Как из мультиметра сделать вольтметр. Как сделать простой вольтметр своими руками – схемы и рекомендации

Для цифрового контроля напряжения и тока в блоке питания не обязательно самому изготавливать АЦП и индикатор. Для этой цели вполне подойдет китайский мультиметр стоимостью 3-4 доллара, что по цене сопоставимо з затратами на изготовление собственной цифровой индикации.

Для переделки был выбран популярный M830B. Ниже подробно, в картинках расписана переделка мультиметра для индикации напряжения и тока в вашем блоке питания.

Основным смыслом переделки было уменьшение размеров платы с индикатором, т.е. просто часть платы надо было отрезать. Для переделки был приобретен самый простой и дешевый китайский мультиметр M830B. Схему мультиметра M830B можно скачать в нашем файловом архиве. Предел измерения величины напряжения нашей конструкции составит 200 В, а предел по току 10 А. Для выбора режима измерения "Напряжение" - "Ток" используется переключатель S1 с двумя группами контактов. На схеме показано положение переключателя в режиме измерения напряжения.
Вначале надо разобрать мультиметр и вытащить плату. Вид платы со стороны деталей вы можете увидеть на фотке.

А здесь фото платы со стороны индикатора.

Наша конструкция будет размещена на двух платах. Одна плата с индикатором, другая плата с деталями входной части мультиметра и дополнительным стабилизатором на 9 вольт. Схема второй платы приведена на картинке. В качестве резисторов делителя используются выпаянные резисторы с платы мультиметра. Их обозначение на схеме, соответствует обозначениям на плате мультиметра M830B. Также на схеме приведены дополнительные пояснения. Буквы в кружочках соответствуют точкам подключения одной платы к другой. Для питания конструкции используется маломощный стабилизатор напряжения, который подключается к отдельной обмотке трансформатора.

Собственно приступим. Выпаиваем R18, R9, R6, R5. Резисторы R6 и R5 сохраняем для входной части нашей конструкции. Отрезаем верхний контакт R10 от схемы и вырезаем часть дорожки(на фотке помечено крестиками). Выпаиваем R10. Выпаиваем R12 и R11.

R12 и R11 соединяем последовательно. И припаиваем одним концом к верхнему контакту R10, а другим к отрезанной от R10 дорожке. Выпаиваем R20 и запаиваем его на место R9. Выпаиваем R16 и сверлим для него новые отверстия (см. фотку)

Припаиваем R16 на новое место.

А здесь вид на пайку R16 со стороны индикатора.

Берем ножницы по металлу и отрезаем часть платы.

Переворачиваем плату индикатором к себе. Ближний от индикатора контакт R9(теперь там R20) отрезаем от схемы(помечено крестиком). Дальние от индикатора контакты R9(теперь там R20) и R19 соединяем вместе (со стороны индикатора), на фотке обозначено красной перемычкой. Верхний контакт R10 (там теперь R11 и R12) соединяем с нижним контактом R13, на фотке обозначено красной перемычкой. Удаляем часть дорожек помеченных крестиками. И припаиваем перемычку к ближнему от индикатора контакту R9(теперь там R20), взамен удаленной дорожки.

Удаляем помеченные крестиком дорожки, и подготавливаем контактные пятачки для распайки со второй платой, на фотке указаны стрелочками.

Припаиваем перемычку. Припаиваем контактные провода от второй платы, соблюдая соответствие букв(a-A, b-B и т.д.)

Все! Конструкция собрана, приступаем к проверке. Подсоединяем к источнику питания и измеряем напряжение батарейки. Работает!

На этой фотке конструкция встроена в блок питания, для которого и создавалась. При подключенной нагрузке, нажатием кнопки "Напряжение-Ток", на индикаторе высвечивается значение протекающего тока.

Каждый обладатель китайского мультиметра DT830 и подобных ему моделей, обязательно в процессе эксплуатации сталкивался с некоторыми неудобствами, которые не видны на первый взгляд.

Например постоянная разрядка батарейки из-за того что забыли поставить переключатель в положение off. Или отсутствие подсветки, непрактичные провода и многое другое.

Все это легко можно доработать и повысить функциональность вашего дешевого мультиметра до уровня отдельных профессиональных зарубежных моделей. Рассмотрим по порядку, чего же не хватает и что можно добавить в работу любого мультиметра без особых капитальных затрат.

