30.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАДЕНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПЯХ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ТРАНСПОРТНО –
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
МАШИН.
При
проверке и ремонте автомобильного
электрооборудования необходимо измерять
различные параметры. Для получения
правильных результатов необходим
точный измерительный прибор.
При
поиске неисправностей в автомобилях
при помощи авометра приходится сталкиваться
с определёнными трудностями. Не
редкость когда лампа или реле
не работают из-за увеличившегося переходного
сопротивления контактов, а вольтметр
с большим внутренним сопротивлением
показывает нормальное напряжение. Иногда
в таких случаях для определения
неисправностей применяется контрольная
лампа, но диапазон сопротивлений и
напряжений которые можно определять
лампой, довольно ограничен. И в том
и другом случае при измерении
напряжения на проверяемом проводе
не всегда понятно приходит напряжение
напрямую от аккумуляторной батареи, через
лампочку, реле или плохой контакт.
Если проверять электрическую цепь
омметром, то надо затратить время,
чтобы найти второй конец проверяемой
цепи. В случае если электродвигатель
или лампа включаются через реле,
то нужно принять меры, чтобы случайно
не повредить омметр напряжением
аккумуляторной батареи.
Из большого числа описанных
в литературе индикаторов большинство
представляют собой плохие аналоги
вольтметра или омметра и поэтому
не пользуются популярностью
у автомобилистов.
Предлагаю вниманию читателей
сайта altinfoyg.ru автомобильный индикатор
напряжения, предназначенный для поиска
неисправностей в электрооборудовании
автомобиля, который по принципу действия
представляет собой улучшенный вариант
контрольной лампы и во многих случаях
лишен упомянутых недостатков. Индикатор
имеет широкий диапазон определяемых
им напряжений и сопротивлений для определения
места неисправности, а также приемлемую
точность для определения напряжения
аккумуляторной батареи. При помощи этого
индикатора от одного прикосновения щупа
к проверяемому контакту можно не только
обнаружить присутствие напряжения, но
и примерно определить сопротивление
проверяемой электрической цепи одновременно
в двух диапазонах без переключений. Это
позволяет быстрее и легче находить неисправности.
Предлагаемый
автомобильный индикатор имеет
простую схему, не содержит дефицитных
деталей и имеется возможность
настраивать индикатор в широких
пределах по потребностям каждого конкретного
пользователя. Один контакт выполнен
в виде щупа, а второй имеет удлинённый
провод со штекером и съёмным зажимом
«крокодил». На корпусе имеются отверстия
для лампы NLO, двухцветного светодиода
NL1, NL2 и переключателя SA1. Установка
переключателя не обязательна. При
сборке индикатора надо обращать внимание
на полярность подключения полупроводниковых
приборов.
Работает и настраивается индикатор
напряжения следующим образом:
при подаче от регулируемого
источника (+) напряжения больше 10
В со стороны контакта 2 стабилитрон VD2
открывается. Ток начинает проходить через
лампу NLO, стабилитрон VD2 и открытый диод
VD1. Когда падение напряжения на лампе
NLO превысит прямое падение напряжения
на диоде Шотки VD3, часть тока пойдёт через
резистор R4, поэтому ток через индикатор
увеличится, а значит, увеличится определяемое
индикатором падение напряжения в проверяемой
цепи. Если дальше увеличивать напряжение,
то при 11,5 В у лампы NLO индикатора появится
заметное свечение, а при напряжении 14,5
В лампа HLO будет светить уже полным накалом.
Минимально допустимым для автомобильной
аккумуляторной батареи считается
напряжение 11,5 В, а напряжение выше 14,5
В у автомобиля с неработающим двигателем
практически не бывает. При напряжении
больше, чем 15В лампа будет светить с перекалом,
что может сократить срок её службы. Небольшое
изменение напряжения приводит к заметному
изменению свечения лампы индикатора,
что позволяет с достаточной точностью
определять напряжение аккумуляторной
батареи.
Если свечение лампы HLO появляется
раньше или позже достижения
напряжения 11,5 В, то необходима настройка
индикатора. Желательно подобрать стабилитрон
VD2 на нужное напряжение или заменить диод
VD1 на другой с большим или меньшим прямым
падением напряжения. Можно вместо одного
поставить последовательно два диода.
