Przystawka do pomiaru indukcyjności i jej zastosowanie w praktyce radioamatorskiej. Pomiar indukcyjności za pomocą improwizowanych środków Miernik indukcyjny

Zasada działania urządzenie polega na pomiarze energii zgromadzonej w magnesie pole cewki podczas przepływu przez niego prądu stałego.

Proponowane urządzenie pozwala na pomiar indukcyjność cewki w trzech granicach pomiarowych - 30, 300 i 3000 μH z dokładnością nie gorszą niż 2% wartości skali. Na odczyty nie ma wpływu pojemność własna cewki ani jej rezystancja omowa.

Elementy 2I-NOT mikroukładu K155LA3 (DDI) służą do montażu prostokątnego generatora impulsów, którego częstotliwość powtarzania jest określona przez pojemność kondensatora C1, C2 lub SZ, w zależności od granicy pomiaru włączanej przełącznikiem SA1 . Impulsy te poprzez jeden z kondensatorów C4, C5 lub C6 oraz diodę VD2 podawane są na cewkę mierzoną Lx, która jest podłączona do zacisków XS1 i XS2.

Po ustaniu kolejnego impulsu podczas przerwy, ze względu na zgromadzoną energię pola magnetycznego, prąd przez cewkę nadal płynie w tym samym kierunku przez diodę VD3, jego pomiar odbywa się za pomocą oddzielnego wzmacniacza prądu zamontowanego na tranzystory T1, T2 i urządzenie wskazujące PA1. Kondensator C7 wygładza tętnienia prądu. Dioda VD1 służy do wiązania poziomu impulsów dostarczanych do cewki.

Podczas konfigurowania urządzenia konieczne jest zastosowanie trzech cewek odniesienia o indukcyjnościach 30, 300 i 3000 μH, które są połączone naprzemiennie zamiast L1, a odpowiedni rezystor zmienny R1, R2 lub R3 ustawia wskazówkę przyrządu na maksymalną działkę skali. Podczas pracy miernika wystarczy skalibrować rezystorem zmiennym R4 na granicy pomiaru 300 μH, wykorzystując cewkę L1 i załączając przełącznik SB1. Mikroukład zasilany jest z dowolnego źródła o napięciu 4,5 - 5 V.

Pobór prądu każdego akumulatora wynosi 6 mA. Nie trzeba montować wzmacniacza prądowego dla miliamperomierza, wystarczy podłączyć mikroamperomierz o skali 50 μA i rezystancji wewnętrznej 2000 omów równolegle z kondensatorem C7. Indukcyjność L1 może być złożona, jednak wtedy poszczególne cewki powinny być ustawione względem siebie prostopadle lub jak najdalej od siebie. Dla ułatwienia instalacji wszystkie przewody łączące są wyposażone we wtyczki, a odpowiednie gniazda są zainstalowane na tablicach.

Płytki drukowane

Tablica licznikowa. Widok od konduktorów

Tablica licznikowa. Widok z części

Radio Amator 2009 nr 1

W zagranicznym czasopiśmie amatorskim opublikowano dwa schematy urządzeń do pomiaru indukcyjności. Biorąc pod uwagę, że od 1991 r. magazyn ten nie jest dostarczany do WNP za pośrednictwem systemu Soyuzpechat, a schematy są łatwe do powtórzenia, wskazane jest krótkie zapoznanie się z nimi czytelnikami magazynu. Jestem pewien, że schematy są interesujące dla radioamatorów.