Замена провода и щупов мультиметра

В первую очередь с чем сталкивается 99% пользователей дешевых китайских мультиметров — это выход из строя некачественных щупов для замеров.

Во-первых, кончики щупов могут поломаться. Когда прикасаетесь для измерения к окисленной или слегка ржавой поверхности, чтобы появился надежный контакт, эту поверхность нужно слегка зачистить. Удобнее всего это конечно сделать с помощью самого щупа. Но как только начинаете шкрябать, в этот момент кончик может обломиться.

Во-вторых, сечение проводов идущих в комплекте также не выдерживает никакой критики. Мало того, что они хлипкие, так это еще будет влиять на погрешность работы мультиметра. Особенно когда сопротивление самих щупов при замерах играет существенную роль.

Чаще всего излом провода происходит в местах подсоединения на втычном контакте и непосредственно на пайке острого наконечника щупа.

Когда это произойдет вы удивитесь насколько проводок внутри действительно тонкий.
А между тем мультиметр должен быть рассчитан на измерение токовых нагрузок до 10А! Как это можно сделать с помощью такого провода не понятно.

Вот реальные данные замеров тока потребления для фонариков, выполненные с помощью стандартных щупов идущих в комплекте и с помощью самодельных щупов сечением 1,5мм2. Разница погрешности как видите более чем существенная.

Втычные контакты в разъемы мультиметра также со временем разбалтываются и ухудшают общее сопротивление цепи при измерениях.

В общем однозначный вердикт всех владельцев мультиметров DT830 и других моделей — щупы необходимо дорабатывать или менять сразу же после покупки инструмента.

Если вы счастливый обладатель токарного станка или у вас есть знакомый токарь, то ручки щупов можно изготовить самостоятельно из какого-нибудь изоляционного материала, например кусков ненужного пластика.

Наконечники щупов делаются из заточенного сверла. Сверло само по себе закаленный металл и им можно спокойно соскабливать любой нагар или ржавчину без риска повредить щуп.

При замене втычных контактов лучше всего использовать вот такие штекеры применяемые в аудио аппаратуре под гнезда динамиков.

Если уж совсем колхозить или других вариантов под рукой нет, то в крайнем случае можно применить обычные контакты из разборной вилки.
Они также идеально подходят под разъем на мультиметре.
При этом не забудьте заизолировать термотрубкой концы, которые будут торчать снаружи мультиметра, в местах пайки проводов к вилке.

Когда возможности самостоятельно изготовить щупы нет, то корпус можно оставить прежний, заменив лишь провода.

При этом возможны три варианта:

После замены такие провода очень легко будут собираться в пучок и при этом не путаться.

Во-вторых, они рассчитаны на огромное количество изгибов и переломятся не раньше чем выйдет из строя сам мультиметр.

В третьих погрешность измерений из-за их большего сечения по сравнению с оригинальными будет минимальна. То есть везде сплошные плюсы.

Важное замечание: при замене проводов не нужно стремиться сделать их гораздо длинее тех, что шли в комплекте. Помните что длина провода, как и его сечение влияет на общее сопротивление цепи.

Если будете делать длинные провода до 1,5м, с учетом всех мест соединений, сопротивление на них может доходить до нескольких Ом!

Те, кто не хочет заниматься самоделками, может заказать уже готовые качественные силиконовые щупы с множеством наконечников на АлиЭкспресс .

Чтобы новые щупы с проводом занимали минимум места, можно их скрутить спиралью. Для этого новый провод наматывается на трубку, оборачивается изолентой для фиксации и все это дело прогревается строительным феном в течении пары минут. В итоге получаете вот такой результат.

В дешевом варианте такой фокус не пройдет. А при использовании для разогрева строительного фена изоляция и вовсе может поплыть.

Доработка крепления мультиметра

Еще одно неудобство при измерениях с мультиметром - это нехватка третьей руки. Постоянно приходится в одной руке удерживать мультиметр, а другой работать одновременно двумя щупами.
Если замеры происходят за рабочим столом, то нет проблем. Положил инструмент, освободил руки и работай.

А что делать если измеряешь напряжение в щитке или в распредкоробке под потолком?

Проблема решается просто и недорого. Для того, чтобы иметь возможность закрепить мультиметр на металлической поверхности, на обратной стороне прибора с помощью термоклея или двухстороннего скотча, приклеиваете обыкновенные плоские магниты.

