LC100-A — весьма точный L/C-измеритель
Измеритель ёмкости и индуктивности — как раз того, что стандартный мультиметр измерять не умеет.Минимальный функционал, но зато отменная точность и скорость измерений. Даже калибровать не надо!
Приехал измеритель в пакте, обмотанный мягким материалом.
Комплектация спартанская: девайс и mini-USB шнурок.
Крокодилы в комплекте и установлены.
Кнопки:
Zero — если дошевелились щупами до появления паразитной ёмкости, можно обнулить показания.
Hi.C — второй, бóльший диапазон измерений ёмкости (по умолчанию малый)
Hi.L — второй, бóльший диапазон измерений индуктивностей (по умолчанию малый)
L/C — выбор ёмкость/индуктивность
Пятая кнопка Func ничего не делает. В инструкции написано, что зарезервирована на будущие обновления.
Частота измерений 500kHz у первого диапазона и 500Hz у второго.
Итак, что оно умеет:
Ёмкость, диапазоны (0.01pF-10uF) и (1uF-100mF)
Индуктивность, диапазоны (0.001uH-100mH) и (0.001mH-100H)
Сразу прилагаю ссылку на инструкцию: тут
Из инструкции можно почерпнуть сведения о точности измерений:
Оптимистично? Достаточно.
Как оно на деле, проверим.
Для начала, поглядим на железо.
Справа включатель питания:
Сзади разъемы питания USB и 5,5/2,1mm. Только 5 вольт.
Производитель решил не быть ноунеймом, молодец:
Разбирается девайс просто: откручиваем 4 винта сверху и снимаем дисплей. Дисплей самый стандартный 1602, можно без проблем заменить.
К качеству платы и разводки нареканий не имею.
Разве что несколько забавно запаян пленочный конденсатор:
И катушка индуктивности:
Болтающаяся тяжелая катушка мне не по нраву, сразу посадил на каплю термоклея:
Измеритель базируется на микроконтроллере STM8S003. Да-да, это НЕ клон Транзистор Тестера!
Рядом компараторы LM311.
…и LM393:
Активной электроники, управляющей питанием, я не углядел. Так что превышать рекомендованные 5 вольт не советую.
Крокодилы в комплекте нормально пропаяны. Провода короткие, но для измерений ёмкостей-индуктивностей это оправдано.
Установлена последняя прошивка 4.8 (хотя на плате надпись 4.7):
Красивые железки это, конечно, хорошо, но как проверить точность?
Конечно же, практически! Специально для Муськи, купил ворох деталек с минимальными найденными допусками. Мне даже немного жалко человека, который собирал для меня этот заказ по одному конденсатору-катушке. =)
Измерения электрической ёмкости
Много фото, прячу под спойлер.Дополнительная информация
1. Керамика 10p, допуск 5%:2. Керамика 12p, допуск 5%:
3. Керамика 18p, допуск 5%:
4. Плёночный 100p, допуск 5%:
5. Керамика 680p, допуск 5%:
6. Плёночный 1n (1000p), допуск 5%:
7. Плёночный 6n8, допуск 5%:
8. Плёночный 12n, допуск 5%:
9. Плёночный 100n, допуск 5%:
10. Керамика 330n, допуск 20%:
11. Плёночный 680n, допуск 5%:
12. Плёночный 1u, допуск 5%:
13. Электролит 1u, допуск 20%:
Тут переключился на диапазон больших ёмкостей:
14. Электролит 10u, допуск 20%:
«Малый» диапазон превышен:
«Большой»:
15. Электролит 100u, допуск 20%:
16. Электролит 1000u Low ESR, допуск 20%:
17. Электролит 3300u, допуск 20%:
18. Электролит 10000u, допуск 20%:
19. Бонус, повторяемость измерений. 5Х электролит 1000u, допуск 20%:
20. Бонус, советские «красные флажки»: И чего на них все гонят, дескать, никуда не годятся? Нормальные же.
Однозначно зачёт.
Со скоростью всё тоже в порядке, когда я переводил взгляд с крокодилов на дисплей, всегда видел устоявшееся значение, даже у «толстых» электролитов.
Диапазон отображается понятно, разве что 1,15mF я бы таки выводил как 11500 uF, как и пишут на конденсаторах. Впрочем, не думаю, что у кого-то проблемы с системой СИ. =)
Измерения индуктивности
Дополнительная информация
Тут точность тоже не подкачала.Скорость такая же, как с конденсаторами (
Кстати, приятно удивили SMD катушки с Алиэкспресса. Точность случайно выбранных не хуже 5%, что достаточно круто.
Вердикт
Девайс годный.Точность не вызывает нареканий, она точно не хуже 5%, а в соответствующих диапазонах измерений реально приближается к заявленному 1%.
Скорость измерений высокая, абсолютно не раздражает. В обзорах мультиметров часто писали, что, дескать, жирные конденсаторы измеряет долго — тут всегда примерно одна секунда.
Минусы:
— мало чего умеет
Плюсы:
+ то, что умеет, делает отлично
Ну а если серьезно, из минусов бы отметил, во-первых, отсутствие измерения ESR конденсаторов.
Во-вторых, отсутствие корпуса. Если это не позиционируется как кит для самостоятельной сборки, то почему бы не дать простейший корпус в комплекте? Самому идеально подогнать достаточно сложно.
Благодарю за внимание.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Измерение индуктивности
Я искал количество методов для измерения индуктивности катушки, если у вас нет доступного измерителя LCR, и у меня возникли некоторые трудности. Я спроектировал и построил катушку, и я хотел бы подтвердить ее индуктивность, которая теоретически составляет ~ 2 мкгн 2 μ ЧАС ,
Одним из способов является последовательное включение резистора с индуктором и подача сигнала. Я видел две вещи в отношении этого: отрегулировать входную частоту так, чтобы напряжение на резисторе составляло половину входного сигнала, а затем работать L L с помощью
смоделировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab
L = R 2 π е 3 — √ L знак равно р 2 π е 3
А другой заключается в том, чтобы вместо этого регулировать входную частоту, пока сигналы не — 45 ∘ — 45 ∘ (градусов) не в фазе, а затем работать L L с помощьюL = R 2 π е L знак равно р 2 π е
Я пробовал оба этих метода на индукторе известного значения, и я не приблизился к ожидаемому значению. Поэтому я полагаю, что я делаю что-то не так, но я не уверен, что это довольно простая установка. Что еще более важно, я не полностью понимаю используемые формулы и как получить их, чтобы вычислить индуктивность.Известный индуктор Μ 1,5 мкг ~ 1,5 μ ЧАС (допуск 20%) и резистор, который я использовал, был 6,75 кОм 6,75 К Ω , Поэтому мне также интересно, возможно, значение индуктора слишком мало для этого типа установки для измерения, как я обычно видел м H м ЧАС в результатах примеров я видел? Или если я выберу неподходящий резистор?
Затем я попробовал ловушку LC, с 10 н F 10 N F конденсатор и мой индуктор, и это сработало для меня. Импульсный входной сигнал, а затем смотреть на частоту пульсации.
е = 1 2 π L C — — — √ е знак равно 1 2 π L С
По крайней мере, похоже, что я смог определить индуктивность известного индуктора в пределах его допуска. И приблизился к тому, что я ожидал с моей встроенной катушкой.смоделировать эту схему
В основном мне любопытно узнать о первых методах, использующих последовательный резистор, поскольку это одна из первых вещей, которая возникает при рассмотрении вопроса об измерении индуктивности, и я хотел бы лучше понять это и заставить его работать на меня, если это возможно.
LC-метр — приставка к мультиметру
Эта статья продолжает тему расширения возможностей популярных мультиметров серии 83x. Малый потребляемый приставкой ток позволяет питать её от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра. С помощью этой приставки можно измерять индуктивность катушек и дросселей, ёмкость конденсаторов без выпаивания их из платы.
Конструкции измерительных приставок к мультиметрам помимо различия схемных решений и методов измерений того или иного параметра различны ещё и по способности работать от собственного источника питания и без него, используя стабилизатор напряжения АЦП мультиметра. Приставки, питаемые от стабилизатора АЦП мультиметра, по мнению автора, более удобны в эксплуатации, особенно «вне дома». В случае необходимости их можно питать и от внешнего источника напряжением 3 В, например, от двух гальванических элементов. Конечно, встаёт вопрос о потребляемом такой приставкой токе, который не должен превышать нескольких миллиампер, но применение современной элементной базы в сочетании с оптимальной схемотехникой решает эту задачу. Впрочем, вопрос о потребляемом токе всегда был и будет актуален, особенно для измерительных приборов c автономным питанием, когда продолжительность работы от автономного источника зачастую определяет выбор прибора.
