Схема измерителя индуктивности – Простой измеритель индуктивности — приставка к цифровому мультиметру » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

ПРИСТАВКА К ЧАСТОТОМЕРУ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ

Первое пришествие данного измерительного генератора в сферу моего радиолюбительского интереса состоялось под названием «Генератор для катушек». Было необходимо в процессе изготовления настроить поисковую катушку металлодетектора «Tesoro Eldorado» вот модератор с сайта по изготовлению МД и предложил форуму панацею в его «лице», не дав, правда, подробного руководства по сборке, но заверив в повторяемости схемы.

Принципиальная схема

Скачать для увеличения

Для производства замеров подключаться данный генератор должен был к частотомеру. Сложной схему не назовёт даже начинающий любитель электроники, поэтому все дружно приступили к сборке, но тогда собрать удалось единицам причём из числа продвинутых. Меняли транзисторы, номиналы резисторов и конденсаторов, но всё как-то без результата. Повторяться схема не желала. Предложивший схему упирал на то, что повторяющими не достаточно точно подбирается номинал электронных компонентов.

Когда появился вариант печатной платы частично на СМД компонентах, которые как известно не сложно приобрести и с 1% допуском по точности номинала — не устоял перед искушением. Собранная схема сразу не заработала, а вот когда начал менять транзисторы беря в расчёт коэффициент усиления в сторону увеличения, ставить неполярные конденсаторы из числа термостабильных, да посоветовали на выходе подстроечник 1 кОм для регулировки уровня выходного переменного напряжения, что-то сдвинулось с мёртвой точки, но окончательного положительного результата не получил. Сила выходного сигнала была мала, виртуальный частотомер компьютера выдавал не стабильные показания. На том тогда всё и закончилось.

А не так давно увидел знакомую схему в несколько иной интерпретации, с подробнейшим описанием сборки и настройки, под названием «Приставка для измерения индуктивности». Сразу стало понятно, что её предыдущий вариант это неудачная кастрация схемы. Необходимость замера индуктивности поисковой катушки для собранного металлодетектора К-158 (вариант всем известного «Пирата») врасплох не застала.

Учитывая предыдущий опыт, сразу доработал предложенную печатную плату под свои электронные компоненты, по сути же, схема осталась неизменной. Постоянный резистор R8 номиналом 270 Ом заменил на подстроечный 5 кОм (для установления нужной величины выходного переменного напряжения в интервале от 0 до более чем 5 вольт), резистор R9 и конденсатор С7 установил как в схеме, а не как на предложенной печатной плате.

В целом сборка данного варианта хлопот не доставила, ибо основные рекомендации сборки и настройки были теперь известны: 

  • транзисторы VT 1 и 2 исключительно КТ326Б, VT3 лучше КТ3107Г с коэффициентом усиления более 50, а VT4 нужен КТ3102В с к/усиления исключительно более 150, VT5 также КТ3102В с к/усиления более 50
  • конденсатор С1 набирается из трёх (меньше не получится) общей ёмкостью строго 25330 пикофарад. Допуск отклонения желателен менее 0,5%, от этого зависит точность измеряемой индуктивности. Все конденсаторы должны быть с хорошим ТКЕ (термостабильные – то есть их ёмкость должна как можно меньше зависеть от изменения температуры их корпуса)
  • после подачи напряжения 12 В, не подключая катушки к разъему Х1 замерить напряжение на эмиттере VT5 которое должно быть равным половине питающего, если отклонение большое, подобрать резистора R4. Ток потребления будет в пределах к 20 мА — на выходе должно быть переменное напряжение необходимое для производства измерения имеющимся частотомером, например для китайского частотомера-конструктора оно составляет 2 вольта (или чуть более). Его уровень устанавливается подстроечным резистором R8.

Подключение катушки производится как можно ближе к виткам намотки, (минуя соединительный кабель), соединительные провода приставки не более 30 мм. Показатель частотомера в килогерцах. Величина на фото проходная, в результате всех манипуляций с катушкой (отмотки – домотки) она была получена в размере 71,626 Гц.

