Voltmeter IC:een spanningsmeetinstrument

Over  Voltmeter IC，Het meten van de spanning tussen twee punten op uw elektronische circuit kan tal van voordelen opleveren. Het laat u bijvoorbeeld weten of het elektrische apparaat, zoals een batterij, presteert zoals bedoeld. De voltmeter zal u ook informeren over het spanningsverschil van die batterij. Voltmeters hebben over het algemeen een speciale chip met geïntegreerde schakelingen, zoals de ICL7107, die helpt bij het leveren van nauwkeurige metingen. In principe integreren deze op het circuit samen met een zeven-segments LED-display.

Dit artikel beschrijft een digitaal voltmetercircuit van het paneeltype dat u op elk elektronisch apparaat kunt gebruiken. Dus laten we beginnen!

1. Wat is Voltmeter IC?

(Een digitale voltmeter is voorzien van de IC L7107 voor nauwkeurige spanningsmetingen. Bron:Wikimedia Commons)

Een voltmeter-IC levert AC- of DC-spanningsmetingen en geeft de waarde in numerieke vorm weer. Veel maken vooral gebruik van de ICL7107 3.5 ADC van Intersil. En het toont metingen variërend van 0-2000V met een nauwkeurigheid van 0,1% en werkt op minder dan 200mA. Bovendien ondersteunt het circuit van een ICL7107 beeldschermstuurprogramma's, een klok, zevensegmentdecoders en een referentiespanningsbron.

Variërende omstandigheden kunnen echter van invloed zijn op de prestaties, waaronder variatie in voedingsspanning, temperatuur, ingangsimpedantie, enz.

2. Werking van digitale voltmeter

(een digitale voltmeter die de spanning van een batterij meet.)

Ingangsspanningsbereik

Houd er rekening mee dat een digitale voltmeter (DVM) een ingangsbereik heeft van ±1 V tot 1000 V. Ondertussen biedt een precisie-DVM een ingangsweerstand van 1 GΩ met een bereik van 0-20V.

Ontwerp en werkingsprincipe

De verzwakker van een digitale voltmeter heeft een serieweerstand, die het ingangssignaal verlaagt. Als resultaat komen de spanningsniveaus van punt A overeen met de ingangsspanning, V_in . Met de spanningsdelingsregel kun je zien dat punt B (R2) een lagere spanning bevat in vergelijking met punt A (R1). Ondertussen blijft de spanning van punt C (R3) lager dan zowel A als B.

(Digitale voltmeters hebben een verzwakker. Bron:Wikimedia Commons)

Over het algemeen beperkt de verzwakker eventuele overtollige spanning om te voorkomen dat deze andere geïntegreerde componenten beschadigt. Het werkt ongetwijfeld als een vooraf gedefinieerd resistief netwerk dat een elektronisch circuit beschermt door middel van demping. Over het algemeen wordt dit gedefinieerd als een decade-verzwakking, die de decimale telling van de digitale voltmeter geeft. Daarom zal het uitvoeren van verzwakking resulteren in machten van tien.

Bovendien levert de ingang van de ADC Vin/N als ingangsspanning:

:N =1, 10, 100, 1000

Bovendien biedt de ADC van het circuit analoog naar digitaal conversiemogelijkheden, waardoor een digitale output wordt geproduceerd. In dit geval heeft een digitaal signaal twee niveaus:0 en 1. Dit proces levert een reeks digitale pulsen op, en dus komt één puls overeen met 1mV.

Daarna ontvangt de decenniumteller de digitale pulsen. In feite bevat het drie-decenniumtellers opgesteld in een cascadeconfiguratie. Elk geeft 10 tellingen, beginnend van 0 tot 9. In het bijzonder tellen ze alle drie tot 1000.

Vervolgens voert de DC 7447 een conversieproces uit om BD-waarden op het zevensegmentendisplay weer te geven. Ten slotte verwijst de decimale puntselector naar de positie van de decimaal op basis van de grootte van de spanning.

3. Voltmeter IC– Soorten digitale voltmeters

(Er zijn momenteel verschillende typen digitale voltmeters op de markt.)

DVM-type helling

Het DVM-type met hellingshoek meet de tijd die nodig is om de ingangsspanning te laten dalen tot 0V. Het meet ook hoe lang het duurt voordat het hellingsspanningsniveau stijgt van 0V naar de ingangsspanning.