Ryc.1. Schemat urządzenia do pomiaru indukcyjności

W wielu przypadkach praktycznej działalności radioamatorów ciekawym, a w niektórych przypadkach niezbędnym jest dla nich pomiar indukcyjności cewek indukcyjnych lub podobnych elementów radiowych, które chcieliby zastosować w swoich projektach. W zdecydowanej większości przypadków proste urządzenia przemysłowe do tych celów nie są dostępne, a skomplikowane i dlatego drogie nie są dostępne dla szerokiego grona radioamatorów. W obu przypadkach indukcyjność mierzy się zwykle metodą pośrednią. Zamienia się je na „równoważne” mu napięcie stałe, jak to ma miejsce w obwodzie z rys. 1, lub na napięcie impulsowe zależne od częstotliwości - rys. 3. Główny oscylator obwodu wykonany jest na elemencie IC2-A (ryc. 1). Jako IC2 zastosowano mikroukład typu CD4584, zawierający sześć wyzwalaczy Schmitta. Ten mikroukład występuje na rynku radiowym, ale niestety nie jest obecnie zbyt powszechny w naszym kraju. Jeśli pojawią się trudności z jego nabyciem, zaleca się próbę użycia krajowego mikroukładu 1564TL2 lub importowanego 54NS14. Mikroukłady K561TL1 (1561TL1, 564TL1) są bardzo powszechne, ale są mniej „pojemne” pod względem liczby wyzwalaczy Schmitta w jednej obudowie - jest ich tylko cztery. Będziesz musiał użyć dwóch przypadków tych mikroukładów. Wejścia i wyjścia mikroukładów IC2-B-IC2-D są równoległe. Dokonano tego, aby zwiększyć moc wyjściową oscylatora głównego, ponieważ jest on obciążony indukcyjnością Lk o niskiej rezystancji i rezystorem R2. Zmierzoną indukcyjność podłączamy do styków 1-2 listwy zaciskowej K3. Przez rezystor RЗ napięcie z cewki indukcyjnej Lk jest dostarczane na wejście pary falowników IC2-E i IC2-F. Wyjście ostatniego z tych falowników jest podłączone do układu scalającego R4C2. Łańcuch ten wygładza tętnienia napięcia wyjściowego IC2-F, dzięki czemu na pinach 1-2 bloku wyjściowego K2 uzyskujemy napięcie niemal stałe. Do tego bloku (K2) podłącza się dowolny woltomierz o wysokiej rezystancji, na przykład amatorski tester radiowy DT830-B. Na blok K1 podawane jest napięcie 9 V zasilające całe urządzenie. Następnie jest stabilizowany przy napięciu 5 V przez układ 78L05 typu IC1. W praktyce możliwe jest zastosowanie innych typów stabilizatorów, które mają nieco wyższe napięcie wyjściowe, na przykład 7806 lub 7808.

Autorzy artykułu uznali za celowe nieznaczne zwiększenie potencjału dolnej płytki kondensatora C2 w obwodzie w stosunku do korpusu obwodu, przybliżając go do potencjału górnej płytki kondensatora C2. W tym celu wykorzystuje się potencjometr R2 i dzielnik napięcia R5R6.

Teraz kilka słów o parametrach miernika indukcyjności. Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru indukcyjności w zakresie od 200 µH do 5 mH. W przypadku, gdy radioamator musi zmierzyć indukcyjność nieco odbiegającą od podanego zakresu, oczywiście istnieje taka możliwość. Wystarczy mieć w swoim zaopatrzeniu kilka cewek o zmierzonych parametrach. Na przykład, mając indukcyjność 200 μH, możesz połączyć z nim szeregowo indukcyjności testowe do 200 μH i zmierzyć indukcyjność całkowitą. Następnie odejmując od otrzymanego wyniku pomiaru 200 μH, wyznaczamy wartość nieznanej małej indukcyjności. Jeżeli przyjąć, że oczekiwana wartość mierzonej indukcyjności jest większa niż 5 mH, to podczas pomiarów należy podłączyć cewkę kalibracyjną równolegle do badanej, np. o wartości 5 mH. Wynik pomiaru będzie mniejszy niż 5 mH i na tej podstawie konieczne będzie obliczenie wartości testowanej indukcyjności. Wiadomo, że indukcyjność całkowita dwóch cewek połączonych szeregowo lub równolegle zmienia się w taki sam sposób, jak przy łączeniu rezystorów. Tę zasadę „rozszerzania” zakresu pomiarowego opisywanego miernika indukcyjności można i należy stosować w praktyce. Podczas regulacji urządzenia potencjometr P1 osiąga na testerze DMM odczyt 500 mV, jeśli do bloku zwarciowego zostanie podłączona zmierzona i wybrana indukcyjność 5 mH. Jeśli do urządzenia podłączona jest indukcyjność 1 mH, multimetr cyfrowy pokaże 100 mV. Potencjometr P2 ustawia napięcie wyjściowe urządzenia, mierzone przez multimetr cyfrowy, na 0 V, jeśli zwarte styki 1-2 K3.