При разработке LC-метра основное внимание было уделено не только минимизации потребляемого тока, но и возможности измерения индуктивности катушек и дросселей, ёмкости конденсаторов без выпаивания их из платы. Такую возможность следует всегда учитывать при разработке подобных измерительных приборов. Можно привести немало примеров, когда радиолюбители в своих конструкциях, к сожалению, не обращают на это внимания. Если, например, измерять ёмкость конденсатора методом зарядки стабильным током, то уже при напряжении на конденсаторе более 0,3…0,4 В без выпайки его из платы достоверно определить ёмкость зачастую невозможно.
Принцип работы LC-метра не нов [1, 2], он основан на вычислении квадрата измеренного периода собственных колебаний в резонансном LC-контуре, который связан с параметрами его элементов соотношениями
Т = 2π √LC или LC = (Т/2π)2.
Из этой формулы следует, что измеряемая индуктивность линейно связана с квадратом периода колебаний при неизменной ёмкости в контуре. Очевидно, что той же линейной зависимостью связана и измеряемая ёмкость при неизменной индуктивности, и для измерений индуктивности или ёмкости достаточно преобразовать период колебаний в удобную величину. Из приведённой выше формулы видно, что при неизменной ёмкости 25330 пФ или индуктивности 25,33 мГн для мультиметров серии 83х минимальная дискретность измерения — 0,1 мкГн и 0,1 пФ в интервалах 0…200 мкГн и 0…200 пФ соответственно, а частота колебаний при измеряемой индуктивности 1 мкГн равна 1 МГц.
Приставка содержит измерительный генератор, частота которого определяется LC-контуром и в зависимости от рода измерений — индуктивностью, подключённой к входным гнёздам катушки, или ёмкостью конденсатора, узел стабилизации выходного напряжения генератора, формирователь импульсов, делители частоты для расширения интервалов измерений и преобразователь периода повторения импульсов в напряжение, пропорциональное его квадрату, которое измеряет мультиметр.
Основные технические характеристики
Пределы измерения индуктивности ………200 мкГн; 2 мГн; 20 мГн; 200 мГн; 2 Гн; 20 Гн
Пределы измерения ёмкости ………………200 пФ; 2 нФ; 20 нФ; 0,2 мкФ; 2 мкФ; 20 мкФ
Погрешность измерения на первых четырёх пределах от 0,1 предельного значения и выше, не более, % ………3
Погрешность измерения на пределах 2 мкФ и 2 Гн, не более, % ………………….10
Погрешность измерения на пределах 20 мкФ и 20 Гн, не более, % ……………….20
Максимальный потребляемый ток, не более, мА ………..3
Погрешность измерения индуктивности на пределах 2 и 20 Гн зависит от собственной ёмкости катушки, её активного сопротивления, остаточной намагниченности магнитопровода, а ёмкости на пределах 2 и 20 мкФ — от активного сопротивления катушки в LC-контуре и ЭПС (ESR) измеряемого конденсатора.
Схема приставки приведена на рис. 1. В положении «Lx» переключателя SA1 измеряют индуктивность катушки, подключённой к гнёздам XS1, XS2, параллельно которой подключён конденсатор С1, а в положении «Cx» — ёмкость конденсатора, параллельно которому подключена катушка индуктивности L1. На транзисторах VT1, VT2 собран измерительный генератор синусоидального напряжения, частота которого, как уже сказано выше, определяется элементами LC-контура. Это усилитель, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Первая ступень усилителя собрана по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель), она обладает большим входным сопротивлением и малым выходным, а вторая — по схеме с общей базой (ОБ) — обладает малым входным и большим выходным сопротивлением. Тем самым достигнуто хорошее согласование при замыкании выхода второй с входом первой. Обе ступени неинвертирующие, поэтому такое соединение охватывает усилитель стопроцентной ПОС, которая в сочетании с высоким входным сопротивлением эмиттерного повторителя и выходным каскада с ОБ обеспечивает работу генератора на резонансной частоте LC-контура в широком интервале частот.
Рис. 1.
Рассмотрим работу LC-метра с подключённой к гнёздам XS1, XS2 «Lx, Cx» катушкой индуктивности или конденсатором. Напряжение с выхода генератора поступает на усилитель с высоким входным сопротивлением, собранный на транзисторе VT3, который усиливает его в пять раз, что необходимо для нормальной работы узла стабилизации выходного напряжения генератора. Узел стабилизации собран на диодах VD1, VD2, конденсаторах С3, С5 и транзисторе VT4. Он поддерживает выходное напряжение генератора на неизменном уровне около 100 мВ эфф., при котором можно проводить измерения без выпаивания элементов из платы, а также повышает устойчивость колебаний генератора на этом уровне. Выходное напряжение усилителя, выпрямленное диодами VD1, VD2 и сглаженное конденсатором С5, поступает на базу транзистора VT4. При амплитуде напряжения на выходе генератора менее 150 мВ этот транзистор открыт базовым током, протекающим через резистор R7, и на генератор подаётся полное напряжение питания +3 В (такое напряжение необходимо подать на генератор для его надёжного запуска, а также при измерении индуктивности 1…3 мкГн). Если при измерении амплитуда напряжения генератора станет больше 150 мВ, на выходе выпрямителя появится напряжение закрывающей транзистор VT4 полярности. Его коллекторный ток уменьшится, что приведёт к уменьшению напряжения питания генератора и восстановлению амплитуды его выходного напряжения до заданного уровня. В противном случае происходит обратный процесс.
Выходное напряжение усилителя на транзисторе VT3 через цепь С4,С6,R8 поступает на формирователь импульсов, собранный на транзисторах VT5 и VT6 по схеме триггера Шмитта с эмиттерной связью. На его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой генератора, малым временем спада (около 50 нс) и размахом, равным напряжению питания. Такое время спада необходимо для нормальной работы десятичных счётчиков DD1-DD3. Резистор R8 обеспечивает устойчивую работу триггера Шмитта на низких частотах. Каждый из счётчиков DD1 — DD3 делит частоту сигнала на 10. Выходные сигналы счётчиков поступают на переключатель пределов измерений SA2.
С подвижного контакта переключателя в зависимости от выбранного предела измерения «х1», «х102«, «х104» импульсные сигналы прямоугольной формы Uи (рис. 2,а) поступают на преобразователь «период-напряжение», собранный на ОУ DA1.1, полевых транзисторах VT7-VT9 и конденсаторе С8. С приходом очередного импульса сигнала длительностью 0,5Т транзистор VT7 на это время закрывается. Напряжение с резистивного делителя R13R14 (около 2,5 В) поступает на неинвертирующий вход ОУ DA 1.1. На этом ОУ и транзисторе VT9 собран источник стабильного тока (ИТ). Ток ИТ 140 мкА задан параллельным включением резисторов R16 и R17 при замкнутых контактах выключателя SA3 (положение «х1») и в десять раз меньше — 14 мкА — резистором R16 при разомкнутых (положение «х10»).
Рис. 2.
В момент прихода импульса длительностью 0,5T транзистор VT8 через дифференцирующую цепь С7R15 открывается на 5…7 мкс, разряжая за это время конденсатор С8, после чего закрывается и начинается зарядка конденсатора С8 стабильным током от ИТ (рис. 2,б). По окончании импульса транзистор VT7 открывается, замыкая резистор R13, и ток ИТ становится равным нулю. В течение следующего интервала 0,5T напряжение U1 на конденсаторе С8 остаётся до прихода следующего импульса неизменным и равным
U1 = UС8 = IИТ1хТ/(2хС8) = К1хТ,
где К1 = IИТ1/(2хС8) — постоянный коэффициент.
Из этого выражения следует, что напряжение на заряженном конденсаторе С8 пропорционально периодуТ поступающих импульсов. При этом напряжению 2 В соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения. К конденсатору подключён вход буферного усилителя на ОУ DA1.2 с единичным коэффициентом усиления, входной ток которого ничтожно мал (единицы пикоампер) и не влияет на разрядку (и зарядку) конденсатора С8.