Dual-slope integrerend type DVM

Het DVM-type DVM met dubbele helling werkt wanneer schakelaar S gedurende een specifiek tijdsinterval analoge invoer op de integrator toepast. Vervolgens neemt het ingangsspanningsniveau van de comparator toe tot een toepasselijke positieve waarde. Wanneer dit vaste tijdsinterval eindigt, komt de spanningstoenamesnelheid overeen met de ingangsspanning.

De telling wordt geconfigureerd naar nul terwijl de schakelaar overgaat naar referentiespanning. Op dit punt neemt de output van de integrator af totdat een waarde wordt bereikt die lager is dan de interne referentiespanning van de comparator. Daarna activeert een signaal de telling om te eindigen.

Integreren type DVM

Een DVM van het integrerende type heeft een conversietechniek van spanning naar frequentie. Kortom, het genereert pulsen die gelijk zijn aan de grootte van de ingangsspanning. Over het algemeen produceert dit een reeks pulsen, waarvan de frequentie afhankelijk is van de gemeten spanning.

Opeenvolgende benadering DVM

Zoals de naam al doet vermoeden, heeft de DVM voor opeenvolgende benaderingen een omzetter voor opeenvolgende benaderingen. In dat geval voert hij 1000 metingen per seconde uit. Ten eerste verdeelt het een startpuls naar de start/stop-multivibrator. Vervolgens geeft een 8-bits besturingsregister 10000000 weer. Daarom wordt de uitgang van de DAC geconfigureerd op de helft van de referentiespanning.

Over het algemeen gaat de meetcyclus door en stopt wanneer de laatste telling is bereikt.

4. Hoe maak je een digitale voltmeter met ICL7107?

We hebben een doe-het-zelf-project voor een digitale voltmeter bijgevoegd bij ICL7107. Lees hieronder verder voor meer informatie!

Circuitdiagram:

(schakelschema digitale voltmeter)

Het eenvoudige digitale voltmetercircuit meet gelijkspanningen in het bereik van 0-200V.

Vereiste componenten:

• PCB – 1x
• Zeven segmenten LED-display – 4x
• 555 IC-timer – 1x
• LM7805 – 1x
• ICL7107 – 1x
• 9V/12V voeding – 1x
• 47k weerstand – 1x
• 1k weerstand – 5x
• 22k weerstand – 1x
• 10k weerstand – 1x
• 120k weerstand – 1x
• 5k potentiometer – 1x
• 100nF condensator – 3x
• 10uF condensator – 2x
• 100pF condensator – 1x
• 220nF condensator – 1x
• 47nF condensator – 1x
• LED – 1x
• 1N4148 diode – 2x
• Probe – 1x

Stappen:

Volg deze stappen om het circuit te reproduceren.

PCB-bestelling en fabricage:

Deze stap omvat over het algemeen het online bestellen van uw printplaat en OurPCB biedt voor dit doel fabricageservices voor printplaten.

Circuitkalibratie:

U moet het circuit inschakelen en alle ingangsklemmen kortsluiten. Stel daarna de R6-weerstand fijn af totdat het display 0V aangeeft.

De componenten aansluiten:

(Je moet de details op het circuit solderen.)

Sluit eerst het ICL7107, IC 555-oscillatorcircuit en alle componenten aan zoals weergegeven in het schakelschema. Voeg vervolgens de vier LED-displays met zeven segmenten toe en sluit ze aan zoals weergegeven. Integreer vervolgens de LM7805 in het circuit. U moet ook de GND-pin met de grond verbinden. Sluit daarna de IN-pin aan op VCC en de OUT-pin op de R10 1k-weerstand. Verbind vervolgens die weerstand met de LED, die verbinding maakt met de grond. Sluit bovendien het positieve uiteinde van de C8 10uF-condensator aan op de OUT-pin en de negatieve draad op de aarde.

Samenvatting

Om samen te vatten, een digitaal voltmetercircuit helpt ervoor te zorgen dat uw apparaat goed werkt. Het bereikt dit door twee spanningspunten te meten en een digitaal nummer te produceren. Natuurlijk moet dat aantal een conversieproces doorlopen voordat het op het zeven-segments LED-display verschijnt. Daarna verschijnt het getal in cijferformaat, dat de ingangsspanning vertegenwoordigt. Over het algemeen zijn digitale voltmeters nuttig gebleken voor professionals en iedereen die hun projecten maakt.

Heeft u vragen over het voltmeter IC? Neem gerust contact met ons op!