И ваш девайс ничем не будет отличаться от дорогих зарубежных аналогов.

Еще один вариант недорогой модернизации мультиметра в части его удобного размещения и установки на поверхность при замерах - изготовление самодельной подставки. Для этого вам понадобится всего 2 скрепки и термоклей.

А если у вас нет поблизости вообще никакой поверхности где можно разместить инструмент, что делать в этом случае? Тогда можно использовать обыкновенную широкую резинку, например от подтяжек.

Делаете из резинки кольцо, пропускаете его через корпус и все. Таким образом мультиметр можно удобно закрепить прямо на руке, наподобие часов.

Во-первых, теперь мультиметр никогда больше не выпадет из рук, и во-вторых показания всегда будут перед глазами.

Колпачки под щупы

Шипы на концах щупов достаточно острая штука, о которые можно больно уколоться. В некоторых моделях идут в комплекте защитные колпачки, в некоторых нет.
Также они довольно часто теряются. А ведь помимо опасности уколоть палец они еще и защищают контакты от излома, когда мультиметр лежит в сумке вперемежку с другим инструментом.

Чтобы каждый раз не покупать запасные, можно их изготовить самостоятельно. Берете обыкновенный колпачок от гелиевой ручки и смазываете любым маслом наконечник щупа. Делается это для того, чтобы колпачок в процессе изготовления не прилип к поверхности.

Затем заливаете внутреннюю поверхность колпачка термоклеем и одеваете его на острый кончик.
Дожидаетесь пока термоклей застынет и спокойно снимаете получившийся результат.

Подсветка мультиметра

Функция которой не хватает мультиметру в плохо освещенных местах - подсветка дисплея. Решить эту проблему не сложно, достаточно применить:

Проделываете в корпусе сбоку отверстие для выключателя. Приклеиваете отражатель под дисплеем индикации и припаиваете два проводка к контактам кроны.
От них подается питание на выключатель и далее на светодиоды. Конструкция готова.

В конечном результате самодельная доработка подсветки мультиметра будет выглядеть вот так:

Батарейка с подсветкой будет расходоваться значительно быстрее, поэтому не забывайте отключать выключатель когда естественного освещения будет вполне достаточно.

Замена кроны в мультиметре на литий ионный аккумулятор от телефона

В последние годы стала очень популярной переделка мультиметра по замене питания с оригинальной кроны на литий ионную батарейку от сотовых телефонов и смартфонов. Для этих целей помимо самого аккумулятора понадобится зарядно-разрядные платы. Покупаются они на Алиэкспрессе или других интернет магазинах.

Плата защиты от переразряда у подобных элементов питания изначально встроена в батарейку в верхней ее части. Нужна она чтобы аккумулятор не разрядился свыше номинально допустимых норм (примерно 3 Вольт и ниже).

Зарядная же плата не дает перезарядить аккумулятор свыше 4,2 Вольт (ссылка на aliexpress).
Кроме этого понадобится плата повышающая напряжение от 4В до необходимых 9В (ссылка на aliexpress).

Сама батарейка компактно помещается на задней крышке и нисколько не мешает ее закрытию.
Предварительно на повышающем модуле необходимо выставить выходное напряжение в 9 Вольт. Подключаете его проводками к еще не переделанному мультиметру и отверткой выкручиваете требуемое значение.

В корпусе под зарядный разъем микро или мини usb придется проделать отверстие.

Сам повышающий модуль располагается в месте где должна стоять крона.

Обязательно позаботьтесь о том, чтобы проводки от модуля до батарейки были необходимой длины. В будущем это позволит без проблем снимать крышку, и располовинив корпус, заниматься при необходимости внутренней ревизией мультиметра.

После размещения внутри всех деталей остается запаять проводки согласно схемы и залить все термоклеем, чтобы ничего не шевелилось при перемещении прибора.

Термоклеем желательно залить не только корпус, но и контакты с проводами, чтобы продлить их срок службы.

Существенным недостатком такого мультиметра на литий ионном аккумуляторе является его работа, а вернее не работа при отрицательных температурах.

Стоит вашему мультиметру полежать в багажнике машины или в сумке зимой в течение длительного времени, и вы сразу же вспомните о батарейке кроне.