С выхода буферного усилителя оно поступает на следующий преобразователь — «напряжение-ток» на ОУ DA2.1. На этом ОУ и резисторах R18-R21 собран ещё один ИТ (ИТ2). Ток этого ИТ определяется входным напряжением, поступающим на левый по схеме вывод резистора R18, и его сопротивлением, а знак — от того, какой из резисторов (в нашем случае это R18 или R20) включён входным. ИТ нагружен на конденсатор С9. Во время действия входного импульса длительностью 0,5Т транзистор VT10 открыт и напряжение U2 на конденсаторе С9 равно нулю (рис. 2,в). По окончании импульса транзистор закрывается и начинается зарядка конденсатора постоянным током от напряжения, поступающего на резистор R18 с буферного усилителя на ОУ DA1.2. Как видно из диаграммы (рис. 2,в), напряжение на конденсаторе линейно возрастает в виде пилы до появления через время 0,5Т следующего импульса. К моменту его появления напряжение на конденсаторе достигнет значения
U2max = UС9max = IИТ2хТ/(2хС9) = UC8xT/(2xR18xС9) = K2xUC8xT = К1хК2хТ2,
где К1, К2 — постоянные коэффициенты; К2 = 1/(2xR18xC9).
Из этого выражения следует, что амплитуда напряжения на конденсаторе С9 пропорциональна квадрату периода поступающих импульсов, т. е. линейно зависит от измеряемой индуктивности или ёмкости. Такое преобразование «в квадрат периода» логически понятно и без приведённого выражения, поскольку напряжение на конденсаторе С9 зависит линейно одновременно как от периода, так и от напряжения на входе ИТ, также зависящего линейно от периода. При этом напряжению U2max, равному 2 В, соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения.
К конденсатору С9 подключён вход буферного усилителя на ОУ DA2.2. С его выхода напряжение пилообразной формы, уменьшенное до необходимого уровня делителем R22R23, поступает на вход «VΩmA» мультиметра (разъём XP2). Встроенная интегрирующая RC-цепь мультиметра, подключённая к входу АЦП (постоянная времени 0,1 с), и внешняя — R22C12 сглаживают импульсы пилообразной формы до среднего за период значения, которое равно четверти амплитудного. Так, при амплитуде «пилы» на разъёме XP2 «VΩmA» 0,8 В напряжение на входе АЦП мультиметра равно 200 мВ, что соответствует верхней границе измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ.
Приставка собрана на плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита. Чертёж печатной платы показан на рис. 3, а расположение на ней элементов — на рис. 4.
Рис. 3.
Рис. 4.
Фотографии печатной платы представлены на рис. 5, 6. Штырь ХР1 «NPNC» — подходящий от разъёма. Штыри ХР2 «VΩmA» и ХР3 «СОМ» — от вышедших из строя измерительных щупов для мультиметра. Входные гнёзда XS1, XS2 — клеммник винтовой 350-02-021-12 серии 350 фирмы DINKLE. Переключатели движковые: SA1 — SS12D07; SA2, SA3 — серии MSS, MS, IS, например, MSS-23D19 (MS-23D18) и MSS-22D18 (MS-22D16) соответственно. Катушка L1 — самодельная, содержит приблизительно (уточняется при налаживании) 160 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных в четырёх секциях по 40 витков на кольцевом магнитопроводе типоразмера 10x6x4,5 из феррита 2000НМ1, 2000НМ3 или N48 (EPCOS). Ферриты этих марок имеют низкий температурный коэффициент магнитной проницаемости. Использование ферритов других марок, например N87, приведёт к увеличению погрешности измерения ёмкости при изменении температуры уже на 5…10 оС.
Рис. 5.
Рис. 6.
Конденсаторы С1, С8 и С9 — плёночные импортные выводные на напряжение 63 В (например, WIMA, EPCOS). Отклонение ёмкости конденсаторов С8, С9 должно быть не более 5 %. Остальные — для поверхностного монтажа: С2, С10, С11 — типоразмера 0805; С4, С6, С7 — 1206; оксидные С3, С5, С12 — тан-таловые В. Все резисторы типоразмера 1206. Резисторы R13, R14, R16-R21 следует применить с допуском не более 1 %, причём резисторы R18, R20 и R19, R21 отобрать мультиметром с как можно близкими сопротивлениями в каждой паре. Зачастую — для отбора достаточно ленточной упаковки из 10…20 резисторов ряда Е24 пятипроцентного класса точности.
Транзисторы VT1 -VT5 должны иметь коэффициент передачи тока не менее 500, VT6 — от 50 до 200. Транзисторы BSS84 заменимы на IRLML6302, а IRLML2402 — на FDV303N. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение транзисторов должно быть не более 2 В, сопротивление открытого канала — не более 0,5 Ом, а входная ёмкость — не более 200 пФ при напряжении сток-исток 1 В. Микромощные ОУ AD8542ARZ заменимы, например, МСР602 или отечественными КФ1446УД4А. Последние желательно отобрать по напряжению смещения нуля не более 2 мВ для уменьшения погрешности измерения, когда его результат не превышает 10 % от установленного предела. Десятичные счётчики 74HC4017D высокоскоростной логики допустимо заменить аналогичными из серии 4000В фирмы NXP (PHILIPS) — HEF4017В. Применять аналогичные счётчики других фирм, тем более отечественные К561ИЕ8, не следует. При напряжении питания 3 В входная частота 1 МГц с измерительного генератора для таких счётчиков слишком велика, а длительность спада импульса на их входе (50 нс) — мала. Они могут такой сигнал «не почувствовать».
Выводы конденсаторов С8, С9, идущие к общему проводу, пропаивают с двух сторон печатной платы. Аналогично пропаивают выводы переключателя SA3 и вывод, идущий от подвижного контакта SA2, а также вилки ХР1-ХР3. Причём XP2 и XP3 крепят пайкой в первую очередь, а затем уже «по месту» сверлят отверстие и впаивают вилку ХР1. В отверстия площадок около истока транзистора VT10 и резистора R14 вставляют отрезки лужёного провода и пропаивают их с двух сторон. Перед монтажом у микросхем DD2, DD3 вывод 4 следует отогнуть или удалить.
При работе с LC-метром переключатель рода работ мультиметра устанавливают в положение измерения постоянного напряжения на пределе «200mV». Пределы измерений LC-метра, соответствующие положениям переключателей SA2, SA3, приведены в таблице.
SA2 | SA3 | Предел измерения | |
x1 | x1 | 200 мкГн | 200 пФ |
x1 | x10 | 2 мГн | 2 нФ |
x102 | x1 | 20 мГн | 20 нФ |
x102 | x10 | 0,2 Гн | 0,2 мкФ |
x104 | x1 | 2 Гн | 2 мкФ |
х104 | x10 | 20 Гн | 20 мкФ |
Калибровку LC-метра проводят в зависимости от наличия необходимых приборов и квалификации. В простейшем случае понадобятся катушка с точно известной индуктивностью, значение которой близко к соответствующему пределу измерения, и такой же конденсатор с измеренной ёмкостью. Для исключения погрешности от входной ёмкости LC-метра ёмкость конденсатора должна быть не менее 1800 пФ (например, 1800 пФ, 0,018 мкФ, 0,18 мкФ). Приставку сначала подключают к автономному источнику питания напряжением 3 В и измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, а затем подключают к мультиметру. Далее устанавливают переключатель SA1 в положение «Lx» и подключают к гнёздам XS1, XS2 «Lx, Cx» катушку с известной индуктивностью. Переключатели SA2 и SA3 устанавливают на соответствующий предел и добиваются показаний на индикаторе, численно равными индуктивности (запятую индикатора не учитывают), подключая при необходимости параллельно конденсатору С1 дополнительный ёмкостью до 3300 пФ. У конденсаторов С1, С8, С9 на печатной плате предусмотрены площадки для распайки дополнительных типоразмера 0805 для поверхностного монтажа. Возможна более точная корректировка показаний изменением в небольших пределах сопротивления резистора R22 или R23. Аналогично калибруют LC-метр при измерении ёмкости, но соответствующие показания на индикаторе устанавливают, изменяя число витков катушки L1.
Измеряя ёмкость приставкой, необходимо учитывать её входную ёмкость, которая в авторском образце равна 41,1 пФ. Это значение отображает индикатор мультиметра, если установить переключатель SA1 в положение «Сх», а SA2 и SA3 — в положение «x1». При изменении топологии печатной платы соединения выводов конденсаторов С8 и С9 с выводами транзисторов VT9 и VT10 должны быть выполнены отдельными проводниками.
Приставку можно использовать как генератор фиксированных частот синусоидальной и прямоугольной формы. Синусоидальный сигнал напряжением 0,1 В снимают с эмиттера транзистора VT3, прямоугольный амплитудой 3В — с подвижного контакта переключателя SA2. Нужные частоты получают, подключая к входу приставки конденсаторы соответствующей ёмкости в положении «Cx» переключателя SA1.
Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 можно скачать здесь.
Литература
1. Универсальный LC-генератор. — Радио, 1979, № 5, с. 58.
2. L-метр с линейной шкалой. — Радио, 1984, № 5, с. 58, 61.
Автор: С. Глибин, г. Москва
Мультиметр UT602, (измерение индуктивности) UNI-T- radiodetali.com.ua
Название этого прибора происходит от англоязычного multimeter. Конечно часть мульти… значит многофункциональность. То есть — это прибор, в котором соединена способность измерять несколько электрических параметров. То, что такой маленький современный прибор — мульти… — это правда, ведь им можно измерять сопротивление, напряжение, силу тока, коэффициент усиления транзисторов, емкость, индуктивность, частоту, температуру. Именно в таком мобильном, компактном приборе имеют потребность все, кто занимается электроникой, а также бытовым, промышленным и автомобильным электричеством.
Скажу вам больше, что такой прибор вам понадобится не только для вашего хобби, такой прибор будет вовсе не лишним в хозяйстве. Ведь им можно проверить пригодность предохранителя, электрической лампочки, проверить качество элемента питания (батарейки), напряжение в розетке, напряжение на клеммах аккумулятора, целость провода и надежность скрутки проводов, качество разнообразных соединений, а если в вашем приборе есть возможность измерять температуру, то это еще больше расширяет его пределы применения для хозяина. Поэтому, когда вы примете решение купить мультиметр — это не будет лишним.
Мультиметры существуют двух разновидностей — аналоговые и цифровые. Основным отличием для потребителя является способ вывода результатов измерений. В цифровом результаты измерений выводятся на дисплей (преимущественно жидкокристаллический) и отображаются цифрами. Аналоговый же мультиметр выводит результаты измерений стрелкой на многофункциональной шкале. Невзирая на такие расхождения, принципы пользования обоими видами приборов одинаковы. Аналоговые мультиметры применяются уже давно, они, собственно, сопровождают развитие радиоэлектроники, ведь без такого прибора невозможно ни создать, ни наладить, ни отремонтировать электронное устройство. Еще с древних времен их называли — ТЕСТЕР (хоть бытовала и название авометр), потому как-то де-факто сложилось так, что аналоговые мультиметры продолжают часто называть именно тестерами. Поэтому, когда на поприщах Интернета вам встретится термин тестер, то, скорее всего, это самое аналоговый прибор.
Зоны измерения какой-то величины отделяются на переключателе какими-то рамками, либо выделяются другим цветом.
Метки могут быть буквенными:
ACV – переменное напряжение;
DCV – постоянное напряжение;
DCA, DCmA – постоянный ток;
hFE – проверка транзисторов;
Ω (буква «омега») – измерение сопротивления;
TEMP °C – измерение температуры.
Или символьными:
А~ – переменный ток;
V~ – переменное напряжение;
A– – постоянный ток;
V– – постоянное напряжение;
•))) – прозвонка, проверка цепи, элемента, проводника, надежности соединения (звуковой сигнал, «писк»)
Каждая зона имеет свои диапазоны, которые определяют максимальные пределы измерения для той или иной величины.
У мультиметров с автоматическим выбором (авто) предела измерения выбирается только режим, а диапазон определяется автоматически соответственно к внутренней логике.
Измеритель емкости и индуктивности (RLC-метр) MS8360E MASTECH
Измеритель емкости и индуктивности (RLC-метр) MS8360E MASTECHАртикул: 13-2028Мульти?метр —электроизмерительный прибор который включает в себя несколько функций и набор измеряемых параметров. Все приборы серии MS8260 измеряют постоянное и переменное напряжение, а так же постоянный и переменный ток, сопротивление в цепи, емкость и индуктивность. С помощью данного прибора можно проводить тестирование диодов, прозвонку целостности цепи и измерение коэффициента усиления транзисторов. Кроме того мультиметр MS8260E оборудован специальным датчиком, с помощью которого вы бесконтактно сможете определить есть ли напряжение на участке, например в розетке, если есть необходимость демонтировать ее, то с помощью данного мультиметра вы сможете сразу узнать если ли в ней напряжение. Таким образом, один прибор сможем заменить сразу несколько устройств одновременно. Прибор MS8260E является портативным мультиметром, компактные размеры позволяют всегда носить его с собой. Но, несмотря на размеры, данный мультиметр обладает широким функционалом и это выгодно отличает его от других. Прибор имеет функцию удержания результата измерений Data hold, для тех случаев, когда измерения проводятся в труднодоступных местах и не всегда есть возможность взглянуть на экран. Дисплей прибора оснащен подсветкой, которая позволяет проводить измерения даже в слабоосвещенных местах. Инженеры старались сделать прибор максимально удобным для использования. Выбор измеряемых величин и пределов измерений производиться с помощью усиленного поворотного регулятора, благодаря которому исключается возможность случайного нажатия. Прибор изготовлен из высококачественных материалов, калибровка и тестирование приборов произведено под контролем компании REXANT INTERNATIONAL.
Постоянное напряжение: 200mВ/2В/20В/200В/6000В (±0,5%+2)
Переменное напряжение: 2В/20В/200В/600В (0,8%+3)
Постоянный ток: 200мкА (±1.0 % +5), 10A (±2,0%+5)
Переменный ток: 200мкА (±1.5 % +5), 10A (±3,0%+5)
Сопротивление: 200Ом/2КОм/20КОм/200Ком/2МОм (±0.8% +5), 20МОм (±5,0%+5)
Емкость: 20нФ/200нФ/2мкФ/200мкФ (±4,0%+5)
Индуктивность: 20мГн/200мГн/2Гн/20Гн (±3,0%+8)
4х разрядный дисплей
Ручной выбор предела измерений
Тестирование диодов
Прозвонка целостности цепи
Бесконтактный детектор напряжения
Коэффициент усиления транзисторов(hFE): 0~ 1000
Дисплей с подсветкой
Режим удержания измерений Data hold
Импеданс:
Размер (мм): 188*92*50
Тип батареи: 9В Крона
Измерение индуктивности и емкости с помощью мультиметра и ПК
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.
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.
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.
Упрощенный вариант прибора показан на рис.3, на котором включенный как вольтметр цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов показан как стрелочный прибор. 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.
Александр Петров
Источник: Электрик №5
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: 3 354 | Скачать |
Цифровой измеритель индуктивности
UT611 Расширенные функции Частотный тестер Мультиметр 6000 отсчетов для измерения индуктивности, емкости и сопротивления: Amazon.com: Industrial & Scientific
Характеристики:
Он имеет характеристики низкого рассеивания мощности, высокой точности и высокой скорости.
Это портативный цифровой мостовой измеритель L C R со стабильной производительностью, безопасностью, надежностью и автоматическим выбором диапазона. Цифровые измерители L C R
UT611 — это более совершенные измерители, используемые для измерения индуктивности, емкости и сопротивления.
Расширенные функции включают последовательный / параллельный режим измерения, измерения добротности / потерь / фазового угла, эквивалент / измерение сопротивления постоянному току и 5 видов частоты измерения в режиме переменного тока на выбор. Серия
UT610 может легко эксплуатироваться на производственных линиях, при проверке компонентов и обслуживании электроники.
