Цифровой ампервольтметр VAM9020 с дополнительными функциями подсчета времени, мощности и емкости.

В имеющемся линейном регулируемом блоке питания был установлен ампервольтметр, который удовлетворял всем требованиям, но есть в нем один недостаток – малый угол обзора, если смотреть сверху.
Корпус прибора имеет довольно объемный бортик, который немного закрывает показания вольтметра — БП располагается у меня на столе и взгляд падает сверху вниз.
Со временем родилась и окрепла мысль о замене ампервольтметра на прибор с более крупными сегментами индикаторов и лучшими углами обзора.
В конечном итоге в руках оказался даже более функциональный встраиваемый измерительный прибор VAM9020.
Подробности для заинтересованных под катом.



Технические характеристики:
Диапазон измеряемых напряжений:
— 10-90 Вольт (двухпроводная схема подключения);
— 0-90 Вольт (трехпроводная схема подключения);
Диапазон измерения тока: 0-20 Ампер;
Точность измерения напряжения: ± 1% + 2 знака;
Точность измерения тока: ± 2% + 5 знака;
Периодичность измерений: 5 раз в секунду;
Разрядность экрана: 4 знака – 3 знака для значения измеряемой величины и 1 знак для обозначения вида измеряемой величины;
Шаг отображения: 0.01v, 0.01A, 0.01W, 0.01ah, 0.01h;
Дисплей: 0.36 ";
Габаритные размеры: 79 х 43 х 25 мм;
Монтажные размеры: 76,5 х 39,2 мм.

Реализуется и пересылается прибор замотанным в пупырку в небольшом картонном корОбке с наклейкой о содержимом.




Во избежание царапин на лицевую панель наклеена транспортировочная пленка. Но первое визуальное ознакомление с устройством было слегка омрачено тем, что пленка с надписями на лицевой части прибора немного уже проема в корпусе из-за чего по краям видна фальшпанель желтого цвета.



Корпус сделан из мягкого пластика и немного играет, а если, отверстие в лицевой панели, куда планируете устанавливать обозреваемый девайс, сделать чуть меньше, то при установке корпус ампервольтметра практически скроет обнаруженный недостаток.

По бокам корпуса имеются фиксаторы для крепления прибора на лицевых панелях устройств.



Сзади располагается клеммная колодка и наклейка с информацией о подключении по двухпроводной схеме.



Чтобы вынуть электронику из корпуса нужно на верхней и нижней гранях освободить фиксаторы. После чего можно рассмотреть внутренний мир устройства.



Блок электроники легко выходит из корпуса и становится видно, что фальшпанель сделана из стеклотекстолита, а на нее наклеена лицевая панель с транспортировочной пленкой.





Заодно можно понять, что в какой-то другой версии прибора предполагалась светодиодная подстветка, но не в этот раз – отверстия в фальшпанеле есть, а источника света на платах устройства нет. Да и после подробного ознакомления с устройством стало ясно, что при этом функционале подсветка тут и не нужна – четвертый разряд на каждом из двух индикаторов показывает что он измеряет в данный момент.
Для полного устранения просветов текстолитовой фальшпанели применил маркер, просто зарисовав края.



Внутри корпуса видим две платы, размещенные бутербродом. Между платами бронзовые втулки и чтобы рассмотреть платы по отдельности нужно открутить заднюю крышку.




Так платы соединяются друг с другом.



И в отдельном виде выглядят следующим образом



На плате индикации обнаружилось какое-то пятно, которое позже оттер спиртом. Будто бы все и хорошо сделано, но что за клякса?



Особо примечательного на этой плате ничего нет – пара 4-х разрядных индикаторов CAI3461AH красного свечения размером 30х14мм, три регистра 74HC595D три кнопки.
Вторая плата представляет, куда больший интерес.



Чуть выше колодки находится перемычка. В случае ее наличия подключение осуществляется по двухпроводной схеме, и напряжение будет измеряться в диапазоне 10-90 Вольт, ноне потребуется внешний источник питания для электроники устройства.
Если же требуется измерять напряжение от 0 Вольт, то перемычку следует удалить паяльником и использовать внешний источник питания для прибора.