И задумаетесь, а была ли полезна такая переделка? Решать в конечном итоге конечно же вам, исходя из условий эксплуатации прибора.

Доработка кнопки включения и отключения на мультиметре

Последний вариант доработки мультиметра с переходом на литий ионные аккумуляторы целесообразно еще более усовершенствовать, поставив кнопку отключения в цепь питания преобразователя к аккумулятору.

Во-первых, преобразователь сам потребляет небольшой ток, даже в режиме ожидания, когда мультиметр не работает.

Во-вторых, благодаря такому переключателю не придется лишний раз щелкать самим мультиметром чтобы его выключать. Многие девайсы именно из-за этой причины выходят из строя раньше времени.

Какие-то дорожки раньше времени стираются, другие начинают коротить между собой. Так что кнопочка отключения всего прибора разом, будет очень кстати.

Еще один совет от опытных пользователей китайских мультиметров - чтобы переключатель прослужил долго и исправно, сразу же после покупки разберите и смажьте места скольжения шариков переключателя.

А на плате рекомендуется промазать техническим вазелином дорожки. Так как у новых девайсов нет смазки и переключатель быстро изнашивается.

Сделать кнопочку можно как во внутреннем исполнении, если найдете свободное место, так и во внешнем. Для этого придется просверлить всего два микро отверстия под проводки питания.

Фонарик в мультиметре

Еще одна инновация для мультиметра - дополнительная опция фонарика. Часто приходится с помощью прибора искать повреждение в щитах и распредшкафах подвалов, замыкания проводки в помещениях где нет света.

В схему добавляется обыкновенный белый светодиод и кнопка конкретно для его включения. Проверить насколько хватит светового потока от данного светодиода очень легко. Для этого даже не придется его разбирать.

Ножку анода диода ставите в разъем Е, а ножку катода в разъем С (ножка анода длиннее, чем катод). Все это проделывается в разъемах для режима измерения транзисторов на колодке P-N-P.

Светодиод будет светиться в любых положениях переключателя и потухнет, только когда вы сами отключите мультиметр. Чтобы все это смонтировать внутри, необходимо на монтажной плате найти нужные выводы и припаять два проводка к эмиттеру (разъем Е) и коллектору (разъем С). В разрыв провода впаивается кнопка и монтируется через отверстие в корпусе мультиметра.

Закрепляете все термоклеем и получаете портативный фонарик-мультиметр.

Здравствуй дорогой читатель. Иногда возникает необходимость иметь «под рукой» небольшой простенький вольтметр. Сделать такой вольтметр своими руками не составит большого труда.

О пригодности вольтметра для измерения напряжений в тех или иных цепях судят по его входному сопротивлению, которое складывается из сопротивления рамки стрелочного прибора и сопротивления добавочного резистора. Так как на разных пределах добавочные резисторы имеют разные номиналы, то и входное сопротивление прибора будет другим. Чаще вольтметр оценивают его относительным входным сопротивлением, характеризующим отношение входного сопротивления прибора к 1В измеряемого напряжения, например 5кОм/В. Это удобнее: входное сопротивление вольтметра на разных пределах измерений разное, а относительное входное сопротивление постоянное. Чем меньше ток полного отклонения стрелки измерительного прибора Iи, используемого в вольтметре, тем больше будет его относительное входное сопротивление, тем точнее будут производимые им измерения. В транзисторных конструкциях приходится измерять напряжение от долей вольта до нескольких десятков вольт, а в ламповых еще больше. Поэтому однопредельный вольтметр неудобен. Например, вольтметром со шкалой на 100В нельзя точно измерить даже напряжения 1- 5В, так как отклонение стрелки получится малозаметным. Поэтому нужен вольтметр, имеющий хотя бы три — четыре предела измерений. Схема такого вольтметра постоянного тока показана на рис.1. Наличие четырех добавочных резисторов R1, R2, R3 и R4 свидетельствует о том, что вольтметр имеет четыре предела измерений. В данном случае первый предел 0-1В, второй 0-10В, третий 0-100В и четвертый 0-1000В.
Сопротивления добавочных резисторов можно рассчитать по формуле, вытекающей из закона Ома: Rд= Uп/Iи — Rп, здесь Uп — наибольшее напряжение данного предела измерений, Iи – ток полного отклонения стрелки измерительной головки, а Rп – сопротивление рамки измерительной головки. Так, например, для прибора на ток Iи = 500мкА (0,0005А) и рамкой сопротивлением 500 Ом сопротивление добавочного резистора R1, для предела 0-1В должно быть 1,5кОм, для предела 0-10В — 19,5кОм, для предела 0-100В — 199,5кОм, для предела 0-1000 – 1999,5кОм. Относительное входное сопротивление такого вольтметра будет 2кОм/В. Обычно, в вольтметр монтируют добавочные резисторы с номиналами, близкими с расчетными. Окончательно же «подгонку» их сопротивлений производят при градуировке вольтметра путем подключения к ним параллельно или последовательно других резисторов.

