Звуковой пробник: Звуковой пробник-омметр (4 варианта)

Содержание

Звуковой пробник-омметр (4 варианта) - Просто о технологиях

Автор adminВремя чтения 37 мин.Просмотры 67Опубликовано

Что такое Омметр? Практика измерения сопротивления омметром

Омметр – это измерительный прибор, служащий для определения величины сопротивления в электрических цепях. Сопротивление измеряется в Омах и обозначается латинской буквой R. О том, что такое Ом в популярной форме изложено в статье сайта «Закон силы тока».

Структурная схема и обозначение на схемах Омметра

Измерительный прибор Омметр структурно представляет собой стрелочный или цифровой индикатор с последовательно включенной батарейкой или источником питания, как показано на фотографии.

Функцию измерения сопротивления имеют все комбинированные приборы – стрелочные тестеры и цифровые мультиметры.

На практике, прибор, который измеряет только сопротивление, используется для особых случаев, например, для измерения сопротивления изоляции при повышенном напряжении, сопротивления заземляющего контура или как образцовый, служащий для поверки других омметров боше низкой точности.

На электрических измерительных схемах омметр обозначается греческой буквой омега заключенной в окружность, как показано на фотографии.

Подготовка Омметра для измерений

Ремонт электропроводки, электротехнических и радиотехнических изделий заключается в проверке целостности проводов и в поиске нарушения контакта в их соединениях.

В одних случаях сопротивление должно быть равно бесконечности, например сопротивление изоляции. А в других – равно нулю, например сопротивление проводов и их соединений. А в некоторых случаях равно определенной величине, например сопротивление нити накала лампочки или нагревательного элемента.

Внимание! Измерять сопротивление цепей, во избежание выхода из строя Омметра, допускается выполнять только при полном их обесточивании.

Необходимо вынуть вилку из розетки или вынуть батарейки из отсека.

Если в схеме есть электролитические конденсаторы большей емкости, то их необходимо разрядить, закоротив выводы конденсатора через сопротивление номиналом около 100 кОм на несколько секунд.

Как и при измерениях напряжения, перед измерением сопротивления, необходимо подготовить прибор. Для этого нужно установить переключатель прибора в положение, соответствующее минимальному измерению величины сопротивления.

Перед измерениями следует проверить работоспособность прибора, так как могут быть плохими элементы питания и Омметр может не работать. Для этого нужно соединить между собой концы щупов.

У тестера стрелка при этом должна установиться точно на нулевую отметку, если не установилась, то можно покрутить ручку «Уст. 0». Если не получится, надо заменить батарейки.

Для прозвонки электрических цепей, например, при проверке электрической лампочки накаливания, можно пользоваться прибором, у которого сели батарейки и стрелка не устанавливается на 0, но хоть немного реагирует при соединении щупов.

Судить о целостности цепи будет возможно по факту отклонения стрелки.

Цифровые приборы должны тоже показывать нулевые показания, возможно отклонение в десятых долях омов, за счет сопротивления щупов и переходного сопротивления в контактах подключения их к клеммам прибора.

При разомкнутых концах щупов, стрелка тестера должна установиться в точку, обозначенную на шкале ∞, а в цифровых приборах, мигать перегрузка или высвечиваться цифра 1 на индикаторе с левой стороны.

Омметр готов к работе. Если прикоснуться концами щупов к проводнику, то в случае его целостности, прибор покажет нулевое сопротивление, в противном случае, показания не изменятся.

В дорогих моделях мультиметров есть функция прозвонки цепей со звуковой индикацией, обозначенная в секторе измерения сопротивлений символом диода.

Она очень удобна при прозвонке низкоомных цепей, например проводов кабеля витых пар для Интернета или бытовой электропроводки.

Если провод цел, то прозвонка сопровождается звуковым сигналом, что освобождает от необходимости считывать показания с индикатора мультиметра.

Примеры из практики измерения сопротивления изделий

Теоретически обычно все понятно, однако на практике часто возникают вопросы, на которые лучше всего помогут ответить примеры проверки омметром наиболее часто встречающихся изделий.

Проверка ламп накаливания

Перестала светить лампочка накаливания в светильнике или в автомобильных бортовых приборах, как узнать причину? Неисправен может быть выключатель, электрический патрон или электропроводка.

С помощью тестера легко проверяется любая лампа накаливания из домашнего светильника или фары автомобиля, нити накала ламп дневного света и энергосберегающих ламп.

Для проверки достаточно установить переключатель прибора в положение измерения минимального сопротивления и прикоснуться концами щупов к выводам цоколя лампочки.

Сопротивление нити накала лампочки составило 51 Ом, что свидетельствует о ее исправности. Если бы нить была в обрыве, то прибор показал бы бесконечное сопротивление. Сопротивление галогенной лампочки на 220 В мощностью 50 ватт при свечении составляет около 968 Ом, автомобильной лампочки на 12 вольт мощностью 100 ватт, около 1,44 Ом.

Стоит заметить, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном состоянии (когда лампочке не горит) в несколько раз меньше, чем в разогретом. Это связано с физическим свойством вольфрама. Его сопротивление с разогревом нелинейно возрастает. Поэтому лампы накаливания, как правило, перегорают в момент включения.

К сожалению светодиодные и энергосберегающие лампы без разборки мультиметром не проверить, так как питающее напряжение с выводов цоколя подается на диодный мост драйвера.

С помощью онлайн калькулятора вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление любой лампочки накаливания или нагревательного элемента, например, ТЭНа, электрического паяльника.

Бывает у наушников в одном из излучателей, или в обоих сразу, звук искажаться, периодически исчезает или отсутствует. Тут возможны два варианта, либо неисправны наушники, или устройство, с которого поступает сигнал. С помощью омметра легко проверить, в чем причина и локализовать место неисправности.

Для проверки наушников нужно подсоединить концы щупов к их разъему. Обычно наушники подключаются к аппаратуре с помощью разъема типа Джек 3,5 мм, показанному на фотографии.

Одним концом щупа прикасаются к общему выводу, а вторым по очереди к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть одинаковым и составлять около 40 Ом. Обычно в паспорте на наушники сопротивление указывается.

Если сопротивление каналов сильно отличается, то возможно в проводах имеется короткое замыкание или обрыв провода. Убедиться в этом легко, достаточно концы щупов подсоединить к выводам правого и левого каналов. Сопротивление должно быть в два раза больше, чем одного наушника, то есть уже 80 Ом. Практически измеряется суммарное сопротивление последовательно включенных излучателей.

Если сопротивление при шевелении проводников во время измерений изменяется, значит, провод в каком-то месте перетертый. Обычно провода перетираются в местах выхода из Джека или излучателей.

Для локализации места обрыва провода нужно во время измерений, изгибать провод локально, зафиксировав остальную его часть. По нестабильности показаний омметра вы определите место дефекта.

Если у Джека, то нужно приобрести разборный разъем, откусить старый с участком плохого провода и распаять провод на контакты нового Джека.

Если обрыв находится у входа в наушники, то нужно их разобрать, удалить дефектную часть провода, зачистить концы и припаять, к тем же контактам, к которым провода были припаяны раньше. В статье сайта «Как паять паяльником» Вы можете ознакомиться об искусстве пайки.

Измерение номинала резистора (сопротивления)

Резисторы (сопротивления) широко применяются в электрических схемах. Поэтому при ремонте электронных устройств возникает необходимость проверки исправности резистора или определения его величины.

На электрических схемах резистор обозначается в виде прямоугольника, внутри которого иногда пишут римскими цифрами его мощность. I – один ватт, II – два ватта, IV – четыре ватта, V – пять ватт.

Проверить резистор (сопротивление) и определить его номинал можно с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления.

В секторе режима измерения сопротивления, предусмотрено несколько положений переключателя. Это сделано для того, чтобы повысить точность результатов измерений.

Например, положение 200 позволить измерять сопротивления величиной до 200 Ом. 2k – до 2000 Ом (до 2 кОм). 2M – до 2000000 Ом. (до 2 МОм). Буква k после цифр обозначает приставку кило – необходимость умножения числа на 1000, M обозначает Мега, и число нужно умножить на 1 000 000.

Если переключатель установить в положение 2k, то при измерении резистора номиналом 300 кОм прибор покажет перегрузку. Необходимо переключить его в положение 2М. В отличие, от измерения напряжения, в каком положении находится переключатель, не имеет значения, всегда можно в процессе измерений его переключить.

Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов


по цветовой маркировке

Иногда при проверке резистора, омметр показывает, какое-то сопротивление, но если резистор в результате перегрузок изменил свое сопротивление и оно уже не соответствует маркировке, то такой резистор применять недопустимо.

Современные резисторы маркируются с помощью цветных колец. Определить номинала резистора, маркированного цветными кольцами удобней всего с помощью онлайн калькулятора.

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов


маркированных 4 цветными кольцами

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов


маркированных 5 цветными кольцами

Полупроводниковые диоды широко применяются в электрических схемах для преобразования переменного в постоянный ток, и обычно при ремонте изделий, после внешнего осмотра печатной платы в первую очередь проверяют диоды. Диоды изготавливают из германия, кремния и других полупроводниковых материалов.

По внешнему виду диоды бывают разной формы, прозрачные и цветные, в металлическом, стеклянном или пластмассовом корпусе. Но они всегда имеют два вывода и сразу бросаются в глаза. В схемах в основном применяются выпрямительные диоды, стабилитроны и светодиоды.

Условное обозначение диодов на схеме представляет собой стрелку, упирающуюся в отрезок прямой линии.

Обозначается диод латинскими буквами VD, за исключением светодиодов, которые обозначаются буквами HL, В зависимости от назначения диодов в схему обозначения вносятся дополнительные элементы, что и отражено на чертеже выше. Так как в схеме диодов бывает больше одного, то для удобства после букв VD или HL добавляется порядковый номер.

Проверить диод гораздо легче, если представлять, как он работает. А работает диод как ниппель. Когда Вы надуваете мячик, резиновую лодку или автомобильное колесо, то воздух в них входит, а обратно его не пускает ниппель.

Диод работает точно также. Только пропускает в одну сторону не воздух, а электрический ток. Поэтому для проверки диода нужен источник постоянного тока, которым и может служить мультиметр или стрелочный тестер, так как в них установлена батарейка.

Выше представлена структурная схема работы мультиметра или тестера в режиме измерения сопротивления. Как видно, на клеммы подается напряжение постоянного тока определенной полярности.

Плюс принято подавать на красную клемму, а минус на черную. При прикосновении к выводам диода таким образом, что плюсовой выход прибора окажется на анодном выводе диода, а минусовой на катоде диода, то ток через диод пойдет.

Если щупы поменять местами, то диод ток не пропустит.

Диод обычно может иметь три состояния – быть исправным, пробитым или в обрыве. При пробое диод превращается в отрезок провода, будет пропускать ток при любом порядке прикосновении щупов. При обрыве напротив, ток не будет идти никогда. Редко, но бывает и еще одно состояние, когда изменяется сопротивление перехода. Такую неисправность можно определить по показаниям на дисплее.

По выше приведенной инструкции можно проверять выпрямительные диоды, стабилитроны, диоды Шоттки и светодиоды, как с выводами, так и в SMD исполнении. Рассмотрим, как проверять диоды на практике.

В первую очередь необходимо, соблюдая цветовую маркировку, вставить в мультиметр щупы. Обычно в COM вставляется черный провод, а в V/R/f – красный (это плюсовой вывод батарейки).

Далее необходимо установить переключатель режимов работы в положение прозвонки (если есть такая функция измерений), как на фотографии или в положение 2kOm.

Включить прибор, сомкнуть концы щупов и убедиться в его работоспособности.

Практику начнем с проверки древнего германиевого диода Д7, этому экземпляру уже 53 года. Диоды на основе германия сейчас практически не выпускают из-за высокой стоимости самого германия и низкой предельной рабочей температуры, всего 80-100°С. Но эти диоды имеют самое маленькое падение напряжения и уровень собственных шумов.

Их очень ценят сборщики ламповых усилителей звука. В прямом включении падение напряжения на диоде из германия составляет всего 0,129 В. Стрелочный тестер покажет приблизительно 130 Ом. При смене полярности мультиметр показывает 1, стрелочный тестер покажет бесконечность, что означает очень большое сопротивление.

Данный диод исправен.

Порядок проверки кремниевых диодов не отличается от проверки сделанных из германия. На корпусе диода, как правило, помечается вывод катода, это может быть окружность, линия или точка.

В прямом включении падение на переходе диода составляет около 0,5 В. У мощных диодов напряжение падения меньше, и составляет около 0,4 В. Точно также, проверяются стабилитроны и диоды Шоттки.

Падение напряжения у диодов Шоттки составляет около 0,2 В.

У мощных светодиодов на прямом переходе падает более 2 В и прибор может показывать 1. Но тут сам светодиод является индикатором исправности. Если при прямом включении видно, даже самое слабое свечение светодиода, то он исправен.

Надо заметить, что некоторые типы мощных светодиодов состоят из цепочки включенных последовательно несколько светодиодов и внешне это не заметно. Такие светодиоды иногда имеют падение напряжения до 30 В, и проверить их возможно только от блока питания с напряжением на выходе более 30В и включенным последовательно со светодиодом токоограничивающим резистором.

Проверка электролитических конденсаторов

Различают два основных вида конденсаторов, простые и электролитические. Простые конденсаторы можно включать в схему как угодно, а электролитические только с соблюдением полярности, иначе конденсатор выйдет из строя.

На электрических схемах конденсатор обозначается двумя параллельными линиями. При обозначении электролитического конденсатора обязательно обозначается его полярность подключения знаком «+».

Электролитические конденсаторы низко надежны, и являются самой распространенной причиной отказа электронных блоков изделий. Вздутый конденсатор в блоке питания компьютера или другого устройства, не редкая картина.

Тестером или мультиметром в режиме измерения сопротивления можно успешно проверять исправность электролитических конденсаторов, или как еще говорят, прозвонить.

Конденсатор нужно выпаять из печатной платы и обязательно разрядить, чтобы не повредить прибор. Для этого нужно закоротить его выводы металлическим предметом, например пинцетом.

Для проверки конденсатора переключатель на приборе нужно установить в режим измерения сопротивления в диапазоне сотен килоом или мегаом.