Результат замера обрабатывается в программке (программа в архиве, лист №10) – данные заносятся в разделе «Основной расчёт» в графе «Исходные данные», далее щелчок курсором вне основных полей программы и получаем результат – индуктивность составляет 195 мкГн. Первый расчёт нужно начать с заполнения раздела «Вспомогательный расчёт», для этого потребуется подключение параллельно поисковой катушке конденсатора ёмкостью более 1000 пФ (лучше 4500 пФ) фактический номинал которого известен с абсолютной точностью. 

Универсальный LC генератор — схема

Собранной приставкой остался доволен, когда разберешься во всех, кажущихся на первый взгляд, хитросплетениях  всё просто. Однако уже захотелось иметь более мобильный вариант измерителя индуктивности, без всяких там вычислений. Заказал на AliExpress электронный конструктор – прибор с функцией измерения индуктивности (да и много чего вообще и всего-то за 600р). Ну а пока он до меня добирается, решил посмотреть в интернете приставку для мультиметра. И вот самым неожиданным образом нашёл схему под названием «Универсальный LC генератор», которая как выяснилась, была предшественницей предыдущих схем. Рекомендуемое напряжение питания к этой схеме указано 5 вольт, во время съёмки видеодемонстрации работы приставки попробовал запитать этим напряжением уже собранную но, к сожалению, не получилось, не помог даже подстроечный резистор регулировки (возможно его номинал необходим более 5 вольт), однако от напряжения в 10 вольт устройство работало нормально. 

Видео

Кому интересно – вся подборка материалов по всем трём схемам в архиве. Автор Babay iz Barnaula

   Форум по измерительным приборам

   Обсудить статью ПРИСТАВКА К ЧАСТОТОМЕРУ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ

radioskot.ru

Измеритель индуктивности | Sergei Klimanski

Пока мне не нужно было заниматься намоткой выходного трансформатора, тема измерений индуктивности катушек с сердечниками меня мало интересовала. Досаждала, конечно ненадежность китайских коробочек, претендующих на звание “измеритель индуктивности”, но теперь, когда я стал углубляться в этот вопрос, то оказалось, что они, эти коробочки, еще и дают разные показания при замерах на разных пределах измерений… А это наводит на нехорошие мысли, а главное – мешает систематической работе – непонятно, что ты замерил. Вот пример – у меня есть выходник 10К, который должен иметь индуктивность первички около 30 Генри. Посмотрите, что показывает тестер на пределе 20 Генри и что на пределе 200 Генри – ну что, как тут определять правильную цифру – голосованием ?


Я бы понял, если бы испытательная частота была разной – но нет, частота замера на этих пределах одна и та же – 100 Гц….Ну а если и тестер умер ( за 5 лет сейчас у меня уже третий ) – то все сделанные ранее замеры вообще повисают в воздухе… Пришел к выводу – нужен стандарт !
Еще несколько лет назад, когда я купил выходной трансформатор у одного старого японца, у нас возник с ним спор по поводу индуктивности первички. Я замерил его своей “китайской коробочкой” и получил 70 Генри, хотя японец утверждал, что там аж 160… Когда я спросил его, как он это измерил, то прислал мне вот такую совсем простенькую от руки нарисованную схемку измерений, сущность замера которой в пояснениях не нуждается.

Сделал все как мне сказал этот уважаемый японец-сан и получилось в точности 160 Генри…. Что же тогда замерил “измеритель индуктивности” ? Я замерил на осциллографе, что на пределах 200 и 20 Генри – китайский тестер генерирует 100 Гц, а на всех остальных диапазонах – 1000 Гц. То есть выясняется, что результат измерений зависит от частоты испытательного прибора.  И еще оказалось, что результат замера также еще и зависит от величины приложенного напряжения…
Все это на превый взгляд как-то не вяжется с теорией – известно, что индуктивность катушки зависит от сечения сердечника, от количества витков и величины мю сердечника, но никак не от частоты и тем более не от величины приложенного напряжения. Но давайте не будем торопиться. В физике магнитезма есть такая формула зависимости магнитной индукции в сердечнике:

Bm = U * 10E(8) / ( 4,44*F*N*S )

где U – приложенное напряжение
F – частота переменного тока
N – количество витков в катушке
S – сечение магнитопровода.

