Tableau des instruments de mesure à domicile. Appareils faits maison - conception, description. Expériences avec un psychromètre

BMK-Mikha, le principal inconvénient de cet appareil est sa faible résolution - 0,1 Ohm, qui ne peut pas être augmentée uniquement par logiciel. Sans cet inconvénient, l'appareil serait idéal !
Plages du circuit d'origine : ESR=0-100Ohm, C=0pF-5000µF.
Je voudrais attirer une attention particulière sur le fait que l'appareil est encore en cours de finalisation, tant logicielle que matérielle, mais continue d'être activement utilisé.
Mes améliorations concernant :
Matériel
0. Suppression de R4, R5. Réduction de la résistance des résistances R2, R3 à 1,13K et sélection d'une paire avec une précision d'un ohm (0,1%). Ainsi, j'ai augmenté le courant de test de 1 mA à 2 mA, tandis que la non-linéarité de la source de courant diminuait (en raison de la suppression de R4, R5), la chute de tension aux bornes du condensateur augmentait, ce qui contribue à augmenter la précision de la mesure ESR.
Et bien sûr, Kusil l’a corrigé. U5b.
1. Introduction de filtres de puissance à l'entrée et à la sortie du convertisseur +5V/-5V (sur la photo du foulard debout verticalement, il y a un convertisseur avec des filtres)
2. installé le connecteur ICSP
3. introduit un bouton pour changer de mode R/C (dans « l'original », les modes étaient commutés par un signal analogique arrivant à RA2, dont l'origine est décrite de manière extrêmement vague dans l'article...)
4. Introduction d'un bouton d'étalonnage forcé
5. Introduction d'un buzzer confirmant l'appui sur les boutons et donnant un signal d'allumage toutes les 2 minutes.
6. J'ai augmenté la puissance des onduleurs en les connectant en parallèle par paires (avec un courant de test de 1-2 mA, ce n'est pas nécessaire, je rêvais juste d'augmenter le courant de mesure à 10 mA, ce qui n'a pas encore été possible )
7. J'ai placé une résistance de 51 ohms en série avec P2 (pour éviter les courts-circuits).
8.Vyv. J'ai contourné le réglage du contraste avec un condensateur 100nf (soudé sur l'indicateur). Sans cela, lorsque le tournevis a touché le moteur P7, l'indicateur a commencé à consommer 300mA ! J'ai failli brûler le LM2930 avec l'indicateur !
9. J'ai installé un condensateur de blocage pour alimenter chaque MS.
10. Ajustement du circuit imprimé.
Logiciel
1. supprimé le mode DC (je le retournerai très probablement)
2. Introduction d'une correction de non-linéarité tabulaire (à R>10 Ohm).
3. limité la plage ESR à 50 Ohms (avec le firmware d'origine, l'appareil est sorti de l'échelle à 75,6 Ohms)
4. ajout d'un sous-programme d'étalonnage
5. écrit le support pour les boutons et le buzzer
6. entrez l'indication de charge de la batterie - chiffres de 0 à 5 dans le dernier chiffre de l'écran.

L'unité de mesure de capacité n'a été perturbée ni par le logiciel ni par le matériel, à l'exception de l'ajout d'une résistance en série avec P2.
Je n'ai pas encore dessiné de diagramme schématique reflétant toutes les améliorations.
L'appareil était très sensible à l'humidité ! Dès que vous respirez dessus, les lectures commencent à « flotter ». Tout cela est dû à la grande résistance R19, R18, R25, R22. Au fait, quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi la cascade sur U5a a une impédance d'entrée si élevée ???
Bref, j'ai rempli la partie analogique de vernis - après quoi la sensibilité a complètement disparu.

Autant que je sache, le magazine ELEKTOR est allemand, les auteurs des articles sont allemands et ils le publient en Allemagne, du moins la version allemande.
mélanger, plaisantons dans la flamme

Une vaste sélection de diagrammes, manuels, instructions et autres documents pour divers types d'équipements de mesure fabriqués en usine : multimètres, oscilloscopes, analyseurs de spectre, atténuateurs, générateurs, R-L-C, réponse en fréquence, distorsion non linéaire, résistances, fréquencemètres, calibrateurs et bien plus encore. d'autres équipements de mesure.

Pendant le fonctionnement, des processus électrochimiques se produisent constamment à l'intérieur des condensateurs à oxyde, détruisant la jonction de la borne avec les plaques. Et de ce fait, une résistance de transition apparaît, atteignant parfois des dizaines d'ohms. Les courants de charge et de décharge provoquent un échauffement de cet endroit, ce qui accélère encore le processus de destruction. Une autre cause fréquente de défaillance des condensateurs électrolytiques est le « dessèchement » de l’électrolyte. Afin de pouvoir rejeter de tels condensateurs, nous proposons aux radioamateurs d'assembler ce circuit simple

L'identification et le test des diodes Zener s'avèrent un peu plus difficiles que le test des diodes, car cela nécessite une source de tension dépassant la tension de stabilisation.