Далее нужно, прикоснутся щупами к выводам конденсатора. В момент касания стрелка прибора должна резко отклониться по шкале и медленно вернуться в положение бесконечного сопротивления.

Скорость отклонения стрелки зависит от величины емкости конденсатора. Чем емкость конденсатора больше, тем медленнее будет возвращаться на место стрелка.

Цифровой прибор (мультиметр) при прикосновении щупов к выводам конденсатора, сначала покажет маленькое сопротивление, а затем все возрастающее вплоть до сотен мегом.

Если поведение приборов отличается от выше описанного, например сопротивление конденсатора составляет ноль Ом или бесконечность, то в первом случае имеется пробой между обмотками конденсатора, а во втором, обрыв. Такой конденсатор неисправен и применению не подлежит.

Звуковой пробник-омметр (4 варианта)

Для “прозвонки” радиодеталей и монтажных цепей часто используют авометр в режиме измерения сопротивлений либо отдельный омметр со стрелочным индикатором. При работе с ним то и дело приходится переводить взгляд на стрелку.

Если же особая точность измерений не требуется, применяют более простой пробник со световым индикатором на лампе накаливания или светодиоде. Но и на такой прибор все же приходится часто поглядывать.

Поэтому удобнее пользоваться пробником со звуковой сигнализацией, собрать который мы и предлагаем по одной из приведенных схем (рис. 1-3). Звуковым индикатором служит миниатюрный головной телефон, встроенный в корпусе пробника либо подключаемый отдельно через микротелефонное гнездо.

Применение кремниевых транзисторов обеспечит высокую надежность и экономичность устройств. При разомкнутых щупах потребление тока от источника напряжения 1,5 В (элемент 316 или 332) практически отсутствует, а в режиме индикации его величина не превышает 3 мА.

Все устройства собраны на основе необычного блокинг-генератора, выполненного по “трехточечной” схеме. У первого пробника (рис.1) секции Iа и Iб первичной обмотки трансформатора Т1 непосредственно включены соответственно в цепи базы и коллектора транзистора VT1, а телефон BF1 является нагрузкой вторичной обмотки Т1.

В исходном состоянии (щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты) источник питания G1 отключен от генератора, и звука в телефоне нет. Если щупы замкнуть между собой, напряжение питания через ограничительный резистор R1 поступает на устройство.

Через секцию Iа трансформатора на базе транзистора возникает положительное смещение, и благодаря сильной положительной обратной связи (ПОС) между секциями обмотки I генератор возбудится. Из телефона послышится звук низкого тона (его частота определяется параметрами всех входящих в генератор элементов).

Если в проверяемой цепи имеется сопротивление, оно, естественно, окажется включенным последовательно с резистором R1.

В результате токи коллектора и базы уменьшатся, снизив тем самым и глубину ПОС, действующую между коллекторно-базовыми цепями транзистора, что, в свою очередь, приведет к изменению характера звука в телефоне – тональность повысится, а громкость станет меньше.

Ориентируясь по этим признакам, можно на слух приблизительно определить величину сопротивления в границах измерительного интервала, составляющего для данного пробника около 1 кОм. Когда при касании щупами участка измеряемой цепи в телефоне слышны только шорохи, это указывает, что сопротивление данного участка превышает 1 кОм. Полное отсутствие звука означает обрыв или же косвенно позволяет предположить, что сопротивление проверяемой цепи слишком велико.

Но если вам потребуется пробник, реагирующий звуковым сигналом на более высокое сопротивление цепи, скажем до 100 кОм, воспользуйтесь схемой, представленной на рисунке 2.

Ее отличие от предыдущего варианта в том, что здесь работой блокинг-генератора управляет измерительная цепь, подключаемая посредством щупов между крайним выводом секции 1a обмотки трансформатора Т1 и выводом базы транзистора VT1.

Если проверяемый участок не нарушен, через него, во-первых, поступает напряжение смещения на базу VT1 и, во-вторых, замкнется цепь ПОС: транзистор откроется, и заработает звуковой генератор. Когда между щупами связь нарушена, общая цепь подачи смещения и ПОС окажется оборванной, транзистор VT1 закрыт, генератор работать не будет.

Потребляемый устройством в этом режиме ток – не более 0,1 мкА- настолько мизерный, что на ресурс элемента практически не влияет. Поэтому выключатель оказался не нужен. Налаживание обоих пробников сводится к подбору сопротивления резистора R1, добиваются наиболее гром кого звука низкой тональности при замкнутых щупах. Третий пробник совершеннее своих собратьев.

Наличие кнопочного переключателя SB1 (рис.3) и связанных с ним резисторов R2 и R3 позволило ввести два предела индикации: 0- 20 Ом и 0-200 кОм. Расширение пределов измерения достигнуто благодаря применению двух транзисторов (VT1 и VT2), включенных по схеме так называемого составного транзистора.

Причем внутреннее сопротивление участка “коллектор – эмиттер” VT1 зависит от результирующего положительного смещения на его базе, создаваемого делителем напряжения, составленного из сопротивлений проверяемой цепи и резистора R2 (или R3). Это транзистор управляет работой блокинг-генератора на VT2, влияя таким образом на частоту и амплитуду его колебаний, воспроизводимых капсюлем BF1.

Если же щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты либо исследуемая цепь имеет обрыв, звука не будет, поскольку транзистор VT1 будет находиться в закрытом состоянии, разрывая общую цепь подачи питания и ПОС с обмотки Ia трансформатора на базу транзистора VT2, который вследствие этой причины также оказывается закрытым.

В данном режиме потребляемый ток не превышает 0,1-0,2 мкА, что много меньше тока саморазряда элемента G1. В рассматриваемой конструкции нет необходимости в дополнительном резисторе, ограничивающем ток базы VT1, поскольку в любом случае этот ток не превышает предельно допустимых значений для данного типа транзистора. Объясняется это тем, что VT1 работает в режиме микротоков – ток через его участок “коллектор – эмиттер” ограничен активным сопротивлением обмотки секции Iа трансформатора Т1, резистора R1 и перехода “база – эмиттер” VT2 и составляет не более 0,4- 0,6 мА; ток базы VT1 всегда много меньше этой величины.

Налаживание пробника-омметра удобнее предварительно выполнить, собрав его на временной макетной плате, исключив элементы SB1, R2, R3. Закорачивают щупы и, подбирая сопротивление резистора R1, добиваются наиболее громкого звука низкого тона.

Затем, подсоединив ко входу устройства переменный резистор на 680 кОм или 1 МОм и медленно увеличивая его сопротивление, определяют полный диапазон индикации пробника, отметив положение движка в момент исчезновения звука в теле фоне. Отключают резистор и замеряют полученное сопротивление авометром, составляющее, как правило, 350-500 кОм.

В этих границах могут быть образованы два любых измерительных предела. Скажем, для установки предела “20 Ом” ко входу пробника подсоединяют постоянный резистор такой же величины (стандартный резистор на 22 Ом) и, временно включив резистор R2 между эмиттером VT2 и базой VT1, подбирают его сопротивление по минимуму громкости в телефоне – получают верхнюю границу этого предела.

Затем точно так же ко входу пробника подсоединяют резистор на 200 кОм и, подбирая номинал резистора R3, настраивают предел “200 к”. После чего детали с временной наладочной платы переносят на постоянную. Если достаточен только один измерительный предел, схему пробника можно упростить. Исключив элементы SB1, R2, R3, получим измерительный предел, соответствующий рабочему диапазону прибора.

В том случае, когда нужен более низкий предел индикации, между эмиттером VT2 и базой VT1 устанавливают шунтирующий резистор, сопротивление которого подбирают в соответствии с вышесказанными рекомендациями.

На практике, однако, чаще возникает потребность в пробнике с несколькими измерительными пределами, позволяющем точнее определять сопротивление исследуемых цепей. Схема такого прибора – на рисунке 4.

Пробник имеет пять пределов индикации, причем из них четыре образуются в момент замыкания соответствующей кнопки SB1-SB4, а наиболее высокоомный, пятый предел, равный полному диапазону прибора, создается, когда все кнопки отжаты (эта позиция отображена на рисунке 4). Для пробника применимы следующие элементы.

Транзисторы – любые серий КТ201, КТ312, КТ315, КТ342, КТ373 структуры n-p-n, с коэффициентом передачи тока базы более 30. А поменяв полярность источника питания G1 на обратную, можно использовать транзисторы КТ104, КТ203, КТ350 – КТ352, КТ361 с любым буквенным индексом структуры p-n-p. Резисторы МЛТ-0,125 – МЛТ-0,5.

Т1 – выходной трансформатор от любого малогабаритного транзисторного радиоприемника. Переключатели пределов индикации – кнопочные малогабаритные типы КМ-1, КМД-1. Подойдут и самодельные, изготовленные на базе микропереключателя МП1-1,МП3-1,МП5,МП7,МП9,МП10, МП11, или тумблер МТ1-1 (рис.3).

BF1-электромагнитный капсюль ДЭМШ-1, микротелефон ТМ-2А или другой с сопротивлением катушки постоянному току 180- 300 Ом. Не исключено применение телефонных капсюлей с меньшим сопротивлением катушки, однако в последнем случае верхняя граница измерительного диапазона будет ниже.

Описанные пробники пригодны для “прозвонки” монтажа различных конструкций, проверки предохранителей, переключателей, ламп накаливания, нагревательных элементов, катушек индуктивности, обмоток трансформаторов, электродвигателей и электромагнитных реле, резисторов и других деталей.

Полупроводниковые приборы – диоды и транзисторы – проверяют, сравнивая прямое и обратное сопротивление их p-n переходов. В случае пробоя звук будет при любом положении щупов; при обрыве звук отсутствует. Кроме того, можно проверять качество конденсаторов и приблизительно оценивать их емкость. Чем выше измерительный предел пробника, тем на меньшую емкость он способен отреагировать звуковым сигналом.

Удобный звуковой пробник для проверки печатных плат

» Схемы » Измерения · Печатные платы

18-12-2009

Jerry O'Keefe

Пробник, схема которого изображена на Рис.1 – удобный инструмент для проверки дорожек на печатных платах. Для тестирования применяется напряжение меньшее напряжения открывания переходов база-эмиттер, поэтому прибор можно применять для проверки плат с установленными полупроводниками. Пробник выдает разные звуковые сигналы, в зависимости от состояния проверяемой цепи.

Кликните для увеличения 

Рисунок 1.

Сопротивление
Частота звука, Гц

Короткое замыкакние
1933

1 Ом
1888

10 Ом
1541

100 Ом
741

1 кОм
190

10 кОм
30

100 кОм
5.6

Обрыв
~1

При коротком замыкании пробник выдает непрерывный тон с частотой 2 кГц, а при обрыве сигнал на выходе имеет вид «тиков» – коротких звуковых импульсов, повторяющихся примерно через одну секунду.

Этот чувствительный прибор со звуковой индикацией идеально подходит для прозвонки цепей, поскольку не требуется переводить взгляд с проверяемых дорожек платы на шкалу измерительного прибора.

Чтобы найти проводники, соединяющиеся с какой-либо точкой на плате, достаточно установить в эту точку один щуп прибора, а другим сканировать остальные участки схемы. При обнаружении соединения, вы услышите резко повышающийся тон.

Со временем вы научитесь быстро определять качество дорожек по по характеру звука, который может изменяться в широких пределах. Можно даже определять присутствие конденсаторов в проверяемой цепи, по изменению тона сигнала в процессе их заряда.

Чувствительность изображенной на рис.1 схемы достаточна для заметного изменения тона при прикосновении к цепи влажным пальцем.

R1 задает смещение 0.4 мА для токового зеркала, собранного на транзисторах Q1 и Q2. «Сердцем» этой схемы является чувствительный к сопротивлению транзистор Q1. Ток заряда конденсатора С2 определяется сопротивлением между эмиттером Q1 и шиной питания VCC.

Напряжение на конденсаторе С2 нарастает линейно, поскольку заряжается он от источника тока. При достижении напряжением на конденсаторе С2 порога срабатывания таймера IC1, на выходе последнего появляется импульс. Время разряда конденсатора С2 задается сопротивлением резистора R2.

Микросхема IC2 74C74 преобразует импульсы таймера NE555 в меандр для нормальной работы пьезоэлектрического излучателя.

При ежедневном использовании прибора девятивольтовая батарея служит примерно один год.

edn.com

Пробники для проверки схем

  Данные устройства предназначены для проверки (прозвонки) монтажа собранных конструкций, проверки правильности соединений и соответствии принципиальной схемы.

Несомненным удобством пробников является наличие сигнализации, которая позволяет контролировать целостность той или иной цепи.
  Одна из возможных схем пробника приведена на Рис.1.

В нём три маломощных транзистора, два резистора, светодиод и источник питания.

  В исходном состоянии все транзисторы закрыты, поскольку на их базах относительно эмиттера нет напряжения смещения.

Если же соединить между собой выводы «К зажиму» и «К электроду», в цепи базы транзистора VT1 потечёт ток, значение которого зависит от сопротивления резистора R1. Транзистор откроется, и на его коллекторной нагрузке – резисторе R2 появится падение напряжения.

В результате откроются транзисторы VT2 и VT3 и через светодиод VD1 потечёт ток. Светодиод вспыхнет, что и послужит сигналом исправности проверяемой цепи.

  Пробник можно собрать в любом варианте. Как один из них в виде небольшого пластмассового корпуса, который можно прикрепить к ремешку от наручных часов. Снизу к ремешку (напротив корпуса прикрепляют металлическую пластину – электрод, соединённую с резистором R1. Когда ремешок застёгнут на руке, электрод прижат к ней.

В этом случае пальцы выполняют роль щупа пробника. При использовании браслета никакой дополнительной пластины – электрода не понадобится – вывод резистора R1 соединяют с браслетом.
  Зажим пробника подсоединяют, например, к одному из концов проводника, который нужно отыскать в жгуте или «прозвонить» в монтаже.

Касаясь пальцами поочерёдно концов проводников с другой стороны жгута, нужный проводник находят по появлению свечения светодиода. В данном случае между щупом и зажимом оказывается включённым не только сопротивление проводника, но сопротивление части руки Тем не менее проходящего через эту цепь тока достаточно, чтобы пробник «сработал» и светодиод вспыхнул.