Ryc.2. Płytka drukowana

Rysunek 2 przedstawia rysunek płytki drukowanej urządzenia i rozmieszczenie na niej części. W przypadku, gdy radioamator nie może kupić mikroukładu typu CD4584 lub poeksperymentować z wymianą tego mikroukładu, zaleca się wykonanie obwodu miernika indukcyjności zgodnie z ryc. 3.

Ryc.3. Obwód miernika indukcyjności

Do pracy z tym obwodem potrzebny będzie miernik częstotliwości - miernik częstotliwości. To urządzenie nie jest tak rzadkie, ponieważ wielu radioamatorów było wcześniej zainteresowanych tworzeniem urządzeń kombinowanych opartych na zegarach elektronicznych. Jako rzadkość trzymam kombinowane urządzenie - zegar / miernik częstotliwości / licznik impulsów / miernik częstotliwości dla sygnału wejściowego odbiornika radiowego opartego na częstotliwości lokalnego oscylatora. A wielkość „kombajnu” nie przekracza dwóch paczek papierosów! To prawda, bez uwzględnienia źródła zasilania. W obwodzie z ryc. 3 stabilny multiwibrator wykonany jest na chipie IC1 typu NE555. Schemat jest niezwykle prosty. Zakres mierzonych indukcyjności wynosi od 500 μH do 10 mH. Wejściowe napięcie zasilania może wynosić np. 9...12 V. Jest ono stabilizowane przez mikroukład IC2 typu 78L05 na poziomie 5 V. Zmierzona indukcyjność Lk jest podłączona do zacisków 1-2 K1. Im większa wartość indukcyjności, tym niższa częstotliwość oscylacji układu IC1. Jeśli podłączysz indukcyjność 500 μH, częstotliwość generatora należy ustawić, dostosowując P1 do 200 kHz. Należy wziąć pod uwagę, że dla częstotliwości generacji powyżej 200 kHz pogarsza się liniowość (dokładność) pracy urządzenia. Jeżeli zmierzona indukcyjność jest podłączona do urządzenia, wówczas jej wartość oblicza się według wzoru:

L = 200 kHz/f (zmierzone) x 500 µH.

Na przykład, jeśli miernik częstotliwości pokazał częstotliwość 27 kHz po podłączeniu nieznanej indukcyjności do obwodu, wówczas jego obliczona wartość będzie następująca:

L = 200 kHz / 27 kHz x 500 µH = 3,704 mH.

Średni błąd pomiaru w określonym zakresie indukcyjności przy wysokiej jakości konfiguracji obwodu nie przekracza 4%.

Ryc.4. Płytka drukowana

Rysunek 4 przedstawia rysunek płytki drukowanej urządzenia oraz rozmieszczenie na niej elementów radiowych.

Literatura
1. Pripravek pro mereni indukcnosti // Amaterske RADIO. - 2008. - nr 7. - S.15-16.

E.L. Jakowlew w Użgorodzie

W amatorskiej praktyce radiowej często konieczne jest zmierzenie pojemności kondensatora lub indukcyjności cewki. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku elementów SMD, które nie mają oznaczeń. Wiele multimetrów ma funkcję pomiaru pojemności, ale przy pomiarze małych pojemności, rzędu kilku do kilkudziesięciu pF, błąd jest zwykle niedopuszczalnie duży.

Nie wszystkie multimetry umożliwiają pomiar indukcyjności i podobnie w większości przypadków błąd przy pomiarze małych indukcyjności jest dość duży. Istnieją oczywiście dokładne wektorowe mierniki LC, ale ich koszt zaczyna się od 150 USD. Kwota dla rosyjskiego radioamatora nie jest mała, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że takie urządzenie nie jest potrzebne na co dzień.

Istnieje rozwiązanie - zmontować miernik LC własnymi rękami. Już w 2004 roku opracowałem i wyprodukowałem takie urządzenie. Jego opis opublikowano w czasopiśmie Radia nr 7 z 2004 roku. Przez ponad 10 lat ten miernik LC spełniał swoje funkcje prawidłowo, po czym nastąpiła awaria wskaźnika. W urządzeniu zastosowano najtańszy i dostępny w momencie opracowania wskaźnik LCD typu KO-4B. Aktualnie nie jest produkowany i praktycznie nie można go znaleźć.

