Неисправная измерительная головка авометра Ц20 – это фактически ему приговор,  поскольку сейчас найти исправную родную головку, хотя бы от донора,  нереально.  Я в этом убедился после многократных попыток найти таковую на популярных интернет площадках. Все недорогие авометры Ц20 продаются с неисправной головкой. Так что судьба такого Ц20, как правило, печальна – утилизация или на запчасти. Вот и у меня в кладовке лежит парочка таких мертвецов.

Купленные измерительные головки Ц20-05

Но недавно мне удалось приобрести несколько новых (из ЗИПа) измерительных головок авометра Ц20-05, прибора  во многом весьма примечательного и, на мой взгляд, незаслуженно обойдённого вниманием радиолюбителей.  А у этого наследника легендарного Ц20 целый букет достоинств:

— удобная шкала отсчёта результатов кратная 3 и 10, не требующая постоянных сложный пересчётов показаний в уме,  линейная как для постоянного так и переменного токов, причём  минимальные пределы от 100 мВ.

— хорошо сбалансированный механизм, позволяющий нормально работать не только в горизонтальном, но и вертикальном положении головки.

-Входное сопротивление 20 кОм/В как по постоянному так и переменному току (для сравнения, у Ц20,соответственно 10 и 2 кОм/В).

— Очень маленькое падение напряжения в режиме измерения токов –не более 60 мВ, совсем как у современных цифровых мультиметров (для сравнения, у Ц20 до 0,6В! – представляете какая при этом погрешность была при измерении токов в схемах, питающихся от батарейки 1.5в?!).

— все резисторы шунтов и делителей прецизионные высокостабильные, поэтому его точность измерения высока и по сей день. Так у моего экземпляра Ц20-05 1988 года, приобретённого недавно в коллекцию,  погрешность на всех пределах не превышает 2% (в основном порядка 1,5%)

Единственный, но существенный недостаток Ц20-05, это крайне не удобное, затратное питание  – ему требуется аж  9(!)  батареек. Но сейчас это просто решается применением литиевых аккумуляторов, готовых блоков преобразователей напряжения – в Ютубе  есть много роликов по теме. Я своём коллекционном экземпляре ограничился установкой двух дополнительных разъёмов под аккумуляторы типа «Кроны», благо в батарейных отсеках предусмотрено место для установки этих  «Крон», т.о  теперь стало возможно применять оба варианта питания. Но давайте вернёмся к нашим баранам…

Измерительная-головка-Ц20-05

Всем хороша головка Ц20-05 и размеры её подходящие, но её полный ток отклонения 150 мкА, а у родной головки Ц20 – 85 мкА, почти в 2 раза меньший и просто  так заменить её не получится, увы. Можно конечно сделать полный пересчёт и переделку всех резисторов делителей и шунтов, но тогда придётся отказаться от столь удобной для пользования шкалы, что совсем неприемлемо.

Поэтому было решено в корпусе Ц20 разместить внутренности Ц20-05, взяв за основу схему второго варианта (того, что без переключателя пределов омметра). Поскольку переключатель режимов у Ц20 галетный, а число гнёзд меньше, схема Ц20-5 была соответствующе переделана.

Схема Ц20-05 второй вариант

Были выбраны такие пределы измерений:

—  1,3,10,30,100 и 300в напряжения постоянного и переменного тока

— 0,3, 3,30, 300 и 1000мА силы постоянного и переменного тока

— х1, х10 и х100 множители пределов измерения сопротивления.

Схема US5MSQ переделки Ц20 в Ц20-05

В качестве ОУ применен советский прецизионный КР140УД17 (аналог OP07), имеющий штатное напряжение питания +-3В. Вся схема питается от одного литиевого аккумулятора на 3,7в. Для получения отрицательного напряжения используется конвертер на U1 ICL7660, включенный по стандартной схеме из даташита. Для получения напряжения +1.5в, используемого для работы омметра, применён экономичный (ток потребления на хх не более 60 мкА) линейный стабилизатор, выполненный на полевом транзисторе VT1 и оптроне U2 по схеме блогера Виктор Сочи.  Принцип его работ очень простой. В момент включения силовой полевик  VT1  открыт напряжением, поступающим через резистор R17. Как только напряжение на выходе стабилизатора (на  стоке  VT1) достигнет  уровня 1,5в (это суммарное напряжение отпирания при токах порядка десятков мкА диода VD3 (примерно 0,4-0,45в) и светодиода оптрона U2 (примерно 1-1,1в)) откроется транзистор оптрона и начнёт шунтировать  цепь затвор-исток VT1 , запирая его. В качестве диода VD3  я применил варикап КВ119а, имеющий немного больше падение напряжения, чем 1N4148. С последним выходное напряжение стабилизатора получится чуть меньшим – примерно 1.45в, но вполне достаточным для нормальной работы омметра. Диоды VD1,VD2 защищают вход ОУ от перегрузки по входу . Диоды VD4,VD5 защищают от перегрузки измерительную головку. Гнездо омметра х1000 теперь будет выполнять функцию общего провода омметра +Rx. Многооборотный подстроечник R18 служит для точной балансировки (установки нуля на выходе) ОУ.

Перед  монтажом корпус Ц20 разбираем, удаляем аккуратно все лишнее, очищаем и отмываем всё, что можно.

Ц20.Подготовка-к-монтажу

Размечаем и сверлим отверстия крепления головки.

Ц20.Подготовка-к-монтажу_2

Ц20.Подготовка-к-монтажу_3

К сожалению, штатный галетный переключатель режимов не подходит, поскольку в одной из его секций отсутствует третий контакт. Вместо него, предварительно рассверлив отверстие до 10 мм, устанавливается малогабаритный китайский галетник на 3 положения 4 направления.

