Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В, М.
Введена 07.07.2007
Последнее обновление: Исправлена: 20.10.2009

Часть 1   R-нагрузка

 

 

      Аннотация.   В статье описываются конструктивные варианты переменной измерительной нагрузки большой мощности.

 

 

В радиолюбительской практике нередко возникает необходимость в эквивалентной нагрузке, допускающей изменение её в широком диапазоне сопротивлений и способной рассеивать значительную мощность (например, для испытания мощных источников питания, испытания усилителей мощности звуковых частот, генераторов, коммутирующих и тому подобных устройств).

Если в качестве такой нагрузки предполагается применить набор резисторов (магазин сопротивлений), то к нему предъявляются специфические требования. Прежде всего, такой магазин не должен ни при каких вариантах коммутации резисторов создавать для испытуемого устройства режим короткого замыкания. Во-вторых, обсуждаемый магазин должен обеспечивать такой ряд сопротивлений, чтобы можно было нагружать испытуемый источник ступенями невысокой дискретности, то есть выполнять функции потенциометра (практически достаточно дискретности в 10%). В-третьих, желательно, чтобы установленные в магазин резисторы в процессе их коммутации для составления малых сопротивлений запараллеливались. В противном случае самые низкоомные резисторы магазина придётся брать на слишком большие допустимые мощности рассеивания. Так для испытания источника с напряжением 24 В при токе до 10 А на магазине будет рассеиваться мощность до 240 Вт. По-видимому, радиолюбителю выгоднее применить 10 одинаковых параллельно включённых резисторов с мощностью рассеивания по 24 Вт, тем более, что такой вариант будет возникать нечасто, а в других комбинациях коммутации этот резистор будет работать с явно излишним запасом по рассеиваемой мощности. Наконец, желательно, чтобы при этом выполнялись и функции обычного магазина сопротивлений.

Практически всем перечисленным требованиям удовлетворяет эквивалентная нагрузка, собранная в виде магазина сопротивлений по схеме на рисунке 1-1.

схема широкодиапазонного магазина сопротивлений

Рис. 1-1 Принципиальная схема магазина сопротивлений

Магазин состоит из десяти одинаковых резисторов, коммутируемых при помощи сдвоенных двухпозиционных тумблеров.

Выбранная схема коммутации позволяет получить множество значений результирующего сопротивления от 240 Ом до 2,4 Ом включительно. При отключении всех резисторов (когда все тумблеры переведены в верхнее по схеме состояние) нагрузка оказывается отключённоё от испытуемого источника. Независимо от этого состояния магазин может быть отключен «декретом» при помощи общего выключателя.

В магазине предусмотрены гнёзда для подключения амперметра. При отсутствии амперметра в эти гнёзда можно вставить вилку с замыкающей перемычкой.

Из множества комбинаций в таблицу можно собрать пятьдесят уменьшающихся ступеней с дискретностью не более 10%, сто комбинаций , обеспечивающих работу этой же нагрузки в качестве магазина сопротивлений со ступенями 1 Ом в диапазоне от 3 Ом до 22 Ом, со ступенями 2 Ома в диапазоне от 22 Ом до 92 Ом, со ступенями 5 Ом в диапазоне от 95 Ом до 190 Ом.

В той же таблице можно отметить комбинации для получения стандартных значений. Относительная ошибка не превышает 2% от искомой величины (исключение составляют два значения: 26,67 Ом вместо 26 Ом, где ошибка составляет 2,6%, и 48 Ом вместо значения 47 Ом с ошибкой 2,1%). При всём многообразии комбинаций никакая из них не создаёт угрозы короткого замыкания (минимальное сопротивление – 2,4 Ома).

В исходном состоянии все тумблеры находятся в верхнем (по схеме) состоянии. В этом состоянии цепь нагрузки разомкнута. Переключением тумблера «10» к испытуемому устройству подключается наибольшее сопротивление (последовательное соединение всех десяти резисторов с суммарным значением 240 Ом).

Если одновременно с тумблером «10» переключить вниз (по схеме) тумблер «9», то параллельно резистору R10 подключится резистор R9, и нагрузочное сопротивление уменьшится до 204 Ом. Переключение вслед за тем, к примеру, тумблера «4» приведёт к тому, что к последовательно соединённым резисторам R1¸R3 с общим сопротивлением 72 Ома подключится ячейка, состоящая из резистора R4 (24 Ома), параллельно которому подключена параллельно-последовательная цепь R5¸R8 (96 Ом) и R9¸R10 (12 Ом). Результирующее сопротивление станет равным 91,64 Ома.

Осуществляя другие комбинации включённых и выключенных тумблеров, можно получить другие результирующие сопротивления.

В качестве резисторов я применил проволочные эмалированные сопротивления ПЭВ-40 по 24 Ома. В качестве переключателей – тумблеры ТП1-2. В качестве общего выключателя – тумблер ТВ1.

Для работы предлагаемого эквивалента по прямому назначению к точности результирующих сопротивлений повышенные требования не предъявляются, тем более, что предусмотрен контроль протекающего тока.

Для работы же в качестве магазина сопротивлений можно попытаться повысить точность ступеней предварительным подбором оптимальных комбинаций под конкретные величины сопротивлений. При этом полезно составить таблицу комбинаций.

1984 г.


Просмотров: 3693

Комментарии к статье:

№ 838   jktu bor   2012-11-06 08:31:30
Вполне компактно и изящно.
Явный недостаток: Численное значение сопротивления необходимо "рассчитывать", невозможно просто "считать", так-же, как и задать сопротивление возможно только после "расчета" положения тумблеров.
№ 840   Владимир Максимович   2012-11-06 15:10:05
На №838
     Борис, во всём с Вами согласен. Хочу лишь добавить, что, во-первых, разработанный мной магазин не является измерительным. Это - именно магазин активных нагрузок к выходу мощного УНЧ.
     А во-вторых, разрабатывался он и изготавливался в период, когда любая радиодеталюшка в нашей стране была архидефицитом.

Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]