Dlatego też zdecydowałem się na montaż nowej wersji miernika LC wykorzystując nowoczesną bazę elementową. Zasada działania urządzenia pozostaje taka sama, opiera się na pomiarze energii zgromadzonej w polu elektrycznym kondensatora i polu magnetycznym cewki. Podczas pomiaru nie trzeba manipulować żadnymi regulatorami, wystarczy podłączyć mierzony element i odczytać odczyty ze wskaźnika.

Schemat ideowy urządzenia pokazano na rysunku. Teraz koszt płytki Arduino jest prawie równy kosztowi zainstalowanego na niej kontrolera, dlatego jako podstawę wykorzystałem płytkę Arduino-Pro-Mini. Płytki takie występują w dwóch wersjach – z napięciem zasilania 3,3 V i kwarcem o częstotliwości 8 MHz, a także 5 V i 16 MHz. W tym przypadku odpowiednia jest tylko druga wersja - 5 V, 16 MHz. Wskaźnik jest jednym z najpopularniejszych obecnie, WH1602A firmy Winstar lub jego odpowiednikiem. Zawiera dwie linie po 16 znaków.

W celu uproszczenia obwodu i konstrukcji zastosowałem jednozasilający wzmacniacz operacyjny typu MCP6002, który pozwala na pracę przy poziomach napięcia od zera do napięcia zasilania zarówno na wejściu, jak i na wyjściu. W źródłach anglojęzycznych nazywa się to „wejścia/wyjścia kolei do kolei”. Możliwy zamiennik dla MCP6001, AD8541, AD8542 i innych, o minimalnym poborze prądu, z możliwością pracy z jednobiegunowego źródła 5 V. Podczas wyszukiwania należy używać słów kluczowych „wyjście wejściowe Rail-to-Rail”.

Jeśli w obudowie znajduje się więcej niż jeden wzmacniacz operacyjny, ujemne wejścia wszystkich nieużywanych wzmacniaczy należy podłączyć do masy, a wejścia dodatnie do zasilania +5 V.

Obwód pomiarowy z niewielkimi zmianami pochodzi z pierwszej wersji urządzenia. Zasada pomiaru jest następująca. Wzbudzający sygnał napięciowy o fali prostokątnej z pinu D10 Arduino (port PB1 mikrokontrolera) doprowadzany jest do części pomiarowej obwodu. Podczas dodatniej półfali mierzony kondensator jest ładowany przez rezystor R1 i diodę VD4, a podczas ujemnej półfali jest rozładowywany przez R1 i VD3. Średni prąd rozładowania, proporcjonalny do zmierzonej pojemności, jest przekształcany na napięcie za pomocą wzmacniacza operacyjnego DA1. Kondensatory C1 i C2 wygładzają jego tętnienia.

Podczas pomiaru indukcyjności podczas dodatniej półfali prąd w cewce wzrasta do wartości określonej przez wartość rezystora R2, a podczas ujemnej półfali prąd wytwarzany przez samoindukcyjny emf przez VD2 i R3, R4 jest również podawane na wejście DA1. Zatem przy stałym napięciu zasilania i częstotliwości sygnału napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest wprost proporcjonalne do zmierzonej pojemności lub indukcyjności.

Jest to jednak prawdą tylko wtedy, gdy pojemność uda się w pełni naładować w połowie okresu napięcia wzbudzającego i całkowicie rozładować w drugiej połowie. To samo dotyczy indukcyjności. Prąd w nim musi mieć czas na zwiększenie się do wartości maksymalnej i spadek do zera. Zapewnia to odpowiedni dobór wartości znamionowych R1...R4 i częstotliwości napięcia wzbudzającego.

Napięcie proporcjonalne do zmierzonej wartości z wyjścia wzmacniacza operacyjnego przez filtr R9, C4 jest podawane na wbudowany 10-bitowy przetwornik ADC mikrokontrolera - pin A1 Arduino (port PC1 kontrolera). Obliczona wartość indukcyjności lub pojemności jest wyświetlana na wskaźniku. Przycisk SB1 służy do programowej korekcji zera, która kompensuje początkowe przesunięcie zera wzmacniacza operacyjnego, a także pojemność i indukcyjność zacisków i przełącznika SA1.