  Транзистор VT1 может быть любой из серии КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50, VT2 и VT3 – любые маломощные низкочастотные, соответствующей структуры и с коэффициентом передачи тока не менее 60 (VT2) и 20 (VT3).
  Светодиод АЛ102 экономичен ( потребляет ток не более 5 мА ), обладает небольшой яркостью свечения.

Если она будет недостаточна для ваших целей можно установить светодиод АЛ102Б. В этом случае ток потребления возрастёт в несколько раз ( конечно в момент индикации ).
  Источник питания – два аккумулятора Д-0,06 или Д 0,07, соединённые последовательно.

Выключателя питания в пробнике нет, поскольку в исходном состоянии ( при разомкнутой базовой цепи первого транзистора ) транзисторы закрыты, и ток потребления ничтожен – он соизмерим с током саморазряда источника питания.
  Пробник можно собрать и на транзисторах одинаковой структуры, например по приведённой на Рис.2 схеме.

Правда, он содержит несколько больше деталей, чем предыдущая конструкция, но зато его входная часть оказывается защищенной от электромагнитных цепей, приводящих иногда к ложному вспыхиванию светодиода.
  В этом пробнике работают кремниевые транзисторы серии КТ315, характеризующиеся малым током коллекторного перехода в широком диапазоне температур.

При использовании транзисторов с коэффициентом передачи тока 25 … 30 входное сопротивление пробника составит 10 … 25 Мом. Повышение входного сопротивления нецелесообразно из-за вероятности ложного индицирования внешними наводками и посторонними проводимостями.
Как и в предыдущем случае, в исходном состоянии устройство практически не потребляет энергии.

Потребляемый ток в режиме индикации не превышает 6 мА.
  Корректировать входное сопротивление прибора можно подбором резистора R3, предварительно подключив ко входу цепочку резисторов общим сопротивлением 10 … 25 Мом и добиваясь минимальной яркости светодиода.

В случае отсутствия светодиода вместо него можно использовать в обоих вариантах малогабаритную лампу накаливания на напряжение 2.5 В и потребляемый ток 0,068 А (например, лампу МН 2,5-0,068). Правда, в этом случае придётся уменьшить сопротивление резистора R1 примерно до 10 кОм и подобрать его точнее по яркости свечения лампы при замкнутых входных проводниках.

  В схемах пробников также можно использовать и звуковую индикацию. Схема одного из них, прикреплённого к руке с помощью браслета, приведена на Рис.3. Он состоит из чувствительного электронного ключа на транзисторах VT1, VT4 и генератора звуковой частоты (ЗЧ), собранного на транзисторах VT2, VT3 и миниатюрном телефоне BF1.

Частота колебаний генератора равна частоте механического резонанса телефона. Конденсатор С1 снижает влияние наводок переменного тока на работу индикатора. Резистор R2 ограничивает ток коллектора транзистора VT1, а значит, и ток змиттерного перехода транзистора VT4.

Резистором R4 устанавливают наибольшую громкость звучания телефона, резистор R5 влияет на надёжность работы генератора при изменении питающего напряжения.
  Звуковым излучателем BF1 может быть любой миниатюрный телефон сопротивлением от 16 до 150 ом. Источник питания — аккумулятор Д-0,06 или подобный.

Транзисторы — любые кремниевые соответствующей структуры, с коэффициентом передачи тока не менее 100 и обратным током коллектора не более 1 мкА.
Конструкция монтируется на изоляционной планке или плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Планку (или плату) помещают, например, в металлический корпус в виде наручных часов, с которым соединён металлический браслет. Напротив излучателя в крышке корпуса вырезают отверстие, на боковой стенке укрепляют миниатюрное гнездо разъема ХТ1, в которое вставляют удлинительный проводник с щупом ХР1 ( им может быть зажим «крокодил» ) на конце.

Несколько иная схема пробника приведена на Рис.4. В ней используются как кремниевые, так и германиевые транзисторы. Конденсатор С2 шунтирует по переменному току электронный ключ, а конденсатор С3 — источник питания.

Транзистор VT1 желательно подобрать с коэффициентом передачи тока не менее 120 и обратным током коллектора менее 5 мкА, VT2 — с коэффициентом передачи не менее 50, VT3 и VT4 — не менее 20 ( и обратным током коллектора не более 10 мкА ). Звуковой излучатель BF1 — капсюль ДЭМ-4 ( или подобный ) сопротивлением 60 … 130 Ом.
  Пробники со звуковой индикацией потребляют несколько больший ток по сравнению с предыдущими, поэтому при больших перерывах в работе желательно отключать источник питания.

  На Рис.5 изображена схема пробника — омметра. Он бывает необходим если при «прозвонки» также желательно измерить примерное сопротивление цепи. Диапазон измеряемых им сопротивлений — от единиц ом до 25МОм.
Схему омметра составляет пробник приведённый на Рис.2.

Только в омметре параллельно резистору R3 подключают ( в зависимости от диапазона измерений ) один из резисторов R5 — R7.
  Пока щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты ( ничто не подключено ), транзисторы закрыты и пробник не потребляет ток от источника GB1.

Но стоит подключить щупы, например к кому-нибудь резистору, как в цепи базы составного транзистора VT1VT2 потечёт ток. Сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора VT2 уменьшится и в его цепи также потечёт ток, который создаст на эмиттерном переходе транзистора VT3 падение напряжения.

Оно будет тем больше, чем меньше сопротивление проверяемого резистора и чем больше сопротивление нижнего плеча резистора делителя (резистора R3 и одного из резисторов R5 — R7).

В показанном на схеме положении кнопочных выключателей SB1 — SB3 этого напряжения будет достаточно для открывания транзистора VT3 и зажигания светодиода при сопротивлении проверяемого резистора (или цепи) менее 25 МОм. Если же нажать кнопку выключателя SB1, светодиод зажжётся только при сопротивлении до 1 МОм.

При нажатии остальных кнопок светодиод будет реагировать лишь на сопротивление, не превышающее обозначенного у кнопки предела.
  Транзисторы могут быть серий КТ306, КТ312, КТ315 с любым буквенным индексом, но возможно большим коэффициентом передачи и меньшим обратным током коллектора. Светодиод — АЛ102А, АЛ102Г, АЛ307А.

Резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. Остальные детали — любого типа.
   Налаживание пробника сводится к установки выбранных пределов измерения. Сначала подбирают щупы пробника к цепочке последовательно соединённых резисторов общим сопротивлением 25 МОм и подбором резистора R3 добиваются минимальной яркости свечения светодиода.

Затем щупы подключают к резистору сопротивлением 1 МОм и тех же результатов добиваются подбором резистора R5 при нажатой кнопке выключателя SB1. Аналогично поступают на оставшихся пределах измерения. Следует заметить, что светодиод вспыхивает тем ярче, чем больше коэффициент передачи тока транзистора VT3.
  Максимальный ток, потребляемый пробником в режиме измерения, не превышает 10 мА.
 ИСТОЧНИК: Б. С. Иванов «В ПОМОЩЬ РАДИОКРУЖКУ», Москва, «Радио и связь», 1990г, стр.4 — 7.

Похожее

Звуковой пробник

Для проверки электрического сопротивления цепи, когда не нужно знать точного его значения, рекомендуем воспользоваться простейшим пробником со звуковым индикатором. Он очень удобен.

Схема пробника приведена на рисунке 1.

Пробник позволяет определить наличие контакта при установке на входе прибора сопротивления от нуля до 50 кОм. Собран он на четырех транзисторах и питается от внутренней батареи.

Для того чтобы исключить влияние активных сопротивлений (конденсаторов, индуктивностей) на результат измерения, в измерительной цепи должен протекать только постоянный ток.

Пока прибор не подключен к измерительной цепи, ток базы транзистора Т1 равен нулю, ток в его коллекторной цепи отсутствует. При включении между входными гнездами прибора сопротивления не более 50 кОм транзистор Т1 открывается.

Предельная величина тока базы ограничивается резистором R1. Когда транзистор Т1 открыт, получает питание включенный в его коллекторную цепь симметричный мультивибратор, собранный на транзисторах Т2 и Т3.

Частота мультивибратора около одного кГц.

С выхода мультивибратора сигнал подается на усилитель мощности, собранный на транзисторе Т4. На его выходе включен громкоговоритель. Он и подает звуковой сигнал.

Поскольку усилители на транзисторах Т1 и Т4 работают в классе «Д» (ключевой режим), ток, потребляемый прибором в режиме молчания, равен нескольким микроамперам, поэтому выключатель питания в приборе не нужен.

Питание прибора производится от батареи Б1 напряжением 3—4,5 В. Она может быть набрана из отдельных элементов. Максимальный ток, потребляемый прибором, — 16 мА.

В качестве громкоговорителя используется наушник с сопротивлением обмотки 64 Ома.

При сборке пробника могут быть применены резисторы и конденсаторы любого типа. (Величина резистора R6 равна 3,3 к.) Транзисторы Т1, Т2, ТЗ — типа МП39, Т4 — МП38. Вместо указанных могут быть применены другие, аналогичные, транзисторы, имеющие Вст не менее 50, а начальный ток коллектора — не более 2 мкА. Допустимая мощность на коллекторе — не менее 75 мВт.

Проверка деталей

Проверка конденсаторов. При подключении ко входу прибора конденсатора в громкоговорителе слышится короткий звук. Длительность его будет тем дольше, чем больше емкость подключенного конденсатора.

Реально удается зафиксировать звук при подключении конденсатора емкостью в одну микрофараду. Непрерывный звук указывает на слишком большую утечку в конденсаторе.

В связи с этим для проверки конденсатора емкостью более 1000 мкФ между гнездом Г2 и эмиттером транзистора Т1 ставится резистор величиной примерно в 10 кОм.

При подключении электролитических конденсаторов необходимо соблюдать полярность.

Проверка диодов. Диод подключается так, как показано на рисунке 2а. Если он в этом направлении проводит ток, в громкоговорителе будет слышен звук. Но чтобы окончательно убедиться в его исправности, надо изменить полярность включения (см. рис. 2б). В этом случае на исправность диода укажет молчание прибора.

Проверка транзисторов.

Если представить транзистор эквивалентной схемой— из двух соединенных диодов, как показано на рисунке 3, тогда наиболее простая проверка сведется к проверке каждого диода (перехода).

Но эта операция длительная и не ответит на главный вопрос: усиливает ли транзистор? Поэтому надо использовать специальную приставку, схема которой приведена на рисунке 4.

Проверка транзистора с помощью этой приставки производится так: приставку подключают к прибору и устанавливают переключатель П1 в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора, а затем подключают его к клеммам приставки. Если после замыкания кнопки Кн1 звука нет, то транзистор не пробит. Наличие звука при одновременном нажатии кнопок Кн1 и Кн2 свидетельствует о том, что транзистор способен усиливать.

Величину сопротивления резистора R8 следует брать в два-три раза больше той, на которую перестает реагировать звуковой пробник.

Рисунки С. Пивоварова

Звуковой пробник-омметр (4 варианта)

Звуковой пробник-омметр (4 варианта)

Для «прозвонки» радиодеталей и монтажных цепей нередко употребляют авометр в режиме измерения сопротивлений или отдельный омметр со стрелочным индикатором. При работе с ним то и дело приходится ить взор на стрелку.

Если же особенная точность измерений не требуется, используют более обычный пробник со световым индикатором на лампе накаливания либо светодиоде. Да и на таковой прибор все таки приходится нередко посматривать.

Потому удобнее воспользоваться пробником со звуковой сигнализацией, собрать который мы и предлагаем по одной из приведенных схем (рис. 1-3).

Звуковым индикатором служит маленький головной телефон, интегрированный в корпусе пробника или подключаемый раздельно через микротелефонное гнездо.

Применение кремниевых транзисторов обеспечит высшую надежность и экономичность устройств.

При разомкнутых щупах потребление тока от источника напряжения 1,5 В (элемент 316 либо 332) фактически отсутствует, а в режиме индикации его величина не превосходит 3 мА.

Все устройства собраны на базе необыкновенного блокинг-генератора, выполненного по «трехточечной» схеме. У первого пробника (рис.1) секции Iа и Iб первичной обмотки трансформатора Т1 конкретно включены соответственно в цепи базы и коллектора транзистора VT1, а телефон BF1 является нагрузкой вторичной обмотки Т1.

В начальном состоянии (щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты) источник питания G1 отключен от генератора, и звука в телефоне нет. Если щупы замкнуть меж собой, напряжение питания через ограничительный резистор R1 поступает на устройство.

Через секцию Iа трансформатора на базе транзистора появляется положительное смещение, и благодаря сильной положительной оборотной связи (ПОС) меж секциями обмотки I генератор возбудится. Из телефона послышится звук низкого тона (его частота определяется параметрами всех входящих в генератор частей).

Если в проверяемой цепи имеется сопротивление, оно, естественно, окажется включенным поочередно с резистором R1.

В итоге токи коллектора и базы уменьшатся, снизив тем и глубину ПОС, действующую меж коллекторно-базовыми цепями транзистора, что, в свою очередь, приведет к изменению нрава звука в телефоне — тональность повысится, а громкость станет меньше.

Ориентируясь по этим признакам, можно на слух примерно найти величину сопротивления в границах измерительного интервала, составляющего для данного пробника около 1 кОм. Когда при касании щупами участка измеряемой цепи в телефоне слышны только шорохи, это показывает, что сопротивление данного участка превосходит 1 кОм. Полное отсутствие звука значит обрыв либо же косвенно позволяет представить, что сопротивление проверяемой цепи очень велико.

Но если вам будет нужно пробник, реагирующий звуковым сигналом на более высочайшее сопротивление цепи, скажем до 100 кОм, воспользуйтесь схемой, представленной на рисунке 2.

Ее отличие от предшествующего варианта в том, что тут работой блокинг-генератора управляет измерительная цепь, подключаемая средством щупов меж последним выводом секции 1a обмотки трансформатора Т1 и выводом базы транзистора VT1.

Если проверяемый участок не нарушен, через него, во-1-х, поступает напряжение смещения на базу VT1 и, во-2-х, замкнется цепь ПОС: транзистор раскроется, и заработает звуковой генератор.