Любой тестер ( испытатель ) подает на измеряемую катушку определенной величины и частоты напряжение, создавая в сердечнике некоторую величину магнитной индукции B. Проблема в том, что мю, то есть магнитная проницаемость сердечника мягко говоря, не является величиной постоянной, а точнее, сильно зависит от величины магниной индукции. Вот тут и становится понятно, отчего результаты замеров так сильно зависят от величин, которые вроде прямым образом на индуктивность влиять не должны – то есть от частоты и от величины приложенного напряжения. Так как величина мю с ростом величины магнитной индукции сильно увеличивается ( особенно при отсутствии зазора в магнитопроводе ), иногда в десятки раз, отсюда из приведенной выше формулы следует простое правило – результат замера индуктивности будет тем больше, чем ниже частота и чем выше величина испытательного напряжения. Поэтому всегда, когда идет разговор об индуктивности первичной обмотки выходного трансформатора, необходимо указывать, в каких условиях проводились измерения. Особенно это касается трансформаторов для двухтактников, где нет немагнитного зазора.
А раз все это так, получается есть смысл сделать замеры индуктивности первичной обмотки трансформатора не при каких-то отвлеченных значениях частоты ( в тестерах – это 100 или 1000 Гц в зависимости от диапазона ) и напряжения, а при тех значениях, которые реально будут иметь место в работающем транформаторе.  Как это и делают японцы – на частоте 50 Гц и подают небольшое ( так называемое “малосигнальное” ) напряжение на первичку. В общем, у меня появилось желание сделать прибор по той примитивной схеме от японца, но только с цифровой шкалой для удобства пользования. Вот схема прибора:


На картинке – уже собранный вольтметр, который я купил на рынке в Риге за 8 Лат ( около 11 Евро ).  У него четыре разрядные цифры, разрядную точку надо поставить между третьим и четвертым разрядом.

Детали. Нужен качественный сдвоенный потенциометр 50К, лучше логарифмический, идеально подойдет ALPS или аналогичный для аудиоприменения. Также надо точно подобрать резисторы R2 и R3.  LM1085 можно заменить на LM317, напряжение питания вольтметра может быть любым в пределах 6.8 – 10 Вольт. Сетевой трансформатор – любой маломощный с примерно подходящими напряжениями на вторичной обмотке. Измерительный вольтметр может быть любой с входным сопротивлением не ниже 10М, с пределом измерений от минус 2 до плюс 2 вольта. На вторичной обмоке транфсорматора указано на схеме номинальное напряжение 6.3 вольта, но т.к. он работает практически на холостом ходу, то фактически там есть 7.1 вольта.

Как работает схема ?  Есть два режима работы – “БАЛАНС” – балансировка  сопротивлений измерительного потециометра Р1 и тестируемой индуктивности, при этом переключатель ( тумблер с двумя парами контактов ) S2 находтся в положении, указанном на схеме.  Когда достигнут баланс ( вольтметр показывает ноль ) , тогда переключатель S2 переводится в другое положение – “ЧТЕНИЕ” и тогда можно прочитать значение индуктивности, так как потенциометр Р2, ( сдвоенный с Р1  ) будет показывать падение напряжения, в точности равное измеряемой индуктивности. Пределы изменений – от 3.2 до 159 Генри. Точность зависит от качества сдвоенного потенциометра Р1/Р2 и от точночти подбора резисторов R2 и R3.

Настройка собранного прибора.  Вначале надо отбалансировать измерительный мост. В режиме “БАЛАНС” подключают к клеммам индуктивность около 10 – 20 генри ( любой дроссель ) и выставляют ноль на вольтметре. После этого замеряя тестером  переменное напряжение на дросселе и на потенциометре Р1+ R2  и вращают движок подстроечника VR3, каждый раз подстраивая ноль на измерительном вольтметре добиваются того, чтобы измерительный вольтметр показывал ноль при равенстве измеренных тестером напряжений на дросселе и ( R2+Р1).  После этого переводят тумблер режима работы в положение “ЧТЕНИЕ” и поставив потенциометр Р2 на максимальное сопротивление, подстроечником VR2 устанавливают показание 159.2 ( т.е. 1.592 вольта ) Генри.  На этом настройка заканчивается.
В заключение – фотографии законченного изделия.