Aby zwiększyć dokładność, urządzenie posiada 9 zakresów pomiarowych. Częstotliwość napięcia wzbudzającego w pierwszym zakresie wynosi 1 MHz. Przy tej częstotliwości mierzona jest pojemność do ~90 pF i indukcyjność do ~90 μH. W każdym kolejnym zakresie częstotliwość zmniejsza się odpowiednio 4-krotnie, granica pomiaru zwiększa się o tę samą wielkość. W zakresie 9 częstotliwość wynosi około 15 Hz, co umożliwia pomiary pojemności do ~5 μF i indukcyjności do ~5 H. Żądany zakres wybierany jest automatycznie, a po włączeniu zasilania pomiar rozpoczyna się od zakresu 9.

Podczas procesu przełączania zakresów w dolnej linii wskaźnika wyświetlana jest częstotliwość napięcia wzbudzającego oraz wynik konwersji ADC. Są to informacje referencyjne, które mogą pomóc w ocenie poprawności pomiarów parametrów. Kilka sekund po ustabilizowaniu się odczytów linia wskaźnika znika, aby nie odwracać uwagi użytkownika.

Wynik pomiaru wyświetlany jest w górnym wierszu. Zmierzona wartość napięcia na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest interpretowana jako pojemność lub indukcyjność w zależności od położenia przełącznika SA1.

Stabilizator napięcia zamontowany na płytce Arduino ma bardzo małą moc. Aby go nie przeciążyć, zasilanie podświetlenia kierunkowskazów dostarczane jest poprzez rezystor R11 bezpośrednio z zasilacza urządzenia. Jako źródło zasilania zastosowano stabilizowany adapter sieciowy 9...12 V o dopuszczalnym prądzie obciążenia co najmniej 100 mA. Dioda VD6 zabezpiecza urządzenie przed błędnym podłączeniem do źródła zasilania o odwrotnej polaryzacji. O wartości rezystora R11 decyduje prąd diod podświetlających kierunkowskazy, tj. wymaganą jasność jego blasku.

Jednostka pomiarowa jest zamontowana na płytce drukowanej o wymiarach 40x18 mm. Jego rysunek pokazano na rysunku. Wszystkie stałe rezystory i kondensatory są w obudowach do montażu powierzchniowego w rozmiarze 1206. Kondensatory C1 i C2 składają się z dwóch 22 µF połączonych równolegle. Diody VD1...VD4 - wysokiej częstotliwości z barierą Schottky'ego. Rezystory trymera R3, R5 i R10 to małe rozmiary typu SP3-19 lub ich importowane analogi. Typ DA1 MCP6002 w pakiecie SOIC.

Nie należy zmniejszać wartości nominalnej pojemników C1, C2. Przełącznik dwustabilny SA1 powinien być małych rozmiarów i mieć minimalną pojemność między stykami.

Na płycie głównej zamontowana jest płytka Arduino, płytka bloku pomiarowego oraz wskaźnik. Zawiera również regulator kontrastu R10, diodę VD6, rezystor R11, kondensatory C5, C6, gniazdo zasilania i przycisk kalibracji SB1. Wskaźnik i kondensatory są zamontowane po stronie drukowanych przewodów, cała reszta jest zamontowana po przeciwnej stronie.

Wszystko to umieszczono w obudowie o wymiarach 120x45x35 mm, lutowanej z folii getinax. Zaciski do podłączenia mierzonego elementu i wyłącznika SA1 montowane są bezpośrednio na obudowie. Przewody do SA1 i zacisków wejściowych powinny być możliwie najkrótsze.

Program sterownika napisany jest w języku C w środowisku CodeVisionAVR v2.05.0. Programowanie Arduino w zastrzeżonym środowisku nie jest wcale konieczne. Do sterownika możesz załadować dowolny plik HEX bez programatora, korzystając z programu XLoader. Płytka Arduino-Pro-Mini nie posiada jednak konwertera USB-COM, dlatego do programowania konieczne będzie użycie zewnętrznego konwertera. Nie jest to drogie, a w przyszłości taki konwerter Ci się przyda. Polecam więc zamawiać na Aliexpress wraz z płytką Arduino-Pro-Mini (5 V, 16 MHz) i modułem USB-COM do jej programowania.