Технические характеристики:
Состояние: 100% Совершенно новый
Модель
UT611
Индуктивность (H)
600uH-200H
± (0,5% + 5)
Емкость (F)
600pF-10mF
± (0.5% + 5)
Сопротивление (Ом)
60 Ом — 20 МОм
± (0,5% + 5)
Испытательная частота (Гц)
100 Гц / 120 Гц / 1 кГц / 10 кГц
да
Рабочее напряжение
0,5 В среднеквадратичное значение
да
Параметры испытаний
L / C / R / DCR / Q / D / DEG / ESR
да
Функции
Счетчик дисплея
6000
Счетчик D / Q
1000
Разрешение D / Q
0,001
да
Частота тестирования дисплея в реальном времени
да
Режим измерения
Последовательный / параллельный
да
Автоотключение
да
Индикация низкого заряда батареи
≤6.8 В
да
Хранение данных
да
Хранение данных
1000
Подсветка ЖК-дисплея
да
Аналоговая гистограмма
30
Функция сравнения
да
Выходное сопротивление
120 Ом
да
Интеллектуальная проверка и измерение
да
Общие характеристики
Мощность
Мощность
Батарея (6F22) (не входит в комплект) или USB
LCD Размер
40 * 63 мм
Цвет продукта
Красный и серый
Вес нетто
374 г
Размер продукта
96 * 193 * 47 мм / 3,8 * 7,6 * 1.9in
Стандартные аксессуары
Тестовая линия SMD, подарочная коробка, руководство на английском языке
Список пакетов:
1 * Измеритель L UT611
1 * Тестовый зажим SMD
1 * Подарочная коробка
1 * Руководство на английском языке
1 * Гнездо адаптера
Мультиметр для точного измерения индуктивности для точного измерения силы тока
Воспользуйтесь преимуществами огромной коллекции цифровых и эффективных. Мультиметр для измерения индуктивности на Alibaba.com для всех ваших потребностей в измерении электрического тока.Опираясь на передовые научные инновации и мощные технологии, эти продукты обеспечивают точные и стабильные показания. Если вы хотите использовать их в жилом или коммерческом учреждении, эти. Мультиметр для измерения индуктивности достаточно универсален, чтобы справиться с вашими задачами. Файл. Мультиметр для измерения индуктивности поставляется с сертификатами и гарантиями качества от ведущих производителей, перечисленных на сайте.При различных требованиях к источнику питания эти. Мультиметр для измерения индуктивности предлагает широкий диапазон измерения индуктивности, обеспечивающий максимальную полезность.Их внешние корпуса изготовлены из прочных материалов, таких как АБС-пластик и закаленные пластмассы, которые расширяют возможности. Мультиметр для измерения индуктивности обеспечивает длительный срок службы и устойчивость в различных суровых условиях эксплуатации. Некоторые из полезных функций, которые эти. Мультиметр для измерения индуктивности предоставляет возможность онлайн-калибровки, небольших измерений и управления точностью емкостного микроконтроллера, что делает их уникально эффективными.
На сайте Alibaba.com расширение. Мультиметр для измерения индуктивности выпускается в нескольких вариантах с яркими цветами, различными формами, различными размерами и впечатляющим дизайном, которые гарантируют, что каждый покупатель получит самое лучшее.Автоматический и ручной диапазоны. Мультиметр для измерения индуктивности оснащен сигнализацией предохранителей и точными параметрами измерения температуры окружающей среды и объекта. Эти эффективные наборы. мультиметр для измерения индуктивности предлагает интеллектуальные показания благодаря встроенным в них интеллектуальным функциям распознавания.
Просмотрите различные. мультиметр для измерения индуктивности диапазоны на Alibaba.com и приобретение этих продуктов по конкурентоспособным предложениям в пределах вашего бюджета.Вы также можете выбрать другие варианты настройки, такие как уникальные принты на этих первоклассных продуктах, когда вы привлекаете продавцов на сайте. Наслаждайтесь дополнительными защитными мерами, такими как мягкий резиновый чехол, предотвращающий падение, не разбивая осколки.
Мультиметр — Практический EE
Мультиметр — незаменимый инструмент для инженеров-электриков и техников. Базовые мультиметры могут измерять напряжение, ток и сопротивление. Более продвинутые мультиметры также могут измерять частоту, емкость, индуктивность и проводимость диодов.Ниже показано изображение мультиметра Fluke 177.
Мультиметр Мультиметрыпоставляются с измерительными щупами, обычно черного и красного цвета. Черный зонд подключается к розетке бананового разъема COM в нижней части. Красный зонд подключается к одной из трех других розеток банановой вилки в зависимости от того, что вы хотите измерить. Подключите его к гнезду V для измерения напряжения, сопротивления, емкости и диодов. Подключите его к розетке 400 мА для измерения тока до 400 мА и подключите к розетке 10 А для измерения тока от 400 мА до 10 А.
Для измерения напряжения, сопротивления, емкости и диодов подключите щупы к тестируемой цепи, чтобы мультиметр находился параллельно с тем, что вы измеряете. Например, чтобы измерить сопротивление резистора, подключите черный щуп к одному выводу резистора, а красный щуп — к другому.
Для измерения тока подключите мультиметр последовательно к компоненту, через который вы хотите измерить ток. Например, если вы хотите измерить ток через резистор, отключите один вывод резистора от цепи, подключите один щуп мультиметра к этому выводу, а другой щуп мультиметра подключите к цепи, в которой резистор был отключен.Таким образом, ток, протекающий через резистор, протекает через мультиметр.
Параллельное соединение для измерения напряжения, емкости, сопротивления и диодов Последовательное соединение для измерения токаЧто касается полярности, если напряжение красного зонда выше, чем напряжение черного зонда, то измерение напряжения будет положительным, иначе оно будет отрицательным. При измерении тока, если ток течет в красный датчик и выходит из черного датчика, то измерение тока будет положительным, в противном случае — отрицательным.
Наконечники мультиметра:
- Функция звукового сигнала для обнаружения низкоомных соединений чрезвычайно полезна.
- Поскольку он издает слышимый шум, вы можете следить за тем, что вы исследуете, а не за счетчиком.
- Подайте звуковой сигнал для проводов кабеля, чтобы увидеть, какой штырь с одной стороны идет к какому на другой.
- На печатных платах определите, к какому выводу микросхемы идет сигнал, установив один датчик на сигнал, а затем проведите другим датчиком по выводам микросхемы.Он издает звуковой сигнал, когда вы нажимаете на контакт, к которому подключен сигнал.
- При настройке на измерение постоянного тока мультиметры измеряют через фильтр нижних частот с очень низкой частотой среза порядка 1 Гц.
- Вы можете настроить измеритель на измерение постоянного тока, а затем измерения формы сигнала переменного тока, и вы будете измерять скользящее среднее с временным окном примерно в 1 секунду.
- Может использовать эти знания, чтобы определить, передает ли линия данных данные или свободна.
- Может использовать это для измерения рабочего цикла сигнала с широтно-импульсной модуляцией.И более!
- Мультиметры обычно имеют предохранитель, связанный с измерением тока. Обычно его можно заменить в тех случаях, когда вы случайно заставили слишком большой ток течь через счетчик.
Настройки набора
Первичные функции (1 🙂 активны на циферблате, если не нажата желтая кнопка, которая переключает на вторичные функции (2 :).
Далее: Осциллографы
Измерение емкости и индуктивности с помощью цифровых мультиметров в формате PXI
Конденсаторы
Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать энергию в виде заряда.Каждый конденсатор состоит из двух пластин из проводящего материала, разделенных диэлектриком, которым может быть воздух, бумага, пластик, оксид или любой другой изолятор. Диэлектрическая постоянная, или K, изолятора представляет его способность накапливать заряд. В таблице 2 приведены значения K для различных диэлектрических материалов.
Диэлектрик | Диэлектрическая проницаемость ( K ) |
|---|---|
Вакуум | 1 |
Воздух | 1.0001 |
Тефлон | 2,0 |
Полипропилен | 2,1 |
Полистирол | 2,5 |
Поликарбонат | 2,9 |
Полиэстер | 3,2 |
FR-4 | 3.8–5,0 |
Стекло | 4,0–8,5 |
Слюда | 6,5–8,7 |
Керамика | От 6 до нескольких тысяч |
Оксид алюминия | 7 |
Оксид тантала | 11 |
Таблица 2 .Значения K для различных диэлектрических материалов
Электрические свойства изоляторов изменяются в зависимости от таких факторов, как температура, частота, напряжение и влажность. Эта вариативность и механическая конструкция конденсатора создают неидеальное устройство. Лучшее представление реальных конденсаторов показано в эквивалентной модели на рисунке 4, которая может помочь вам понять различные паразитные элементы, присутствующие в реальном компоненте. Эти паразитные элементы влияют на импеданс конденсатора на разных испытательных частотах.
Рисунок 4 . Модель различных паразитных элементов в реальном компоненте, которые могут повлиять на конденсатор
Параллельное сопротивление, R p , обычно имеет большое значение, и его влияние существенно только при измерении конденсаторов с малыми значениями. Эквивалентное последовательное сопротивление R s , хотя и небольшое значение, важно для конденсаторов с большими номиналами, где полное сопротивление мало по сравнению с R s и где рассеивается большая мощность.Последовательная индуктивность, L s , представляет собой спад общей индуктивности и емкости на более высоких частотах. На низких частотах емкость зависит от частоты и уровня тестового сигнала из-за изменений диэлектрических свойств. На рисунке 5 показан алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 мкФ, 100 В, измеренный на различных частотах. Ошибка относится к измерению с использованием тестового сигнала переменного тока 1 В среднеквадратичное значение на частоте 1 кГц.
Рисунок 5 .Алюминиевый электролитический конденсатор на 100 В, 2,2 мкФ, измерения на разных частотах
Эти факторы приводят к тому, что конденсаторы имеют разные значения при различных условиях температуры, частоты и уровня сигнала.