Надо отметить, что данный прибор не претендует на высокую точность измерений. Он пригоден для примерной оценки индуктивности первички выходного трансформатора или индуктивности дросселя по принятому стандарту – 50 Гц и напряжении 5 вольт RMS на тестируемой индуктивности. Метод не учитывает активное сопротивление обмотки, Но даже если активное сопротивление не учитывать, все равно для большинства реально существующих выходных трансформаторов ошибка не превысит 2 – 3 %, что вполне достаточно для поставленной задачи. В случае необходимости можно поправку на активное сопротивление внести, учитывая, что Lcorret=Ract/(2*3,14*50 ), где Ract – замеренная величина активного сопротивления обмотки, и Lfact=L – Lcorrect, где L -показания измерителя.
Также, для повышения точности измерений первички двухтактных трансформаторов ( или любых индуктивностей без немагнитного зазора ) желательно прибор включать в сеть через стабилизатор напряжения, или, хотя-бы через ЛАТР. Для измерения дросселей и индуктивности первички однотактных трансформаторов в этом необходимости нет. Например, я провел пробный замер индуктивности первичной обмотки трансформатора TW60SE, так вот при изменении сетевого напряжения ( я пользовался ЛАТРом ) от 200 до 237 вольт ( 18 % ) расхождения в показании измерителя составило менее 3 %.

*************************************************************************************************

klimanski.com

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЁМКОСТИ, ИНДУКТИВНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ

   Недавно был собран и успешно испытан простой LC измеритель на микроконтроллере, но после некоторых обсуждений с коллегами-радиолюбителями и серии экспериментов, пришли в голову мысли о его дальнейшем улучшении. Новый прибор отличается повышенной точностью и более широким диапазоном. В его основе — контроллер PIC16F90.

Схема измерителя ёмкости и индуктивности

Характеристики LCR метра

   Конденсаторы:

  • от 1pF до 1nF — разрешение: 0,1 ПФ, точность: 1% 
  • от 1nF до 100nF — разрешение: 1pF, точность: 1% 
  • от 100nF до 1uF — разрешение 1nF, погрешность: 2.5%

   Электролиты:

  • от 100 НФ до 100 000uF — разрешение 1nF, точность: 5%

   Индуктивность:

  • от 10nH к 20H — разрешение 10nH, точность: 5%

   Сопротивление:

  • от 1 мОм до 0,5 Ом — разрешение 1 мОм, точность: 5%

   Тут нужно поправиться — устройство работает скорее как миллиомметр. Резисторы больше одного Ома оно почти не меряет. Печатная плата для прибора разработана таким образом, что можно подключить ЖК-дисплей на верхней части. Для регулировки контрастности дисплея служит подстроечный резистор R10.

   Все резисторы металлоплёночные, 1%. Два 1nF конденсатора тоже с отклонением 1%. Ёмкость CX1 — 33nF, также критична — это должен быть полипропилен с высоким рабочим напряжением конденсатора (несколько сот вольт). Дроссель должен быть с низким Rdc. Есть в измерителе разъем для отдельного сетевого адаптера, который обходит кнопку выключения.

   Если устройство работает с внешним адаптером питания, вы можете увеличить яркость подсветки экрана за счет уменьшения значения сопротивления резистора R11. Изучите документацию на дисплей, чтобы выбрать правильное значение сопротивления резистора.

   Имейте в виду, что электролитические конденсаторы должны быть разряжены до измерения, иначе есть опасность сжечь контроллер. Все файлы для сборки схемы (несколько вариантов прошивок, печатные платы) — находятся в архиве. Скачать тут.


el-shema.ru

Простой и недорогой измеритель индуктивности

Читать все новости

Эта схема плюс частотомер позволяет измерять индуктивность.

При отсутствии дорогой измерительной аппаратуры схема, изображённая на рисунке 1, предлагает простой и быстрый альтернативный метод измерения индуктивности. Применение этого метода позволяет убедиться, что величина проверяемой индуктивности находится близко от значения, указанного на её маркировке, а так же позволяет определить характеристики неизвестных индуктивностей. Этой схемой можно проверить большинство индуктивностей, применяемых в блоках питания и в высокочастотных схемах.

Рис. 1.