Avec cet accessoire fait maison, vous pouvez observer simultanément huit processus basse fréquence ou impulsionnels sur l'écran d'un oscilloscope à faisceau unique. La fréquence maximale des signaux d'entrée ne doit pas dépasser 1 MHz. L'amplitude des signaux ne devrait pas différer beaucoup, au moins il ne devrait pas y avoir de différence supérieure à 3 à 5 fois.

L'appareil est conçu pour tester presque tous les circuits intégrés numériques domestiques. Ils peuvent vérifier les microcircuits des séries K155, K158, K131, K133, K531, K533, K555, KR1531, KR1533, K176, K511, K561, K1109 et bien d'autres.

En plus de mesurer la capacité, cet accessoire peut être utilisé pour mesurer l'Ustab des diodes Zener et tester les dispositifs à semi-conducteurs, les transistors et les diodes. De plus, vous pouvez vérifier les condensateurs haute tension pour détecter les courants de fuite, ce qui m'a beaucoup aidé lors de la configuration d'un onduleur pour un appareil médical.

Cet accessoire de fréquencemètre est utilisé pour évaluer et mesurer l'inductance dans la plage de 0,2 µH à 4 H. Et si vous excluez le condensateur C1 du circuit, alors lorsque vous connectez une bobine avec un condensateur à l'entrée de la console, la sortie aura une fréquence de résonance. De plus, grâce à la faible tension sur le circuit, il est possible d'évaluer l'inductance de la bobine directement dans le circuit, sans démontage, je pense que de nombreux réparateurs apprécieront cette opportunité.

Il existe de nombreux circuits de thermomètres numériques différents sur Internet, mais nous avons choisi ceux qui se distinguent par leur simplicité, leur petit nombre d'éléments radio et leur fiabilité, et il ne faut pas avoir peur qu'il soit assemblé sur un microcontrôleur, car c'est très simple à programmer.

L'un des circuits indicateurs de température faits maison avec un indicateur LED sur le capteur LM35 peut être utilisé pour indiquer visuellement des valeurs de température positives à l'intérieur du réfrigérateur et du moteur de la voiture, ainsi que de l'eau d'un aquarium ou d'une piscine, etc. L'indication est faite sur dix LED ordinaires connectées à un microcircuit spécialisé LM3914, qui sert à allumer des indicateurs avec une échelle linéaire, et toutes les résistances internes de son diviseur ont les mêmes valeurs

Si vous êtes confronté à la question de savoir comment mesurer le régime moteur d'une machine à laver. Nous allons vous donner une réponse simple. Bien sûr, vous pouvez assembler un simple stroboscope, mais il existe aussi une idée plus compétente, par exemple en utilisant un capteur Hall

Deux circuits d'horloge très simples sur un microcontrôleur PIC et AVR. La base du premier circuit est le microcontrôleur AVR Attiny2313 et le second est le PIC16F628A.

Donc, aujourd'hui, je veux me pencher sur un autre projet sur les microcontrôleurs, mais aussi très utile dans le travail quotidien d'un radioamateur. Il s'agit d'un voltmètre numérique sur un microcontrôleur. Son circuit a été emprunté à un magazine radio de 2010 et peut facilement être transformé en ampèremètre.

Cette conception décrit un simple voltmètre avec un indicateur sur douze LED. Cet appareil de mesure vous permet d'afficher la tension mesurée dans la plage de valeurs de 0 à 12 volts par incréments de 1 volt, et l'erreur de mesure est très faible.

Nous considérons un circuit de mesure de l'inductance des bobines et de la capacité des condensateurs, réalisé avec seulement cinq transistors et, malgré sa simplicité et son accessibilité, permet de déterminer la capacité et l'inductance des bobines avec une précision acceptable sur une large plage. Il existe quatre sous-gammes pour les condensateurs et jusqu'à cinq sous-gammes pour les bobines.

Je pense que la plupart des gens comprennent que le son d’un système est largement déterminé par les différents niveaux de signal dans ses différentes sections. En surveillant ces lieux, on peut évaluer la dynamique de fonctionnement des différentes unités fonctionnelles du système : obtenir des données indirectes sur le gain, les distorsions introduites, etc. De plus, le signal résultant ne peut tout simplement pas toujours être entendu, c'est pourquoi différents types d'indicateurs de niveau sont utilisés.

Dans les structures et systèmes électroniques, il existe des défauts qui se produisent assez rarement et sont très difficiles à calculer. L'appareil de mesure maison proposé est utilisé pour rechercher d'éventuels problèmes de contact et permet également de vérifier l'état des câbles et des conducteurs individuels qu'ils contiennent.

La base de ce circuit est le microcontrôleur AVR ATmega32. Écran LCD avec une résolution de 128 x 64 pixels. Le circuit d'un oscilloscope sur un microcontrôleur est extrêmement simple. Mais il y a un inconvénient important : il s'agit d'une fréquence assez basse du signal mesuré, seulement 5 kHz.

Cet accessoire rendra la vie d'un radioamateur beaucoup plus facile s'il a besoin d'enrouler une bobine d'inductance faite maison ou de déterminer des paramètres de bobine inconnus dans certains équipements.

Nous vous suggérons de répéter la partie électronique du circuit de la balance sur un microcontrôleur avec une jauge de contrainte ; le firmware et le dessin du circuit imprimé sont inclus dans la conception du radioamateur.