Для расширения диапазона определяемого
напряжения можно заменить лампу HLO на
другую, с большим номинальным напряжением,
например, на 3,5 В. Чаще всего напряжение
аккумуляторной батареи автомобиля не
отличается от напряжения 13 В больше, чем
на 0,5 В в одну или другую сторону. Поэтому
нужно также протестировать индикатор
при напряжении 13 В на то, как лампа HLO реагирует
на изменение величины сопротивления
в проверяемой цепи, и результаты записать.
При увеличении сопротивления всего на
2–3 Ом лампа индикатора будет светить
заметно слабее и при сопротивлении 10
Ом лампа должна погаснуть. Настраивать
чувствительность индикатора к изменению
сопротивления можно изменением номинала
резистора R4 с учётом того, чтобы не превышать
предельный ток стабилитрона 0,8 А при максимальном
токе на лампе. В этом режиме индикатор
работает как нагрузочная вилка. Таким
способом можно найти даже незначительное
увеличение переходного сопротивления
в электрооборудовании автомобиля ещё
до того, как произойдёт сбой в работе
или определить, например, наличие в электрической
цепи лампы, обмотки электродвигателя
или другой низкоомной нагрузки.
Иногда требуется определить
наличие в цепи сопротивления
в сотни Ом и до нескольких
кОм. На такие сопротивления
в электрической цепи контрольная
лампа не реагирует, а вольтметр
просто не замечает небольшое
по сравнению с внутренним
сопротивлением прибора увеличение
сопротивления. Для определения
небольшой проводимости предназначен
красный светодиод пары HL2. Он
начинает светить при напряжении
на индикаторе 2 В, постепенно увеличивая
яркость по мере увеличения напряжения.
Без резистора R3 при напряжении 13 В многие
экземпляры светодиодов будут светить
при увеличении сопротивления в проверяемой
цепи больше, чем 100 кОм. В этом случае свечение
светодиода NL2 может появиться при проверке
напряжения на обесточенном проводе при
отсыревшей проводке, при загрязнённой
изоляции или других, незначительных,
не влияющих на работу электрооборудования
утечках (например, небольшой обратный
ток диодов в монтажном блоке). Я рекомендую
ограничить чувствительность светодиода
при помощи резистора R3 до 20 кОм. Таких
параметров индикатора хватает для определения
большей части неисправностей.
Иногда напряжение на аккумуляторной
батарее снижается меньше допустимого
для батареи 11,5 В или необходимо
проверить работоспособность регулятора
напряжения при больших оборотах генератора,
когда напряжение может быть больше безопасного
для лампы индикатора 14,5 В. Для таких случаев
предусмотрен другой более безопасный
режим работы индикатора. Его также можно
использовать для уточнения некоторых
параметров проверяемой цепи. Для этого
меняем полярность приложенного к индикатору
напряжения переключателем SA1 или можно
поменять местами 1-й и 2-й выводы индикатора.
Диод VD3 заперт, и ток не проходит через
резистор R4, а проходит через лампу HLO и
открытый в прямом направлении стабилитрон
VD2. Диод VD1 будет заперт, и основной ток
пойдёт через добавочные резисторы R1 и
R2. Если постепенно увеличивать приложенное
к индикатору напряжение, то лампа HLO будет
светить при напряжении от 8 В до 18 В. Этот
диапазон можно смещать в одну или другую
сторону, изменяя величину суммарного
сопротивления R1 и R2. Если при напряжении
13 В постепенно увеличивать сопротивление
в цепи, то лампа HLO будет постепенно гаснуть
и перестанет светить при сопротивлении
70 Ом. Сопротивление, при котором будет
продолжать светить лампа HLO, можно увеличить,
заменив лампу другой с меньшим номинальным
током, например типа МН 2,5- 0,068. В этом случае
желательно уменьшить номинал резистора
R4, чтобы сохранить способность индикатора
определять и малые сопротивления. Потребуется
также примерно вдвое увеличить номиналы
резисторов R1 и R2.
Об изменении полярности напряжения
и работе индикатора в безопасном
режиме будет сигнализировать
зелёный светодиод NL1. Его свечение
будет видно при увеличении
напряжения от 4 В и больше. При напряжении
13 В он погаснет при увеличении сопротивления
в цепи до 300 Ом. Настройка свечения зелёного
светодиода также может изменяться и зависит
от соотношения сопротивлений R1 и R2. Гасящие
резисторы R5 и R6 для светодиодов HL1 и NL2
выбираются так, чтобы ток через светодиод
не превышал 70-80 % от максимально допустимого
для светодиода при максимально допустимом
токе на лампе HLO.
