CN104793119A - 普通万用表测试可控硅扩展装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及万用表新功能扩展，用于解决普通万用表（无论是数字万用表还是指针式万用表）无法直接测试可控硅的问题，方案为一种普通万用表测试可控硅扩展装置，包括双电源电路、运算放大电路、显示电路和触发电路；所述双电源电路与万用表的9V电源相连后为运算放大电路提供±4.5V的双电源；所述运算放大电路分别与双电源电路和显示电路相连后为待测可控硅提供双向导通信号；所述显示电路与触发电路相连，为测试电路提供导通显示；所述触发电路与待测可控硅相连后为待测可控硅提供触发信号。本方案将普通万用表经过改装后能够直接测量可控硅的多功能万用表，改装成本低且使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及万用表新功能扩展，尤其涉及一种能够通过普通万用表直接测试可控硅的装置。
背景技术
可控硅又称晶闸管，其具有触发导通，电压过零自动关断的特性，被广泛应用于各种电子产品和自动控制设备中。可控硅分为单向可控硅与双向可控硅，单向可控硅一般用于可控整流电路、过流/过压保护电路；双向可控硅一般用于交流调节电路，如调光台灯、调速风扇中的交流电源控制等。
目前测试可控硅性能的方法大致有两种：一是采用可控硅测试仪进行测试，二是按照教科书上介绍的简易可控硅测试法借助万用表进行测试。可控硅测试仪价格昂贵。简易测试法，测试方法比较繁杂，不利于初学者掌握。在大多数学校的教学、实验中用的万用表，无论是指针式万用表，还是数字式万用表只能实现基本的电压、电流及电阻的测试，都无法实现直接对可控硅进行测试,如果采购专用设备，势必会增加教学成本，若在现有万用表上增加这一扩展模块，可以达到即节约成本，又扩展了万用表功能的目的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供能够用普通万用表直接测试可控硅特性的装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种普通万用表测试可控硅扩展装置，包括双电源电路、运算放大电路、显示电路和触发电路。所述双电源电路与万用表的9V电源相连后为运算放大电路提供±4.5V的双电源；所述运算放大电路分别与双电源电路和显示电路相连后为扩展装置提供双向导通信号；所述显示电路与触发电路相连，为测试电路提供导通显示；所述触发电路与待测可控硅相连后为待测可控硅提供触发信号。
采用本发明的技术方案后，通过本装置将万用表内部的9V电池转化为±4.5V的双电源，为集成运放供电。集成运放构成双相脉冲信号源，为可控硅提供双向的交流信号，此信号加到反向并联的发光二极管上，通过发光二极管的亮暗变化来指示可控硅的导通状态，同时万用表表头指示出触发电流的大小。本发明结构简单，使用方便，将普通万用表经过改装之后实现直接测量可控硅的多功能万用表。（1）扩展了普通万用表使用领域，无需购买测量可控硅的专用设备。（2）通过集成运放芯片、电容、电阻、发光二极管及插座组成测试电路，实现对可控硅特性的测试，改装成本较低。
进一步的改进，所述运算放大电路与显示电路之间设有限流电阻R4。
进一步的改进，所述双电源电路包括电容C1和电容C2；所述电容C1和电容C2分设在9V电源的正、负极处。
进一步的改进，所述运算放大电路包括运算放大器U1A、电阻R1、R2、R3和电容C3;所述运算放大器U1A的正供电端与正4.5V电源相连；所述运算放大器U1A的负供电端与负4.5V电源相连；所述电阻R1分别与运算放大器U1A的反相输入端和输出端相连；所述电阻R2分别与运算放大器U1A的同相输入端和地相连；所述电阻R3分别与运算放大器U1A的同相输入端和输出端相连；所述电容C3分别与U1A的反相输入端和地端相连。
进一步的改进，所述显示电路包括发光二极管D1和发光二极管D2；所述发光二极管D1和发光二极管D2反向并联在运算放大电路和触发电路之间。
进一步的改进，所述触发电路包括挡位切换开关AN、插座Q和电阻R5;所述挡位切换开关AN一端与显示电路相连，另一端与电阻R5相连；所述电阻R5的另一端与插座Q的一个脚相连；所述插座Q的另外两只脚一个与显示电路相连，一个与地相连。
附图说明
图1是普通万用表测试可控硅装置的电路原理图。
图2是普通万用表改装后固定在万用表面板上的结构示意图。
其中：1、发光二极管，2、插座Q，3、挡位切换开关AN。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本发明优选的方案做进一步的阐述：
如图1所述，一种普通万用表测试可控硅装置：包括双电源电路、运算放大电路、显示电路和触发电路。
双电源电路包括电容C1和电容C2；所述电容C1正极端与9V电源的正极相连，C1正极端与地构成正4.5V电源；电容C2负极端与9V电源的负极相连，C2的负极端与地构成负4.5V电源，为运输放大电路提供正、负4.5V的双电源。