Pobierz program ze strony http://russemotto.com/xloader/ lub z linku na końcu tej strony z mojej strony i zainstaluj go. Praca z programem jest prosta i intuicyjna. Musisz wybrać typ tablicy - Nano(ATmega328) i numer wirtualnego portu COM. Szybkość transmisji 57600 zostanie ustawiona automatycznie i nie ma potrzeby jej zmieniać. Następnie podajemy ścieżkę do pliku oprogramowania sprzętowego HEX, który znajduje się w folderze „Exe” projektu: ...\Exe\lcmeter_2.hex. O bity FUSE nie musisz się martwić, są już ustawione i nie ma możliwości ich zepsuć. Następnie kliknij przycisk „Prześlij” i poczekaj kilka sekund, aż pobieranie się zakończy.

Oczywiście najpierw należy podłączyć moduł USB-COM do portu USB komputera i zainstalować do niego sterownik, aby w systemie zdefiniowany był wirtualny port COM. Złącze programujące na płytce Arduino należy podłączyć do odpowiednich pinów na płytce modułu USB-COM. Podczas programowania nie ma potrzeby zasilania płytki z zewnątrz, pobierze je ona z portu USB komputera.

Aby skonfigurować miernik LC, należy wybrać w zakresie pomiarowym urządzenia kilka cewek i kondensatorów, które mają minimalną tolerancję nominalną. Jeśli to możliwe, należy zmierzyć ich dokładne wartości za pomocą przemysłowego miernika LC. Biorąc pod uwagę, że skala jest liniowa, w zasadzie wystarczy jeden kondensator i jedna cewka. Ale lepiej kontrolować cały zakres. Jako cewki modelowe nadają się dławiki typu DM i DP.

Ustawiamy suwaki rezystorów R3 i R5 w pozycji środkowej. Przesuwamy SA1 do pozycji pomiaru pojemności, zasilamy urządzenie (nic nie jest podłączone do zacisków) i monitorujemy wynik konwersji ADC na częstotliwości 1 MHz. Informacja ta wyświetlana jest w dolnej linii wskaźnika. Nie może być ich mniej niż 15 i nie więcej niż 30.

Po kilku sekundach w górnym wierszu pojawi się zmierzona wartość pojemności. Jeżeli różni się od 0,0 pF, należy nacisnąć przycisk korekcji zera i ponownie odczekać kilka sekund.

Następnie do zacisków wejściowych podłączamy standardową pojemność i obracając suwak R5, upewniamy się, że odczyty odpowiadają rzeczywistej wartości pojemności. Optymalnie jest przyjąć pojemność o wartości nominalnej z zakresu 4700...5100 pF.

Następnie do zacisków podłączamy kondensator o pojemności 2...3 pF i kontrolujemy dokładność pomiaru jego pojemności. Jeżeli zmierzona wartość jest mniejsza od wartości rzeczywistej o więcej niż 0,5...1 pF, należy zwiększyć przesunięcie zera wzmacniacza operacyjnego. W tym celu zmniejszamy wartość rezystora R7. Napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego i wynik ADC powinny wzrosnąć. Jeśli używany jest wzmacniacz operacyjny wejścia/wyjścia typu Rail-to-Rail, wystarczające jest przesunięcie zera wynoszące około 100 mV, co odpowiada wynikowi konwersji ADC wynoszącemu około 20 (nic nie jest podłączone do zacisków wejściowych).

Mój wynik R7 okazał się 47 kOhm, a wynik ADC to 18...20.

Podczas kalibracji należy zwrócić uwagę na wynik konwersji ADC wyświetlany w dolnej linii wskaźnika. Wskazane jest, aby jako odniesienie przyjąć pojemność o takiej wartości, aby wynik ADC był jak najbliżej górnej granicy pomiaru w tym zakresie. Urządzenie przełącza się na kolejny zakres, gdy wynik ADC przekroczy 900. Dlatego też, aby uzyskać jak największą dokładność pomiaru, kalibrację należy przeprowadzić przy użyciu pojemności odniesienia, dla której wartość ADC mieści się w przedziale 700...850.

Następnie należy sprawdzić cały zakres i w razie potrzeby wyjaśnić położenie silnika R5, osiągając dokładność nie gorszą niż +/- 2...3%.

Po skonfigurowaniu urządzenia w tryb pomiaru pojemności należy zgodnie ze schematem przesunąć SA1 w dolną pozycję, zewrzeć gniazda wejściowe i wcisnąć SB1. Po korekcji zera do wejścia podłączana jest cewka odniesienia, a rezystor R3 ustawia wymagane odczyty. Cena najmniej znaczącej cyfry wynosi 0,1 μH. Jeżeli nie można osiągnąć żądanych odczytów, należy zmienić wartość R4.

