Прилад для вимірювання параметрів акумуляторів.
Батарея, складена з однотипних елементів, іноді несподівано швидко виходить з ладу або вимагає занадто частої підзарядки, явно не реалізуючи паспортну місткість. Причиною може бути занадто великий розкид параметрів елементів, наприклад, їх різне внутрішній опір.
Принципова схема приладу для вимірювання параметрів акумуляторів показана на малюнку. Він дозволяє визначити не тільки динамічне внутрішній опір акумулятора, але і фактичну ємність останнього при струмі розрядки 300 мА. Для проведення вимірювань додатково необхідні генератор звукової частоти, мілівольтметр змінного і вольтметр постійного струму.
Операційний підсилювач DA1 і транзистор VT1 утворюють перетворювач напруга-струм. Якщо на вхід ОУ подати зразкове постійна напруга, струм розрядки досліджуваного акумулятора, включеного в ланцюг колектора транзистора VT1, буде стабільним. Вимірявши час, за який напруга на повністю зарядженому акумуляторі зменшиться до заданого значення (зазвичай до 1 В), можна визначити його ємність.
Варіюючи зразкове напруга, можна змінювати силу струму, що протікає через акумулятор. Щоб використовувати цей ефект для вимірювання динамічного внутрішнього опору, на неінвертуючий вхід ОП DA1 від генератора ЗЧ подають невелику змінну напругу, приблизно в десять разів менше постійного, заданого дільником на резисторах R1-R3. В результаті в колекторному струмі транзистора VT1 утворюється змінна складова відомої амплітуди. Режим розрядки акумулятора по постійному струму від цього практично не змінюється, але з'являється можливість, вимірявши змінну складову напруги на досліджуваному акумуляторі, визначити його динамічний внутрішній опір.
При обраному значенні розрядного струму максимальне число елементів у включеной в колекторний ланцюг транзистора VT1 акумуляторної батареї обмежена потужністю, яку здатний розсіювати транзистор. Мінімальна кількість обмежена тим, що напруга між колектором і емітером транзистора має залишатися достатнім для роботи останнього в лінійному режимі. Оскільки напруга батареї в кінці розрядки не перевищує 1 В на елемент, вона повинна складатися, як мінімум, з двох. Іншими словами, щоб виміряти параметри одиночного акумулятора, обов'язково потрібно ще один не меншої ємності - "підживлює".
Зазначені на схемі номінали резисторів відповідають разрядному току 300 мА, що прийнятно практично для будь-яких "пальчикових" NiCd і NiMH акумуляторів типорозмірів АА і AAA. В цьому випадку ефективне значення змінної складової розрядного струму може досягати 20 мА (амплітуда приблизно 30 мВ). При мінімальному значенні динамічного внутрішнього опору справного акумулятора 0,15 Ом вимірюється милливольтметром падіння змінної напруги на акумуляторі не перевищить 3 мВ. Іншими словами, допустима похибка мілівольтметра - частки милливольта.
Ця інформація - скорочений варіант матеріалу, викладеного на сайті журналу "Радіо" ( http://www.paguo.ru/archive/2001/9/charge/index.shtml ). Більш повні дані по цьому приладу і за варіантами його виконання наводяться в статті, яка опублікована в журналі "Радіо" (2001, № 9, с. 42).
Борис Степанов (RU3AX)