Когда меж щупами связь нарушена, общая цепь подачи смещения и ПОС окажется оборванной, транзистор VT1 закрыт, генератор работать не будет. Потребляемый устройством в этом режиме ток — менее 0,1 мкА — так маленький, что на ресурс элемента фактически не оказывает влияние. Потому выключатель оказался не нужен.

Налаживание обоих пробников сводится к подбору сопротивления резистора R1, достигают более гром кого звука низкой тональности при замкнутых щупах.
3-ий пробник совершеннее собственных братьев. Наличие кнопочного тумблера SB1 (рис.

3) и связанных с ним резисторов R2 и R3 позволило ввести два предела индикации: 0- 20 Ом и 0-200 кОм. Расширение пределов измерения достигнуто благодаря применению 2-ух транзисторов (VT1 и VT2), включенных по схеме так именуемого составного транзистора.

При этом внутреннее сопротивление участка «коллектор — эмиттер» VT1 находится в зависимости от результирующего положительного смещения на его базе, создаваемого делителем напряжения, составленного из сопротивлений проверяемой цепи и резистора R2 (либо R3).

Это транзистор управляет работой блокинг-генератора на VT2, влияя таким макаром на частоту и амплитуду его колебаний, воспроизводимых капсюлем BF1.

Если же щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты или исследуемая цепь имеет обрыв, звука не будет, так как транзистор VT1 будет находиться в закрытом состоянии, разрывая общую цепь подачи питания и ПОС с обмотки Ia трансформатора на базу транзистора VT2, который вследствие этой предпосылки также оказывается закрытым.

В данном режиме потребляемый ток не превосходит 0,1-0,2 мкА, что много меньше тока саморазряда элемента G1.

В рассматриваемой конструкции нет необходимости в дополнительном резисторе, ограничивающем ток базы VT1, так как в любом случае этот ток не превосходит максимально допустимых значений для данного типа транзистора.

Разъясняется это тем, что VT1 работает в режиме микротоков — ток через его участок «коллектор — эмиттер» ограничен активным сопротивлением обмотки секции Iа трансформатора Т1, резистора R1 и перехода «база — эмиттер» VT2 и составляет менее 0,4- 0,6 мА; ток базы VT1 всегда много меньше этой величины.

Налаживание пробника-омметра удобнее за ранее выполнить, собрав его на временной макетной плате, исключив элементы SB1, R2, R3. Закорачивают щупы и, подбирая сопротивление резистора R1, достигают более звучного звука низкого тона.

Потом, подсоединив ко входу устройства переменный резистор на 680 кОм либо 1 МОм и медлительно увеличивая его сопротивление, определяют полный спектр индикации пробника, отметив положение движка в момент исчезновения звука в теле фоне. Отключают резистор и замеряют приобретенное сопротивление авометром, составляющее, обычно, 350-500 кОм.

В этих границах могут быть образованы два всех измерительных предела. Скажем, для установки предела «20 Ом» ко входу пробника подсоединяют неизменный резистор таковой же величины (стандартный резистор на 22 Ом) и, временно включив резистор R2 меж эмиттером VT2 и базой VT1, подбирают его сопротивление по минимуму громкости в телефоне — получают верхнюю границу этого предела.

Потом точно так же ко входу пробника подсоединяют резистор на 200 кОм и, подбирая номинал резистора R3, настраивают предел «200 к». После этого детали с временной наладочной платы переносят на постоянную.

Если достаточен только один измерительный предел, схему пробника можно упростить. Исключив элементы SB1, R2, R3, получим измерительный предел, соответственный рабочему спектру прибора. В этом случае, когда нужен более маленький предел индикации, меж эмиттером VT2 и базой VT1 устанавливают шунтирующий резистор, сопротивление которого подбирают в согласовании с вышесказанными советами.

На практике, но, почаще появляется потребность в пробнике с несколькими измерительными пределами, позволяющем поточнее определять сопротивление исследуемых цепей. Схема такового прибора — на рисунке 4.

Пробник имеет 5 пределов индикации, при этом из их четыре образуются в момент замыкания соответственной кнопки SB1-SB4, а более высокоомный, 5-ый предел, равный полному спектру прибора, создается, когда все кнопки отжаты (эта позиция отображена на рисунке 4).

Для пробника применимы последующие элементы. Транзисторы — любые серий КТ201, КТ312, КТ315, КТ342, КТ373 структуры n-p-n, с коэффициентом передачи тока базы более 30.

А поменяв полярность источника питания G1 на оборотную, можно использовать транзисторы КТ104, КТ203, КТ350 — КТ352, КТ361 с хоть каким буквенным индексом структуры p-n-p.
Резисторы МЛТ-0,125 — МЛТ-0,5. Т1 — выходной трансформатор от хоть какого компактного транзисторного радиоприемника.

Тумблеры пределов индикации — кнопочные компактные типы КМ-1, КМД-1. Подходят и самодельные, сделанные на базе микропереключателя МП1-1,МП3-1,МП5,МП7,МП9,МП10, МП11, либо переключатель МТ1-1 (рис.3).

BF1-электромагнитный капсюль ДЭМШ-1, микротелефон ТМ-2А либо другой с сопротивлением катушки неизменному току 180- 300 Ом. Не исключено применение телефонных капсюлей с наименьшим сопротивлением катушки, но в последнем случае верхняя граница измерительного спектра будет ниже.

Описанные пробники применимы для «прозвонки» монтажа разных конструкций, проверки предохранителей, тумблеров, ламп накаливания, нагревательных частей, катушек индуктивности, обмоток трансформаторов, электродвигателей и электрических реле, резисторов и других деталей.

Полупроводниковые приборы — диоды и транзисторы — инспектируют, сравнивая прямое и оборотное сопротивление их p-n переходов. В случае пробоя звук будет при любом положении щупов; при обрыве звук отсутствует.
Не считая того, можно инспектировать качество конденсаторов и примерно оценивать их емкость.

Чем выше измерительный предел пробника, тем на наименьшую емкость он способен отреагировать звуковым сигналом.

Моделист-Конструктор 10-89, стр.28

Читайте также

  • Компактный приёмник прямого усиления
  • Универсальное зарядное устройство для СЦ-21, СЦ-32, Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, Д-0,55, 7Д-0,115, 316, 332, 3336
  • Тестер для контроля энергоемкости частей питания
  • Радиопередатчик с ЧМ в спектре частот 100-108 МГц
  • Маленький низковольтный паяльничек
  • Черно-белые телеки “Горизонт 23ТБ-545Д/34ТБ-545Д”. Устройство и ремонт

⚡️Звуковой пробник для прозвонки электрической цепи

Мультиметр, пробники, индикаторы, тестеры

На чтение 2 мин. Опубликовано Обновлено

Давным-давно, когда жгуты были длинными, когда дорожку печатной платы рассекала трещина при падении аппарата со стола. Вот тогда были очень востребованы всяческие «прозвонки».

На сайте radiochipi.ru показано устройство предназначено для оценки проводимости электрических цепей, дорожек печатных плат «на слух». Чем выше проводимость цепи, тем выше тон звукового сигнала. В приведенной схеме ток через проверяемую цепь не может быть более 30 мкА, так что она безопасна для любых элементов. Ток потребления при разомкнутых щупах – те же 30 мкА, и выключатель не нужен, так как ток саморазряда батареи находится в том же диапазоне. Громкость, в небольших пределах, регулируется номиналом резистора R2 (от 0 до 1 кОм). Следует помнить, что при увеличении гром-ости увеличивается и ток потребления при замкнутых щупах.

В случае использования батареи с небольшой емкостью (и малыми габаритами) от резистора можно отказаться. Транзисторы любые кремниевые. Применение SMD элементов, динамика сотового телефона и миниатюрного элемента питания позволяет выполнить прибор в «карандашном» варианте. На контактной макетной плате конструкцию можно собрать за несколько минут. Зависимость частоты сигнала от сопротивления цепи показана в таблице (для R2 = 0).

Возможно, в некоторых случаях будет удобнее пользоваться световой индикацией. Замените динамик параллельно соединенными красными или зелеными светодиодами и резистором порядка 1 кОм. Питание придется поднять до 3 В. но приятным будет то, что ток, потребляемый от батарей, упадет. Здесь чем выше сопротивление в проверяемых цепях, тем тусклее светит светодиод. При низкой проводимости цепи непрерывное свечение переходит в мигание.


Автор

Звуковой пробник на 3 транзисторах, прозвонка до 650 Ом.

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Генераторы >

Звуковой пробник на 3 транзисторах, прозвонка до 650 Ом.

Звуковой пробник, прозвонка до 650 Ом.

Когда то давно, когда я совсем нисколько не разбирался в электронике я приобрел свой первый мультиметр, Mastech M830B, всем мультиметр был хорош и до сих пор, несмотря на то, что со времен покупки прошло 15 лет, работает исправно. Но у него был один крупный недостаток, он не имел звуковой прозвонки. Тогда я стал искать схему звуковой прозвонки в журналах Радио и подобных, даже помнится собрал одну, но уровень громкости звука меня не устроил, там использовался звуковой капсюль от телефона. В последствии я нашел эту схему в какой то книге по электронике (название и автора к сожалению не запомнил, иначе бы обязательно указал). Мною было собрано 3 экземпляра этого устройства, один из них с использованием SMD деталей, все 3 работают до сих пор. Более того, это была в свое время одна из моих первых схем по электронике, устройство не требует наладки и после сборки начинает сразу работать. При сопротивлении прозваниваемой цепи менее 650 Ом раздается звуковой сигнал и загорается светодиод. Если поднять напряжение питания до 3 вольт громкость звука должна увеличиться немного, но возможно потребуется поставить ограничивающий резистор в цепи светодиода. Фото одного из экземпляров на рисунке ниже :

Принципиальная схема немного изменена мной и отличаетсяся от той что была в книге:

Мною был собран также вариант без резистора R4, устройство работало нормально, ложных срабатываний не было, но транзисторы не рекомендуется оставлять с висящей базой в воздухе, поэтому я притянул базу с помощью резистора 100 кОм к минусу питания.

Печатная плата сделанная по этой схеме на рисунке ниже: Печатная плата в .lay для программы sprint layout прикреплена ниже:

 

 

Файлы:
Печатная плата

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Звуковой пробник - Домашнему мастеру - Сборник - Познавательный Интернет-журнал "Умеха

Для проверки электрического сопротивления цепи, когда не нужно знать точного его значения, рекомендуем воспользоваться простейшим пробником со звуковым индикатором. Он очень удобен.


Схема пробника приведена на рисунке 1. Пробник позволяет определить наличие контакта при установке на входе прибора сопротивления от нуля до 50 кОм. Собран он на четырех транзисторах и питается от внутренней батареи. Для того чтобы исключить влияние активных сопротивлений (конденсаторов, индуктивностей) на результат измерения, в измерительной цепи должен протекать только постоянный ток.

 

Пока прибор не подключен к измерительной цепи, ток базы транзистора Т1 равен нулю, ток в его коллекторной цепи отсутствует. При включении между входными гнездами прибора сопротивления не более 50 кОм транзистор Т1 открывается. Предельная величина тока базы ограничивается резистором R1. Когда транзистор Т1 открыт, получает питание включенный в его коллекторную цепь симметричный мультивибратор, собранный на транзисторах Т2 и Т3. Частота мультивибратора около одного кГц.


С выхода мультивибратора сигнал подается на усилитель мощности, собранный на транзисторе Т4. На его выходе включен громкоговоритель. Он и подает звуковой сигнал.


Поскольку усилители на транзисторах Т1 и Т4 работают в классе «Д» (ключевой режим), ток, потребляемый прибором в режиме молчания, равен нескольким микроамперам, поэтому выключатель питания в приборе не нужен.


Питание прибора производится от батареи Б1 напряжением 3—4,5 В. Она может быть набрана из отдельных элементов. Максимальный ток, потребляемый прибором, — 16 мА.


В качестве громкоговорителя используется наушник с сопротивлением обмотки 64 Ома.


При сборке пробника могут быть применены резисторы и конденсаторы любого типа. (Величина резистора R6 равна 3,3 к.) Транзисторы Т1, Т2, ТЗ — типа МП39, Т4 — МП38. Вместо указанных могут быть применены другие, аналогичные, транзисторы, имеющие Вст не менее 50, а начальный ток коллектора — не более 2 мкА. Допустимая мощность на коллекторе — не менее 75 мВт.


Проверка деталей


Проверка конденсаторов. При подключении ко входу прибора конденсатора в громкоговорителе слышится короткий звук. Длительность его будет тем дольше, чем больше емкость подключенного конденсатора. Реально удается зафиксировать звук при подключении конденсатора емкостью в одну микрофараду. Непрерывный звук указывает на слишком большую утечку в конденсаторе. В связи с этим для проверки конденсатора емкостью более 1000 мкФ между гнездом Г2 и эмиттером транзистора Т1 ставится резистор величиной примерно в 10 кОм.


При подключении электролитических конденсаторов необходимо соблюдать полярность.


Проверка диодов. Диод подключается так, как показано на рисунке 2а. Если он в этом направлении проводит ток, в громкоговорителе будет слышен звук. Но чтобы окончательно убедиться в его исправности, надо изменить полярность включения (см. рис. 2б). В этом случае на исправность диода укажет молчание прибора.


Проверка транзисторов. Если представить транзистор эквивалентной схемой— из двух соединенных диодов, как показано на рисунке 3, тогда наиболее простая проверка сведется к проверке каждого диода (перехода). Но эта операция длительная и не ответит на главный вопрос: усиливает ли транзистор? Поэтому надо использовать специальную приставку, схема которой приведена на рисунке 4.


Проверка транзистора с помощью этой приставки производится так: приставку подключают к прибору и устанавливают переключатель П1 в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора, а затем подключают его к клеммам приставки. Если после замыкания кнопки Кн1 звука нет, то транзистор не пробит. Наличие звука при одновременном нажатии кнопок Кн1 и Кн2 свидетельствует о том, что транзистор способен усиливать.


Величину сопротивления резистора R8 следует брать в два-три раза больше той, на которую перестает реагировать звуковой пробник.

 

 

Рисунки С. Пивоварова

Схема пробника со звуковой индикацией для прозвонки цепей

Что-то не так?


Пожалуйста, отключите Adblock.

Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.