Należy dążyć do tego, aby R2 i suma (R3+R4) różniły się nie więcej niż o 20%. To ustawienie zapewni w przybliżeniu tę samą stałą czasową „ładowania” i „rozładowywania” cewki, a co za tym idzie, minimalny błąd pomiaru.

W wyniku tych wszystkich czynników odczyty przyrządu podczas pomiaru indukcyjności niektórych cewek mogą znacznie różnić się od tego, co pokaże miernik wektorowy LC. Należy tutaj wziąć pod uwagę specyfikę zasady pomiaru. Dla cewek bez rdzenia, dla otwartych obwodów magnetycznych oraz dla ferromagnetycznych obwodów magnetycznych ze szczeliną dokładność pomiaru jest w miarę zadowalająca, jeśli rezystancja czynna cewki nie przekracza 20...30 omów. Oznacza to, że indukcyjność wszystkich cewek RF, dławików, transformatorów do zasilaczy impulsowych itp. można zmierzyć dość dokładnie.

Ale przy pomiarze indukcyjności małych cewek z dużą liczbą zwojów cienkiego drutu i zamkniętym obwodem magnetycznym bez przerwy, zwłaszcza wykonanym ze stali transformatorowej, wystąpi duży błąd. Ale w prawdziwym obwodzie warunki pracy cewki mogą nie odpowiadać ideałowi zapewnianemu podczas pomiaru złożonej rezystancji. Wciąż więc nie wiadomo, który odczyt z instrumentu będzie bliższy rzeczywistości.

Radioamatorzy zajmujący się rozwojem urządzeń HF i ich obwodów, często podczas konfigurowania cewek indukcyjnych, uzwojeń transformatorów, dławików, różnych obwodów o skupionych parametrach itp., potrzebują urządzenia, które pozwoli im dokładnie i przy minimalnym błędzie zmierzyć indukcyjność.
Przedstawiamy Państwu miernik indukcyjności HENRYTEST.

To urządzenie zostało zaprojektowane specjalnie dla radioamatorów i specjalistów. Jednak prostota obsługi pozwoli nawet początkującym uzyskać doskonałe wyniki pomiarów. Wysoką jakość pomiaru osiągamy dzięki indywidualnej kalibracji oraz autorskiemu wewnętrznemu oprogramowaniu, które redukuje błąd pomiaru do 1/1000.

Obecnie istnieje wiele różnych rozwiązań w zakresie mierników częstotliwości i wag elektronicznych. Na przestrzeni lat radioamatorzy i profesjonaliści obserwowali ich ewolucję od nieporęcznych i energochłonnych jednostek wykorzystujących sztywną logikę do kompaktowych, ekonomicznych urządzeń montowanych na mikrokontrolerach. Jednocześnie w zasadzie większość z nich ma dość podobną konstrukcję i różni się jedynie nazwą mikrokontrolerów, z których zostały zmontowane.

Dlatego jednym z najpopularniejszych tematów rozwoju są różne kombinacje mierników indukcyjności (henrymetr), pojemności (faradimetr), rezystancji (omomierz) i częstotliwości (miernik częstotliwości). Jednak większość mierników indukcyjności, nawet tych wykonanych na mikrokontrolerach, nadal obarczona jest pewnym błędem pomiarowym związanym zarówno z metodą pomiaru, jak i jakością urządzenia.

Pozostawiając wykonanie i komponenty urządzenia sumieniu dewelopera, wyróżnimy kilka metod pomiaru indukcyjności. Tak często stosowana do pomiaru stosunkowo dużych indukcyjności (od 0,1 do 1000 H), metoda „woltomierz - amperomierz” daje błąd na poziomie 2-3%. W przypadku stosowania metody obliczeń mostka, z mostkiem pomiarowym prądu przemiennego o różnych częstotliwościach, o standardowej pojemności, a czasami także indukcyjności, błąd może wynosić 1-3%. W metodzie obliczeń rezonansowych, polegającej na wykorzystaniu właściwości rezonansowych obwodu oscylacyjnego utworzonego przez zmierzoną indukcyjność L i pojemność odniesienia C, błąd może wynosić 2-5%. Do niewielkiego błędu pomiaru dodaje się także zmieniająca się w trakcie pomiaru temperatura mierzonego urządzenia. W naszym rozwoju błąd ten jest minimalizowany i zaangażowane jest w to zarówno samo urządzenie, jak i opracowane oprogramowanie.