Катушки индуктивности
Катушка индуктивности — это электронный компонент, способный накапливать энергию в виде тока. Каждый индуктор состоит из проводящей катушки, которую можно обернуть без сердечника или вокруг магнитного материала. Проницаемость материала сердечника является мерой напряженности магнитного поля, которое может быть индуцировано в нем.Электрические свойства сердечников изменяются в зависимости от таких факторов, как температура, частота, ток и т. Д. Эта изменчивость и механическая конструкция индуктора создают далеко не идеальное устройство. Лучшее представление реальных катушек индуктивности показано в эквивалентной модели на рисунке 6, которая может помочь вам понять различные паразитные элементы, присутствующие в реальном компоненте. Эти паразитные элементы влияют на импеданс катушки индуктивности на разных испытательных частотах.
Рисунок 6 . Модель различных паразитных элементов в реальном компоненте, которые могут повлиять на индуктор
Последовательное сопротивление R s представляет собой резистивные потери в проводнике. Параллельная емкость, C p , является эквивалентным емкостным эффектом между витками катушки, а параллельное сопротивление, R p , представляет собой сумму всех потерь, связанных с материалом сердечника. Воздушным сердечникам требуется намного больше витков в катушке для достижения высоких значений индуктивности.Таким образом, воздушные сердечники часто непрактичны для применения из-за их большого размера и веса. Кроме того, воздушные сердечники обычно имеют большую емкость обмотки и последовательное сопротивление с высоким значением индуктивности. Не все паразиты влияют на стоимость индуктора, но некоторые паразиты более заметны, чем другие, в зависимости от конструкции катушки, геометрии индуктора, калибра провода и характеристик сердечника. Значение индуктивности и величина каждого типа паразита по отношению к другим типам паразита определяют частотную характеристику.Геометрия некоторых компонентов может увеличить чувствительность компонентов к внешним факторам, и эта повышенная чувствительность может повлиять на стоимость индуктора. Индукторы с открытым магнитным потоком более чувствительны к металлическим материалам, которые находятся в непосредственной близости, потому что такие материалы изменяют магнитное поле. Тороидальные индукторы удерживают поток внутри сердечника и менее чувствительны к внешним проводникам в непосредственной близости. На Рисунке 7 показан поток, связанный с этими типами индукторов:
Рисунок 7 .Типы индукционного потока
На рисунке 8 индуктор с воздушным сердечником 5 мГн измерен на разных частотах. Ошибка относится к измерению с тестовым сигналом 1 В, , среднеквадратичное значение, на частоте 1 кГц. Этот тип индуктора имеет высокую емкость обмотки из-за размера и количества витков, необходимых для его конструкции. Следовательно, этот тип индуктивности измеряет, как если бы индуктивность сильно зависела от частоты.
Рисунок 8 .Индуктор с воздушным сердечником, 5 мГн, измерения на разных частотах
Ожидается, что некоторые ферритовые сердечники сильно различаются в зависимости от уровня тестового сигнала. На рисунке 9 индуктор с ферритовым сердечником емкостью 100 мкГн испытывается при различных уровнях тестового сигнала. Ошибка относится к измерению с тестовым сигналом 1 мА среднеквадратичное значение при 1 кГц.
Рисунок 9 . Индуктор с ферритовым сердечником емкостью 100 мкГн протестирован при различных уровнях тестового сигнала
Все эти факторы могут сочетаться и приводить к тому, что индукторы имеют разные значения при различных условиях температуры, частоты и уровня сигнала.
Тестовый сигнал
Цифровые мультиметрыPXIe-4082 используют источник переменного тока в качестве возбуждения для измерений емкости и индуктивности. Форма волны тока представляет собой очень стабильную прямоугольную волну с ограничениями по гармоникам. Метод измерения извлекает многотоновую информацию, содержащуюся в тестовом сигнале, для определения емкости или индуктивности тестируемого устройства. Частота и уровень тестового сигнала и извлеченных из него тонов показаны в таблицах 3 и 4:
Емкость | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Диапазон | Фундаментальный | Третья гармоника | Эффективный тестовый сигнал | |||
Частота | Текущий | Частота | Текущий | Частота | Текущий | |
| 300 пФ | 1 кГц | 0.5 мкА | 3 кГц | 0,16 мкА | 3 кГц | 0,16 мкА |
| 1 нФ | 1 кГц | 1 мкА | 3 кГц | 0,33 мкА | 3 кГц | 0,33 мкА |
| 10 нФ | ||||||
| 100 нФ | 1 кГц | 10 мкА | 3 кГц | 3.3 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА |
| 1 мкФ | 1 кГц | 100 мкА | 3 кГц | 33 мкА | 1 кГц | 100 мкА |
| 10 мкФ | 1 кГц | 1 мА | 3 кГц | 330 мкА | 1 кГц | 1 мА |
| 100 мкФ | 91 Гц | 1 мА | 273 Гц | 330 мкА | 91 Гц | 1 мА |
| 1000 мкФ | ||||||
| 10000 мкФ | ||||||
Индуктивность | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Диапазон | Фундаментальный | Третья гармоника | Эффективный тестовый сигнал | |||
Частота | Текущий | Частота | Текущий | Частота | Текущий | |
| 10 мкГн | ||||||
| 100 мкГн | ||||||
| 1 мГн | 1 кГц | 1 мА | 3 кГц | 330 мкА | 3 кГц | 330 мкА |
| 10 мГн | 1 кГц | 10 мкА | 3 кГц | 3.3 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА |
| 100 мГн | 91 Гц | 100 мкА | 273 Гц | 33 мкА | 273 Гц | 33 мкА |
| 1 ч | 91 Гц | 10 мкА | 273 Гц | 3,3 мкА | 273 Гц | 3.3 мкА |
| 5 H | 91 Гц | 1 мкА | 273 Гц | 0,33 мкА | 273 Гц | 0,33 мкА |
Таблицы 3 и 4 . Частота и уровень тестового сигнала и извлеченных из него тонов
Дигитайзер измеряет полное сопротивление ИУ на двух частотах (тонах). По этим двум измерениям рассчитываются потери (входной сигнал, кабели и тестируемое устройство).Используя рассчитанные потери, программа вычисляет емкость или индуктивность на одной из двух частот (эффективная частота). Эффективный тестовый сигнал включен в качестве эталона. Это сигнал, который дает сравнимое значение емкости или индуктивности при измерении однотональным методом измерения. Из-за паразитов и материалов, используемых в конструкции реальных компонентов, измеренное значение емкости или индуктивности может отличаться от одного прибора к другому. При измерении конденсаторов с лучшими диэлектрическими свойствами вы наблюдаете гораздо меньшую разницу в показаниях между различными приборами.Это наблюдение также применимо к индукторам с лучшими магнитными свойствами. В таблице 5 приведены примеры диэлектриков с хорошими и плохими частотными характеристиками.
Диэлектрики с хорошими частотными характеристиками | Диэлектрики с плохими частотными характеристиками |
|---|---|
| Тефлон Слюда Полипропилен Поликарбонат Керамика COG | Оксид тантала Оксид алюминия Керамика Y5U |
Таблица 5 .Примеры диэлектриков с хорошими и плохими частотными характеристиками
Из-за величины необходимого тока намагничивания вы можете увидеть увеличение чувствительности к изменениям частоты и другим факторам зависимости в индукторах с сердечниками большего размера, например, используемых в трансформаторах и силовых индукторах.
Температурные эффекты
Температура может иметь большое влияние на импеданс ИУ. Обычно конденсаторы имеют большие температурные коэффициенты (колебания от 5 до 80 процентов во всем диапазоне температур, в зависимости от используемого конденсатора), за исключением керамических конденсаторов COG, которые могут иметь только 0.003% / ° C отклонение. Индукторы, особенно с сердечником без воздуха, могут сильно изменяться в зависимости от температуры. Дрейф температуры окружающей среды и температуры тестируемого устройства (например, из-за обращения) может привести к ошибке в измерениях. Контролируйте изменения температуры окружающей среды, чтобы уменьшить количество ошибок.