Un testeur de mesure fait maison a les fonctionnalités suivantes : mesure de fréquence dans la plage de 0,1 à 15 000 000 Hz avec la possibilité de modifier le temps de mesure et d'afficher la fréquence et la durée sur un écran numérique. Disponibilité d'une option générateur avec la possibilité d'ajuster la fréquence sur toute la plage de 1 à 100 Hz et d'afficher les résultats sur l'écran. La présence d'une option oscilloscope avec la possibilité de visualiser la forme du signal et de mesurer sa valeur d'amplitude. Fonction pour mesurer la capacité, la résistance et la tension en mode oscilloscope.

Une méthode simple pour mesurer le courant dans un circuit électrique consiste à mesurer la chute de tension aux bornes d’une résistance connectée en série avec la charge. Mais lorsque le courant traverse cette résistance, une énergie inutile est générée sous forme de chaleur, elle doit donc être choisie aussi petite que possible, ce qui améliore considérablement le signal utile. Il convient d'ajouter que les circuits évoqués ci-dessous permettent de mesurer parfaitement non seulement le courant continu, mais également le courant pulsé, bien qu'avec une certaine distorsion, déterminée par la bande passante des composants amplificateurs.

L'appareil est utilisé pour mesurer la température et l'humidité relative. Le capteur d'humidité et de température DHT-11 a été utilisé comme convertisseur principal. Un appareil de mesure fait maison peut être utilisé dans les entrepôts et les zones résidentielles pour surveiller la température et l'humidité, à condition qu'une grande précision des résultats de mesure ne soit pas requise.

Les capteurs de température sont principalement utilisés pour mesurer la température. Ils ont des paramètres, des coûts et des formes d'exécution différents. Mais ils présentent un inconvénient majeur, qui limite la pratique de leur utilisation dans certains endroits où la température ambiante de l'objet de mesure est élevée avec une température supérieure à +125 degrés Celsius. Dans ces cas-là, il est bien plus rentable d’utiliser des thermocouples.

Le circuit du testeur tour à tour et son fonctionnement sont assez simples et peuvent être assemblés même par des ingénieurs électroniciens novices. Grâce à cet appareil, il est possible de tester presque tous les transformateurs, générateurs, selfs et inductances d'une valeur nominale de 200 μH à 2 H. L'indicateur est capable de déterminer non seulement l'intégrité de l'enroulement testé, mais détecte également parfaitement les courts-circuits entre spires et peut en outre vérifier les jonctions p-n des diodes semi-conductrices au silicium.

Pour mesurer une grandeur électrique telle qu'une résistance, un appareil de mesure appelé ohmmètre est utilisé. Les appareils qui mesurent une seule résistance sont assez rarement utilisés dans la pratique des radioamateurs. La majorité des gens utilisent des multimètres standards en mode mesure de résistance. Dans le cadre de ce sujet, nous considérerons un simple circuit ohmmètre du magazine Radio et un circuit encore plus simple sur la carte Arduino.

Dans le processus de fabrication des circuits radioamateurs, lors de leur mise en place, ainsi que lors du réglage des équipements, un radioamateur a besoin de tout un ensemble d'instruments de mesure. Tout d'abord, vous aurez besoin de : un multimètre, un oscilloscope, générateurs de hautes et basses fréquences (sonores), fréquencemètre numérique, voltmètre haute fréquence universel avec entrée haute impédance...

De nombreux appareils peuvent désormais être achetés, mais certains peuvent ne pas être trouvés en vente. Les réaliser soi-même n'est pas très difficile et est tout à fait accessible aux radioamateurs.

Ces dispositifs assistants comprennent :

• indicateur de champ haute fréquence,
• indicateur de rayonnement,
• dispositif pour tester les transistors,
• Voltmètre HF et universel.

Les circuits d'instruments sont construits sur l'ancienne base d'éléments soviétique, de sorte que de nombreux composants peuvent être remplacés par des analogues modernes.

Diagramme schématique d'un indicateur de terrain

La figure montre le circuit d'un simple indicateur d'intensité de champ. L'indicateur de champ haute fréquence est utilisé pour détecter le rayonnement de l'émetteur et mesurer approximativement la fréquence d'oscillation, ainsi que comme indicateur de l'intensité du champ lors de la correspondance de la sortie de l'émetteur avec la résistance au rayonnement de l'antenne. L'indicateur est un récepteur détecteur dont la charge est un microampèremètre avec un courant de déviation total de l'aiguille de 100 μA.

La principale caractéristique de cet indicateur est le manque de puissance. La flèche de la tête indicatrice s'écarte du champ HF guidant dans l'antenne.

L'appareil est assemblé sur un panneau isolant. L'antenne est une fine broche métallique de 20 à 30 cm de long. Pour la gamme 25 à 31 MHz, la bobine en boucle L1 est enroulée sur un cadre d'un diamètre de 12 mm. Il contient 12 à 14 tours de fil PEV-1, condensateur C1 - garni d'un diélectrique à air. L'axe du rotor est affiché sur le panneau avant et est équipé d'un cadran avec une échelle imprimée, graduée en mégahertz.