Obecnie trend wykorzystania komputera w rozwoju urządzeń RF i ich obwodów nabiera tempa. W tym celu oferujemy Państwu nasz miernik indukcyjności, który po podłączeniu poprzez standardowy port USB do komputera lub laptopa zapewnia doskonałą jakość pomiaru przy minimalnym błędzie. Dodatkowo brak dodatkowych źródeł zasilania wpływających na dokładność pomiaru, bezpieczeństwo pracy z komputerem, łatwość obsługi, dokładność formuł obliczeniowych oraz szybkość uzyskiwanych wyników gwarantują jakość pomiaru. Zatem w zakresie pomiarowym od 1 ngn do 10 ng dokładność sięga 0,1% i osiąga się to poprzez zliczanie co 1 ng podczas obliczeń.

Korzystanie z naszego miernika HENRYTEST jest bardzo proste, wystarczy podłączyć go do komputera za pomocą dostarczonego kabla USB i po wcześniejszej instalacji dostarczonego oprogramowania, wystarczy zamocować oba końce mierzonego obwodu w naszym mierniku HENRYTEST i nacisnąć przycisk „TEST”. ” na komputerze. W ciągu 5 sekund otrzymasz wynik.

Podczas produkcji i konfiguracji różnych urządzeń radiowych często zachodzi potrzeba pomiaru indukcyjności. Większość nowoczesnych multimetrów albo w ogóle nie ma trybu pomiaru indukcyjności, albo nie zapewnia możliwości pomiaru małych indukcyjności stosowanych w sprzęcie VHF.

Proponowane urządzenie umożliwia pomiar indukcyjności w pięciu podzakresach: 0-1, 0-10, 0-100, 0-1000, 0-10000 μH (patrz rysunek). Miernik indukcyjności zawiera generator impulsów prostokątnych (DD1.1, DD1.2), stopień buforowy (DD1.3) i obwód pomiarowy (PA1, R7...R11, VD1...VD4). Aby zapewnić wymaganą dokładność pomiaru w tych podzakresach, stosuje się kwarcową stabilizację częstotliwości. Zastosowanie chipa CMOS nowej generacji zapewniło wysoką wydajność urządzenia i uprościło jego konstrukcję dzięki zastosowaniu autonomicznego zasilania.
Podczas ustawiania urządzenia cewki odniesienia o indukcyjnościach odpowiadających średniej i maksymalnej wartości skali każdego podzakresu podłącza się naprzemiennie do gniazd X1, X2. Dobierając pojemności i rezystancje uzyskuje się odpowiednie odchylenie strzałki głowicy pomiarowej do środka skali lub do jej skrajnego podziału.

Literatura RADIOAMATOR 8.2000

• Podobne artykuły

Zaloguj się za pomocą:

Losowe artykuły

• 05.10.2014

  Przedwzmacniacz ten jest prosty i ma dobre parametry. Obwód ten oparty jest na układzie TCA5550 i zawiera podwójny wzmacniacz oraz wyjścia do regulacji głośności i korekcji, tonów wysokich, niskich, głośności i balansu. Obwód pobiera bardzo mało prądu. Regulatory muszą być umieszczone jak najbliżej chipa, aby zmniejszyć zakłócenia, zakłócenia i szum. Podstawa elementu R1-2-3-4=100 Kohm C3-4=100nF …

• 16.11.2014

  Rysunek pokazuje obwód prostego 2-watowego wzmacniacza (stereo). Obwód jest łatwy w montażu i ma niski koszt. Napięcie zasilania 12 V. Rezystancja obciążenia 8 omów. Rysunek PCB obwodu wzmacniacza (stereo)

• 20.09.2014

  Jego znaczenie jest inne dla różnych modeli dysków twardych. W przeciwieństwie do formatowania wysokiego poziomu - tworzenia partycji i struktur plików, formatowanie niskiego poziomu oznacza podstawowy układ powierzchni dysku. W przypadku wczesnych modeli dysków twardych, które były dostarczane z czystymi powierzchniami, takie formatowanie tworzy jedynie sektory informacyjne i może być wykonywane przez kontroler dysku twardego pod kontrolą odpowiedniego programu. ...