Кабельная проводка
Чтобы уменьшить вариации паразитных параметров системы, NI рекомендует использовать коаксиальный кабель или экранированные витые пары с экраном, используемым в качестве пути возврата тока и подключенным к входу LO цифрового мультиметра. Эта конфигурация делает компенсацию ОТКРЫТО / КОРОТКОЕ более практичной и помогает уменьшить наводку шума.Для ручного измерения деталей для поверхностного монтажа можно использовать пинцет. Цифровой мультиметр PXIe-4082 может компенсировать импеданс, создаваемый испытательными приборами. Обратитесь к разделу «Компенсация при открытии / коротком замыкании» ниже для получения дополнительной информации. Уменьшите механические отклонения (например, перемещение или изгиб кабелей или изменение крепления) между двумя последовательными измерениями, чтобы сохранить повторяемость. Используйте высококачественный кабель, например Belden 83317, доступный на сайте belden.com. NI рекомендует кабели с тефлоновой, полипропиленовой или полиэтиленовой изоляцией.Для получения дополнительной информации о требованиях к кабелям см. Межкомпонентные соединения и кабели. Очень хорошие характеристики были достигнуты при использовании этого кабеля длиной до 25 футов при измерениях емкости и индуктивности за счет выполнения компенсации ОТКРЫТО / КОРОТКОЕ перед измерением.
Шумоподавитель
Чтобы свести к минимуму шумоподавление, держите кабели, установку и тестируемое устройство вдали от любых источников электромагнитного шума, таких как двигатели, трансформаторы и электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Избегайте источников частот около 91 Гц, 1 кГц, 10 кГц и соответствующих гармоник, потому что эти частоты являются частотами токов возбуждения, используемых NI 4082.Используйте экранированный кабель (рекомендуются разъемы BNC и коаксиальный кабель) для прокладки кабелей и для подключения внешнего проводника к входу LO цифрового мультиметра.
Адаптер для измерения индуктивности для мультиметра
Для тех из нас, у кого нет настоящего измерителя индуктивности, этот проект представляет собой простой в сборке способ использовать обычный мультиметр (цифровой или аналоговый) для измерения индуктивности катушек от 3 микрогенри до 7 миллигенри. , с точностью около 10%, достаточно близко для большинства проектов DIY.Тестер индуктивности преобразует значение индуктивности проверяемой катушки в напряжение, которое можно измерить с помощью вольтметра. Хотя цифровой мультиметр (DMM) даст более точные результаты, можно использовать обычный аналоговый вольт-омметр (VOM).
Я взял эту схему из на этой странице на сайте QRP Homebrew и внес в нее некоторые изменения, описанные ниже.
Схема
Тестер использует 4 логических элемента NAND. Первый вентиль, IC1A, сконфигурирован как простой RC-генератор прямоугольных импульсов, производящий около 60 кГц в нижнем диапазоне и 6 кГц в верхнем диапазоне.Выходной прямоугольный сигнал буферизуется IC1B и подается на дифференциатор, образованный R4 и тестируемой катушкой индуктивности. Поток импульсов, создаваемый на выводе 9, затухает со скоростью, пропорциональной постоянной времени R3 и неизвестной индуктивности. Поскольку R4 является постоянным значением, время затухания прямо пропорционально значению неизвестной индуктивности. IC1C выравнивает положительные выбросы, создавая поток отрицательных импульсов на выводе 8, ширина которого пропорциональна величине неизвестной индуктивности.
Отрицательные выбросы инвертируются IC1D (вывод 11) и интегрируются R5 и C3 для создания постоянного напряжения постоянного тока на положительном выводе счетчика. Результирующее напряжение пропорционально величине неизвестной катушки индуктивности и частоте генератора. R1 и R2 используются для калибровки устройства путем установки частоты, которая создает напряжение постоянного тока, соответствующее неизвестной индуктивности. D1 обеспечивает источник постоянного напряжения 0,7 В, которое масштабируется с помощью R8 для создания небольшого опорного напряжения смещения для обнуления измерителя в нижнем диапазоне.
Я добавил в схему подстроечный резистор R4, чтобы дать некоторую свободу действий в настройке диапазона индуктивности. Вы можете использовать этот триммер для увеличения или уменьшения диапазона, чтобы приспособить катушки, которые вы измеряете. Я также добавил переключатель «калибровка», потому что я ленив и не хотел искать кусок провода, чтобы закоротить входные разъемы для калибровки адаптера.
Поскольку схема питается от батареи, конденсаторы не требуются с обеих сторон 5-вольтового регулятора напряжения.
Construction
Мне удалось все выжать в мятную банку.Я поместил большую часть схемы на один кусок перфорированной платы, а три подстроечных резистора (верхний / нижний и нулевой) — на другую небольшую плату. Тестовые разъемы представляют собой стандартные 5-контактные клеммы (для подключения как проводов, так и банановых штекеров), и я использовал два гнезда для наконечников для подключения измерителя, чтобы можно было легко подключить стандартные наконечники измерительных щупов.
Разъем слева — это разъем для внешнего питания, поэтому я могу питать адаптер от повышающего преобразователя с 3 на 9 вольт, если у меня нет 9-вольтовой батареи и я хочу использовать вместо этого 2 элемента AA.
Эксплуатация
Сначала необходимо обнулить адаптер. Если вы включили переключатель «калибровки», замкните его или просто закоротите клеммы индуктора с помощью куска провода. При включенном адаптере и подключенном измерителе, настроенном на низкий диапазон (200 или 2000 мВ), настройте регулятор на нулевое напряжение.
Далее необходимо откалибровать оба диапазона. Вам понадобится индуктор известного номинала. Все, что составляет около 100uH или выше, будет работать. Подсоедините индуктор к зажимным штырям, подсоедините измеритель и отрегулируйте подстроечный резистор в соответствии с диапазоном, который настраивается для получения правильных показаний.
На нижнем диапазоне адаптер дает 1 мВ на каждый 1 мкГн. В высоком диапазоне 1 мВ соответствует 10 мкГн (или 0,01 мГн).
После настройки я обнаружил, что адаптер очень точный и надежный, измеряя несколько катушек с известной индуктивностью. Результаты достаточно хороши для нужд большинства любителей электроники.
Почему обычные цифровые мультиметры не измеряют индуктивность?
Единственная причина, по которой цифровые мультиметры не могут измерять индуктивность, состоит в том, что индуктивность измерить сложнее, чем сопротивление или емкость: эта задача требует специальной схемы, которая стоит недешево.Поскольку измерения индуктивности требуются относительно редко, стандартные цифровые мультиметры не имеют этой функции, что позволяет снизить стоимость.
Простые цифровые мультиметрымогут измерять емкость, просто заряжая конденсатор постоянным током и измеряя скорость нарастания напряжения. Этот простой метод обеспечивает удивительно хорошую точность и широкий динамический диапазон, поэтому его можно реализовать практически в любом мультиметре без значительных затрат. Есть и другие техники.
Теоретически индуктивность можно измерить, приложив постоянное напряжение к катушке индуктивности и измерив нарастание тока; однако на практике этот метод намного сложнее реализовать, а точность не так хороша, как для конденсаторов, по следующим причинам:
- Катушки индуктивности могут иметь относительно высокое паразитное сопротивление и емкость
- Потери в сердечнике (в порошковых индукторах)
- EMI (включая паразитную индуктивность и емкость)
- Частотно-зависимые эффекты в индукторах
- Подробнее
Существует несколько методов измерения индуктивности (некоторые из них описаны здесь).
LCR — это специальные измерители, предназначенные для измерения индуктивности и содержащие необходимые схемы. Это дорогостоящие инструменты.
Поскольку оборудование для измерения индуктивности также может использоваться для точного измерения R и C, LCR также используют эту схему для повышения точности измерений емкости и сопротивления (например, сопротивления переменного тока, емкости переменного тока, ESR и т. Д.) . Я считаю, что разница между измерением индуктивности и емкости с помощью LCR — это всего лишь вопрос разных алгоритмов прошивки, хотя это только предположение.
Таким образом, общий ответ на ваш вопрос: «да, LCR обычно более точны при измерениях RC, чем цифровые мультиметры, и они могут измерять более широкий диапазон измеряемых величин». Однако это всего лишь практическое правило — есть много превосходных цифровых мультиметров и паршивых LCR … Прочтите спецификации.
Резисторыочень чистые по сравнению с катушкой индуктивности в том смысле, что типичный обычный резистор имеет очень небольшую индуктивность рассеяния и емкость. Сопротивление в 99,9% случаев доминирует над показаниями.
Конденсаторытоже достаточно чистые, когда дело касается устройств поверхностного монтажа. Собственная индуктивность довольно низкая, равно как и сопротивление утечке и ESR. Опять же, емкостное реактивное сопротивление в широком диапазоне значений доминирует при измерении и дает достойные результаты с помощью простых методов тестирования.