运算放大电路包括运算放大器U1A、电阻R1、R2、R3和电容C3。所述运算放大器U1A的正供电端与正4.5V电源相连；所述运算放大器U1A的负供电端与负4.5V电源相连；所述电阻R1分别与运算放大器U1A的反相输入端和输出端相连；所述电阻R2分别与运算放大器U1A的同相输入端和地相连；所述电阻R3分别与运算放大器U1A的同相输入端和输出端相连；所述电容C3分别与U1A的反相输入端和地端相连。集成运放U1A构成双相脉冲信号源，为可控硅提供双向的交流信号，其中R1、C3决定了脉冲信号源的频率。
显示电路包括两个发光二极管1，分别为发光二极管D1和发光二极管D2；发光二极管D1和发光二极管D2反向并联在运算放大电路和触发电路之间，发光二极管1为待测可控硅导通提供显示；运算放大电路与显示电路之间设有限流电阻R4。
触发电路包括挡位切换开关AN、插座Q和电阻R5；所述挡位切换开关一端与显示电路相连，另一端与电阻R5相连；所述电阻R5的另一端与插座Q的一个脚相连；所述插座Q的另外两只脚一个与显示电路相连，一个与地相连；所述触发电路与待测可控硅相连，为待测可控硅提供触发信号。
如图2所示，本发明的结构是：将整个扩展电路安装在一块电路板上，然后固定在万用表内部；显示电路的两只发光二极管D1、D2和插座Q固定在万用表面板的适当位置；挡位切换开关AN（3）为原万用表功能选择开关，在原有挡位上增加一可控硅测量挡位。当需要对可控硅进行测试时，仅需将待测可控硅插入插座Q，转换万用表的挡位切换开关AN（3）至可控硅测量挡位，根据发光二极管D1、D2的亮暗情况确定待测可控硅的性能。
触发电流的测试：
普通万用表扩展测试可控硅功能，在万用表原功能选择开关上增加可控硅测试功能挡，切换到这一挡位时，即将可控硅的触发电路接通，而且万用表处于测量电流的状态，并串入电阻R5的电路中，表头显示的电流值即为待测可控硅的触发电流。电阻R5可用电位器代替，测试中改变电阻R5的大小，当发光二极管点亮时的电流即为可控硅的最小触发电流。
单向可控硅的测试：
将可控硅三只脚分别插入插座Q的a、b、c三个脚内。在无触发信号的情况下，如果发光二极管D1、D2不发光，代表可控硅不导通，说明可控硅没有击穿现象。选择挡位切换开关AN（3）使处于可控硅测量挡位，给可控硅施加触发信号，如果仅发光二极管D1发光，表示可控硅能够被触发导通，且为单向可控硅，插座Q的三个脚a、b、c分别插入的是阳极、控制极、阴极的三只脚，同时万用表指示值为可控硅的触发电流。
双向可控硅的测试：
将可控硅的三只脚分别插入插座Q的a、b、c三个脚内。在无触发信号的情况下，如果发光二极管D1、D2不发光，代表可控硅不导通，说明可控硅没有击穿现象。选择挡位切换开关AN（3）使处于可控硅测量挡位，给可控硅施加触发信号，如果发光二极管D1、D2均发光，说明测试的可控硅是双向可控硅，插座Q的三个脚a、b、c分别插入的是第二阳极、控制极、第一阳极的三只脚，同时万用表指示值为可控硅的触发电流。
本装置对于双向可控硅，能够测量第二阳极与第一阳极是否击穿，能否被触发，以及触发电流的大小；对于单向可控硅，能够判断阳极和阴极是否击穿，能否被触发以及触发电流的大小。
本发明专利中运算放大器构成的信号源，并不限于双相脉冲信号，构成的正弦波信号及对本研究的精神和原则之内所作的任何修改，亦在本专利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种普通万用表测试可控硅扩展装置；其特征在于：包括双电源电路、运算放大电路、显示电路和触发电路；所述双电源电路与万用表的9V电源相连后为运算放大电路提供±4.5V的双电源；所述运算放大电路分别与双电源电路和显示电路相连后为扩展装置提供双向导通信号；所述显示电路与触发电路相连，为测试电路提供导通显示；所述触发电路与待测可控硅相连后为待测可控硅提供触发信号。
2.如权利要求1所述的普通万用表测试可控硅扩展装置，其特征在于：所述运算放大电路与显示电路之间设有限流电阻R4。
3.如权利要求2所述的普通万用表测试可控硅扩展装置，其特征在于：所述双电源电路包括电容C1和电容C2；所述电容C1和电容C2分设在9V电源的正、负极处。
4.如权利要求2所述的普通万用表测试可控硅扩展装置，其特征在于：所述运算放大电路包括运算放大器U1A、电阻R1、R2、R3和电容C3;所述运算放大器U1A的正供电端与正4.5V电源相连；所述运算放大器U1A的负供电端与负4.5V电源相连；所述电阻R1分别与运算放大器U1A的反相输入端和输出端相连；所述电阻R2分别与运算放大器U1A的同相输入端和地相连；所述电阻R3分别与运算放大器U1A的同相输入端和输出端相连；所述电容C3分别与U1A的反相输入端和地端相连。
5.如权利要求2所述的普通万用表测试可控硅扩展装置，其特征在于：所述显示电路包括发光二极管D1和发光二极管D2；所述发光二极管D1和发光二极管D2反向并联在运算放大电路和触发电路之间。
6.如权利要求2所述的普通万用表测试可控硅扩展装置，其特征在于：所述触发电路包括挡位切换开关AN、插座Q和电阻R5;所述挡位切换开关AN一端与显示电路相连，另一端与电阻R5相连；所述电阻R5的另一端与插座Q的一个脚相连；所述插座Q的另外两只脚一个与显示电路相连；一个与地相连。
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