Если вольтметр постоянного тока дополнить выпрямителем, преобразующим переменное напряжение в постоянное (точнее — пульсирующее), получим вольтметр переменного тока. Возможная схема такого прибора с однополупериодным выпрямителем показана на рис.2. Работает прибор следующим образом. В те моменты времени, когда на левом (по схеме) зажиме прибора положительная полуволна переменного напряжения, ток идет через диод Д1 и далее через микроамперметр к правому зажиму. В это время диод Д2 закрыт. Во время положительной полуволны на правом зажиме, диод Д1 закрывается, и положительные полуволны переменного напряжения замыкаются через диод Д2, минуя микроамперметр.
Добавочный резистор Rд рассчитывают так же, как и для постоянных напряжений, но полученный результат делят на 2,5-3, если выпрямитель прибора однополупериодный, или на 1,25-1,5, если выпрямитель прибора двухполупериодный — рис.3. Более точно сопротивление этого резистора подбирают опытным путем во время градуировки шкалы прибора. Можно рассчитать Rд и по другим формулам. Сопротивление добавочных резисторов вольтметров выпрямительной системы, выполненных по схеме на рис.2, вычисляют по формуле:
Rд = 0,45*Uп/Iи – (Rп + rд);
Для схемы на рис.3 формула имеет вид:
Rд = 0,9*Uп/Iи – (Rп + 2rд); где rд – сопротивление диода в прямом направлении.
Показания приборов выпрямительной системы пропорциональны средне выпрямленному значению измеряемых напряжений. Шкалы же их градуируют в среднеквадратических значения синусоидального напряжения, поэтому показания приборов выпрямительной системы равны среднеквадратичному значению напряжения лишь при измерении напряжений синусоидальной формы. В качестве выпрямительных диодов используются германиевые диоды Д9Д. Такими вольтметрами можно измерять и напряжение звуковой частоты до нескольких десятков килогерц. Шкалу для самодельного вольтметра можно начертить с помощью программы FrontDesigner_3.0_setup.

Прелюдия

Изучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я на модуль цифрового вольтметра:

Китайцы "выкатили" вот такие ТТХ: 3-digit red color display; Voltage: 3.2~30V; Working temperature: -10~65"C. Application: Voltage testing.

Не совсем он мне подходил в блок питания (показания не от нуля - но это расплата за питание от измеряемой цепи), зато недорого.
Решил взять и разбираться на месте.

Схема модуля вольтметра

На поверку модуль оказался не так уж и плох. Выпаял индикатор, срисовал схему (нумерация деталей показана условно):

К сожалению, чип остался неопознанным - маркировка отсутствует. Возможно, это какой-то микроконтроллер. Номинал конденсатора С3 неизвестен, выпаивать мерять не стал. С2 - предположительно 0.1мк, тоже не выпаивал.

Обработать напильником по месту...

А теперь о доработках, которые необходимы, чтоб довести этот "показиметр" до ума.

1. Чтобы он начал измерять напряжение менее 3 Вольт, нужно выпаять резистор-перемычку R1 и на ее правую (по схеме) контактную площадку подать напряжение 5-12В с внешнего источника (выше можно, но нежелательно - стабилизатор DA1 сильно греется). Минус внешнего источника подать на общий провод схемы. Измеряемое напряжение подавать на штатный провод (который был изначально припаян китайцами).

2. После доработки по п.1 диапазон измеряемого напряжения увеличивается до 99.9В (ранее он был ограничен максимальным входным напряжением стабилизатора DA1 - 30В). Коэффициент деления входного делителя около 33, что дает нам максимально 3 вольта на входе DD1 при 99,9В на входе делителя. Я подавал максимум 56В - больше у меня нету, ничего не сгорело:-), но и погрешность возросла.