Учитывая, что диапазон измеряемых токов здесь до 20 Ампер, на плате установили параллельно друг другу два токоизмерительных шунта в центре.
За мозговую деятельность отвечает 8-ми битный микроконтроллер с 8 Кб флешпамяти, одним Кб ОЗУ и энергонезависимой памятью EEPROM STM8S003F3P6



Ниже микроконтроллера расположился операционный усилитель 2272I.
В левой части платы находится широко распространенная микросхема для построения DC-DC преобразователей МС34063 и силовой транзистор J122G



При двухпроводной схеме подключения включается прибор уже при 9 Вольтах, но честно измерять напряжение начинает от 10 рекомендованных Вольт. Разумеется, прибор сам потребляет ток, но на его амперметре это потребление не отражается, что будет проверено в дальнейшем.
Кнопками со стрелками можно выбрать отображение измерения/подсчета напряжения, мощности, силы тока, емкости, времени на верхнем и нижнем индикаторе независимо друг от друга.



Так на первом фото здесь напряжение отображается на верхнем индикаторе, а ток на нижнем. На последнем же фото наоборот.
Сравнение замеров напряжений показало некоторую инерционность вольтметра. Если мультиметр при изменении входного напряжения сразу показывает значение, то показания испытуемого меняются чуть медленнее, но все равно приходят к общим значениям.





Подключение нагрузки и сравнение показаний с мультиметром выявило разницу в значениях тока.



Следовательно, требуется калибровка, а для этого необходимо зажать на несколько секунд кнопку OUT на лицевой панели прибора. Он переходит в режим калибровки и первым параметром предлагает настроить значение напряжения. Снова нажимаем кнопку OUT и попадаем в пункт калибровки по току.



Кнопками со стрелками добиваемся нужного значения. Снова нажимаем кнопку OUT и попадаем в пункт сохранения изменений. Здесь кнопками со стрелками выбираем Y (Yes) и снова нажимаем кнопку OUT – прибор запомнил внесенные поправки и принял их ко вниманию.




Ту же процедуру проделал на бОльших токах и результат стал совпадать с показаниями мультиметра.



Калибровка на больших токах не отменяет калибровку на малых, т.е. показываем прибору малые и большие значения, и он их запоминает.

Для сброса до заводских настроек нужно войти в меню калибровки и выбрать самый последний, третий пункт и снова выбрать Yes, подтвердит кнопкой OUT.
Для проверки показаний прибора при подключении по трехпроводной схеме снимаем перемычку, о которой говорил ранее.
Калибровки, сделанные при двухпроводной схеме, в данном случае уже не действуют – прибор завышает показания напряжения в диапазоне 0-13 Вольт (выше уже все в порядке) и снова недосчитывает ток.




Поэтому снова потребовалось откалибровать устройство. Экспериментировал и делал это несколько раз, сбрасывая настройки до заводских. В финале могу сказать, что чем больше создать точек калибровки, тем точнее будут измерения в дальнейшем.









К сожалению очень мощного источника в наличии нет, только БП на 5 ампер и трансформатор, греющийся уже при токах 3-4 ампера.
После калибровки прибор корректно считает мощность, но вот логика счетчика времени осталась загадкой. Шаг 0,01 по индикатору времени равен 36 секундам по секундомеру). Значение 0,10 на табло соответствует 360 секундам. В то же время 1 час на индикаторе равен одному часу на секундомере. Другими словами все, что после запятой представлено в десятичном виде и для того, что бы точно узнать время работы устройства или зарядки аккумулятор придется считать.
По этой причине измерение емкости и сравнение с другими приборами делать не стал.
Ввиду некоторой инерционности устройства, пожалуй, область применения будет несколько ограничена. Для блока питания поищу, что-то другое, но там где процессы не требуют мгновенного мониторинга и носят более постоянный характер, отсчет времени не критичен, обозреваемый прибор может быть кстати.

В итоге у прибора нашел такие минусы:
— не откалиброван с завода;
— по своему отсчитывает время, отсюда вопрос по измеряемой емкости;
— не критичная, но все же инерционность.

Плюсы:
— нормальная читаемость индикаторов под большими углами обзора;
— хорошая обучаемость в плане калибровки;
— возможность настроить индикацию под себя;
— возможность выбора схемы подключения в зависимости от задач;
— широкий диапазон измерения напряжения и тока.