Diagramme schématique de l'indicateur de rayonnement

La figure ci-dessus montre un schéma d'un indicateur de rayonnement émetteur avec contrôle visuel. Pour le contrôle, une petite ampoule évaluée à 1 V ou une LED est utilisée. Si vous utilisez une LED, vous devez connecter une résistance de 30 à 100 Ohms en série.

L'indicateur est un récepteur détecteur avec un amplificateur CC à deux étages utilisant des transistors MP16B (ou des transistors nationaux ou étrangers similaires). Un voyant est inclus dans le circuit collecteur du transistor de sortie VT3.

L'indicateur est monté sur un panneau isolant et, avec les piles, est placé dans un boîtier en plastique de dimensions appropriées. Chaque batterie peut être composée de 3 piles de 1,2 V.

L'échelle de l'indicateur de terrain peut être approximativement calibrée à l'aide d'un signal provenant d'un générateur de mesure haute fréquence. Un morceau de fil de 30 cm de long est connecté à sa sortie. Une antenne fouet d'un indicateur de champ calibré est placée à proximité de ce fil.

Circuit de voltmètre CC

Le voltmètre mesure des tensions continues jusqu'à 100 V. Il est réalisé à l'aide d'un circuit en pont utilisant des transistors - T1 et T2. Un appareil de mesure est inclus dans une diagonale du pont et une source d'alimentation est incluse dans l'autre.

Le réglage du voltmètre se compose de deux étapes. Premièrement, en modifiant les valeurs des résistances R4 et R5, ils obtiennent des tensions égales sur les collecteurs des transistors T1 et T2. Ensuite, à l’aide de la résistance variable R6, mettez l’aiguille du compteur à zéro.

La tension mesurée est fournie à la base du transistor T1 via les résistances R1, R2 et R3. Dans ce cas, l'équilibre du pont est perturbé et un courant proportionnel à la tension commence à circuler dans le milliampèremètre.

Les résistances R1 à R3 sont sélectionnées avec une précision de ±5 %.

Ce circuit peut être utilisé comme accessoire à un avomètre avec une faible résistance d'entrée.

Circuit voltmètre universel

Le voltmètre universel, dont le circuit est représenté sur la figure, est facile à fabriquer et à mettre en place.

Sa résistance d'entrée est d'environ 2 MOhm à la limite de mesure de tension continue de 1 V et de 4,5 MOhm aux autres limites (10, 100, 1000 V). Les tensions hautes et audiofréquences peuvent être mesurées dans la plage de 0,1 à 25 V. Les transistors VT1 et VT2 forment une source suiveuse paraphase. La tension mesurée est appliquée aux grilles des transistors et en même temps au circuit R5, R14. En conséquence, la moitié de la tension mesurée agit entre la grille et la source de chaque transistor, mais avec une polarité différente. Cela conduit au fait que dans un bras le courant de drain diminue, dans l'autre il augmente, et entre les points a et b apparaît une différence de potentiel, déviant l'aiguille du microampèremètre PA1 proportionnellement à la tension appliquée.

Le circuit détecteur C1, VD1, R7, C2 est conçu pour mesurer la tension AF. Et la tension HF est mesurée à l'aide d'une tête déportée dont le schéma est présenté sur la figure de gauche. L'appareil est alimenté par une pile 9 V.

Les transistors du voltmètre doivent être sélectionnés avec des paramètres similaires. Pour sélectionner des transistors, vous pouvez utiliser un appareil dont le schéma est présenté dans les figures ci-dessous.

Circuit de test pour transistors bipolaires de faible puissance

L'une des conditions d'un fonctionnement sans problème des équipements de radiocommande est l'utilisation d'éléments radio éprouvés et notamment de transistors. On sait que la dispersion des paramètres de transistors du même type peut être triple ou plus. Par exemple, pour un transistor, la valeur du coefficient de transmission DC h21E peut être comprise entre 40 et 160. Dans certains cas, lors de la fabrication des équipements, des restrictions sont imposées sur les paramètres des transistors utilisés. Cela fait généralement référence aux valeurs h21E.

Souvent, lors de la construction de circuits, il est nécessaire de sélectionner des paires de transistors avec des paramètres identiques.
Pour les transistors de faible puissance, le courant de collecteur inverse ou dit non contrôlé Ikbo est généralement vérifié avec la borne de l'émetteur déconnectée, ainsi que h21e dans un circuit avec un émetteur mis à la terre.

La figure ci-dessous montre un schéma d'un support pour tester des transistors de faible puissance avec des jonctions pnp et npn. I kbo est mesuré directement par un microampèremètre IP-1 avec une limite allant jusqu'à 100 μA. Le microampèremètre IP-1 doit avoir une échelle avec un zéro au milieu. h21e est défini comme le rapport entre le courant de collecteur mesuré Ik et la valeur du courant Io dans le circuit de base du transistor établi par le dispositif IP-1. Le courant dans le circuit de base est réglé à l'aide de résistances variables R3, (« à peu près ») et R2 (« exactement »). Pour des mesures précises, le shunt de l'appareil est désactivé avec le bouton Kn1.