Схема содержит двухкаскадный усилитель с общими эмиттерами, который является ненасыщенным триггером с перекрёстными связями. Один каскад с общим эмиттером инвертирует фазу сигнала, а два таких каскада формируют неинвертирующий усилитель с обратной связью с усилением, обеспечивающим регенерацию. Без подключения измеряемой индуктивности L регенерация происходит при постоянном токе, и схема ведёт себя как бистабильный триггер, находящийся в одном из двух возможных положений. При подключении индуктивности уменьшается положительная обратная связь по постоянному току, до величины, лежащей ниже уровня регенерации. Таким образом регенерация может происходить только на переменном токе, и схема становится астабильным генератором.

Если не давать транзисторам войти в насыщение, то их скорость переключения возрастёт, так как время рассасывания зарядов будет минимальным. Хотя практически любые типы высокочастотных, малосигнальных ВЧ транзисторов обеспечивают адекватную скорость переключения, но при использовании низкочастотных приборов снизится нижний предел измеряемых индуктивностей. Частота колебаний на выходе схемы обратно пропорциональна измеряемой индуктивности, так что для измерений можно использовать частотомер или осциллограф.


На рисунке 2 изображени форма сигнала при подключённой индуктивности равной примерно 100 мкГн. Частота генерации зависит от постоянной времени L/R, включающей измеряемую индуктивность и резисторы RL и RR. Период колебаний прямо пропорционален индуктивности и для полупериода он составляет THALF=L/100. Полный период будет в два раза больше, TFULL=L/50. Преобразовав это выражение, получим L=50*TFULL. Частота обратно пропорциональна индуктивности: fOSC=50/L. Применение частотомера позволяет измерять индуктивность как L=50/fOSC.

Рис. 2.

Конечная скорость переключения схемы составляет примерно 10 наносекунд, что ограничивает нижний диапазон измерений величиной 1 мкГн. Для измерения небольшой индуктивности её следует подключить последовательно с индуктивностью большего номинала, произвести измерение, потом измерить значение большей индуктивности и вычесть её значение из первого измерения.

Хотя схема не ограничивает верхний диапазон измеряемых индуктивностей, но при превышении индуктивностью критического значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), величина которого равна примерно 70 Ом, схема прекратит генерацию и перейдёт в бистабильный режим. Схема позволяет измерять значения индуктивности всех катушек и обмоток трансформаторов за исключением небольших, низкочастотных устройств с сердечниками из железа, имеющих высокое ESR. Для большей точности измерений следует применять частотомеры с низкой входной ёмкостью.

Одиночный NiCd (никель-кадмиевый) или NiMH (никель-металлгидридный) перезаряжаемый элемент обеспечивает питание схемы. Он имеет достаточно плавный разряд, что улучшает точность измерений. При работе схема потребляет примерно 6 мА.

Эл Датчер, Consulting Engineer, Paulsboro, NJ;
Под редакцией Чарьза Смолла и Брэда Томпсона

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Измерение индуктивности и емкости с помощью мультиметра и компьютера

Читать все новости

Сегодня на рынке много сравнительно дешевых цифровых мультиметров измеряющих сопротивления в широких пределах и емкости конденсаторов до 20 мкФ и более. Однако приборы, измеряющие индуктивности сравнительно дороги, да и нужны они не каждый день.

Электрику-ремонтнику довольно частот приходится измерять индуктивность катушек реле, обмоток трансформаторов и т. п. для определения их исправности. При этом самостоятельное изготовление прибора или приставки для измерения индуктивности затрудняется том, что для него требуется источника питания и частотомер для настройки генератора. Надо отметить, что в таких приборах (приставках) предлагаемых в различных источниках стабильность частоты и амплитуды генератора не высока. Отсюда и точность измерений также не высока.

Предлагается предельно простой прибор на базе компьютера и цифрового вольтметра позволяющий измерять индуктивности от 10 мкГн до 1 Гн и емкости от 10 пФ до 1 мкФ с достаточно высокой точностью, которая определяется точностью вольтметра.

Как известно, импеданс индуктивности описывается формулой:

ZL = 2πf L .

Перепишем формулу следующим образом:

ZL = kL где k = 2πf коэффициент пропорцио­нальности.

Для упрощения процесса измерения, рассчитаем f таким образом чтобы k равнялся ровно 100000:

f = к/2π = 100000/6,2831853 = 15915,4943 Гц.

Как видим, для k = 10000 необходима частота 1591,5 Гц, а для k = 1000 — 159,15 Гц.

