, il TL081 e lo strumento e date tensione, può essere che il microamperometro non sia fisso ad inizio scala; allora cortocircuitate i puntali e agendo lentamente su P1 ruotate il cursore fino a portare la lancetta dello strumento esattamente sullo zero.
Qualora il punto di zero sullo strumento tendesse a spostarsi a seguito della deriva termica dei componenti, può essere utile sostituire il trimmer P1 con un potenziometro multigiri di eguale valore, accessibile ad una regolazione manuale di volta in volta.
A questo punto procuratevi, da un alimentatore stabilizzato, una tensione continua di 1 volt, applicatela sul punto "A", con il commutatore S1 sulla portata di 1 volt, e ruotate P1 lentamente fino a portare l'indice al valore di 70,7 su 100 divisioni, ricordiamoci che lo strumento è un microamperometro, che dovrà comunque indicare la corrispondente lettura non in µA, ma in Volt.
Allora 70,7 corrisponde al valore efficace di una tensione alternata di 1 volt di picco, con risoluzione a meno di 0,01, pertanto una lettura di 10 divisioni corrisponderà a 1/10 di volt e quella di una sola divisione a 1/100 di volt.
Se non farete questo e porterete l'indice a fondo scala, constaterete che, misurando, per esempio, la tensione di rete, leggerete 311 V che è la tensione di picco dei 220 V efficaci, infatti
volt picco = volt efficaci x √2 e √2 = 1,4142.. .
Per finire, nel caso voleste aumentare la sensibilità di 10 volte, dovrete solo modificare P2 portandolo a 1000 Ohm e R6 portandola a 470 Ohm, tuttavia non esagerate perchè così facendo, capterete facilmente la frequenza di rete di 50 Hz; allo scopo usate un contenitore metallico e curate la schermatura dei cavetti che vanno ai puntali di misura.
E' spiacevole, ma ciò che non sarà facile rintracciare saranno le resistenze a bassa tolleranza (0,5% a strato metallico), però se possedete un vecchio tester analogico o digitale che non funziona, potrete ricavarle da lì, altrimenti pazientemente selezionerete, con l'Ohmmetro, paralleli o serie di resistenze reperibili in commercio, oppure impiegherete trimmer potenziometrici da tarare, al momento, con l'Ohmmetro del vostro tester, secondo i valori indicati nello schema.
Purtroppo, come ho avuto più volte occasione di lamentare, la componentistica discreta, almeno in Italia, sta scomparendo, se la cava solo chi, negli anni trascorsi, ha accumulato fior di paccottiglia di componenti.
Insomma è una tragedia "greca", mentre il teatro è in preda alle fiamme e il primo attore grida::
"Eschilo siori, eschilo! Qui si sofocle, le scale sono euripide, faccino presto sennò tucidide."
Badate ad aver cura di pulire bene i reofori dei componenti in modo che lo stagno possa aderire perfettamente. I componenti accessori come interruttori spie luminose etc. .., anche se non sono indicati, li aggiungerete voi.
La fonte del dispositivo è Nuova Elettronica, anno... 1982, mi vergogno quasi a proporvelo perchè assai datato, eppure non è per nulla malvagio, vista la semplicità.
Taratura
Prima ancora di inserire l'integrato nel suo zoccolo e collegare il microamperometro, uA, controllate, accendendo il dispositivo, che l'alimentazione sia corretta: +12 e -12 volt.
Sicuri di questo, inserite, però ad alimentatore spento, il TL081 e lo strumento e date tensione, può essere che il microamperometro non sia fisso ad inizio scala; allora cortocircuitate i puntali e agendo lentamente su P1 ruotate il cursore fino a portare la lancetta dello strumento esattamente sullo zero.
Qualora il punto di zero sullo strumento tendesse a spostarsi a seguito della deriva termica dei componenti, può essere utile sostituire il trimmer P1 con un potenziometro multigiri di eguale valore, accessibile ad una regolazione manuale di volta in volta.
A questo punto procuratevi, da un alimentatore stabilizzato, una tensione continua di 1 volt, applicatela sul punto "A", con il commutatore S1 sulla portata di 1 volt, e ruotate P1 lentamente fino a portare l'indice al valore di 70,7 su 100 divisioni, ricordiamoci che lo strumento è un microamperometro, che dovrà comunque indicare la corrispondente lettura non in µA, ma in Volt.
Allora 70,7 corrisponde al valore efficace di una tensione alternata di 1 volt di picco, con risoluzione a meno di 0,01, pertanto una lettura di 10 divisioni corrisponderà a 1/10 di volt e quella di una sola divisione a 1/100 di volt.
Se non farete questo e porterete l'indice a fondo scala, constaterete che, misurando, per esempio, la tensione di rete, leggerete 311 V che è la tensione di picco dei 220 V efficaci, infatti
volt picco = volt efficaci x √2 e √2 = 1,4142.. .
Per finire, nel caso voleste aumentare la sensibilità di 10 volte, dovrete solo modificare P2 portandolo a 1000 Ohm e R6 portandola a 470 Ohm, tuttavia non esagerate perchè così facendo, capterete facilmente la frequenza di rete di 50 Hz; allo scopo usate un contenitore metallico e curate la schermatura dei cavetti che vanno ai puntali di misura.
E' spiacevole, ma ciò che non sarà facile rintracciare saranno le resistenze a bassa tolleranza (0,5% a strato metallico), però se possedete un vecchio tester analogico o digitale che non funziona, potrete ricavarle da lì, altrimenti pazientemente selezionerete, con l'Ohmmetro, paralleli o serie di resistenze reperibili in commercio, oppure impiegherete trimmer potenziometrici da tarare, al momento, con l'Ohmmetro del vostro tester, secondo i valori indicati nello schema.
Purtroppo, come ho avuto più volte occasione di lamentare, la componentistica discreta, almeno in Italia, sta scomparendo, se la cava solo chi, negli anni trascorsi, ha accumulato fior di paccottiglia di componenti.
Insomma è una tragedia "greca", mentre il teatro è in preda alle fiamme e il primo attore grida::
"Eschilo siori, eschilo! Qui si sofocle, le scale sono euripide, faccino presto sennò tucidide."