Circuit pour tester des transistors bipolaires de moyenne puissance

Les transistors de puissance moyenne doivent être testés à un courant de collecteur de fonctionnement (0,5 à 1,0 A ou plus). Lors de la sélection de paires de transistors identiques nécessaires au fonctionnement de haute qualité des étages finaux des amplificateurs et autres circuits. Ces mesures peuvent être effectuées à l'aide d'un simple support (voir schéma ci-dessous).

Afin de ne pas compliquer la commutation, le raccordement des instruments de mesure s'effectue à l'aide de fils flexibles avec des connecteurs à une broche. Le diagramme (entre parenthèses) montre la polarité de connexion de la batterie et des appareils lors du test de transistors à structure PNP.

La connexion aux bornes du transistor doit être effectuée à l'aide de pinces crocodiles soudées à des fils flexibles. Les transistors sont vérifiés pendant une courte période en raison du fait qu'à des courants de collecteur élevés, le transistor chauffe, ce qui entraîne une modification de ses paramètres et une augmentation de l'erreur de mesure.

Le transistor testé peut être monté sur un dissipateur thermique, mais cela compliquera le processus de test. En tant que source d'alimentation, vous devez utiliser une puissante source basse tension stabilisée ou constituer une batterie de batteries.

Circuit de test de transistor à effet de champ

Les transistors à effet de champ peuvent être testés sur un support dont le schéma est présenté dans la figure ci-dessous. A l'aide de ce support, des paires de transistors identiques sont sélectionnées.

La polarité de la connexion des batteries B1, B2 et des instruments de mesure est indiquée pour le cas du test de transistors à effet de champ avec un canal P et une jonction p-p (par exemple, KP103). Lors du contrôle de transistors à effet de champ avec canal N et jonction pn (par exemple KP303), il est nécessaire de changer la polarité indiquée en inverse.

À l'aide d'un tel support, vous pouvez mesurer les caractéristiques de sortie et de débit des transistors à effet de champ. Les figures montrent les caractéristiques de sortie du transistor à effet de champ KP303D et les caractéristiques de flux du même transistor. La ligne pointillée montre la caractéristique de débit dynamique lorsqu'une résistance d'une résistance de 560 Ohms est connectée au circuit source. Le point de fonctionnement se situe dans la partie médiane de la section linéaire de cette caractéristique.

ATTENTION! Des précautions doivent être prises lors du test des MOSFET car ils sont sensibles à l'électricité statique ! Ils doivent être connectés avec des câbles pré-court-circuités (conducteur flexible et non isolé), qui sont connectés au support lorsque l'alimentation est coupée. Ensuite, les conducteurs de court-circuit sont retirés de la borne du transistor et l'alimentation est rétablie.

Après cela, le transistor est vérifié. La désactivation d'un tel transistor s'effectue dans l'ordre inverse, à savoir couper l'alimentation, court-circuiter les bornes puis le déconnecter du support.

Les conceptions des supports pour tester les transistors peuvent être arbitraires. Il est recommandé de les monter sur des panneaux en fibre de verre ou autre matériau en feuille isolante. Son schéma électrique doit être placé sur le support. Pour faciliter l'utilisation, la gravure est réalisée au niveau des bornes des prises et autres éléments du support, ou au lieu de graver, vous pouvez coller des bandes de papier avec des inscriptions.

VII conférence scientifique et pratique de la ville « Entrez dans le futur »

Historique des mesures et des instruments de mesure simples à faire soi-même

Complété: Evgeniy Antakov, élève de l'école secondaire MBOU n°4,

Superviseur scientifique: Osiik T.I. enseignante du primaire École secondaire MBOU n°4, Polyarnye Zori

Je m'appelle Antakov Zhenya, je 9 années.

Je suis en troisième année, je fais de la natation, du judo et de l'anglais.

Je veux devenir inventeur quand je serai grand.

Objectif du projet: - étudier l'historique des mesures de temps, de masse, de température et d'humidité et simuler les instruments de mesure les plus simples à partir de matériaux de récupération.

Hypothèse : J'ai suggéré que les instruments de mesure les plus simples pouvaient être modélisés indépendamment des matériaux disponibles.

Objectifs du projet :

- étudier l'historique des mesures de diverses quantités ;

Se familiariser avec la conception d'instruments de mesure;

Modéliser quelques instruments de mesure ;

Déterminer la possibilité d'une utilisation pratique d'instruments de mesure faits maison.

Article scientifique

1. Mesurer la longueur et la masse

Depuis l’Antiquité, les gens sont confrontés à la nécessité de déterminer les distances, les longueurs des objets, le temps, les surfaces, les volumes et d’autres quantités.

Nos ancêtres utilisaient leur propre taille, la longueur de leurs bras, la longueur de leurs paumes et celle de leurs pieds pour mesurer la longueur.

Pour déterminer les longues distances, diverses méthodes ont été utilisées (portée de flèches, « tubes », hêtres, etc.)

De telles méthodes ne sont pas très pratiques : les résultats de telles mesures varient toujours, car ils dépendent de la taille du corps, de la force du tireur, de la vigilance, etc.

Par conséquent, des unités de mesure strictes, des normes de masse et de longueur ont progressivement commencé à apparaître.

L'un des instruments de mesure les plus anciens est la balance. Les historiens pensent que les premières écailles sont apparues il y a plus de 6 000 ans.