Аккумулятор, плату контролера зарядка и выключатель питания размещаем в батарейном отсеке.

Переделанный-Ц20-05.-Вид-отсека-батарей

Основная часть деталей  схемы размещается  на печатной плате, которая крепится прямо на измерительные клеммы головки. Чертёж печатной платы в формате layout6.0 можно скачать на форуме.

Чертёж платы нового Ц20-05

Печатная-плата-готова

На плате в точках подключения внешних соединений (на схеме они отмечены красным цветом и пронумерованы)  и подбираемых в процессе настройки резисторов R22,R23 установлены стойки из толстого медного провода или от штыревых контактов.  Резисторы шунта, делителей распаиваются навесным  монтажом на выводах соответствующих гнёзд, выводах переключателя и потенциометра.  Контакты свободной четвёртой секции галетника служат опорной точкой пайки выводов резисторов R4,R11.

Переделанный-Ц20-05.-Вид-на-монтаж

Резисторы шунта и делителей нужно подобрать из нескольких, если нет соответствующих прецизионных, с  точностью не хуже 1% (лучше меньше) при помощи качественно цифрового мультиметра. Я применил мультиметр фирмы RICHMETERS 408B и подобрал резисторы с точностью не хуже 0,25%. Основная трудность состоит в точном подборе низкоомных резисторов шунта.  Для R9=0,05 Ом  я применил параллельно включённые прецизионные (1%) проволочные резисторы 0,1 Ом, припаяв их собственные длинные толстые выводы прямо к гнездам 1000мА и *. И тем не менее сопротивление этих выводов сказалось на завышении показаний амперметра на 2%. Поэтому параллельно этим резисторам я впаял ещё один на 2,4 Ом и погрешность стала меньше 1%.

Вид-на-монтаж-сбоку

Для проверки точности измерений я применил в качестве контрольных мультиметры фирмы RICHMETERS 109, 408B, имеющих собственную погрешность порядка 0,5%, поэтому итоговая для нового Ц20-05 не превышает 1.5%.  Резистор R8=0.117 Ом я сделал из параллельно включённых прецизионного (2%) проволочного резистора 0,12 Ом и подгоночного на 3,3 Ома. Резистор R7=1.5 Ом нашёл прецизионный. Ну а с остальными резисторами особых проблем в подборе ни у кого не должно возникнуть.

Резистор R22 подбирается таким, чтобы суммарное сопротивление с рамкой головки составило 1000+-10 Ом(лучше сделать точнее).

Переделанный-Ц20-05.-Вид-сверху

Переделанный-Ц20-05.-Вид-сбоку

Перед первым включением располагаем прибор горизонтально и вращая отверткой корректор механически устанавливаем стрелку измерительной головки в нулевое положение. Внимательно ещё раз проверяем монтаж и затем включаем питание. Сначала проверяем напряжения на выводе 7 ОУ (вывод 4 платы) должно быть положительное напряжение аккумулятора, а на выводе 4 ОУ — отрицательное напряжение примерно на 0.5в меньше положительного. На выводе 2 платы должно быть напряжение +1,5в. Общий ток потребления порядка 3 мА. Даже средненький  аккумулятор емкостью  1200 мА обеспечиват непрерывную работу авометра примерно 400 часов! Затем вращая подстроечник R18 добиваемся на выходе ОУ(вывод 5 платы) нулевого напряжения – не больше 1 мВ, лучше меньше.  Возвращаем приборв горизонтальное положение и проверяем точность установки стрелки в нуль при выключенном и включённом состоянии. При необходимости повторяем регулировку R18. Теперь при пользовании переделанным прибором следует  руководствоваться инструкцией на авометр Ц20-05, которую можно скачать в ИНЕТе или у меня на форуме.

На последнем этапе делаем полную проверку точности работы на всех пределах переделанного авометра в режимах измерения постоянного тока и проводим калибровку подбором R23 в режиме переменного тока. Резистор R23 подбирается в режиме измерения напряжения переменного тока следующим образом. Временно вместо него впаиваем последовательно включенные постоянный резистор на 3,3 кОм и переменный на 4,7-5 кОм. Включаем режим измерения переменного напряжения и вращением переменного резистора добиваемся совпадения показаний авометра с контрольным прибором. Измеряем полученное значение сопротивления и впаиваем такое же на место R23.

Для проверки я применил в качестве контрольных мультиметры фирмы RICHMETERS 109, 408B и магазин сопротивлений Р33. Полностью результаты измерений представлены на форуме. А здесь я покажу только часть измерений постоянного напряжения 10в на пределах 10,30 и 100в, демонстрирующую высокую линейность измерительной головки на всей длине шкалы.

Измерение-постоянного-напряжения-10в-на-пределе-10в

Измерение-постоянного-напряжения-10в-на-пределе-30в

Измерение-постоянного-напряжения-10в-на-пределе-100в

Как видим, показания совпадают в контрольными приборами с точностью не хуже 1%. Поскольку у контрольных мультиметры фирмы RICHMETERS 109, 408B  собственная погрешность порядка 0,5%, поэтому итоговая погрешность на всех пределах измерений для нового Ц20-05 не превышает 1.5%. Отличный результат. Теперь он по точности может потягаться на равных с популярным авометром 43101 и с недорогими китайскими цифровиками, а уж по простоте и комфортности считывания результатов среди стрелочников измерений ему равен только ТЛ-4М, но у того погрешность повыше будет. Оживление мертвеца прошло успешно (HI!). Осудить статью можно на форуме.  Там же есть информация по подготовленным комплектам  деталей для желающих повторить этот путь.

С.Э.Беленецкий (US5MSQ)                               г. Киев                                       февраль 2025г.