Voltímetro electrónico no me alcanza margen al cambiar el instrumento

Me ha salido un problemilla que me está poniendo de los nervios. Es un medidor Megohmetro que alcanza hasta los 35.000 megaohmios, que me construí hace algún tiempo y que al final, va a parar a este voltímetro electrónico:
Voltimetro Electronico (2).jpg
donde usaba un aparato de medida externo de 50 microamperios y 2000 ohmios, así que echando cuentas, son 100 milivoltios.
Me compré en los chinos un microamperímetro de 50 microamperios y lo coloco en las bornas.
Para mi sorpresa, marca sólo 20 divisiones y debería llegar a 50 como el otro, que es fondo de escala cuando la resistencia a medir se aproxima a cero.
Así que mido y echo cuentas y resulta que el condenado microamperímetro de 50, tiene 5000 ohmios, o sea, que necesita 250 milivoltios. 2.5 veces más de tensión que el otro externo.
Todas las soluciones que se me ocurren fracasan.
La primera, quitar la resistencia de 44 megaohmios de la base del BF245. Aumenta la sensibilidad, pero se queda en 33 divisiones, no llega a 50. No me vale.
La segunda, cambiar los transistores por otros de más ganancia, esos que lleva tienen un hfe de 500, va a ser difícil encontrar otros de más ganancia, pero es que pensándolo bien, aumentar la ganancia no es opción, porque está al límite y la electricidad estática empieza a molestar como está. Aumentar la ganancia, no me vale.
La tercera alimentarlo a 10 voltios, tampoco, apenas sube dos divisiones y además se desequilibra todo y hay que cambiar un par de resistencias.
La cuarta, comprar otro microamperímetro de 50, de 2000 ohmios de resistencia. No me vale, no encuentro ninguno. Los chinos no valen, no dicen el valor de resistencia ni tampoco los milivoltios. En realidad, hay que hablar de milivoltios, no de microamperios y aquí son 100 a fondo de escala.
La única solución que encuentro, no la he probado, es colocar un operacional con alimentación dual, a la salida del polo positivo del voltímetro electrónico y darle una ganancia de 2.5. Con eso quedaría exacto, aunque hay algunos problemillas, sobre todo de protección de sobretensiones al aparatejo, pero vamos, tampoco es mucho.
Las medidas de ohmios las hace con tres tensiones a escoger, 5-50 o 500 voltios, estando ajustadas las escalas a esas tensiones. Con 500 voltios, casi vale para medir rigidez.
¿A alguien se le ocurre alguna milagrosa solución a este pequeño problema?
 
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DOSMETROS

High 2m Modereitor
Yo no tocaría nada del BF 425 , probá modificar ambas resistencias de 2k2 . . . de a una.

Cambiar el 7805 por un 7806 o 7809 ?

P.D. : quizás probar aumentarle tensión solo a los BC107B
 
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Hola, cambiar de valor las resistencias de 2k2 me acuerdo que no funcionó aumentando el valor, pero no me acuerdo si lo hice disminuyendo. Ahora tendré que repetir la prueba.
Posiblemente sustituyendo los transistores BC107B por la serie C, o los BC239C, o los BC549C, que tienen una hfe de 800 en CC, podría valer, pero hay un aumento de sensibilidad importante y esto ya está al límite. Lo probaré todo mañana, si es que encuentro alguno de éstos de la serie C.
A 5 voltios se colocan en serie con la entrada unos 350 megaohmios, a 50 y 500v, 10 y 100 veces más. Me compré 2000 resistencias de 22 megaohmios en los chinos muy baratas, pero son de 1/8 de vatio, para ajustar las escalas.
 
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A que corriente de colector te dá esa ganancia???
Mejor usá un darlington y listo...
Hola, un darlington me parece excesivo, sólo necesito 1.6 veces más. Ya lleva uno en la entrada con el BF245 y el BC107B.
No recuerdo haber medido la corriente. Mañana lo haré
Si te refieres a la hoja de datos, el BC239C da 800 de hfe a 5v y 100 mA. Pero aquí no hay 100 mA, es bastante menos. De todas formas, la clase C tiene más ganancia, le da 800 a ambos. Un 60% más. Con eso me podría valer, pero quizá entre en inestabilidad por exceso de ganancia.
Creo que me gusta más la solución de colocar un amplificador operacional para multiplicar la tensión de salida por 2.5. La fuente interna me permite tener tensión a más menos 5v.
Hasta mañana, que por aquí son las dos de la madrugada
 
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Preguntó, con la entrada en corto (0 Ohms) cual es la tensión que existe entre los extremos de la resistencia de 2,2K de emisor del BC107 de la izquierda?