Le modèle de balance le plus simple - sous la forme d'une poutre à bras égaux avec des coupelles suspendues - était largement utilisé dans l'ancienne Babylone et en Égypte.

Organisation de l'étude

• Balances à bascule à partir d'un cintre

Dans mon travail, j'ai décidé d'essayer d'assembler un modèle simple de balance à tasse, avec lequel vous pouvez peser de petits objets, produits, etc.

J'ai pris un cintre ordinaire, je l'ai fixé sur un support et j'ai attaché des gobelets en plastique aux cintres. La ligne verticale indiquait la position d'équilibre.

Pour déterminer la masse, vous avez besoin de poids. J'ai décidé d'utiliser des pièces ordinaires à la place. De tels « poids » sont toujours à portée de main, et il suffit de déterminer une fois leur poids pour l'utiliser pour peser sur ma balance.

5 frotter

50 kopecks

10 frotter

1 frottement

Organisation de l'étude

Expériences avec des balances à bascule

1. Échelle

En utilisant différentes pièces, j'ai fait des marques sur un morceau de papier correspondant au poids des pièces

2. Pesée

Poignée de bonbons - équilibrée avec 11 pièces différentes, poids total 47 grammes

Pesée de contrôle – 48 grammes

Biscuits - équilibrés avec 10 pièces pesant 30 grammes Sur des échelles de contrôle - 31 grammes

Conclusion : à partir d'objets simples j'ai assemblé une balance avec laquelle on peut peser avec une précision de 1 à 2 grammes

Article scientifique

2. Mesure temps

Dans les temps anciens, les gens ressentaient le passage du temps selon

le changement de jour, de nuit et de saisons et j'ai essayé de le mesurer.

Les tout premiers instruments permettant de lire l’heure étaient les cadrans solaires.

Dans la Chine ancienne, pour déterminer les intervalles de temps, on utilisait une « horloge », constituée d’une corde imbibée d’huile sur laquelle des nœuds étaient noués à intervalles réguliers.

Lorsque la flamme atteignait le nœud suivant, cela signifiait qu’un certain temps s’était écoulé.

Les horloges à bougie et les lampes à huile avec des marques fonctionnaient selon le même principe.

Plus tard, les gens ont inventé les appareils les plus simples : des sabliers et des horloges à eau. L'eau, le pétrole ou le sable s'écoulent uniformément d'un navire à l'autre, cette propriété permet de mesurer certaines périodes de temps.

Avec le développement de la mécanique aux XIVe et XVe siècles, apparaissent des horloges dotées d'un mécanisme à remontage et d'un pendule.

Organisation de l'étude

• Horloge à eau fabriquée à partir de bouteilles en plastique

Pour cette expérience, j'ai utilisé deux bouteilles en plastique de 0,5 litre et des pailles à cocktail.

J'ai relié les couvercles ensemble à l'aide de ruban adhésif double face et j'ai fait deux trous dans lesquels j'ai inséré les tubes.

J'ai versé de l'eau colorée dans l'une des bouteilles et j'ai vissé les bouchons.

Si toute la structure est retournée, le liquide s'écoule à travers l'un des tubes et le deuxième tube est nécessaire pour que l'air monte dans la bouteille supérieure.

Organisation de l'étude

Expériences d'horloge à eau

La bouteille est remplie d'eau colorée

Bouteille remplie d'huile végétale

Temps d'écoulement du liquide – 30 secondes L'eau s'écoule rapidement et uniformément

Temps d'écoulement du liquide – 7 min 17 sec

La quantité d'huile est choisie de manière à ce que le temps d'écoulement du liquide ne dépasse pas 5 minutes

Une échelle a été appliquée sur les bouteilles - marques toutes les 30 secondes

Moins il y a d’huile dans la bouteille supérieure, plus elle s’écoule lentement et les distances entre les marques diminuent.

Conclusion : j'ai une montre qui permet de déterminer des intervalles de temps de 30 secondes à 5 minutes

Article scientifique

3. Mesure de la température

Une personne peut faire la distinction entre la chaleur et le froid, mais ne connaît pas la température exacte.

Le premier thermomètre a été inventé par l'Italien Galileo Galilei : un tube de verre est rempli de plus ou moins d'eau selon l'expansion de l'air chaud ou la contraction de l'air froid.

Plus tard, des divisions, c'est-à-dire une échelle, ont été appliquées au tube.

Le premier thermomètre à mercure a été proposé par Fahrenheit en 1714 ; il considérait le point de congélation de la solution saline comme le point le plus bas.

L'échelle familière a été proposée par le scientifique suédois Andres Celsius.

Le point inférieur (0 degré) est la température de fonte de la glace et le point d’ébullition de l’eau est de 100 degrés.

Organisation de l'étude

• Thermomètre à eau

Le thermomètre peut être assemblé à l'aide d'un schéma simple composé de plusieurs éléments - un flacon (bouteille) avec un liquide coloré, un tube, une feuille de papier pour une balance

J'ai utilisé une petite bouteille en plastique, je l'ai remplie d'eau teintée, j'ai inséré une paille à jus et j'ai fixé le tout avec un pistolet à colle.

En versant la solution, je me suis assuré qu'une petite partie tombait dans le tube. En observant la hauteur de la colonne de liquide résultante, on peut juger des changements de température.