4. Чтобы переместить или совсем выключить точку, нужно выпаять ЧИП-резистор R13 10кОм, который находится рядом с транзистором и вместо него запаять обычный резистор 10кОм 0.125Вт между дальней от подстроечного ЧИП-резистора контактной площадкой и соответствующим управляющим сегментным выводом DD1 - 8, 9 или 10.
Штатно точка засвечивается на средней цифре и база транзистора VT1 соответственно через ЧИП 10кОм подключена к выв. 9 DD1.

Ток, потребляемый вольтметром, составил около 15мА и менялся в зависимости от количества засвеченных сегментов.
После описанной переделки весь этот ток будет потребляться от внешнего источника питания, не нагружая измеряемую цепь.

Итого

И в заключении еще несколько фото вольтметра.

Заводское состояние

С выпаяным индикатором, вид спереди

С выпаяным индикатором, вид сзади

Индикатор тонирован автомобильной тонировочной пленкой (20%) для уменьшения яркости и улучшения видимости индикатора на свету.
Очень рекомендую его затонировать. Обрезков тонировочной пленки вам с удовольствием дадут бесплатно в любом автосервисе, занимающемся тонировкой.

Также в Интернете встречаются иные модификации этого модуля, но суть переделок от этого не меняется - если Вам попался не такой модуль, просто скорректируйте схему по плате, выпаяв индикатор или прозвонив цепи тестером и вперед!

Любителям сделать все своими руками предлагается простой тестер на основе микроамперметра М2027-М1, у которого диапазон измерения 0-300 мкА, внутреннее сопротивление 3000 Ом, класс точности 1,0.

Необходимые детали

Это тестер, имеющий магнитоэлектрический механизм для измерения тока, поэтому он мерит только постоянный ток. Подвижная катушка со стрелкой крепится на растяжках. Применяется в аналоговых электроизмерительных приборах.

Найти на блошином рынке или купить в магазине радиодеталей проблем не составит. Там же можно приобрести и остальные материалы и компоненты, а также приставки к мультиметру. Кроме микроамперметра потребуется:

Если человек решил сделать себе мультиметр своими руками, значит, других измерительных приборов у него нет. Исходя из этого, и будем дальше действовать.

Выбор диапазонов измерения и вычисление номиналов резисторов

Определим для тестера диапазон измеряемых напряжений. Выберем три самых распространенных, покрывающих большинство потребностей радиолюбителя и домашнего электрика. Это диапазоны от 0 до 3 В, от 0 до 30 В и от 0 до 300 В.

Максимальный ток, проходящий через самодельный мультиметр равен 300 мкА. Поэтому задача сводится к подбору добавочного сопротивления, при котором стрелка отклонится на полную шкалу, а на последовательную цепочку Rд+ Rвн будет подано напряжение, соответствующее предельному значению диапазона.

То есть на диапазоне 3 В Rобщ=Rд+Rвн= U/I= 3/0,0003=10000 Ом,

где Rобщ – это общее сопротивление, Rд – добавочное сопротивление, а Rвн – внутреннее сопротивление тестера.

Rд=Rобщ-Rвн=10000-3000=7000 Ом или 7кОм.

На диапазоне 30 В общее сопротивление должно быть равно 30/0,0003=100000 Ом

Rд=100000-3000=97000 Ом или 97 кОм.

Для диапазон 300 В Rобщ=300/0,0003=1000000 Ом или 1 мОм.

Rд=1000000-3000=997000 Ом или 997 кОм.

Для измерения токов выберем диапазоны от 0 до 300 мА, от 0 до 30 мА и от 0 до 3 мА. В этом режиме шунтирующее сопротивление Rш подсоединяется к микроамперметру параллельно. Поэтому

Rобщ=Rш*Rвн/(Rш+Rвн).

А падение напряжения на шунте равно падению напряжения на катушке тестера и равно Uпр=Uш=0,0003*3000=0,9 В.

Отсюда в интервале 0…3 мА

Rобщ=U/I=0,9/0,003=300 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=300*3000/(3000-300)=333 Ом.

В диапазоне 0…30 мА Rобщ=U/I=0,9/0,030=30 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=30*3000/(3000-30)=30,3 Ом.

Отсюда в интервале 0…300 мА Rобщ=U/I=0,9/0,300=3 Ом.