Величина предельного напряжения
на индикаторе во всех случаях
ограничивается максимально допустимым
током через лампу HLO. Лампа
с номинальным напряжением 2,5
В обычно длительно и надёжно работают
и при напряжении 3 В. Поэтому чтобы определить
предельно допустимое напряжение на индикаторе
нужно при тестировании индикатора определить
при каком напряжении на индикаторе напряжение,
измеренное на лампе NLO достигнет 3 В. При
необходимости можно сдвинуть диапазон
определяемого напряжения. Другие детали
индикатора работают в более лёгком режиме,
чем обеспечивается высокая надёжность
индикатора. Даже если и удастся вывести
из строя лампу HLO, то красный светодиод
HL2 будет продолжать работать и показывать
наличие напряжения. Замена лампы не намного
дороже и сложнее замены предохранителя.
Теперь немного о некоторых
способах использования индикатора.
Если не работает реле, электродвигатель,
лампа или другое устройство,
то чаще всего это или обрыв
в цепи питания этого устройства,
или значительное падение напряжения
на нём из-за увеличившегося
переходного сопротивления. Поэтому
не стоит слишком напрягать зрение,
чтобы замечать несущественные для работы
десятые доли вольта. Для определения
этой неисправности вполне достаточно,
и даже с запасом хватает и того, что мы
замечаем разницу в 1 В проверяя падение
напряжения непосредственно на устройстве.
Уточнить место падения напряжения можно
при помощи красного светодиода пары HL2,
который будет светить при напряжении
больше 2 В. При работающем стартере проверяем
индикатором наличие напряжения между
минусовым выводом аккумуляторной батареи
и корпусом автомобиля. Появление свечения
красного светодиода NL2 означает плохой
контакт у минусового провода батареи.
Таким способом при достаточно мощной
нагрузке можно определять переходные
сопротивления контактов до сотых долей
Ом.
Иногда бывает обрыв в самом
проверяемом устройстве, что тоже
легко определяется индикатором.
Для этого индикатор подключаем
последовательно в проверяемую
цепь и щупом индикатора проверяем
наличие напряжения до и после
проверяемого устройства.
Чтобы проверить сопротивление
изоляции на корпус, подсоединяем
один вывод индикатора на плюс
аккумуляторной батареи, а другой
к проверяемому проводу или
к выводу обмотки электродвигателя.
Можно также убедиться в исправности
конденсатора у распределителя
зажигания. Для этого к не
подсоединённому к корпусу выводу
конденсатора присоединяем зажим
индикатора. Контакт прерывателя
должен быть разомкнут. Касаемся
щупом индикатора плюсового вывода
аккумуляторной батареи. Короткая
вспышка красного светодиода HL2 означает,
что конденсатор исправен. Отсутствие
вспышки будет означать обрыв,
а постоянное свечение пробой
конденсатора. Состояние контактов
прерывателя проверяется аналогично
по одновременному появлению
и исчезновению свечения лампы
индикатора HLO и красного светодиода
HL2 при медленном проворачивании
вала распределителя зажигания.
Хорошее состояние контактов
обычного реле или выключателя
определяется по отсутствию свечения
светодиода индикатора при проверке
напряжения на замкнутых контактах.
Можно без разборки генератора
проверить его диоды на короткое
замыкание.
При необходимости при помощи
автомобильного индикатора можно
определять и наличие переменного
напряжения по одновременному
свечению двух светодиодов и
конечно полярность постоянного
напряжения.
Индикатор имеет небольшой объём
и может иметь корпус произвольной
формы. Если индикатор кроме
заменяемой лампы залить наполнителем,
то тогда его практически невозможно вывести
из строя при падении.
Дополнение:
Для обеспечения точной регулировки
и плавной настройки вместо
стабилитрона можно применить
регулируемый транзисторный аналог
стабилитрона. Схема индикатора
была опубликована в журнале
"Радиолюбитель" 1996 №8 стр.20 и
некоторых других изданиях. Параллельно
аналогу нужно подключить диод
в прямом направлении.
СПИСОК
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей:
Учебник для студентов вузов. – 2-е издание
перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1995. - 304
с.