Dans le deuxième cas, j'ai remplacé la bouteille en plastique par une ampoule en verre et j'ai assemblé le thermomètre selon le même schéma. J'ai testé les deux appareils dans des conditions différentes.

Organisation de l'étude

Expériences avec des thermomètres à eau

Thermomètre 1 (avec bouteille en plastique)

Le thermomètre a été placé dans de l'eau chaude - la colonne de liquide est tombée

Le thermomètre a été placé dans de l'eau glacée - une colonne de liquide s'est élevée

Thermomètre 2 (avec ampoule en verre)

Le thermomètre a été placé au réfrigérateur.

La colonne de liquide est tombée, la marque sur un thermomètre ordinaire est de 5 degrés

Le thermomètre a été placé sur le radiateur de chauffage

La colonne de liquide est montée vers le haut ; un thermomètre ordinaire indique 40 degrés.

Conclusion : J'ai reçu un thermomètre qui permet d'estimer grossièrement la température ambiante. Sa précision peut être améliorée en utilisant un tube de verre du plus petit diamètre possible ; remplissez le flacon de liquide pour qu'il ne reste plus de bulles d'air ; utilisez une solution d’alcool au lieu de l’eau.

Article scientifique

4. Mesure de l'humidité

L'humidité est un paramètre important du monde qui nous entoure, car le corps humain réagit très activement à ses changements. Par exemple, lorsque l’air est très sec, la transpiration augmente et une personne perd beaucoup de liquide, ce qui peut entraîner une déshydratation.

On sait également que pour éviter les maladies respiratoires, l'humidité de l'air dans la pièce doit être d'au moins 50 à 60 pour cent.

La quantité d’humidité est importante non seulement pour les humains et les autres organismes vivants, mais aussi pour le déroulement des processus techniques. Par exemple, un excès d’humidité peut nuire au bon fonctionnement de la plupart des appareils électriques.

Pour mesurer l'humidité, des instruments spéciaux sont utilisés - psychromètres, hygromètres, sondes et divers appareils.

Organisation de l'étude

Psychromètre

Une façon de déterminer l’humidité est basée sur la différence entre les lectures d’un thermomètre « sec » et « humide ». Le premier indique la température de l'air ambiant et le second indique la température du chiffon humide avec lequel il est enveloppé. À l'aide de ces lectures utilisant des tables psychrométriques spéciales, la valeur d'humidité peut être déterminée.

J'ai fait un petit trou dans une bouteille de shampoing en plastique, j'y ai inséré une ficelle et j'ai versé de l'eau au fond.

Une extrémité du lacet était fixée au flacon du thermomètre droit, l'autre était placée dans une bouteille pour qu'elle soit dans l'eau.

Organisation de l'étude

Expériences avec un psychromètre

J'ai testé mon psychromètre en déterminant l'humidité dans diverses conditions

Près d'un radiateur de chauffage

Près d'un humidificateur en marche

Ampoule sèche 23 º AVEC

Ampoule humide 20 º AVEC

Humidité 76%

Ampoule sèche 25 º AVEC

Ampoule humide 19 º AVEC

Humidité 50%

Conclusion: J'ai découvert qu'un psychromètre assemblé à la maison peut être utilisé pour évaluer l'humidité intérieure

Conclusion

La science des mesures est très intéressante et diversifiée ; son histoire commence dans l’Antiquité. Il existe un grand nombre de méthodes et d'instruments de mesure différents.

Mon hypothèse a été confirmée : à la maison, vous pouvez simuler des instruments simples (balance à joug, horloge à eau, thermomètre, psychromètre) qui vous permettent de déterminer le poids, la température, l'humidité et des périodes de temps spécifiées.

Les instruments faits maison peuvent être utilisés dans la vie de tous les jours si vous n'avez pas d'instruments de mesure standards à portée de main :

Prenez le temps de faire des exercices abdominaux, des pompes ou du saut à la corde

Gardez une trace du temps lorsque vous vous brossez les dents

En classe, effectuez un travail indépendant de cinq minutes.

Références.

1. « Rencontrez, ce sont… des inventions » ; Encyclopédie pour enfants ; maison d'édition "Makhaon", Moscou, 2013

2. « Pourquoi et pourquoi. Temps"; Encyclopédie; maison d'édition "Monde des livres", Moscou 2010

3. « Pourquoi et pourquoi. Inventions" ; Encyclopédie; maison d'édition "Monde des livres", Moscou 2010

4. « Pourquoi et pourquoi. Mécanique; Encyclopédie; maison d'édition "Monde des livres", Moscou 2010

5. Encyclopédie « Grand Livre de la Connaissance » pour enfants ; maison d'édition "Makhaon", Moscou, 2013

6. Site Internet « Entertaining-physics.rf » http://afizika.ru/

7. Site Internet « Montres et Horlogerie » http://inhoras.com/

Cet appareil, compteur ESR-RLCF, j'ai collecté quatre pièces, toutes fonctionnent très bien et tous les jours. Il offre une précision de mesure élevée, une correction logicielle du zéro et est facile à configurer. Avant cela, j'ai assemblé de nombreux appareils différents sur des microcontrôleurs, mais ils en sont tous très loin. Il vous suffit de prêter attention à l'inducteur. Il doit être gros et enroulé avec un fil aussi épais que possible.