Как добавить наш сайт в исключения AdBlock

На основе таймера можно выполнить простой пробник для прозвонки цепей монтажа. В принципе, в качестве пробника может работать любой звуковой генератор, вырабатывающий периодические колебания, если в разрыв его цепи питания подключать контролируемую цепь. Но в этом случае удастся обнаружить только наличие или обрыв линии с достаточно низким сопротивлением. Поэтому в качестве пробника более удобным является вариант схемы, показанный на рис. 5.20. В ней контролируемая цепь подключается к зажимам Х1 - Х2, и если она имеет малое сопротивление, будет работать автогенератор в звуковом диапазоне. При некотором опыте, по частоте звука можно судить о величине сопротивления линии (Rx). Контролируемая цепь может иметь сопротивления от О до 600 кОм, при этом частота генератора будет меняться от 3500 Гц до 100 Гц.

Рис. 5.20. Схема пробника для “прозвонки” цепей

Для того чтобы имелась возможность проверять таким прибором любые цепи, исключая их повреждение, а также с целью повышения экономичности работы прибора, в схеме используется КМОП-микросхема таймера, работающая при пониженном питающем напряжении (до 2 В). Возможно также применение аналогичных микромощных микросхем LMC555, TLC555C, TLC551. В качестве звукового излучателя подойдет любой малогабаритный динамик с сопротивлением катушки не менее 50 Ом, но для этих целей удобнее использовать малогабаритные преобразователи, например, НСМ1606, НСМ1806 (без встроенного генератора) фирмы JL World.

Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.

Звуковой пробник для проверки транзисторов

Радиосхемы начинающим

материалы в категории

С помощью этого пробника можно проверить на работоспособность практически любые биполярные транзисторы,
определить их структуру и приблизительно оценить (по положению движка переменного резистора R 2) его коэффициент передачи тока базы h31Э.
В принципе , им можно проверить транзистор и на плате , но только в том случае , если его выводы не зашунтированы конденсатором большой ёмкости. Достоинство пробника и в том , неправильном подключении выводов проверяемого транзистора ( а этого не избежать , если его цоколёвка неизвестна ) он не выйдет из строя.

Схема и внешний вид пробника показан на рисунке

Проверяемый транзистор VT X , подключённый к гнездам Х 1.1 — Х 1.3 или Х 1.2 — Х1.4 ( в зависимости от порядка следования его выводов ), образует с пробником так называемый блокинг - генератор .
Самовозбуждение устройства про исходит благодаря положительной обратной связи ( П ОС ) между коллек торной и транзистора через трансформатор Т1 и цепь R2C1.
Резистор R1 создаёт необходимое на пряжение смещения на базе транзистора , переменным резистором R2 регулируют глубину ПОС , резистор R3, как показала практика польз ования проб ником , оказывается полезным при проверке мощных транзисторов с встроенным защитным диодом и составных.
При перемещении движка резистора R2 из левого (по схеме ) положения в правое глубина ПОС
увеличивается и , если транзистор исправен , наступает момент, когда генератор самовозбуждается . Импульсное напряжение , возникающее на вторичной обмотке транс форматора Т1 ( последовательность коротких прямоугольных импульсов длительностью , намного
меньшей периода колебаний ), преобразуется головкой ВА 1 в звуковые колебания , которые и свидетельствуют об исправности транзистора.

Источник: Журнал Радиоежегодник №6

Звуковой пробник CAVR.ru

Рассказать в:
А. СУББОТИН, г. Звенигово, Республика Марий Эл

При разработке различных самодельных устройств у радиолюбителей часто возникает необходимость в изготовлении простого и надежного звукового пробника, издающего акустический сигнал при подаче напряжения питания. Кроме того, устройство может служить и в качестве звукового генератора, например, для проверки телефонов. Именно для этой цели он мне и понадобился, когда на местном рынке удалось купить телефоны для плейера китайского производства. Телефонов я взял три пары, разных, и решил поэкспериментировать: можно ли их использовать в составе звуковых сигнализаторов и как?

Сопротивление телефонов постоянному току оказалось разным: 10, 18 и 33 Ом. "Прогнав" их при одинаковых условиях от звукового генератора, я установил, что громче всех звучат телефоны сопротивлением 33 Ом, еще приемлемую громкость обеспечивают телефоны сопротивлением 18 Ом и совсем тихо работают 10-ом-ные. Диапазон эффективно воспроизводимых звуковых частот у всех телефонов оказался примерно одинаковым: 300...4500 Гц. Неравномерность частотной характеристики очень велика — на некоторых частотах обнаружились "провалы" громкости звучания, причем ширина "провала" может быть всего 200 Гц. Это обстоятельство надо иметь в виду при подборе частоты колебаний звукового сигнализатора.

Собрав несложный генератор (см. рисунок) и подключив к нему телефоны, удалось получить желаемое устройство. Это генератор прямоугольных импульсов, собранный на микросхеме DD1. Частота колебаний генератора зависит от параметров времязадающей цепи R1C1. Изменяя сопротивление резистора и/или емкость конденсатора, можно подобрать желаемый тон звучания, а также "пик" на частотной характеристике телефонов, где они звучат громче. При желании резистор R1 составляют из постоянного и подстроечного.

Резистор R2 задает импульсный ток базы выходного транзистора VT1. Его коллекторный ток проходит через телефоны BF1, заставляя их звучать. Можно включить как один, так и оба телефона последовательно. При уменьшении сопротивления резистора R2 громкость звучания возрастает, но зато и увеличивается ток, потребляемый от источника питания.

Редактор — В. Поляков, графика — Ю. Андреев


Раздел: [Конструкции простой сложности]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:

SI512 Зонд для измерения интенсивности звука

BSWA SI512 Зонд для измерения интенсивности звука
Зонд для измерения интенсивности звука BSWA SI512 представляет собой законченное решение для измерения интенсивности звука. Его предусилители типа ICP® соответствуют стандарту IEC 1043, класс 2. Основываясь на методе одновременного определения звукового давления и скорости частиц с помощью двух близко расположенных микрофонов, SI512 может быть напрямую подключен к входам ICP для выполнения измерений интенсивности звука.

Приложения
Функции
Оборудование
Программное обеспечение
Загрузки

  • Определение уровней звуковой мощности
  • Измерения интенсивности звука
  • Тестирование продукции на шум
  • ICP с питанием
  • Функции дистанционного управления
  • Два разъема BNC для простого подключения
  • Микрофоны с точным согласованием по фазе
  • Конфигурация лицом к лицу
  • 1/3-октавный диапазон центральной частоты от 63 Гц до 5 кГц
  • Четкое акустическое разделение микрофонов

Интенсивность звука Sl512 спроектирована с прочной рамой, на которой установлены два предусилителя ICCP и согласованные микрофоны, расположенные лицом к лицу.Расстояние между микрофонами определяется твердыми пластиковыми прокладками. Звук ограничен, чтобы воздействовать на каждый микрофон через узкую щель между прокладкой и решеткой микрофона. Это дает четко определенное акустическое разделение микрофонов и сводит к минимуму эффекты тени и отражения. Нормированные частотные характеристики микрофона отличаются менее чем на 0,5 дБ. Комплект пробника Sl512 поставляется с переносным пробником, двумя микрофонами и предусилителями, устройством Lemo на USB с разъемами BNC, прокладками 8,5 мм, 12 мм и 50 мм и футляром для переноски.

Дополнительный модуль VA-Lab SI от BSWA обеспечивает простую систему для измерения интенсивности звука и последующей обработки данных испытаний. Для системы требуется двух- или четырехканальное оборудование для сбора данных от BSWA, такое как MC3022 или MC3242.

Связанные

Датчик уровня звука и шума (дБА)

- точность датчика ± 1 дБ
- диапазон датчика от 25 дБ до 130 дБ.
- контролировать уровень шума в соответствии с требованиями OSHA
- монитор соответствия уровня шума HCAHPS
- Децибел, взвешенный по шкале "А",

- компактный датчик plug & play.
- предназначен для использования внутри помещений.
- стальной корпус.
- промышленный.
- Датчик для монтажа в стойку 0u, DIN-рейку или стену.
- вставляется в базовый блок.
- питание от базового блока.
- оповещения через ловушки SNMP, электронную почту или SMS.
- проводной или опционально беспроводной.
- интегрируется по IP с использованием Modbus TCP, SNMP, XML, JSON с другими системами.
- интегрируется по RS-485 с использованием Modbus RTU с ICS. Требуется дополнительная надстройка.

мониторинг уровня шума на рабочем месте

Требования OSHA

Управление по охране труда и технике безопасности требует внедрения системы мониторинга шума, когда уровень шума составляет 85 дБ или выше.Этот датчик позволит вам реализовать такой мониторинг простым и экономичным способом.

Дата-центры могут создавать уровни шума от 70 дБ на нижнем конце шкалы и до 88 дБ + в пиковые моменты; явно выше пределов OSHA. Чтобы быть эффективными, звуковые датчики должны быть развернуты в центре обработки данных и на уровне головы.

Нет лекарства от потери слуха из-за уровня шума. Мониторинг может помочь вам понять эти уровни звука и предпринять шаги, необходимые для предотвращения потери слуха.

Мониторинг уровня шума в здравоохранении

Оценка HCAHPS

ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) рекомендует уровень шума в больницах до 30 децибел. Однако фактические уровни могут быть намного выше. Измеренные уровни влияют на оценку HCAHPS. Используя наши простые IP-датчики, медицинские учреждения могут объективно контролировать уровень шума в своей больнице.

Как это работает.

Датчик ENV-NOISE подключается к базовому блоку. Это делает устройство датчиком Ethernet.Датчик измеряет уровень шума в децибелах (взвешенный по шкале А). Звуковой зонд датчика может быть установлен на стене или проходить сквозь потолок. Оповещение по электронной почте, SMS, голосовым звонком. Интегрируется с платформами BMS с использованием протокола Modbus TCP. Или с системами NMS через SNMP GET и SNMP TRAPS. Интегрируется с промышленными системами управления с использованием протокола Modbus RTU (RS-485) с дополнительным модулем RTU.

Набор данных записанных радаром тонов сердца и показателей жизнедеятельности, включая синхронизированные сигналы опорных датчиков

Участники

Перед планированием экспериментов было получено разрешение местного комитета по этике.Средний возраст семи испытуемых мужчин и четырех женщин составил 34,73 ± 15,94 года, а средний ИМТ - 23,19 ± 3,61 кг / м. 2 . Все испытуемые были здоровы и были проинформированы о проводимых экспериментах. От всех участников было получено письменное согласие, которое также позволяет делиться анонимными данными. После инструктажа участников попросили заполнить протокол измерения, который включает их личные данные, такие как возраст, пол, вес и рост.Сводка по всем участникам представлена ​​в таблице 1.

Таблица 1 Обзор всех испытуемых.

Люди

Исследование было одобрено этическим комитетом Университета Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге (№ 85_15B). Все исследования проводились в соответствии с соответствующими инструкциями и правилами. Информированное согласие было получено от всех участников испытаний на людях.

Процедуры

Все измерения были записаны в Институте электронной техники Университета Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге.По крайней мере, два контролирующих лица контролировали измерения и обеспечивали бесперебойное выполнение измерений. В начале каждого измерения к испытуемому прикрепляли электроды ЭКГ и датчик дыхания. Затем была выслушана грудная клетка испытуемого, чтобы определить места, в которых можно было воспринимать сильный звуковой сигнал сердца. Поскольку PCG служил эталонным датчиком, его обычно размещали в месте, где наблюдалось очень высокое качество сигнала. Поэтому антенна радиолокационной системы должна была быть сфокусирована на разных регионах, в которых, однако, все же можно было ожидать хорошего качества сигнала.Расстояние между антенной и областью интереса (ROI) во время всех измерений составляло около 20 см. Для максимального качества сигнала направление антенны было выбрано перпендикулярно поверхности грудной клетки. Продолжительность каждого измерения составляла около 60 с. Различные положения измерения на грудной клетке, спине и сонной артерии испытуемых показаны на рис. 1a, b. Правая и левая сонная артерия сокращены с использованием терминов «CR» и «CL» соответственно. Число на других позициях описывает количество межреберных промежутков, начиная с вершины.«R» и «L» описывают положение справа или слева. На рисунке 1c показан пример лабораторного измерения. Блок-схему всей установки можно увидеть на рис. 1d. Далее будут подробно описаны все компоненты.

Рис. 1

Обзор различных точек измерения, настройки измерения и конфигурации системы. ( a ) Точки измерения на грудной клетке 17 . ( b ) Место измерения сзади. ( c ) Экспериментальная установка с испытуемым в сидячем положении.Информированное согласие было получено от лиц на изображении. ( d ) Блок-схема всей установки 17 . ( e ) Фотография бэкенда BB 17 . ( f ) Фотография передней панели РФ 17 . Изображения в ( a) и ( b ) взяты из Biodigital Inc. (https://human.biodigital.com/index.html).

Серверная часть основной полосы частот

На рисунке 1e показана плата основной полосы частот, которая использовалась для оцифровки сигналов датчиков.ЭКГ, сигналы радара и датчик дыхания прикреплены к этому внутреннему концу, чтобы обеспечить одновременную выборку сигналов. Сигналы оцифровываются с помощью 24-битного аналого-цифрового преобразователя ADS1298 от Texas Instruments с частотой дискретизации 2000 Гц. После преобразования необработанные сигналы отправляются на ПК через Ethernet.