Принцип работы измерителя индуктивностей показан на рис.1, а на рис.2 — измерителя емкости. В обоих случаях компьютер (точнее его зву­ковая карта) выступает в качестве генератора высокостабильного по частоте и напряжению тестового сигнала, а мультиметр — в качестве вольтметра переменного тока.

Рис. 1

Если сопротивление источника сигнала превышает сопротивление нагрузки в 10 раз и более можно считать что данный источник сигнала является источником тока. Для выполнения этого условия, комплексное сопротивление измеряемой индуктивности не должно превышать 1/10 резистора R1.

Рис. 2

Выходное напряжение генератора должно быть равно 1 В (действующее значение), при этом напряжение на измеряемой индуктивности не должно превышать 100 мВ.

Милливольтметр U2 используется на пределе 100 мВ. В качестве источника сигнала используется звуковая карта компьютера (ноутбука). При этом, в качестве тестовых сигналов используются wav-файлы записанные с помощью аудиоредактора (например, GoldWav) с уровнем 0 дБ. Выходное напряжение звуковой карты как правило несколько больше 1 В. Требуемое напряжение выставляют регулятором громкости. Если оно все же меньше 1 В (что может быть в некоторых ноутбуках), то придется использовать поправочный коэффициент, что вносит некоторые неудобства при измерениях. Предположим выходное напряжение звуковой карты равно 0,91 В. В этом случае поправочный коэффициент равен k = 1/0,91 = 1,1.

Упрощенный вариант прибора показан на рис.З, на котором включенный как вольтметр цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов показан как стрелочный прибор.

Рис. 3

Пределы измерения с помощью этого прибора сведены в таблицу.

Для оперативного переключения резисторов можно использовать переключатель на 3 положения. Пределы измерения можно расширить если дополнительно использовать резисторы 100 кОм и 1 МОм.

При показаниях вольтметра меньше 10 мВ и больше 100 мВ для повышения точности измерений следует перейти на другой диапазон. Это может быть сделано двумя способами: изменением частоты и переключением номинала резистора.

Если при измерении индуктивности напряжение на проверяемой индуктивности больше 100 мВ, то необходимо увеличить резистор или снизить частоту сигнала и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Если при измерении емкости показания прибора больше 100 мВ, то необходимо уменьшить резистор или повысить частоту и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Частота тест сигнала, ГцДиапазон измерения индуктивностей и емкостей при сопротивлении резистора R1
10010к
1591510…100 мкГн0,1…1 мГн1…10 мГн
1…10 нф100…1000 пф10…100 пф
1591,50,1…1 мГн1…10 мГн10…100 мГн
10…100 нФ1…10 нф10…1000пФ
159,151…10 мГн10…100 мГн0,1…1 Гн
0,1…1 мкФ10…100 нф1…10 нф

Конструкция упрощенного измерителя

Для его изготовления понадобится кабель с разъемом minijack, например, от вышедших из строя телефонов плеера. Если требуется измеритель индуктивности в пределах 0,1… 100 мГн то можно обойтись всего одним резистором 1 кОм и тремя файлами указанных выше сигналов.

На рис.4 показан такой измеритель с двумя резисторами типа СМД номиналами 1 кОм и 10 кОм, при этом пределы измерения расширяются на порядок.

Рис. 4

Автор: Александр Петров, г. Могилев

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Каталог радиолюбительских схем. Измеритель ёмкости и индуктивности

Каталог радиолюбительских схем. Измеритель ёмкости и индуктивности

Измеритель ёмкости и индуктивности

Е.Терентьев г.Набережные Челны, Татарстан

Предлагаемый стрелочный
измеритель позволяет определять параметры большинства встречающихся в практике
радиолюбителя катушек индуктивности и конденсаторов. Кроме измерений параметров
элементов, прибор может быть использован как генератор фиксированных частот с
декадным делением, а также как генератор меток для радиотехнических
измерительных приборов.

Предлагаемый измеритель емкости и
индуктивности отличается от аналогичного («Радио»,
1982, №3, стр.47) простотой и малой трудоемкостью
изготовления.