Schéma d'un appareil de mesure universel

Capacités du compteur

• ESR des condensateurs électrolytiques - 0-50 Ohm
• Capacité des condensateurs électrolytiques - 0,33-60 000 μF
• Capacité des condensateurs non électrolytiques - 1 pF - 1 µF
• Inductance - 0,1 µH - 1 H
• Fréquence - jusqu'à 50 MHz
• Tension d'alimentation de l'appareil - batterie 7-9 V
• Consommation de courant - 15-25 mA

En mode ESR, il peut mesurer des résistances constantes de 0,001 à 100 Ohms ; il est impossible de mesurer la résistance des circuits avec inductance ou capacité, car la mesure est effectuée en mode impulsionnel et la résistance mesurée est shuntée. Pour mesurer correctement de telles résistances, vous devez appuyer sur le bouton « + » ; la mesure est effectuée à un courant constant de 10 mA. Dans ce mode, la plage des résistances mesurées est de 0,001 à 20 Ohms.

En mode fréquencemètre, lorsque l'on appuie sur le bouton « Lx/Cx_Px », la fonction « compteur d'impulsions » est activée (comptage continu des impulsions arrivant à l'entrée « Fx »). Le compteur est réinitialisé à l'aide du bouton « + ». Il y a une indication de batterie faible. Arrêt automatique – environ 4 minutes. Après un temps d'inactivité d'environ 4 minutes, l'inscription « StBy » s'allume et dans les 10 secondes, vous pouvez appuyer sur le bouton « + » et le travail continuera dans le même mode.

Comment utiliser l'appareil

• Allumer/éteindre - appuyer brièvement sur les boutons « on/off ».
• Modes de commutation - « ESR/C_R » - « Lx/Cx » - « Fx/Px » - avec le bouton « SET ».
• Après la mise sous tension, l'appareil passe en mode de mesure ESR/C. Dans ce mode, une mesure simultanée de l'ESR et de la capacité des condensateurs électrolytiques ou des résistances constantes de 0 à 100 Ohms est effectuée. Lorsque le bouton « + » est enfoncé, la mesure de résistance est de 0,001 à 20 Ohms, la mesure est effectuée à un courant constant de 10 mA.
• La mise à zéro est nécessaire à chaque fois que vous remplacez des sondes ou lors de mesures à l'aide d'un adaptateur. La mise à zéro s'effectue automatiquement en appuyant sur les boutons correspondants. Pour ce faire, fermez les sondes, appuyez et maintenez enfoncé le bouton « - ». L'écran affichera la valeur ADC sans traitement. Si les valeurs sur l'écran diffèrent de plus de +/-1, appuyez sur le bouton « SET » et la valeur correcte « EE>xxx » sera enregistrée<”.
• Pour le mode de mesure de résistance constante, un réglage du zéro est également requis. Pour cela, fermez les sondes, maintenez enfoncés les boutons « + » et « - ». Si les valeurs sur l'écran diffèrent de plus de +/-1, appuyez sur le bouton « SET » et la valeur correcte « EE>xxx » sera enregistrée<”.

Conception de la sonde

Une fiche métallique de type tulipe est utilisée comme sonde. Une aiguille est soudée sur la broche centrale. Le joint latéral est un couvercle de seringue jetable. A partir du matériau disponible, une tige de laiton d'un diamètre de 3 mm peut être utilisée pour fabriquer une aiguille. Au bout d'un certain temps, l'aiguille s'oxyde et pour rétablir un contact fiable, il suffit d'essuyer la pointe avec du papier de verre fin.

Détails de l'appareil

• Indicateur LCD basé sur le contrôleur HD44780, 2 lignes de 16 caractères ou 2 lignes de 8 caractères.
• Transistor PMBS3904 - n'importe quel N-P-N, similaires en paramètres.
• Transistors BC807 - n'importe quel PNP, similaires en paramètres.
• Transistor à effet de champ P45N02 - adapté à presque toutes les cartes mères d'ordinateur.
• Les résistances dans les circuits des stabilisateurs de courant et DA1 - R1, R3, R6, R7, R13, R14, R15 doivent être les mêmes que celles indiquées sur le schéma, le reste peut être proche en valeur.
• Dans la plupart des cas, les résistances R22, R23 ne sont pas nécessaires, tandis que la broche « 3 » de l'indicateur doit être connectée au boîtier - cela correspondra au contraste maximum de l'indicateur.
• Circuit L101 - doit être réglable, inductance 100 μH en position médiane du noyau.
• S101 - 430-650 pF avec un faible TKE, K31-11-2-G - peut être trouvé dans le KOS des téléviseurs domestiques de 4 à 5 générations (circuit KVP).
• C102, C104 4-10 uF SMD - peuvent être trouvés dans n'importe quelle ancienne carte mère d'ordinateur.
• Pentium-3 à proximité du processeur, ainsi que dans le processeur Pentium-2 en boîte.
• Puce DD101 - 74HC132, 74HCT132, 74AC132 - elles sont également utilisées dans certaines cartes mères.

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