Salu2.-
 
Tu problema pasa mas bien por una cuestión con las tensiones. Que pasaria cambiando el 7805 por un 7808 en primera instancia. La segunda cosa que haría es usar un BC547C en lugar de los BC107B, fijate el detalle aqui: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/BC546.pdf .
Por la estructura el circuito me recuerda a un amplificador balanceado o circuito diferencial. No solo es importante el hfe (de ahí el cambio de un tipo"B" a un tipo"C" en los transistores implicados) también entra en juego la alimentación ya que estos amplificadores tienen una forma muy peculiar de entrar en saturación.
Otra cosa, si buscas que el circuito sea estable térmicamente, busca dos BC547C lo más parecidos posible y trata de que queden acoplados térmicamente.
 
Tu problema pasa mas bien por una cuestión con las tensiones. Que pasaria cambiando el 7805 por un 7808 en primera instancia. La segunda cosa que haría es usar un BC547C en lugar de los BC107B, fijate el detalle aqui: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/BC546.pdf .
Por la estructura el circuito me recuerda a un amplificador balanceado o circuito diferencial. No solo es importante el hfe (de ahí el cambio de un tipo"B" a un tipo"C" en los transistores implicados) también entra en juego la alimentación ya que estos amplificadores tienen una forma muy peculiar de entrar en saturación.
Otra cosa, si buscas que el circuito sea estable térmicamente, busca dos BC547C lo más parecidos posible y trata de que queden acoplados térmicamente.
Subí la tensión a 10 voltios y no encontré diferencias significativas, aparte de tener que ajustar el equilibrio retocando resistencias.
Encontré dos BC549C, que tienen una hfe de unos 800 según fabricante. Los cambié y no había absolutamente ninguna diferencia, seguía habiendo 100 mv, bueno, eso ya me lo esperaba, pero lo hice.
Este circuito tiene las salidas por seguidor de emisor. Si las tuviera por colector, con sus resistencias y además con unas suaves resistencias en emisor de unos 100 ohmios para dar estabilidad, se notaría entonces mucho el cambio de transistores, pero nadie lo hace así porque tiene menos estabilidad.
Hay que tener en cuenta, que al estar las resistencias en el emisor, generan una realimentación negativa.
He decidido aumentar la tensión de 100 mv a 250 colocando un operacional con una ganancia fija de 2.5 y alimentado a tensión dual de +- 5v para mejor estabilidad. Para eso tengo dos posibilidades, la primera poniendo dos, uno en cada borna o colocar uno sólo en modo diferencial acoplando cada entrada a la salida de las bornas.
Este esquema está muy "trillado", es difícil mejorarlo, tiene una gran ganancia y no conviene pasarse.
Pues ya pondré por aquí los resultados, porque el aparato lo tengo en otra residencia y me voy turnando. Esto ya me está mareando demasiado por culpa de esto chinos que no especifican claramente lo que venden. Estaba todo perfectamente ajustado a un aparato de 100 mv externo y al pasar a otro de 250 incluido, vienen los líos.
El preset de 1k regula el 0 (cero) ?
Sí, perfectamente a mitad de recorrido.
 
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El preset de 1k regula el 0 (cero) ?
Si


La tensión en ese punto es de 3.39v y en el otro de 3.29. Son 100 milivoltios.
De esto deduzco que la variación de tensión sobre la R = 2,2 K es:

- para Rprueba infinito = 3.29 V
- para Rprueba 0 Ohm = 3.39 V
- que el BC107 de la derecha es solo una fuente de tensión constante que ajustó para 0 Ohm y que no cambiará en nada colocarle un transistor de mayor hfe.