Катушки индуктивности — это отдельная история. Может быть трудно отделить ESR от реактивного значения на низких частотах, если также не будет выполнено измерение сопротивления постоянному току. СОЭ также увеличивается с частотой из-за эффектов кожи и близости.К этому добавляется проблема, заключающаяся в том, что обмотанный компонент имеет относительно высокую емкость утечки, и эта емкость может сбрасывать показания, когда вы приближаетесь и поднимаетесь через собственную резонансную частоту и выше, что затрудняет определение значения индуктивности с помощью относительно простых тестов. .
Мультиметр— обзор | Темы ScienceDirect
Многие из этих свойств уже представлены. Ниже мы опишем некоторые методы их оценки.
Экспериментальная характеристика электродвигателя постоянного тока с щеткой
Учитывая загадочный электродвигатель с кодировщиком, вы можете использовать функциональный генератор, осциллограф, мультиметр и, возможно, некоторые резисторы и конденсаторы, чтобы оценить большинство важных свойств электродвигателя.Ниже приведены некоторые предлагаемые методы; вы можете придумать другие.
Терминальное сопротивление
RR можно измерить мультиметром. Сопротивление может измениться, когда вы вращаете вал вручную, поскольку щетки перемещаются в новое положение на коммутаторе. Вы должны записать минимальное сопротивление, которое вы можете надежно найти. Однако лучшим выбором может быть измерение тока при остановке двигателя.
Постоянная крутящего момента
k tВы можете измерить это, вращая вал двигателя, измеряя противоэдс на клеммах двигателя и измеряя скорость вращения ω с помощью энкодера.Или, если потери на трение незначительны, хорошим приближением является V nom / ω 0 . Это избавляет от необходимости вращать двигатель снаружи.
Электрическая постоянная
k eИдентично постоянной крутящего момента в единицах СИ. Постоянная крутящего момента k t часто выражается в единицах Нм / А или мНм / А или в английских единицах, таких как унция-дюйм / А, и часто k e выражается в В / об / мин. , но k t и k e имеют идентичные числовые значения при выражении в Нм / А и Vs / рад соответственно.
Постоянная скорости
k sПросто обратная электрическая постоянная.
Постоянная двигателя
k мПостоянная двигателя рассчитывается как km = kt / R.
Максимальный длительный ток
I contЭто определяется тепловыми соображениями, которые нелегко измерить. Обычно это меньше половины тока покоя.
Макс. Продолжительный крутящий момент
τ продолж.Это определяется тепловыми соображениями, которые нелегко измерить.Обычно это меньше половины крутящего момента сваливания.
Демпфирование короткого замыкания
BЭто легче всего рассчитать из оценок R и k t : B = kt2 / R.
Терминальная индуктивность
LЕсть несколько способов измерения индуктивности. Один из подходов — добавить конденсатор параллельно двигателю и измерить частоту колебаний результирующей цепи RLC. Например, вы можете построить схему, показанную на рисунке 25.15, где хорошим выбором для C может быть 0,01 или 0,1 мкФ. Двигатель действует последовательно как резистор и индуктор; обратная ЭДС не будет проблемой, потому что двигатель будет питаться небольшими токами с высокой частотой и, следовательно, не будет двигаться.
Рисунок 25.15. Использование конденсатора для создания цепи RLC для измерения индуктивности двигателя.
Используйте функциональный генератор, чтобы поместить прямоугольный сигнал частотой 1 кГц между 0 и 5 В в указанной точке. Резистор 1 кОм ограничивает ток от функционального генератора.Измерьте напряжение с помощью осциллографа в указанном месте. Вы должны быть в состоянии увидеть затухающий колебательный отклик на входной прямоугольный сигнал, если выберете правильные масштабы на вашем телескопе. Измерьте частоту колебательного отклика. Зная C и что собственная частота цепи RLC равна ωn = 1 / LC в рад / с, оцените L .
Давайте подумаем, почему мы видим такой ответ. Скажем, на входе схемы в течение длительного времени было 0 В. Тогда ваш прицел также покажет 0 В.Теперь входной сигнал увеличивается до 5 В. Через некоторое время в установившемся режиме конденсатор будет разомкнутой цепью, а катушка индуктивности будет замкнутой цепью (проводом), поэтому напряжение на осциллографе установится до 5 В × ( R / (1000 + R )) — два резистора в цепи устанавливают конечное напряжение. Однако сразу после скачка напряжения весь ток идет на зарядку конденсатора (поскольку нулевой ток через катушку индуктивности не может изменяться скачкообразно). Если катушка индуктивности продолжит обеспечивать нулевой ток, конденсатор зарядится до 5 В.Однако по мере роста напряжения на конденсаторе увеличивается и напряжение на катушке индуктивности, а следовательно, и скорость изменения тока, который должен протекать через катушку индуктивности (согласно соотношению В L + В R = V C и основной закон V L = L d I / d t ). В конце концов, интеграл от этой скорости изменения диктует, что весь ток перенаправляется на катушку индуктивности, и на самом деле конденсатор должен будет подавать ток на катушку индуктивности, разряжаясь сам.Однако, когда напряжение на конденсаторе падает, напряжение на катушке индуктивности в конечном итоге станет отрицательным, и, следовательно, скорость изменения тока через катушку индуктивности станет отрицательной. И так далее, чтобы создать колебание. Если бы R был большим, то есть, если бы цепь была сильно демпфирована, колебания быстро прекратились бы, но вы должны были бы их видеть.
Обратите внимание, что вы видите затухающие колебания, то есть вы фактически измеряете затухающую собственную частоту.Но затухание невелико, если вы наблюдаете хотя бы пару циклов колебаний, поэтому затухающая собственная частота почти неотличима от незатухающей собственной частоты.
Электрическая постоянная времени
T eЭлектрическая постоянная времени может быть рассчитана из L и R как T e = L / R .
Инерция ротора
JИнерцию ротора можно оценить по измерениям механической постоянной времени T м , постоянной крутящего момента k t и сопротивления R .В качестве альтернативы, приблизительная оценка может быть сделана на основе массы двигателя, предположения о той части массы, которая принадлежит вращающемуся ротору, предположения о радиусе ротора и формулы для инерции однородной плотности. цилиндр. Или, проще говоря, обратитесь к паспорту двигателя аналогичного размера и массы.
Механическая постоянная времени
T мПостоянная времени может быть измерена путем подачи постоянного напряжения на двигатель, измерения скорости и определения времени, необходимого для достижения 63% конечной скорости.В качестве альтернативы вы можете сделать разумную оценку инерции ротора J и рассчитать Tm = JR / kt2.
Трение
Момент трения возникает из-за скольжения щеток по коммутатору и вращения вала двигателя в подшипниках, и он может зависеть от внешних нагрузок. Типичная модель трения включает как кулоновское, так и вязкое трение, записанное как
τfric = b0sgn (ω) + b1ω,
, где b 0 — кулоновский момент трения (sgn ( ω ) просто возвращает знак ω ) и b 1 — коэффициент вязкого трения.На холостом ходу τ fric = k t I 0 . Оценка каждого из b 0 и b 1 может быть сделана путем запуска двигателя при двух разных напряжениях без нагрузки.
Номинальное напряжение
В nomЭто спецификация, которую вы, скорее всего, знаете для двигателя, неизвестного другим образом. Иногда его печатают прямо на самом моторе. Это напряжение является всего лишь рекомендацией; реальная проблема заключается в том, чтобы избежать перегрева двигателя или его раскрутки со скоростью, превышающей рекомендованное значение для щеток или подшипников.Номинальное напряжение невозможно измерить, но типичная скорость холостого хода для щеточного двигателя постоянного тока составляет от 3000 до 10000 об / мин, поэтому номинальное напряжение часто дает скорость холостого хода в этом диапазоне.
Номинальная мощность
PНоминальная мощность — это выходная механическая мощность при максимальном продолжительном крутящем моменте.
Скорость холостого хода
ω 0ω 0 можно определить путем измерения скорости двигателя без нагрузки при номинальном напряжении.Величина, которая меньше V nom / k t , может быть отнесена к моменту трения.
Ток холостого хода
I 0I 0 можно определить с помощью мультиметра в режиме измерения тока.
Ток опрокидывания
I ОпрокидываниеТок опрокидывания иногда называют пусковым током. Вы можете оценить это, используя свою оценку в рэнд.Поскольку R может быть трудно измерить мультиметром, вы можете вместо этого заблокировать вал двигателя и использовать мультиметр в режиме измерения тока, при условии, что мультиметр может обрабатывать ток.
Момент срыва
τ срывЕго можно получить из k t и I срыв .
Макс. Механическая мощность
P макс.Макс. Механическая мощность достигается при 12 установках и 12ω0.
