.
.
مهم نیست که برای اندازه گیری های خود از مولتی متر دیجیتال یا آنالوگ استفاده می کنید. مساله این است که 90% مولتی مترها قادر به نمایش «مقدار موثر واقعی» نیستند و به ویژه با بالارفتن فرکانس، و همچنین با فاصله گرفتن شکل موج از سینوسی کامل، دقت اندازه گیری به شدت افت می کند.
مداری که در این جا معرفی می شود به عنوان دستگاه مقدماتی به یک مولتی متر معمولی اضافه می شود و توان موثر مصرفی یک بار (مصرف کننده) را اندازه گیری می کند.
.
.
برای این که دقت کارکرد مدار از نظر حرارتی پایدار باشد، شنت به کار رفته در مدار باید از نظر گرمایی به ترانزیستورها کوپل شده باشد.
این مدار به همراهی مولتی متر شما مقدار «موثر واقعی» (True-RMS) توان را در طیفی از جریان مستقیم تا 10 کیلوهرتز اندازه گیری می کند. پلاریته ی سیگنال خروجی مدار نشان دهنده ی جهت گذر توان است: خروجی مثبت نمایانگر مصرف توان توسط بار، و خروجی منفی به معنی برگشت توان به منبع است.
آی.سی. CA3096 یک مدار مجتمع قدیمی حاوی یک آرایه ی ترانزیستور است که به طور لحظه ای حاصل ضرب بین جریان بار و ولتاژ تغذیه ی ورودی را به دست می دهد. ترانزیستورهای منفی (ان.پی.ان.) هنگامی به کار می افتند که ولتاژ تغذیه منفی باشد، و ترانزیستورهای مثبت (پی.ان.پی) در صورت مثبت بودن تغذیه کار خواهند کرد. مقاومت R2 «ولتاژ تغذیه» را برای جفت های تفاضلی (دیفرنسیال) به «جریان» تبدیل می کند، و R1 «جریان خروجی بار» را به «ولتاژ ورودی» برای جفت های تفاضلی مبدل می سازد. میانگین لحظه ای حاصل ضرب ولتاژ- جریان روی دو سر R3 و C1 و نیز R4 و C2 که دو به دو موازی بسته شده اند، به صورت «توان موثر کامل» پدیدار می گردد.
مقادیر R1، R2، R3 و R4 حساسیت گام کاری را تنظیم کرده و کارکرد مدار را در محدوده ی خطی خود نگه می دارد. مثلاً، افت ولتاژ روی دو سر R3 و R4 به مثبت و یا منفی 400 میلی ولت، که کلکتور ترانزیستورها را در بایاس مستقیم نگه می دارد، نمی رسند. افت ولتاژ دو سر R1 کمتر از مثبت و منفی 50 میلی ولت است. این مقاومت می تواند یا یک مقاومت با دقت بالا با خطای حرارتی کم باشد و یا می شود آن را با استفاده از حدود 10 سانتی متر سیم لاکی به قطر 8/0 میلی متر ساخت و با استفاده از یک مولتی متر و یک بار مقاومتی (مانند یک لامپ 60 وات) آن را کالیبره کرد.
وجود C1 و C2 در هر صورت در مدار ضرورت دارند، زیرا این خازن ها قله ها (پیک ها) ی ولتاژ خروجی را که ممکن است باعث بایاس مستقیم کلکتورها شوند، سرکوب می کنند. اما اگر شما به هر دلیل واقعاً می خواهید در استفاده از این دو خازن صرفه جویی کنید، می توانید آنها را به قیمت قربانی کردن تقریباً نیمی از گام ولتاژ قابل اندازه گیری در اندازه گیری های جریان متناوب، حذف کنید.
حالا تعجب خواهید کرد اگر از ضرورت تطبیق دادن ولتاژ آفست و تطبیق جریان بیس برایتان بگویم! R5 با R6، R7 و R8 تنظیم «صفر بودن خروجی» را به عهده دارند بدون این که نیازی به وجود یک منبع ولتاژ اضافیِ حذف کننده ی آفست باشد.
خطای ولتاژ VBE± این مدار در حدود صفر ولت است. این خطا با داشتن ورودی 110 ولت متناوب، ولتاژ بسیار کوچکی است و تعامل مقاومت های 2، 3 و 4 تا حد زیادی این خطا را حذف می کند. اثر خطا روی جریان بار حتی کمتر و بی اهمیت تر هم هست زیرا در درصد زمانی بسیار کمی – هنگام گذر شکل موج از صفر که در آن لحظه اصولاً جزء حقیقی جریان خیلی کوچک است - بروز پیدا می کند. تنها به یاد داشته باشید که در ولتاژهای متناوب زیر 10 ولت خطای انتقال یا همشنوایی (Crossover) ممکن است از 1% تجاوز کند.
.
برگه ای از امتیاز اختراع (پاتنت) ثبت شده برای مدار معرفی شده در این مقاله
.
.
منبع:
.
.