Тогда
Rш=Rобщ*Rвн/(Rвн-Rобщ)=3*3000/(3000-3)=3,003 Ом.

Подгонка и монтаж

Чтобы сделать тестер точным, нужно подогнать номиналы резисторов. Эта часть работы самая кропотливая. Подготовим плату для монтажа. Для этого надо расчертить ее на квадратики размером сантиметр на сантиметр или немного меньше.

Затем, сапожным ножом или чем-нибудь подобным по линиям прорезается медное покрытие до основы из стеклотекстолита. Получились изолированные контактные площадки. Отметили, где будут расположены элементы, получилось подобие монтажной схемы прямо на плате. В дальнейшем, к ним будут припаяны элементы тестера.

Чтобы самодельный тестер выдавал правильные показания с заданной погрешностью, все его компоненты должны иметь характеристики по точности такие же, как минимум, и даже выше.

Внутреннее сопротивление катушки в магнитоэлектрическом механизме микроамперметра будем считать равным заявленным в паспорте 3000 Ом. Количество витков в катушке, диаметр провода, электропроводность металла, из которого сделана проволока известны. Значит, данным завода-изготовителя верить можно.

А вот напряжения батареек на 1,5 В могут немного отличаться от заявленных производителем, а знание точного значения напряжения потом потребуются для измерения тестером сопротивления резисторов, кабелей и других нагрузок.

Определение точного напряжения батарейки

Для того чтобы самому выяснить действительное напряжение батарейки потребуется хотя бы один точный резистор номиналом 2 или 2,2 кОм с погрешностью 0,5%. Этот номинал резистора выбран из-за того, что при последовательном подключении с ним микроамперметра, общее сопротивление цепи составит 5000 Ом. Следовательно, проходящий через тестер ток будет около 300 мкА, и стрелка отклонится на полную шкалу.

I=U/R=1,5/(3000+2000)=0,0003 А.

Если тестер покажет, к примеру, 290 мкА, значит, напряжение батареи равно

U=I*R=0,00029(3000+2000)=1,45 В.

Теперь зная точное напряжение на батарейках, имея одно точное сопротивление и микроамперметр можно подобрать необходимые номиналы сопротивления шунтов и добавочных резисторов.

Сбор блока питания

Блок питания для мультиметра собирается из двух последовательно соединенных батареек по 1,5 В. После этого к нему подключается последовательно микроамперметр и предварительно отобранный по номиналу резистор в 7 кОм.

Тестер должен показать значение близкое к предельному току. Если прибор зашкалит, то последовательно к первому резистору необходимо подсоединить второй, маленького номинала.

Если показания меньше 300 мкА, то параллельно к этим двум резисторам, подключают сопротивление большого номинала. Это уменьшит общее сопротивление добавочного резистора.

Такие операции продолжаются до тех пор, пока стрелка не установится на пределе шкалы в 300 мкА, что сигнализирует о точной подгонке.

Для подбора точного резистора на 97 кОм, выбираем ближайший, подходящий по номиналу, и проделываем те же процедуры, что и с первым на 7 кОм. Но так как здесь необходим источник питания 30 В, то потребуется переделка питания мультиметра из батарей на 1,5 В.

Собирается блок с выходным напряжением 15-30 В, на сколько хватит. К примеру, получилось 15 В, тогда всю подгонку делают из расчета, что стрелка должна стремится к показанию 150 мкА, то есть к половине шкалы.

Это допустимо, так как шкала тестера при измерении тока и напряжения линейная, но желательно работать с полным напряжением.

Для регулировки добавочного резистора в 997 кОм для диапазона 300 В понадобятся генераторы постоянного тока или напряжения. Их можно использовать и как приставки к мультиметру при измерении сопротивлений.

Номиналы резисторов: R1=3 Ом, R2=30,3 Ом, R3=333 Ом, R4 переменный на 4,7 кОм, R5=7 кОм, R6=97 кОм, R7=997 кОм. Подбираются подгонкой. Питание 3 В. Монтаж можно сделать навеской элементов прямо на плате.

Разъем можно установить на боковой стенке коробки, в которую врезается микроамперметр. Щупы изготавливаются из одножильного медного провода, а шнуры к ним из многожильного.

Подключение шунтов осуществляется перемычкой. В результате из микроамперметра получается тестер, которым можно мерить все три основных параметра электрического тока.