Диапазон измерений разбит подекадно на шесть поддиапазонов
с предельными значениями емкости 100 пф — 10 мкф для конденсаторов и
индуктивности 10 мкГн — 1 Гн для катушек индуктивности. Минимальные значения
измеряемых емкости, индуктивности и точность измерения параметров на пределе 100
пф и 10 мкГн определяет конструктивная емкость клемм или гнезд для подключения
выводов элементов. На остальных поддиапазонах погрешность измерения в основном
определяется классом точности стрелочной измерительной головки. Потребляемый
прибором ток не превышает 25 мА.

Принцип работы прибора основан на
измерении среднего значения разрядного тока емкости конденсатора и ЭДС
самоиндукции индуктивности. Измеритель, принципиальная схема которого приведена
на рис.1, состоит из задающего генератора на элементах DD1.5, DD1.6 с кварцевой
стабилизацией частоты, линейки делителей частоты на микросхемах DD2 — DD6 и
буферных инверторов DD1.1 — DD1.4. Резистор R4 ограничивает выходной ток
инверторов. Цепь из элементов VD7, VD8, R6, C4 используется при измерении
емкости, а цепь VD6, R5, R6, C4 — при измерении индуктивности. Диод VD9 защищает
микроамперметр PA1 от перегрузки. Емкость конденсатора C4 выбрана сравнительно
большой, чтобы уменьшить дрожание стрелки на максимальном пределе измерения, где
тактовая частота минимальна — 10 Гц.

В приборе использована измерительная головка с током
полного отклонения 100 мкА. Если применить более чувствительную — на 50 мкА, то
в этом случае можно уменьшить предел измерения в 2 раза. Семисегментный
светодиодный индикатор АЛС339А используется как индикатор измеряемого параметра,
его можно заменить индикатором АЛС314А. Вместо кварцевого резонатора на частоту
1 МГц можно включить слюдяной или керамический конденсатор емкостью 24 пф,
однако при этом погрешность измерения увеличится на 3-4%.

Возможны замены
диода Д20 диодами Д18 или ГД507, стабилитрона КС156А — стабилитронами КС147А,
КС168А. Кремниевые диоды VD1-VD4, VD9 могут быть любыми с максимальным током не
менее 50 мА, а транзистор VT1 — любым из типов КТ315, КТ815. Конденсатор CЗ —
керамический К10-17а или КМ-5. Все номиналы элементов и частота кварца могут
отличаться на 20%.

Рисунок печатной платы, выполненной на фольгированном
стеклотекстолите толщиной 1,5 мм, приведен на рис.2.

Рис. 2.

Настройку прибора начинают в режиме измерения
емкости. Переводят переключатель SB1 в верхнее по схеме положение и
устанавливают переключатель диапазона SA1 в положение, соответствующее пределу
измерения 1000 пФ. Подключив образцовый конденсатор емкостью 1000 пФ к клеммам
XS1, XS2, движок подстроечного резистора R6 выводят в положение, при котором
стрелка микроамперметра PA1 установится на конечное деление шкалы. Затем
переводят переключатель SB1 в режим измерения индуктивности и, подключив к
клеммам катушку индуктивности величиной 100 мкГн, в том же положении
переключателя SA1 производят аналогичную калибровку подстроечным резистором R5.
Естественно, точность калибровки прибора определяется точностью используемых
образцовых элементов.

Измерения прибором параметров элементов желательно
начинать с большего предела измерений для избежания резкого зашкаливания стрелки
головки прибора.

Для обеспечения питания измерителя можно использовать
постоянное напряжение 10…15 В или переменное напряжение от подходящей обмотки
трансформатора питания другого прибора с током нагрузки не менее 40…50 мА.
Мощность отдельного трансформатора должна быть не менее 1 Вт.

В случае
питания прибора от батареи аккумуляторов или гальванических элементов
напряжением 9 В его можно упростить и повысить экономичность исключением диодов
выпрямителя напряжения питания, индикатора HG1 и переключателя SB1, выведя на
переднюю панель прибора три клеммы (гнезда) от точек 1, 2, 3, указанных на
принципиальной схеме. При измерении емкости конденсатор подключают к клеммам 1 и
2, при измерении индуктивности катушку подключают к клеммам 1 и
3.

Примечание редакции. Точность измерителя LC со стрелочным
индикатором в определенной степени зависит от участка шкалы, поэтому введение в
схему переключаемого делителя частоты на 2, 4 или аналогичное изменение частоты
задающего генератора (для варианта без кварцевого резонатора) позволяет снизить
требования к габаритам и классу точности показывающего прибора.