Por otra parte pienso que el BC107 de la izquierda al ser un seguidor por emisor funciona de manera similar al de la derecha trasladando los valores de tensión que entrega el BF245 en Source




Una idea:

Dado que solo es necesario amplificar esa variación de solamente 100 mV a 250 mV creo que se puede utilizar un LM358 (click = datasheet Texas) ya que en fuente simple funciona desde 3 a 32 V. Aparte de ser un doble operacional.

Una sección con ganancia 2,5 conectada a la resistencia de Emisor del transistor de la izquierda. La otra sección puede ser usada para fijar la tensión de referencia en reemplazo del BC de la derecha.



Salu2.-
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
La verdad verdadera es que el circuito original no lo veo muy cristiano...
Yo tiraría a la basura el seguidor de fuente y el seguidor de emisor, a los que nunca les van poder dar ganancia distinta de 1 (0.95 en realidad), y los reemplazaría por un CA3140 que tiene la misma o mas impedancia de entrada y le ponés la ganancia que se te antoje (siempre 1 o más para no cambiar el resto del circuito)...
 
Gracias por vuestras ideas.
Mañana veré de aplicarlas. La solución ideal sería aquella en la cual se aproveche lo que hay haciendo una modificación sencilla, veré si la puedo encontrar con lo que estáis diciendo y lo que se me ocurra.
Cuando la entrada está suelta, se pone a cero el instrumento con el preset de la derecha.
En corto, hay 100 mv.
Si marca 26 milivoltios, hay 1025 megaohmios, para dar un ejemplo.
Se puede medir con 5, 50 y 500 voltios, que se sacan de los 5 con un astable, una ferrita y un multiplicador.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
La solución ideal sería aquella en la cual se aproveche lo que hay haciendo una modificación sencilla
No hay modificación sencilla por que hay que transformar el seguidor de emisor del BC107 en un amplificador, pero si lo convertis en emisor común va a operar "al reves" que ahora por que invierte la fase y necesitas otro transistor en emisor común mas que restaure "el signo" de la variación. Te va a costar lo mismo que el CA3140, vas a tener un lío de calculo de polarización y ni te vas a acercar a la perfomance de ese A.O.
 
No hay modificación sencilla por que hay que transformar el seguidor de emisor del BC107 en un amplificador, pero si lo convertis en emisor común va a operar "al reves" que ahora por que invierte la fase y necesitas otro transistor en emisor común mas que restaure "el signo" de la variación. Te va a costar lo mismo que el CA3140, vas a tener un lío de calculo de polarización y ni te vas a acercar a la perfomance de ese A.O.
Si se conecta como emisor común, efectivamente, invierte la fase. Los voltajes irían a menos, pero eso tiene solución, se le da la vuelta a los hilos del voltímetro y arreglado.
Parece mentira que un circuito tan sencillo de tantas complicaciones. Ganas me dan de llevarlo al Punto Limpio y de una patada mandarlo directamente al foso la chatarra.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Si se conecta como emisor común, efectivamente, invierte la fase. Los voltajes irían a menos, pero eso tiene solución, se le da la vuelta a los hilos del voltímetro y arreglado.
No solo eso, también hay que cambiar el ajuste de tensión del otro terminal por que la polarización del emisor común debe rondar 1/2 Vcc para la maxima linealidad posible, aunque la excursión solo sean 250mV.
 
Y además ajustar las resistencias de emisor, porque hay que colocar alguna, darle la vuelta al condensador de los terminales y alguna cosa más, seguro
 
Pregunta tonta: ¿ El amperímetro no tiene resistencia interna que se pueda modificar ?
No es una pregunta tonta.
Muchos amperímetros llevan una resistencia interna en serie o en paralelo, pero son para valores más altos de amperios o miliamperios. Los de 50 microamperios no suelen llevar ninguna. El más sensible que venden es de 30 microamperios, pero vale el doble o el triple.
No he desarmado este porque estos aparatos son muy delicados, el menor golpe a la aguja y ya lo puedes tirar, pero ya que lo dices, como la escala sólo tiene de 0 a 50, pensaba desarmarlo y dibujarle otras dos. Así que lo voy a mirar a ver, pero no creo que tenga tanta suerte.
 
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