Electrical parameter tester - вольт-ампер-ватт- метр и не только.

При изготовлении различных блоков питания, зарядных устройств, электронных нагрузок существует необходимость измерять напряжение и ток, ну и, естественно, отображать в удобном виде. Для этого существует множество встраиваемых приборов, один из которых я уже обозревал, а прибор аналогичный тому что в моём новом обзоре — обозревал уважаемый kirich. Однако в его обзоре приборчик был на 3А, данный же — на 10А.

Поставляется приборчик в небольшой коробочке. В комплекте сам прибор, инструкция, и пара разъемов с проводами



Инструкция обещает нам измерение:
напряжения от 0 до 33В с точностью +-(0.3%+2 единицы младшего разряда)
тока от 0 до 9.99А с точностью +-(1%+2 единицы младшего разряда)
мощности до 99,99(330,0)Вт
энергии до 3300.0Вт*ч
емкости до 99,999А*ч
времени до 99ч 59мин
температуры от -15 до 60 градусов



Также в инструкции содержатся несколько схем подключения. И тут я хочу обратить внимание всех пользователей этого и подобных приборов на один факт, который часто упускают из вида.

Впрочем, начну с того какие тут вообще есть провода.

Три тонких: черный — общий питания, красный — плюс питания, желтый — измеряемое напряжение
два толстых: красный это «плюсовой» вход для измерения тока, и черный — это выход токового шунта, соединяемый с общим/минусовым проводом источника. Впрочем, всё это видно на схемах из инструкции, а внимание я хотел заострить на тонком черном проводе. он используется ТОЛЬКО в случае применения ВНЕШНЕГО ИЗОЛИРОВАННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ для прибора. В случае питания от того же источника что и нагрузка — он остаётся в воздухе, иначе через него пойдёт ток нагрузки параллельно штатному шунту, и измерения будут неправильными!

Размеры отверстия для установки — 46х25мм, при этом нужно учитывать тот факт, что в таких корпусах защелки сделаны весьма оригинальным способом, и при защелкивании в отверстие корпуса упираются в стекло и/или индикатор. то есть лучше их как-то подрезать, или ставить прибор в корпус устройства в разобранном виде — вначале корпус прибора, а потом уже его внутренности установить в корпус

Тут на фото видно что между защитным стеклом и стенками корпуса зазор минимальный:


Есть еще один нюанс. за счет того что у нас все провода подключаются разъемами — значительно растёт установочная глубина:


Из-за токового разъема нужно обеспечить милиметров так 35 свободного пространства вглубь.

Кишочки. Схема проста и незатейлива: операционник LM358, стабилизатор M5333B, микроконтроллер 8S003F3P6. В уголочках приютились шунт и терморезистор, который при использовании устройства разумно выпаять и перенести в нужное место.



индикатор с надписью на шлейфе 00991-MF1-A. шлейф припаян к плате.



Размеры изображения, кстати, 24х12мм, читаемость отличная, несмотря на маленькие размеры. Но, конечно, для людей с плохим зрением и для наблюдения издалека — не подойдёт.

Потребляет приборчик около 10мА в диапазоне от 5 до 25В, работать начинает где-то от 4.5В, но я бы рекомендовал не ниже 5В.


Внешний вид и управление


На индикаторе у нас присутствует более крупная индикация тока и напряжения справа, а слева сверху вниз:
время от включения устройства (не нагрузки!) в часах и минутах
мощность нагрузки
ячейка памяти и температура
ну и в нижней строке емкость и энергия в ампер-часах и ватт-часах соответственно.

Слева от индикатора присутствует кнопка — единственный орган управления.

О ячейках памяти. Ячеек тут две: нулевая и первая. Переключение между ячейками осуществляется, понятное дело, кнопкой. В них сохраняются значения емкости и энергии. При этом в нулевой ячейке после выключения и включения питания они автоматически стираются, предварительно несколько раз помигав — чтоб вы не забыли их записать. Стирание значения производится длительным нажатием на кнопку. Увеличение этих значений происходит в процессе работы только у текущей ячейки, вторая при этом «стоит на месте», то есть переключили на первую — считаем в первой, переключились на нулевую — продолжили считать с того места где переключались.

Еще одно предназначение кнопки — автокалибровка нуля по току. Для этого при отключенной нагрузке включаем прибор с зажатой кнопкой и держим ее до появления символов ААА на экране.

Перейдём к метрологии.

Для начала — таймер. В сравнении с довольно точным, но не поверенным, секундомером отставание таймера устройства составило порядка 15с за 30 минут.

Далее — напряжение и ток.

Проверять будем при помощи «эталонного» UT61E и вот такого источника образцового напряжения:


Ну и лабораторного БП для более высоких напряжений и токов.

Производитель заявляет для напряжения 0.3%+2 единицы младшего разряда. Собственно, на эти две единицы у нас вольтметр и «врёт» — внизу диапазона занижает, вверху — завышает. «Выравнивается» где-то на 20В.


Для низких напряжений ситуация закономерно несколько хуже, тут уже в 0.3%+2 единицы прибор укладывается не всегда:


Амперметр аналогично — укладывается в заявленные +-2 единицы младшего разряда:


Десятки миллиампер проверил «на всякий случай», потому что тут измеряемые величины сопоставимы с погрешностью:


Но как видим всё что выше 100мА — вполне уже можно измерять.

Подытоживая: приборчик неплохой, вкладывается в заявленные параметры (за исключением малых напряжений), хорошо читаемый индикатор, простое управление.
Из минусов я б отметил мелковатый индикатор, «нюансы» с корпусом при установке, ну и хотелось бы всё же доколупаться к отсутствию калибровок и неидеальной точности ;) Но это очевидно не того класса прибор, так что это я именно что докапываюсь. Для более точных измерений есть более интересный приборчик (с более высокой разрядностью, калибровкой, и надо полагать внешним АЦП), который на момент заказа я то-ли не заметил, то-ли их не было на складе…

Собираюсь его использовать для электронной нагрузки — следите за новостями! ;)

UPD: тут у товарища в комментах возникли сомнения по поводу зависимости точности измерения от способа подключения — с питанием от схемы и с внешним питанием. результат эксперимента:




и о математике


8.75+1,02=8,925 — по ваттам сходится
8,925*0,5=4,46 — по вт*ч сходится
1,02*,05=0,51 — по А*ч не сходится на 0,014 (примерно +5%) — прибор несколько завышает емкость. НО, как я неоднократно писал в комментах, эксперимент нельзя считать полностью достоверным, потому что ток НЕ стабилизирован.