© Радио, №4, 1995 г.

Источник материала

irls.narod.ru

Измеритель индуктивности на Atmega48 — Микроконтроллеры и Технологии

Дата публикации: .

В настоящее время очень многие малогабаритные пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности обозначаются не в привычных цифро-буквенных значениях параметра, а в виде каких-то кодов, цветных точек, полос, а так же и вообще могут не иметь никакой маркировки Если сопротивление резистора или емкость конденсатора можно легко определить, измерив с помощью мультиметра, то с определением индуктивности проблем больше, так как в продаже крайне редко встречаются недорогие мультиметры, позволяющие измерять индуктивность.


Не следует забывать и о том, что многие радиолюбители делают дроссели самостоятельно, наматывая их на корпусах высокоомных резисторов или ферритовых сердечниках. Как показывает практика, расчетные значения индуктивности самодельных дросселей, полученные по известным упрощенным формулам могут отличаться от реальных на 20% и более Конечно, можно пользоваться громоздкими, не упрощенными формулами, но практически, более удобно подогнать самодельную индуктивность к нужной величине делая пробные измерения. Поэтому, необходимо чтобы в лаборатории радиолюбителя или мастера-ремонтника был достаточно точный измеритель индуктивности.


На рисунке показана схема цифрового измерителя индуктивности, способного измерять индуктивности в пределах от 0,1 uH до 99,9 mН с погрешностью не более 3%.

Принцип действия прибора. Датчиком индуктивности является LC-генератор на операционном усилителе А1. Схема генератора такова, что позволяет ему работать с очень большим различием в соотношениях L и С составляющих контура. Это позволяет без переключений работать во всем диапазоне измерений.

Поскольку измеряемая индуктивность входит в состав LC-контура, определяющего   частоту генератора, период колебаний на выходе генератора будет пропорционален значению этой индуктивности.

Далее следует микроконтроллер, задача которого в том, чтобы измерить период колебаний на выходе генератора и из него вычислить значение индуктивности. Отображение параметра — на однострочном жидкокристаллическом цифро-буквенном индикаторе.

Измерительный генератор выполнен на операционном усилителе А1 — AD8099 с низковольтным питанием (минимум ±2V, по техническим данным). Делитель из резисторов R1 и R2 создает среднюю точку на входах ОУ, позволяя ему работать при однополярном питании. Этот операционный усилитель выбран потому, что он имеет высокое входное сопротивление и хорошо работает на частотах до 8 МГц и выше. Это позволяет схеме датчика индуктивности (схема на А1) работать в широком диапазоне индуктивности без переключений емкостей.

Поскольку, для данного микроконтроллера 20 МГц — максимальная частота задающего генератора, максимальная входная частота не может быть более 8 МГц. Это максимальное значение частоты, которое может быть на выходе А1. Яркость жидкокристаллического индикатора регулируется подстрочным резистором R5, изменяющим напряжение на его выводе 3.

Источником питания служит гальваническая батарея «Крона» напряжением 9V. Порт РС0 контроллера запрограммирован для работы компаратором и служит для контроля напряжения батареи питания. При снижении напряжения питания ниже 7V на дисплее будет сообщение «LOW BATTERY». Схема питается напряжением 5V от интегрального стабилизатора А2.

Для калибровки прибора нужны две образцовые катушки индуктивностью 22uН и 0,22mН. Они должны быть точными, так как от этого зависит точность измерения прибором. При включении прибора на дисплее: «OVER». Нужно замкнуть входы и появится: «N0 VALUE».
Чтобы перевести прибор в режим калибровки нужно нажать кнопку S1 и удерживая её нажатой включить прибор. Затем, отпустите S1. На дисплее появится «PLACE L1 = 22.0uH». Подключите к входу катушку 22uН Нажмите S1. Отключите катушку 22uН и подключите 0,22mН. Снова нажмите S1. На дисплее должно появиться сообщение «COLIBRATION ОК». Калибровка закончена.

Источник: журнал Elektor





Архив для статьи «Измеритель индуктивности на Atmega48»
Описание:
Исходный код программы(Ассемблер), файл прошивки микроконтроллера, макет печатной платы PDF
Размер файла: 2.05 KB Количество загрузок:
3 032

Скачать

radioparty.ru