Измеритель частоты пульсаций яркости осветительных ламп — приставка к мультиметру

Как правило, основная частота пульсаций яркости осветительных ламп — 100 Гц. Обусловлено это тем, что у ламп накаливания именно с этой частотой меняются мгновенная потреб­ляемая мощность, от нуля до максиму­ма, а также температура нити накалива­ния и яркость. За счёт инерционности нити её температура изменяется в относительно небольших пределах, но пульсации яркости остаются. У люми­несцентных ламп с балластным дросселем частота пульсаций также 100 Гц. А у КЛП с электронным пуско-регулирующим аппаратом (ЭПРА), где обычно применён мостовой диодный выпрями­тель, частота пульсаций (кроме частоты преобразования) тоже 100 Гц. Но неко­торые фирмы экономят на диодах — вместо мостового выпрямителя может быть однополупериодный на одном диоде. Чаще всего это бывает в мало­мощных КЛЛ. В результате частота пульсаций яркости равна частоте сети.

Как правило, в этом случае и уровень пульсаций яркости выше.

В измерителе можно использовать солнечную батарею от газонного свето­диодного светильника, а поскольку вы­сокой точности измерения не требуется, для этой цели можно применить муль­тиметры с функцией измерения часто­ты. Но чувствительности большинства из них недостаточно, поэтому потребу­ется усилитель сигнала, который можно питать от солнечной батареи.

Схема такого усилителя показана на рис. 1. Датчиком освещённости и од­новременно источником питания слу­жит солнечная батарея от газонного светодиодного светильника. Двухкас­кадный усилитель собран на транзисто­рах VT1, VT2 и обеспечивает усиление сигнала пульсаций до напряжения около 300 мВ, что превышает чувстви­тельность частотомера в таком мультиметре, как MY-63. Переменная состав­ляющая напряжения солнечной батареи через конденсатор С2 поступает на вход первого каскада на транзисторе VT1. За счёт ООС через резистор R1 режим работы транзистора устанавли­вается автоматически. Второй каскад собран по аналогичной схеме, но на его входе включён подстроенный резистор R3, с помощью которого устанавливают требуемый коэффициент усиления. Конденсатор С1 практически не подав­ляет сигналы с частотами 50 и 100 Гц и обеспечивает устойчивую работу уси­лителя, поскольку применённые тран­зисторы — высокочастотные.

Рис. 1

Устройство работает при напряже­нии солнечной батареи 1…2,5 В. Из-за нелинейной зависимости выходного напряжения солнечной батареи от ос­вещённости, при малом напряжении амплитуда пульсаций больше, но коэф­фициент усиления меньше. С ростом постоянного напряжения амплитуда пульсаций снижается, но растёт коэф­фициент усиления. Поэтому выходное переменное напряжение изменяется в относительно небольших пределах при большом изменении освещённости солнечной батареи. Если уровень пуль­саций яркости мал, сигнала может не хватить для нормальной работы часто­томера, но в этом случае и частота пульсаций не имеет существенного значения.

Усилитель можно собрать на одно­сторонней печатной плате из стекло­текстолита, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисто­ры С2-23, Р1-4, подстроенный СПЗ-19, конденсаторы — импортные керамические, транзисторы КТ342БМ можно за­менить транзисторами КТ3102 с любым буквенным индексом. Солнечная бата­рея — размерами 25×25 мм.

Рис. 2

Если для измерения частоты приме­нить другой мультиметр, например, APPA 62, чувствительность которого в этом режиме — 1,5 В, предложенного усилителя на транзисторах будет недо­статочно. Выходом из этой ситуации может быть применение усилителя и компаратора на ОУ, схема которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Чертёж платы с элементами для поверхностного мон­тажа показан на рис. 4. Резисторы — PH 1-12, конденсаторы — К10-17в типо­размера 1206.

Рис. 4

Усилитель на транзисторах или уси­литель с компаратором на ОУ можно встроить в измеритель уровня пульса­ций яркости осветительных ламп («Радио», 2015, № 12, с. 41, 42), в котором уже есть солнечная батарея. Со­вместно с мультиметрами MY-63 (в первом случае) или APPA 62 (во вто­ром) это обеспечит измерение уровня и частоты пульсаций яркости освети­тельных ламп. Но это потребует не­большой доработки (рис. 5) указанно­го измерителя, которая сведётся к раз­мещению платы усилителя (усилителя с компаратором) и установке на корпусе дополнительного переключателя на два положения и два направления, напри­мер KBB40-2P2W.

Рис. 5

Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №4/2016