Внешний интерфейс RF и радар с шестью портами

Шесть портов используется в качестве квадратурного интерферометра для приложения радара.Подробное описание радиолокационной системы приведено в 17 . Шесть портов - это полностью пассивная структура, которая в основном состоит из трех квадратурных гибридных ответвителей и одного делителя Уилкинсона 29 . Как видно из названия, у Six-Port есть два входных и четыре выходных сигнала. Два входных сигналов состоят из опорного сигнала на определенной частоте, и сигнал, который принимается после отражения на мишени. Внутри конструкции два входных сигнала накладываются друг на друга при четырех относительных и статических фазовых сдвигах на 0 °, 90 °, 180 ° и 270 °.Затем эти сигналы преобразуются с понижением частоты с помощью диодных детекторов мощности. Четыре результирующих сигнала основной полосы частот \ ({B} _ {3 \ ldots 6} \) образуют два дифференциальных и ортогональных сигнала I и Q , которые могут быть выражены как комплексное число Z . Изменение относительного расстояния до цели перед антенной приводит к фазовому сдвигу Δ \ (\ varphi \) 29 :

$$ \ Delta \ varphi = {\ rm {a}} {\ rm {r} } {\ rm {g}} \ {\ underline {Z} \} = {\ rm {a}} {\ rm {r}} {\ rm {g}} ({B} _ {5} - {B } _ {6}) + j ({B} _ {3} - {B} _ {4}).$

(1)

Относительное изменение расстояния Δ x можно легко восстановить из Δ \ (\ varphi \), используя 29 :

$$ \ Delta x = \ frac {\ Delta \ varphi} {2 \ pi} \ cdot \ frac {\ lambda} {2}, $$

(2)

, где λ - известная длина волны сигнала. Однако, поскольку диапазон однозначности ограничен, развертка фазы должна выполняться дополнительно.Весь интерфейс RF можно увидеть на рис. 1f. Опорный сигнал на частоте 24,17 ГГц генерируется с помощью генератора аналоговых сигналов PSG E8257D от Keysight . Сигнал разделяется ответвителем на 10 дБ, при этом основная часть подается на антенну, а меньшая часть напрямую подается в шестипортовый приемник 29 .

Эталонные датчики

Далее описываются эталонные датчики, которые используются для проверки. Они состоят из ЭКГ, ФКГ и датчика дыхания.

ЭКГ

Трехканальная ЭКГ служит основным эталонным датчиком для всех сердечно-сосудистых сигналов. В соответствии с клиническим стандартом 30 к телу прикрепляют три отведения: один электрод на правой руке (RA), один на левой руке (LA) и один на левой ноге (LL). Позиции обозначены цифрами 1–3 на рис. 1в. Для измерений использовались стандартные защелкивающиеся электроды, при этом из гигиенических соображений для каждого испытуемого использовался новый набор электродов. Записываются 3 отведения ЭКГ (LA-LL) и 2 (RA-LL) согласно Einthoven 30 .Отведение 1 можно просто вычислить, вычтя отведение 3 из отведения 2.

PCG

Цифровой PCG использовался в качестве эталонного датчика для звуковых сигналов сердца. Для этого использовался электронный стетоскоп Model 3200 от Littmann . PCG подключается к ПК через Bluetooth. Необработанные измерения экспортируются как файлы .wav и импортируются в MATLAB . После повторной выборки и синхронизации сигналы PCG также сохраняются в виде массива в файле.mat файлы. Согласно документации PCG, сигналы усиливаются в диапазоне 20… 1000 Гц, а звуки более низкой частоты усиливаются в диапазоне 20… 200 Гц.

Датчик дыхания

В качестве эталонного датчика дыхания использовался пассивный датчик воздушного потока на основе температуры. Воздух в легких при дыхании быстро нагревается из-за большой площади поверхности капилляров, поэтому при выдохе можно зарегистрировать повышение температуры в носу. Аналогично датчик остывает при вдохе.Используя этот механизм, можно построить качественную кривую дыхания.

Протокол измерений

В ходе измерений выполнялись различные сценарии. Эти сценарии описаны ниже. Обратите внимание, что не все сценарии могут быть выполнены со всеми испытуемыми, например, некоторые не смогли выполнить задачу, которая была необходима для измерения после тренировки. Во время всех измерений участников просили сохранять спокойствие и избегать любых артефактов, которые могут помешать измерениям.

Сценарий по умолчанию

Сценарий по умолчанию составляет большинство измерений в базе данных. В этой стандартной настройке испытуемый сидит или стоит удобно и свободно дышит. И радар, и PCG помещаются в области интереса, в которых тоны сердца имеют высокое качество сигнала. Для этого сценария возможны разные области интереса, однако все они расположены на грудной клетке, как показано на рис. 1а. Примерную иллюстрацию измерения по умолчанию можно увидеть на фиг. 2a. Изображен сегмент синхронизированных сигналов от всех датчиков.«Дыхание», «Пульс радара» и «Радар HS» (тоны сердца) возникают в результате фильтрации «сырого» сигнала радара в соответствующих частотных диапазонах.

Рис. 2

Примерные сигналы разных сценариев. ( a ) По умолчанию, ( b ) Изменение расстояния и ( c ) Сценарий апноэ.

Каротида

В этом сценарии датчик помещается или фокусируется на сонной артерии слева или справа, как показано на рис. 1a. Ожидается, что тоны сердца будут обнаруживаться в этих областях интереса, поскольку они распространяются в виде поперечных колебаний вдоль стенок желудочков и вдоль крупных сосудов 31,32,33 .

Изменение расстояния

Во время этого сценария испытуемый сидит в офисном кресле, которое постепенно отодвигается от антенны, так что расстояние увеличивается. Во время изменения расстояния делается попытка сфокусировать антенну на одной и той же области интереса. Испытуемый перемещается ступенчато: стул отодвигается примерно на 5… 10 см и затем остается неподвижным в течение примерно 15… 20 с. Это повторяется до тех пор, пока не истечет время измерения 60 с. Используя этот сценарий, делается попытка определить влияние расстояния на качество сигнала.

Речь

Речевой сценарий предназначен для наблюдения возможности измерения жизненно важных функций, в частности тонов сердца, когда испытуемый говорит во время измерения. Участникам выдается определенный случайный текст, который читается вслух с произвольной скоростью до тех пор, пока не истечет время измерения.

Назад

В этом сценарии ROI находится на задней стороне. Слева выбрана область интереса, которая находится примерно на уровне сердца. Таким образом, качество сигнала должно быть максимальным.

Изменение угла

Во время изменения угла угол между поверхностью грудной клетки и направлением антенны изменяется с перпендикулярных 90 ° на 60 ° и 120 °.

Подсценарии

В дополнение к вышеупомянутым сценариям выполняются подсценарии. Они выполняются в дополнение к основным сценариям, например, сценарий после тренировки в дополнение к обратному измерению. Выполняются не все возможные комбинации, поскольку это приведет к чрезмерно большому количеству записей.

Апноэ

Во время апноэ испытуемого просят свободно дышать в течение первых 30 секунд измерения и задерживать дыхание как можно дольше в течение вторых 30 секунд. Кроме того, различают, выполняется ли этот маневр после вдоха или выдоха.

После тренировки

Эти измерения записываются после того, как испытуемый сделал 20 приседаний. Благодаря этой стимуляции сердечно-сосудистой системы частота сердечных сокращений и сердечный выброс увеличиваются.

Примерные сигналы трех различных сценариев можно увидеть на рис. 2. На рис. 2а показано измерение по умолчанию. Отображаются необработанный сигнал расстояния радара, отфильтрованный сигнал датчика дыхания (0,05 Гц… 1,7 Гц), три отведения ЭКГ (L1 – L3), сигнал радара, отфильтрованный в частотном диапазоне импульсов (0,7 Гц… 15 Гц), PCG сигнал, а радиолокационный сигнал фильтруется в диапазоне частот тона сердца (16 Гц… 80 Гц). Для наглядности отображается только 30-секундный сегмент всего измерения.На рисунке 2b показано измерение изменения расстояния. Как видно из необработанного сигнала радара, расстояние между антенной и поверхностью тела последовательно увеличивалось. После каждого приращения человек снова сидел неподвижно в течение определенного периода времени. Обратите внимание, что сигнал расстояния радара инвертирован для лучшей сопоставимости с сигналом датчика дыхания. Движение к антенне теперь отражается положительным или возрастающим сигналом радара, а отрицательный сигнал указывает на цель, которая удаляется.На рисунке 2c показано измерение апноэ. В то время как человек вначале дышал нормально, дыхание задерживалось с восьмой секунды и далее.

LM393 Схема расположения выводов модуля датчика обнаружения звука, особенности, схема и техническое описание

LM393 Модуль датчика обнаружения звука

Модуль датчика обнаружения звука

Модуль датчика обнаружения звука

Распиновка модуля датчика обнаружения звука

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Модуль датчика обнаружения звука определяет интенсивность звука, когда звук обнаруживается через микрофон и подается в операционный усилитель LM393 .Он включает встроенный потенциометр для регулировки уставки уровня звука.

Конфигурация контактов модуля датчика обнаружения звука

Имя контакта

Описание

VCC

Вывод Vcc питает модуль, обычно + 5В

GND

Заземление источника питания

DO

Вывод цифрового выхода.Непосредственно подключен к цифровому выводу микроконтроллера

АО

Вывод аналогового выхода. Непосредственно подключен к аналоговому выводу микроконтроллера

Модуль датчика обнаружения звука Характеристики и характеристики
  • Рабочее напряжение: от 3,3 В до 5 В постоянного тока
  • Компаратор LM393 с заданным порогом
  • Размер печатной платы: 3.4 см * 1,6 см
  • Расстояние индукции: 0,5 метра
  • Рабочий ток: 4 ~ 5 мА
  • Чувствительность микрофона (1 кГц): от 52 до 48 дБ
  • Простота использования с микроконтроллерами или даже с обычными цифровыми / аналоговыми микросхемами
  • Маленький, дешевый и доступный

Модули альтернативных датчиков : модуль ИК-датчика , модуль акселерометра ADXL335, модуль магнитометра HMC5883L, датчик влажности почвы, модуль датчика пламени, модуль датчика эффекта Холла

Связанные компоненты: микрофон, компаратор LM393 IC, потенциометр 10K, светодиод, резистор

Краткое описание модуля датчика обнаружения звука

Этот модуль датчика обнаружения звука состоит из микрофона, резисторов, конденсатора, потенциометра, компаратора LM393 IC, питания и светодиода состояния в интегральной схеме.

LM393 IC

LM393 ИС компаратора используется в качестве компаратора напряжения в этом модуле датчика обнаружения звука. Контакт 2 LM393 подключен к Preset (10 кОм Pot), а контакт 3 подключен к микрофону. ИС компаратора будет сравнивать пороговое напряжение, установленное с помощью предустановки (контакт 2) и контакта микрофона (контакт 3).

Микрофон

Микрофон в модуле звукового датчика улавливает звук. Этот звук подается на микросхему LM393.

Пресет (триммер)

Используя встроенную предустановку, вы можете настроить порог (чувствительность) цифрового выхода.

Как использовать модуль датчика обнаружения звука Модуль датчика обнаружения звука

состоит из четырех контактов: VCC, GND, DO, AO. Вывод цифрового выхода подключен к выходному выводу микросхемы компаратора LM393, а аналоговый вывод - к микрофону. Внутренняя электрическая схема модуля датчика обнаружения звука приведена ниже.

Использовать модуль датчика обнаружения звука с микроконтроллером очень просто. Подключите аналоговый / цифровой выход модуля к аналоговому / цифровому контакту микроконтроллера. Подключите контакты VCC и GND к контактам 5V и GND микроконтроллера. Когда уровень звука превышает заданное значение, на модуле загорается светодиод, и выход устанавливается на низкий уровень.

Приложения
  • Слуховые аппараты
  • Телефоны
  • Магнитофоны и караоке
  • Живая и записанная аудиотехника
  • Радиовещание и телевещание
  • Технология распознавания речи

Конструкция и калибровочные испытания активного зонда интенсивности звука

В статье представлен активный зонд интенсивности звука, который можно использовать для локализации источника звука в полях стоячей волны.Зонд состоит из звуковой жесткой трубки, заканчивающейся громкоговорителем, и интегрированной пары микрофонов. Микрофоны используются для разложения поля стоячей волны внутри трубки на падающую и отраженную части. Последнее отменяется адаптивным контроллером, который рассчитывает правильные управляющие сигналы для громкоговорителя. Если открытый конец активно управляемой трубки расположен близко к вибрирующей поверхности, интенсивность излучаемого звука может быть определена путем измерения поперечной спектральной плотности между двумя микрофонами.Как показали первые эксперименты, проведенные на упрощенном испытательном стенде, можно эффективно реализовать одномерное свободное поле. Дальнейшие испытания подтвердили, что прототип нового датчика интенсивности звука можно откалибровать.

1. Введение

Шум загрязнение закрытых интерьеров (например, салонов самолетов) приводит к ограничению человеческого комфорта. Если в таких успешных ситуаций, источники звука на внутренней стене, которая окружает поле стоячей волны должно быть идентифицировано.Особенности локализации низкочастотных горячие точки в слабозатухающих ограждениях требуют применения передовых методы измерений. Было применено несколько методов локализации источника шума. учредил. Методы варьируются от простого звукового давления до интенсивности звука. измерений до более сложных методов, таких как формирование луча [1] и акустические голография [2, 3]. Недостатком применения этих методов является то, что свободное поле условия обязательны. Несмотря на то, что в требовании свободного поля нет должны выполняться с использованием метода обратных граничных элементов [4] или обратных конечных элементный метод [5], необходима хорошо обоснованная численная модель интерьера, если эти методы будут успешно применены.

Кому избежать затратных по времени и средствам процессов создания искусственных условий свободного поля путем введения пассивное демпфирование в салон (что, кроме того, меняет глобальные характеристика исследуемого корпуса) или необходимость сложных численные модели, прототип нового мехатронного зонда интенсивности звука с активное свободное поле (SIAF), см. [7], которое влияет только на локальный импеданс был развит. Основная идея заключается в создании акустического свободного поля. условия за счет активного контроля шума.Как показано на рисунке 1 (слева), трехмерный звуковое поле перед внутренней стеной уменьшается до одного измерения за счет механическое устройство со звуконепроницаемыми стенками. Это устройство прекращает работу громкоговоритель. Интегрированная пара микрофонов используется для разделения оставшихся одномерное звуковое поле внутри устройства в его падающее и отраженные компоненты. Отраженная волна подавляется активным контролем шума, как показано на рисунке 1 (справа). В отличие от обычных методов активного контроля шума (ANC) для воздуховодов (например,g., [8, 9]) или обычные звуковые трубки с полями стоячей волны, которые используются для определения свойств материала, см. [10], применение SIAF-подхода позволяет измерять интенсивность звука в (глобальных) полях стоячей волны с помощью локальное свободное поле устройства.


