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感应式测电器制作

作者:dolphin时间:2016-09-20

  这里介绍的感应式测电器能够在不接触带电体的情况下,通过声音信号告知被探测电线、电器以及其他电气装置等是否带有高压电,具有测试迅速、使用安全可靠等优点,它是电子、电工爱好者不可多得的一种测试工具。

  一、工作原理

  感应式测电器的电路如下图所示,

它由高压感应控制电路和音响发生电路两大部分组成。其中:VT1是结型场效应晶体管,利用其高输入阻抗及电压放大特性作感应信号检拾和放大。

  VT2、VT3是两只极性相反的普通晶体三极管,VT3的发射结是VT2的负载,而VT2又为VT3提供基极电流,它们互相配合工作,在电容器C1、电阻器R3的正反馈作用下形成振荡,所以这个电路被叫做互补型自激多谐振荡器。

  当按下按钮开关SB时,电路电源即被接通。如果测电器尚未探测到高压带电体,则由于场效应晶体管VT1处于零偏状态,其漏极D和源极S之间的电阻较小,与漏极D相连的VT2基极处于低电平(0.65V),VT2因无合适偏流而处于截止状态,由VT2和VT3等组成的振荡电路不工作,扬声器B无声。一旦测电器接近高压带电体,与VT1栅极G相连的金属感应片就会接收到微弱的电场信号,使VT1漏、源极之间的电阻值增大,其分电压(指相对于微调电位器RP而言)随之上升,VT2即获得合适偏流而导通,由VT2和VT3等组成的振荡电路立即工作,振荡电流通过扬声器B,使之发出响亮的“嘟……”声。

  电路中,微调电位器RP用来调整间的绝缘,损坏时次级绕组上出现高压。

  (5)电焊变压器电焊变压器其结构上是一种特殊的降压变压器,如下图所示。

电焊变压器一般由220V或380V降至约60~80V的空载电压,以保证足够大的引弧电压。次级侧短路时(即焊接),短路电流不会过大。正常焊接时,将电弧两端维持在30V左右电压,以保焊流基本稳定。

  6.变压器绕组的极性

  变压器绕组的极性,是指在任何瞬间,两绕组同时产生的电动势都具有相同极性的两端,常称作同极性端或同名端,用符号“·”标记。就绕组(即线圈)而言,当两线圈绕向相同时,就是同名端,如下图所示。

这样,变压器在使用中有时需将绕组串联以提高电压,例如两个绕组的额定电压为110V,欲接在220V的电源上时,则应将两绕组的异名端串联,如图(a)所示。

或将绕组并联以增大电流,例如上述两绕组接到110V电源上,则应把两绕组的同名端并联,如图(b)所示。如果连接错误,串联时将2和4两端连在一起,1与3两端接电源,则两绕组的电动势互相抵消,铁心中不产生磁通,绕组中就没有感应电动势,绕组中便流过很大的电流,会将变压器烧毁。

  使用时应注意额定电流相同的绕组才能串联,额定电压相同的绕组才能并联,否则,即便极性连接正确,也可能使其中一绕组过载而导致烧毁。

  当两绕组绕向不同时,即一个正绕一个反绕,就像两个人面对面或背对背站着,左右两只手不在同一侧一样,如下图所示。

探测灵敏度。振荡电路的工作频率主要取决于时间常数t=R1×C1,故增减电阻器R1阻值或电容器C1容量就可以改变扬声器B发声的音调。C2为交流旁路电容器,主要用来减小电池GB的交流内电阻,使扬声器B发声更响亮,并相对延长电池使用寿命。

  实践证明,感应式测电器的有效探测距离与金属感应片面积大小及微调电位器RP的阻值大小有关。除此以外,还与所测试带电体的电压高低和频率大小直接相关。一般来讲,感应测电器在靠近频率高的线路时,有效探测距离远,在靠近频率低的线路时,有效探测距离近。在靠近电压高的线路时,有效探测距离远,在靠近电压低的线路时,有效探测距离近。

VT2可用9011(集电极最大允许电流ICM=30mA,集电极最大允许功耗PCM=200mW)或3DG6、3DG201型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数β50;VT3可用9012(ICM=-O.5A,PCM=625mW)或3CX200、3CG23型硅PNP中功率三极管,要求β30.

  RP用WH7-A型立式微调电位器。R1~R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1用CT1型瓷介电容器,C2用CD11—10V型电解电容器。B用φ27mm×9mm、8Ω超薄微型动圈式扬声器,以减小体积、方便安装。

  金属感应片是尺寸约为15mm×15mm的薄铁(或铜)片。SB用14mm×14mm小型轻触开关,亦可用KWX一2型微动开关来代替。GB用两节5号干电池串联(须配塑料电池架)而成,电压3V。

  二、元器件选择

  VT1用3DJ6或3DJ7型结型场效应晶体管,要求饱和漏源电流IDSS1mA。该结型场效应晶体管有金属管壳和塑料两种封装形式,外形和管脚排列如下图所示。

这里特别要指出的是:对于结型场效应晶体管,由于它的漏极D和源极S是对称的,所以可以互换使用。虽然用万用表测量时漏极与源极之间正、反向电阻有时略有差异,但不影响两脚对换使用。

  三.安装调试图

上图是是该感应式测电器的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为40mm×30mm。焊接时注意:电烙铁外壳一定要良好接地!整个电路参照下图所示,

全部装在一个尺寸约为110mm×32mm×20mm的绝缘小盒内。金属感应片用强力胶粘贴在盒子前侧面的内壁上,盒面板开孔固定电源开关SB,并事先为扬声器B开出释音孔。

  电路调试很简单:在远离带电体的环境中,按下电源开关SB,用小螺丝刀缓慢调节微调电位器RP的阻值,使扬声器B处于临界发声状态,即获最佳测电报警灵敏度。如嫌扬声器B发声时音调太低沉(或高尖),可通过适当减小(或增大)电阻器R1阻值或电容器C1容量来加以调节。如果觉得音量不够,可通过适当增大电阻器R3的阻值试一试。但R3阻值也不可太大,否则电路报警时的耗电量将会显着增大,并且电路起振困难。

  调试好的感应式测电器,一般可达到如下指标:对于36~100V交、直流带电体,探测报警距离不小于0.5~4cm。交流220V带电体不小于5cm。

  10kV高压输电线路不小于80cm。电视机显像管高压为20~50cm。感应式测电器不报警时耗电小于1mA,报警时不超过100mA,故用电很节省。

  四.使用方法

该感应式测电器除一般大家共知的用法外,还有多种特殊用法。如要寻找隐藏在墙壁内的电源暗线,可将感应式测电器贴近墙壁来回游动(注意:手指应一直按下电源开关按钮),当出现声音信号时,感应式测电器所指处便是暗线所在位置。如要查找电线(或电热毯)断芯位置,可将电线的一端接220V交流市电相线(火线),手持感应式测电器从电线另一端开始,沿电线移动,当出现声音信号时,测电器所指位置就是断线故障处。

  由于感应式测电器的探测距离与带电体电压高低成正比例关系,所以使用者在取得一定的经验数据之后,还可根据报警距离粗估被测电压的高低。另外,每当探测到照明或动力交流电信号时,感应式测电器的振荡频率会受到50Hz交流电感应信号的调制。扬声器发声为蟋蟀型颤音,探测静电场时则发直音。使用者根据报警声类型,还可以很容易地区分出交流电压和静电场来。



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