дюйм звуковое поле, состоящее из свободного поля и реверберирующей части, реальная часть от усредненной по времени интенсивности звука определяет часть свободного поля. Эта часть исчезает в чисто рассеянном, реверберирующем звуковом поле и в плоскости, стоящей волна, распространяющаяся внутри корпуса с жесткими заделками, как показано в [11].Если сферическая волна падает на звуковую мягкую границу обычного (пассивного) звука трубки, части ее энергии отражаются по амплитуде и фазе. В этом случае источник охарактеризован некорректно. Обычная звуковая трубка (без активный элемент управления), расположенный непосредственно перед внутренней стеной, изменить импеданс исследуемой области. Результирующий импеданс может быть определено стандартными методами, см. [10], но это значение будет варьироваться от точки к точке.В отличие от этой нежелательной ситуации, подход SIAF обеспечивает перенос энергии от источника к механическому устройству, так как а также его количественное определение при сопоставимых граничных условиях внутри механическое устройство. Из-за наличия свободного поля внутри зонда СИАФ действует как местный звукопоглотитель. По этой причине воздействие устройства на источник будет сокращено. Таким образом, SIAF может применяться для источника звука. локализация, особенно в слабозатухающих полях внутреннего шума при малых частоты.В общем, это было бы невозможно, если бы поле стоячей волны без любой перенос энергии останется внутри механического устройства. Только активные свободное поле гарантирует, что каждая акустическая горячая точка в исследуемом интерьере стена может излучать в локальное свободное поле.

Если SIAF будет использоваться в поле стоячей волны, но не непосредственно перед внутренняя стена, она по-прежнему будет действовать как локальный звукопоглотитель, позволяющий поступление в механическое устройство за счет активного управления.Эта ситуация показано на рисунке 2. Здесь (качественное) распределение звукового давления как а поток интенсивности (обозначенный черными стрелками) определялся двумерное моделирование методом конечных элементов с гармониками во времени для ограждения с твердыми жесткими границами. Источник звука размещался в центре полости. SIAF размещен вверху справа. Результаты, показанные на рисунке 2 (а), доказывают, что нет интенсивность потока можно измерить, если SIAF неактивен. Если внутреннее окончание SIAF описывается граничным условием полного сопротивления свободного поля, см. рисунки 2 (b) и 2 (c), поток энергии в механическое устройство составляет включено.Направление этого потока энергии зависит от пространственной ориентации. датчика, как показано на рисунке 2. Таким образом, внутри механического устройства он можно было бы измерить локальную интенсивность только в продольном направлении что, как правило, не является величиной вектора интенсивности. Очевидно, локализация одной акустической горячей точки была бы невозможна, если бы СИАФ действует как локальный поглотитель в середине звукового поля. Чтобы определить местный источник, SIAF должен использоваться близко к внутренней границе, как показано на рисунке 1 (слева).Минимальное рабочее расстояние следует выбирать таким образом, чтобы контакт между СИАФ и внутренней стеной исключено. Максимальный рабочий расстояние должно быть достаточно маленьким, чтобы обеспечить поток энергии в SIAF происходит только из источника, который находится на исследуемой части граница. Принимая верхний предел частоты 1 кГц, из-за области применение ANC, максимальное рабочее расстояние должно быть меньше десяти процентов от минимальной длины волны (например,г., 3 см).

Это Бумага разделена на четыре части. Первый объясняет расчет отраженная волна и концепция управления. Кроме того, экспериментальные результаты Сообщается об испытаниях, которые проводились на упрощенном испытательном стенде. Второй В части представлены результаты калибровочных испытаний, проведенных на СИАФ-прототип. Краткое изложение приведено в третьей части статьи.

2. Стратегия контроля и подтверждение концепции

Кому реализовать условия свободного поля, звуковое поле внутри механического устройства имеет разделить на падающую и отраженную составляющие.Этот разделение может быть выполняется как в частотной, так и во временной области. Как разделение волн в частотной области требуется алгоритм управления частотной областью, это не было применяемый. Вместо этого для дискретного по времени адаптивного управления использовался подход во временной области, в виде показано на рисунке 3.


Как показано в [12], отраженная волновая составляющая одномерного поля стоячей волны может быть определяется использованием двух микрофонов и временной задержки.Один из микрофонов СИАФ должен быть размещен перед отключающим громкоговорителем в, другой на расстоянии. Предполагая распространение плоской волны, полное давление на дискретном временном шаге, воспринимаемое микрофонами, определяется выражением, где непрерывная время задержки определяется расстоянием разноса, время выборки, количество задержанных временных шагов и скорость звука. Если задерживается, то звуковое давление с задержкой определяется как сигнал ошибки, который рассчитывается следующим образом, представляет только отраженную волну.Как показано в [12], расчет сигнал ошибки не проходит, если расстояние между микрофонами равно кратной половине длины волны, если (3) проанализировать для тонального возбуждение. Как показано в [6], время задержки ограничено законом Шеннона, оно представляет периодическое время наивысшего частота интереса.

Как показано на рисунке 3, отфильтрованный эталонный алгоритм наименьших средних квадратов (FxLMS) использовался для обновлять коэффициенты адаптивного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ).Эти коэффициенты используются для генерации управляющего сигнала для громкоговорителя с подавлением звука. Ускорение внутренней стены, которая в простейшем случае представлена ​​мембраной на источнике шума использовался опорный сигнал, необходимый для адаптивной подачи предисловия контроль. Контроллер обратной связи будет независимым от опорного сигнала. Но, в отличие от адаптивной схемы управления на основе КИХ-фильтров, обратная связь контроллер на основе фильтров с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) не безусловно устойчиво, см. [13].Автономное моделирование завода на основе общепринятых Для идентификации модели вторичного пути был применен алгоритм наименьших квадратов. Как показано в [13], Одноканальный алгоритм FxLMS с утечками можно резюмировать следующим образом.

(1) Адаптивная фильтрация, где выход контроллера на дискретной шаг по времени, - матрица-столбец фильтра коэффициенты для КИХ-фильтра длины, и является матрицей столбцов буферизованной ссылки сигнал. (2) Одноканальная предварительная фильтрация, где - порядок КИХ-фильтра.(3) Обновление весового вектора, где - коэффициент утечки, - это коэффициент сходимости, и - это сигнал ошибки на дискретном временном шаге n .

Выбор правильная длина фильтра зависит от таких параметров, как характеристики сигнала ошибки (например, тональный или широкополосный), импульсный отклик вторичного тракта и вычислительная мощность приложенного сигнала процессор. Для тонального возбуждения длины фильтра было бы достаточно для определения амплитуды и фаза управляющего сигнала, а также для моделирования вторичного тракта.На практике, однако длина фильтра может быть предпочтительной из-за неидеального поведение передачи многих электродинамических громкоговорителей на очень низких частотах. Если необходимо контролировать широкополосные помехи с помощью определенной выборки частоты, количество отводов фильтра должно быть достаточно большим, чтобы смоделировать импульсный отклик вторичного тракта в анализируемой полосе частот, но достаточно мал чтобы гарантировать причинно-следственную связь.

Для проверки эффективности подхода SIAF алгоритм был реализован на процессоре реального времени (тип: dSpace DS1103).Время задержки номер был установлен на. Как показано на рисунке 3, звуковая трубка с квадратным поперечным сечением (длина края) и верхний предел частоты (согласно [10, уравнение (2)]), заканчивающийся электродинамические громкоговорители (тип: SPEAKA MT 60/80) использовались в качестве упрощенного стенд для первых экспериментов. Два микрофона (тип: Ono Sokki MI-1233) были использовал. Микрофон 1 был размещен перед отключающим динамиком и микрофоном. 2 на расстоянии. По этой причине в соответствии с [10, уравнение (4)] верхний предел частоты был уменьшен до.Акселерометр (тип: B&K 4374), который был усилен формирователем сигнала (тип: B&K Nexus 2692) был использован для обнаружения опорного сигнала. Кроме того, несколько аналогов фильтры верхних и нижних частот соответственно (тип: Kemo VBF21) были применены к Избегайте сглаживания. Использовался многоканальный анализатор БПФ (тип: Ono Sokki DS2100). для анализа данных.

Уменьшение отраженного волны анализировались на наличие широкополосного возмущения с. Система возбуждалась полосовым белым шумом ().Следовательно, длина фильтра была использована для вектора адаптивного веса, а также для модели вторичного тракта. Была установлена ​​частота дискретизации. Результаты, показанные на рисунке 4, доказывают, что контроллер отменяет отраженный волна, если и только если соответствующая частота определяется опорным датчик. В анализируемой полосе частот было достигнуто полное снижение дБ. Стратегия SIAF-control была применена успешно. Интенсивность звука не была определяется во время этого теста.


3. Разработка прототипа и калибровочные испытания

Первая реализация SIAF, основанная на коммерческие компоненты показаны на рисунке 5 (а). Он состоит из источника звука (тип: B&K 4295) и самодельный цилиндрический адаптер (внутренний диаметр мм). Два согласованных по фазе микрофоны (тип: B&K 4295) были интегрированы в этот адаптер. Портативный Анализатор БПФ (тип: B&K 3560B с фазовым согласованием при 50 Гц с использованием датчиков интенсивности звука B&K).В расстояние между микрофонами было установлено в см. Согласно [10, уравнение (4)], верхняя частота задается в Гц.

An Безэховая камера использовалась для проверки возможности калибровки прототипа СИАФ. Экспериментальная установка показана на рисунке 5 (б). Электродинамический громкоговоритель (тип: ПАБ-8МК2) использовался в качестве акустического источник, и микрофон свободного поля (тип: B&K 4188) был применен для измерения уровень звукового давления в фиксированной контрольной точке.Акселерометр (тип: B&K 4374), усиленный стабилизатором сигнала (тип: B&K Nexus 2692), был использован для обеспечения точного воспроизведения возбуждения и обнаружения опорного сигнала. Интенсивность излучаемого звука измерялась для центр третьей октавы частоты от 80 Гц до 500 Гц. Первые справочные данные были собраны обычный зонд интенсивности звука (тип: B&K 3595 с парой микрофонов 4197 с помощью распорки 12 мм). Затем измерения были повторены с использованием Прототип СИАФ.Обработка сигнала производилась на силовом компьютере. (тип: dSpace DS1103). Тональные нарушения использовались для тестирования прототипа SIAF. Следовательно, длина фильтра была использована для вектора адаптивного веса, а также для модели вторичного тракта, которая была реконструирована для каждой частоты. В номер задержки был установлен на, и для этих тестов использовалась частота дискретизации.

результаты, показанные на Рисунке 6 (b), доказывают, что контроллер был способен уменьшить отраженная волна для всех анализируемых частот.Только незначительное звуковое давление отклонения между микрофонами SIAF были измерены. Результаты представлены в Рисунок 6 (б) также подтверждает распространение звука в поле плоской волны, поскольку одинаковое количество энергии было определено в двух точках измерения. За это причина и из-за того, что расстояние между мембраной громкоговорителя а передний боковой микрофон SIAF был меньше тройного диаметра трубки, сравните с [10], дополнительные поправки на потери по границам трубы (необходимы для более высоких частот) не учитывались.

Как предложено в [11], звук Интенсивность рассчитывалась из мнимой части кросс-спектральной плотности между двумя микрофонами SIAF (зонд p-p ): где - плотность жидкости. Альтернатива подход дается применением комбинированного звукового давления, датчик скорости частиц (датчик p-u ), описан в [14]. Этот зонд состоит из небольшого электретного конденсатора. микрофон и датчик скорости частиц.Последнее основано на методика акустического измерителя интенсивности, предложенная в [15]. Частицы измерения скорости с помощью датчиков, которые были проанализированы в [16], были только возможно с помощью небольшого вентилятора для создания постоянного воздушного потока. Из-за нелинейности этих типов преобразователей, постоянный поток воздуха необходим для определить рабочую точку датчика. Зонд p-u , представленный в [14], не зависит от постоянного потока воздуха, а его применение, особенно в полях плоских стоячих волн, гарантирует, что по крайней мере один из преобразователей не находится в узловой точке.Но если звук уровень давления превышает верхний уровень звука - 110 дБ, см. [17] - электретного микрофон, датчик давления зонда p-u может вызывать нелинейность, как показано в [18]. Этот режим работы должен быть избежать, если применяется линейный регулятор. Как показано в [14], приложение зонда p-u выгодно, если влияние фонового шума - исходящего от источников за пределами измерения плоскость - по фазовому рассогласованию между датчиками необходимо уменьшить.В В отличие от рассогласования фаз между двумя микрофонами зонда p-p , рассогласование фаз p-u усугубляется сильнореактивные звуковые поля (например, в плоской стоячей волне), см. [14]. Более того, По заключению, калибровку датчика p-u сложнее, чем датчика p-p . в [14].

Подход SIAF требует разделения волн во временной области, основанного на два микрофона. Таким образом, измерение интенсивности звука проводилось в соответствии с к (7).Эта процедура позволяет напрямую сравнивать интенсивность звука который измеряется с использованием подхода SIAF, а интенсивность звука определяется обычным датчиком p-p . Ограничения этого подхода к измерению интенсивности звука результаты измерений приведены в [11]. Пренебрежение ошибками, возникающими вне оси измерений качество результатов определяется рассогласованием фаз ошибка, ошибка конечно-разностной аппроксимации и ошибка ближнего поля.

рассогласование фаз между двумя каналами в анализирующей системе определяет «низкочастотный предел », см. [11]. Как написано в [11], максимальное фазовое рассогласование может быть для хорошей комбинации пробника и анализатора. В калибровочные испытания проводились с использованием фазосогласованного микрофона-анализатора. комбинации. В этом случае фазовая расстройка на низких частотах зависит только от на расстоянии между микрофонами. Использование проставки 12 мм для обычного звука датчик интенсивности и расстояние 10 см для SIAF, изменение фазы по спейсер задается для SIAF и для самой низкой анализируемой частоты, соответственно.Следовательно, ошибки фазового рассогласования не учитывались при калибровке. тесты. Если концепция SIAF применяется с использованием комбинации микрофон-анализатор не полностью откалиброван по фазе, фазовая калибровка (например, с помощью требуется процедура, основанная на переключении микрофонов, как описано в [10]). В виде также указано в [11], ошибка конечно-разностной аппроксимации идеального двухмикрофонный зонд интенсивности звука в плоской волне осевого падения данный error определяет «высокочастотный предел» датчика p-p .Следует учитывать, что, поскольку градиент давления, необходимый для расчета скорости частицы, равен каждый раз аппроксимируемая простой конечно-разностной схемой, интенсивность равна измеряется. Если зонд p-u используется для измерений интенсивности звука можно избежать, поскольку скорость частиц измеряется напрямую. Конечно-разностная аппроксимация давления градиент в этом случае не нужен. «Предел высоких частот», а также «Низкочастотный предел» зонда p-u определяется кривыми АЧХ микрофона и датчик скорости частиц.

Использование расчеты для двухмикрофонного зонда в звуковом поле точечного источника излучение в свободное поле, как представлено в [11], ошибка ближнего поля может быть описывается следующим образом: ошибка ближнего поля, описываемая (9), является функцией расстояния разноса между двумя микрофонами и расстояние от источника до середины точка между микрофонами. Для обычного звука была определена пренебрежимо малая ошибка в ближнем поле 0,063 дБ. датчик интенсивности с проставкой 12 мм (,), но было обнаружено, что необходимо учитывать завышение для SIAF (,) без окружающей трубки.

В в дополнение к этим ограничениям на измерения, а также из-за трубки, которая окружает пару SIAF-микрофон, отклонения между плоской волной распространение в одном измерении внутри СИАФ и распространение сферических волн в При определении среднеквадратичных значений измеренного звукового давления необходимо учитывать три измерения: Ошибка в следующем, называется ошибкой плоской волны. Он рассчитывался как разница между уровнем звукового давления, измеренным на SIAF-микрофоне 2 и уровень звукового давления, измеренный эталонным микрофоном.Последний был размещены над активно контролируемым СИАФ, как показано на Рисунок 5 (б).

частотные зависимости ошибки плоской волны (полученной из измерений), а также погрешности конечно-разностной аппроксимации, определяемой выражением (8), показаны на Рисунок 7 (а). Видно, что первые результаты завышение измеренного уровня звукового давления. Второй ведет к занижение измеренного уровня интенсивности звука.

отклонение между интенсивностью звука, измеренной с помощью прототип SIAF и интенсивность звука, которая была определена обычный зонд показано на рисунке 7 (б).Оказалось, что эти отклонения можно уменьшить, если: ошибка ближнего поля, (b) ошибка конечно-разностной аппроксимации, и (c) Погрешности плоской волны используются для расчета скорректированного отклонения. Скорректированные значения также показаны на Рисунке 7 (b). Без поправки погрешность измерения составила не менее 2,1 дБ. Используя поправку, основанную на трех соответствующие типы ошибок, среднее отклонение в анализируемой полосе частот, рассчитанное aswhere (представляет количество проанализированных частоты) можно было уменьшить с 3.С 24 дБ до 0,61 дБ. Максимальное отклонение был снижен с 4,2 дБ до дБ. Обнаружено минимальное отклонение 0,1 дБ. при 200 Гц после коррекции. Результаты доказывают, что прототип SIAF может быть успешно откалиброван при четко определенных граничных условиях. Для практических однако используйте калибратор, который можно легко подсоединить к четко определенному потребуется источник звука (например, поршневой телефон).

экспериментальная установка, показанная на рисунке 5 (b), была простым примером источника звука, который находится прямо перед входом в трубу.Изучить концепцию СИАФ для других схем, гармоническое по времени моделирование методом конечных элементов () было выполнено в двух измерениях с использованием условия свободного поля для внешней границы анализируемой области. Это было обнаружил, что СИАФ, размещенный на определенном расстоянии от поверхности источника, будет снова действуют как локальный поглотитель, который изменяет направление потока энергии как мотивировано рисунком 8 (а). Если присутствуют два некоррелированных источника и SIAF снова не будет сопоставлен с одним из этих источников, среднее по времени локальная интенсивность в продольном направлении зонда будет измеряться, как показано на Рисунок 8 (б).Эта величина будет определяться звуковым полем, создаваемым эти источники помех. Если SIAF расположен между двумя источниками с равными сила, как показано на рисунке 8 (c), однонаправленная интенсивность компонент источника, обращенный к открытому концу звуковой трубки, будет измеряется.

Использование устройство, состоящее из динамика, акселерометра и SIAF, сравните с рис. 5 (б) прототип также был протестирован в типовой лаборатории. Время реверберации в этой комнате варьируется между 0.85 секунд в 125 Гц и 0,5 секунды при 400 Гц. Среднее арифметическое в полосе частот от 100 Гц до 5 кГц равно дается на 0,64 секунды и соответствует значениям, требуемым для помещений среднего размера см. [19]. В В этой ситуации была измерена положительная интенсивность звука для каждого тестируемого частота, если активный контроль шума на основе разделения волн во временной области был применяемый. Данные, представленные в таблице 1, показывают, что SIAF также может использоваться для обнаруживать акустические горячие точки в слабозатухающих внутренних помещениях, как предложено в [7].

5 без управления

f / Гц 100 125 250 500

0,043 0,018 0,002 0,004
с управлением +0,056 +0,048 +0,018 +0,006 без управления536 +0,107 +0,292 +0,348

интенсивность звука, измеренная непосредственно перед громкоговорителем с помощью обычный зонд интенсивности звука - без окружающей звуковой трубки и без активного контроля - также перечислены в таблице 1. Сравнение результаты доказывают, что SIAF действительно был способен обнаруживать громкоговоритель как акустический источник.В отличие от проведенного калибровочного теста в идеализированных условиях величины (с контролем) и нельзя сравнивать, потому что первый количественно перенос энергии бегущих плоских волн, которые поглощаются внутри SIAF, тогда как второй количественно оценивает циркуляцию энергии в (частично активный и частично реактивный) ближнее поле акустического источника, действующего в поле стоячей волны.

Это Очевидно, что вычислить ошибку плоской волны для звуковые поля, возбуждаемые более сложными источниками, чем использованные при калибровке тесты.Тем не менее, чтобы идентифицировать источник звука с помощью подхода SIAF который работает в условиях, в которых нельзя использовать обычные методы, это достаточно для обнаружения потока положительной энергии, даже если абсолютные значения равны не равны значениям, которые можно измерить датчиками высшего качества.

4. Резюме и перспективы

принцип действия, а также прототип нового зонда интенсивности звука. представлен. Оказалось, что свободное поле внутри этого зонда может быть реализовано с помощью активный контроль шума, если пара микрофонов в сочетании с волной Разделительный подход используется для определения составляющих отраженной волны.В Алгоритм FxLMS использовался для задачи управления сигналом с использованием акселерометра в качестве неакустический эталонный датчик. Такого подхода будет достаточно, если доступ к подается сигнал, линейно связанный с возмущением (например, в центр акустических испытаний или при акустических наземных испытаниях новых самолетов). Это было Показано, что зонд интенсивности звука с активным свободным полем может быть откалиброван. успешно внутри безэховой камеры, если конечно-разностное приближение ошибки, возникающие при численном расчете градиента давления на основе по методике с двумя микрофонами, ошибка ближнего поля и отклонения между распространение плоской волны в одном измерении и распространение сферической волны в трех учитываются габариты.Но на данном этапе развития точность SIAF, конечно, не так высока, как точность хорошо зарекомендовавших себя обычные зонды. Также было обнаружено, что из-за отсутствия активного поля внутри зонда SIAF способен обнаруживать акустический источник внутри стоящего волновые поля, которые обычно возникают в слабозатухающих внутренних помещениях. Будущие исследования будет сосредоточено на разработке процедуры калибровки, которая позволяет калибровка вне безэховой камеры.Чтобы быть независимым от ссылки сигнал, который хорошо коррелирует с возмущением, применение стабильного Контроллер обратной связи предназначен. Кроме того, планируется редизайн форма открытого конца СИАФ для сглаживания изменения импеданса вдоль входа зонда коническими или экспоненциальными рогами.

GRAS 50AI-L 1/2 "CCP Intensity Probe

Типовые области применения

  • Измерения звуковой мощности
  • Расположение и рейтинг источника звука
  • Отображение интенсивности звука

Конструкция

GRAS 50AI-L 1/2 "CCP Intensity Probe - это датчик интенсивности звука для прямого подключения к модулям сбора данных LMS с входами ICP.

Пробник включает пару согласованных по фазе преполяризованных измерительных микрофонов, которые соответствуют требованиям стандарта IEC 61043 для пробника интенсивности класса 1. Небольшие прочные ¼-дюймовые предусилители CCP обеспечивают минимальные помехи звуковому полю для точных измерений во всем диапазоне частот.

В комплект щупов входят твердые сменные прокладки для разделения микрофонов. Эти прокладки можно легко заменить, не разбирая зонд.

50AI-L поставляется с проставками от 12 мм до 100 мм, так что пробник может покрывать частотный диапазон от 30 Гц до 10 кГц.

Все компоненты сделаны специально для приложений с интенсивным звуком. Оба микрофонных предусилителя с малым диаметром ¼ дюйма и длиной 40 мм помещены в прочный корпус из нержавеющей стали. Это позволяет использовать новые конструкции датчиков для уменьшения помех звуковому полю, которые в противном случае возникают из-за эффектов теней и дифракции, а также симметрию, которая обеспечивает надежную калибровку как описано в предлагаемом стандарте (ISO / DIS 9614-2) для измерений звуковой мощности с использованием измерений интенсивности звука.

Микрофон представляет собой ½-дюймовый преполяризованный микрофон со свободным полем с уникальной системой выравнивания давления, которая обеспечивает чрезвычайно четко определенные фазовые характеристики.

Микрофон и предусилитель установлены на поворотной головке на телескопической штанге ручки. Это гибкое решение позволяет проводить измерения очень близко к источнику звука.

50AI-L собирается и тестируется компанией GRAS перед отправкой с завода. Прилагается индивидуальный сертификат испытаний.

Калибровка

Перед отправкой с завода все продукты GRAS калибруются в контролируемой лабораторной среде с использованием отслеживаемого калибровочного оборудования. Мы рекомендуем как минимум ежегодную повторную калибровку, в зависимости от использования, среды измерения и программ внутреннего контроля качества. Мы рекомендуем калибровку перед каждым использованием, чтобы обеспечить точность ваших измерений.

Гарантия

Вся продукция GRAS изготовлена ​​из высококачественных материалов, обеспечивающих долговечную стабильность и надежность.Гарантия на 50AI-L составляет 5 лет.

Поврежденные диафрагмы микрофонов можно заменить. Гарантия не распространяется на продукты, поврежденные из-за небрежного использования, неправильного источника питания или неправильного подключения к оборудованию.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с вашим представителем GRAS.

Ремонт и обслуживание

Все ремонтные работы производятся в Международном центре поддержки GRAS, расположенном в Дании. Наш Центр поддержки оснащен новейшим испытательным оборудованием и укомплектован преданными своему делу и высококвалифицированными инженерами.По запросу мы делаем смету на основе фиксированных категорий ремонта.

Если продукт, на который распространяется гарантия, отправляется в сервисный центр, он ремонтируется бесплатно, если только повреждение не является результатом небрежного использования или других нарушений гарантии. Все ремонты поставляются с сервисным отчетом, а также с обновленной калибровочной таблицей.

Sawant призывает к более широкому исследованию, поскольку Puget Sound Energy обвиняет городскую сеть в возгорании природного газа в Центральном округе

(Изображение: Seattle Fire)

Компания «Пьюджет Саунд Энерджи» обвиняет городскую электрическую инфраструктуру в возгорании природного газа на прошлой неделе, прогоревшем через тротуар в Центральном районе, в результате чего пламя вырвалось с улиц и тротуаров вокруг E Cherry.

Хотя сообщений о травмах не поступало, а ущерб был ограничен улицами города, Район 3 Представитель Кшама Савант призывает к более глубокому расследованию инцидента, опасностей, которые «коммерческие энергетические компании в одностороннем порядке навязывают нашим общинам» и «Риски продолжения использования ископаемых видов топлива, наносящих ущерб климату».

«В прошлую среду, 24 февраля, жизни тысяч жителей и рабочих в центральном районе Сиэтла были нарушены из-за опасной подземной утечки газа и пожара в трубопроводах, контролируемых коммерческой организацией PSE», - заявил представитель городского совета на Капитолийском холме. и Центральный округ пишет в письме от 27 февраля (PDF) Дэвиду Даннеру , председателю Комиссии по коммунальным предприятиям и транспорту штата Вашингтон .«Но за быструю и квалифицированную работу профсоюзов в пожарной части Сиэтла (местная пожарная служба 27) и PSE (местная служба электротехники 77), которые подвергли себя опасности, когда отреагировали на эту опасную ситуацию, остановив утечку газа и тушая пожар, мы могли бы увидеть катастрофу в нашем городе ».

2700 Блк. ул. Э. Черри: подтверждена утечка природного газа, газ воспламенился и расплавился через асфальт. По одному кварталу в каждую сторону от MLK Jr.Уэй и Э. Черри-стрит эвакуированы. pic.twitter.com/ua5TlnE7nZ

- Пожарная служба Сиэтла (@SeattleFire) 24 февраля 2021 г.

Савант обратился к мэру Дженни Дуркан , чтобы тот присоединился к ней и потребовал «всестороннего» рассмотрения инцидента. «В то время как штат UTC обычно будет расследовать аварию в среду», - говорят в офисе Саванта, - расследование «должно быть намного шире, чтобы включать всесторонний анализ всей системы газопровода и инфраструктуры PSE, а также оценку рисков будущих утечек и пожаров. , и взрывы.”

По словам представителя, первоначальные отчеты Puget Sound Energy указывают на то, что в городской электрической системе произошел сбой, вызвавший «искру, повредившую газовое оборудование PSE».

PSE сообщает, что когда произошло повреждение линии электропередачи, тепло от электричества, передаваемое от одной электрической линии к другой, сожгло и расплавило трубу для природного газа, позволив газу уйти.

«PSE отреагировала на место происшествия в течение нескольких минут, чтобы помочь пожарным в их действиях и обезопасить территорию», - сказал представитель.

Puget Sound Energy является крупнейшей энергетической компанией штата и принадлежит частным инвесторам, включая Alberta Investment Management Corporation, и British Columbia Investment Management Corporation , а также иностранные пенсионные фонды OMERS и PGGM .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *