Прибор для проверки катушек индуктивности
Всем доброго времени суток. Предлагаю вашему вниманию свой вариант изготовления довольно распространённой (судя по ее повторению и описаниям в интернете) и простой конструкции устройства для проверки обмоток трансформаторов, дросселей, электродвигателей, реле и других катушек индуктивностью от 200 мкГн до 2 Гн. Схема и подробное описание принципа ее работы были опубликованы в журнале «Радио» №7 за 1990г., стр. 68-69, автор И. Паздников.
Идея была собрать данное устройство из имевшихся после разборки разного электронного хлама деталей. Сделать приборчик относительно компактным и удобным в эксплуатации. Для возможности быстрого повторения конструкции, в качестве корпуса использовать дешёвое стандартное изделие из магазина.Данным приборчиком можно определять целостность или разрыв обмоток, межвитковые замыкания катушек, исправность p-n переходов кремниевых полупроводников.
В данной конструкции использовано:
— Коробка соединительная 75х75х30мм «HEGEL».
— Монтажный провод.
— Фольгированный стеклотекстолит 68х68мм.
— Винты М3.
— Стойки для плат 10мм.
— Радиодетали согласно схеме.
Из инструментов использовалось:
— Дрель.
— Паяльник.
— Термо-клеевой пистолет.
— Отвертка, кусачки и т.д.
В схеме И. Паздникова некоторые детали были заменены на имевшиеся у меня в наличии. Добавлен резистор плавной подстройки. С целью экономии батареи лампочка заменена на светодиод. Для удобства проверки и настройки выведены дополнительные контакты на питание. Которые при необходимости можно вывести на разъем, для подключения сетевого адаптера (если отсутствует батарейка).
Принципиальная схема устройства, согласно использованных деталей.
Печатная плата изготовлена под корпус соединительной коробки, из стеклотекстолита 68х68мм. Сверловка под ножки транзисторов сделана симметричной, что позволяет беспроблемно устанавливать транзисторы как в корпусах КТ-13 так и ТО-92 (КТ-26). Светодиод установлен на пластиковой опоре. Разводка платы представлена со стороны радиодеталей.
На нижней части корпуса соединительной коробки установлены монтажные стойки. В верхней части вырезаны соответствующие отверстия (по трафарету печатной платы). Заводские крепежные отверстия залиты термоклеем.
Для защиты от пыли и мусора на бегунок переключателя наклеена «юбка», вырезанная из тонкого пластика.
Для удобства сборки конструкции переменные резисторы подключаются с помощью разъема. Для возможности простой замены, провода щупов подсоединяются через клемник.
Шкалы регулировки рассчитаны на импортные переменные резисторы с углом поворота вала 300 градусов.
Для щупов использован разноцветный монтажный провод, длинной около 30см и зажимы типа «крокодил».
Получившийся приборчик испытывался на имевшихся в наличии трансформаторах, диодах, транзисторах, дросселях, статорах и якоре электродвигателя. Для простоты использованной схемы он показал довольно неплохой результат.
Описание результатов проведенных испытаний данной «игрушки».
«Крокодилы» разомкнуты – светодиод не горит, вне зависимости от положения регуляторов.
«Крокодилы» замкнуты – светодиод постоянно горит, вне зависимости от положения регуляторов.
При подключении к обмотке статора подбирается положение регуляторов самое близкое к переходу от постоянного горения светодиода к началу его мигания (начало запуска генерации). При замыкании дополнительного витка на статоре, светодиод постоянно горит, показывая межвитковое замыкание (срыв генерации). При сильном уменьшении сопротивления R1 мигание светодиода может возобновляться, но с меньшей частотой.
Поэтому удобно сравнивать состояние обмоток между собой или по образцу при одинаковом положении регуляторов.
При проверке якоря щупы подключались непосредственно к щеткам коллектора. Далее выставляется режим начала мигания светодиода. Якорь проворачивается на полный оборот. Если мигание светодиода стабильно во всех положениях коллектора — то якорь, скорее всего живой. При замыкании даже соседних ламелей коллектора между собой светодиод начинает постоянно гореть, показывая замыкание. Реально убитых якорей у меня под рукой не было. Так, что результат, скорее всего весьма вероятный. Что связано с особенностями обмотки якоря.
При проверке трансформаторов прибор подключался к наиболее высоковольтной обмотке. Далее действия как при проверке статоров. При замыкании какой либо обмотки прибор показывает КЗ — светодиод горит постоянно. Аналогично проверялись и дросселя.
При проверке p-n переходов (+ к аноду – к катоду) индикатор показывает следующее:
— Светодиод не горит вне зависимости от положения регуляторов: p-n переход перегорел.
— Светодиод мигает — p-n переход рабочий.
Если возникнет необходимость проверки часто попадающихся изделий, то благодаря удачно получившимся шкалам регуляторов можно будет составить удобную шпаргалку в виде таблицы. Отпадает необходимость иметь под рукой сравнительный образец. В общем, для использования в домашних условиях данный приборчик может оказаться достаточно полезным. Дальше время покажет.Если нужна дополнительная информация, пишите на почту, постараюсь обязательно ответить. Отзывы, идеи, предложения по улучшению конструкции и комментарии очень приветствуются.
Декабрь 2019г.
Станислав Шурупкин.
Email: [email protected]
Доставка новых самоделок на почту*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.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.
Итак, что оно умеет:
Ёмкость, диапазоны (0.01pF-10uF) и (1uF-100mF)
Индуктивность, диапазоны (0.001uH-100mH) и (0.001mH-100H)
Измерение ESR, к сожалению, не завезли.
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.
А вот силовые 100 uH как-то не впечатлили — хотя для фильтра питания это не критично.
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.
Также устройство узкоспециализированное и недешёвое — тут уж решайте для себя сами.
Благодарю за внимание.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ
Эта схема измерителя индуктивности построена с использованием микросхемы 74HC14. Измерителем тут будет стрелочный индикатор. Схема, при всей своей простоте, действительно работает замечательно. Измеритель индуктивности откалиброван в нашем случае для 0-100 мкГн, так как это наиболее популярный диапазон.
Принципиальная схема индуктометра на 74HC14
Аналоговый метод измерения ограничивает его точность, но при самостоятельной намотке катушек для различных радиосхем его хватает.
Принцип действия индуктометра
Принцип работы схемы заключается в том, что если вы генерируете импульсы постоянной частоты и амплитуды, а затем передаёте сигнал через низкочастотный фильтр, в результате чего напряжение постоянного тока будет пропорционально индуктивности.
Частота импульса устанавливается генератором на триггерах Шмидта и состоит из сопротивления обратной связи (2k потенциометр и 3.9k постоянный резистор). 1000 пФ конденсатора на землю, и элементами триггера Шмидта. Ширина импульса пропорциональна индуктивности и обратно пропорциональна сопротивлению. Эта схема подойдёт только для широкополосных катушек. Индуктивности с железными или ферритовыми сердечниками, в следствии высокой проницаемости ферритов, не могут быть точно измерены. Схема вполне линейна, вы можете убедиться в этом, взглянув на график:
Схема подключается к вольтметру с милливольтным измерением, имеющим высокое входное сопротивление, так как устройство не имеет буфера на выходе. Для упрощения конструкции измерителя индуктивности, можно собрать его на металлизированной стороне макетной плате. Все соединения, в том числе земляные соединения, должны быть короткие. Провод будет добавлять значение к измеряемой индуктивности, так что держите его предельно коротким.
Калибровка измерителя индуктивности
Процедура настройки проста: подключите аккумулятор и цифровой вольтметр, подключите известную катушку или дроссель, а затем отрегулируйте потенциометр, пока не получите нужного значения на шкале. Например, используйте 1 мкГн индуктивность и отрегулируйте потенциометр так, чтобы получить 100 мВ на милливольтметре. На фото — измерение 33 мкГн промышленного дросселя.
Генератор с указанными значениями радиоэлементов работает на частоте 173 КГц. Если у вас существенно отличные частоты, попробуйте изменить частоту генератора вышеуказанными компонентами.
Измеритель индуктивности | Sergei Klimanski
Пока мне не нужно было заниматься намоткой выходного трансформатора, тема измерений индуктивности катушек с сердечниками меня мало интересовала. Досаждала, конечно ненадежность китайских коробочек, претендующих на звание “измеритель индуктивности”, но теперь, когда я стал углубляться в этот вопрос, то оказалось, что они, эти коробочки, еще и дают разные показания при замерах на разных пределах измерений… А это наводит на нехорошие мысли, а главное – мешает систематической работе – непонятно, что ты замерил. Вот пример – у меня есть выходник 10К, который должен иметь индуктивность первички около 30 Генри. Посмотрите, что показывает тестер на пределе 20 Генри и что на пределе 200 Генри – ну что, как тут определять правильную цифру – голосованием ?
Я бы понял, если бы испытательная частота была разной – но нет, частота замера на этих пределах одна и та же – 100 Гц….Ну а если и тестер умер ( за 5 лет сейчас у меня уже третий ) – то все сделанные ранее замеры вообще повисают в воздухе… Пришел к выводу – нужен стандарт !
Еще несколько лет назад, когда я купил выходной трансформатор у одного старого японца, у нас возник с ним спор по поводу индуктивности первички. Я замерил его своей “китайской коробочкой” и получил 70 Генри, хотя японец утверждал, что там аж 160… Когда я спросил его, как он это измерил, то прислал мне вот такую совсем простенькую от руки нарисованную схемку измерений, сущность замера которой в пояснениях не нуждается.
Сделал все как мне сказал этот уважаемый японец-сан и получилось в точности 160 Генри…. Что же тогда замерил “измеритель индуктивности” ? Я замерил на осциллографе, что на пределах 200 и 20 Генри – китайский тестер генерирует 100 Гц, а на всех остальных диапазонах – 1000 Гц. То есть выясняется, что результат измерений зависит от частоты испытательного прибора. И еще оказалось, что результат замера также еще и зависит от величины приложенного напряжения…
Все это на превый взгляд как-то не вяжется с теорией – известно, что индуктивность катушки зависит от сечения сердечника, от количества витков и величины мю сердечника, но никак не от частоты и тем более не от величины приложенного напряжения. Но давайте не будем торопиться. В физике магнитезма есть такая формула зависимости магнитной индукции в сердечнике:
Bm = U * 10E(8) / ( 4,44*F*N*S )
где U – приложенное напряжение
F – частота переменного тока
N – количество витков в катушке
S – сечение магнитопровода.
Любой тестер ( испытатель ) подает на измеряемую катушку определенной величины и частоты напряжение, создавая в сердечнике некоторую величину магнитной индукции B. Проблема в том, что мю, то есть магнитная проницаемость сердечника мягко говоря, не является величиной постоянной, а точнее, сильно зависит от величины магниной индукции. Вот тут и становится понятно, отчего результаты замеров так сильно зависят от величин, которые вроде прямым образом на индуктивность влиять не должны – то есть от частоты и от величины приложенного напряжения. Так как величина мю с ростом величины магнитной индукции сильно увеличивается ( особенно при отсутствии зазора в магнитопроводе ), иногда в десятки раз, отсюда из приведенной выше формулы следует простое правило – результат замера индуктивности будет тем больше, чем ниже частота и чем выше величина испытательного напряжения. Поэтому всегда, когда идет разговор об индуктивности первичной обмотки выходного трансформатора, необходимо указывать, в каких условиях проводились измерения. Особенно это касается трансформаторов для двухтактников, где нет немагнитного зазора.
А раз все это так, получается есть смысл сделать замеры индуктивности первичной обмотки трансформатора не при каких-то отвлеченных значениях частоты ( в тестерах – это 100 или 1000 Гц в зависимости от диапазона ) и напряжения, а при тех значениях, которые реально будут иметь место в работающем транформаторе. Как это и делают японцы – на частоте 50 Гц и подают небольшое ( так называемое “малосигнальное” ) напряжение на первичку. В общем, у меня появилось желание сделать прибор по той примитивной схеме от японца, но только с цифровой шкалой для удобства пользования. Вот схема прибора:
На картинке – уже собранный вольтметр, который я купил на рынке в Риге за 8 Лат ( около 11 Евро ). У него четыре разрядные цифры, разрядную точку надо поставить между третьим и четвертым разрядом.
Детали. Нужен качественный сдвоенный потенциометр 50К, лучше логарифмический, идеально подойдет ALPS или аналогичный для аудиоприменения. Также надо точно подобрать резисторы R2 и R3. LM1085 можно заменить на LM317, напряжение питания вольтметра может быть любым в пределах 6.8 – 10 Вольт. Сетевой трансформатор – любой маломощный с примерно подходящими напряжениями на вторичной обмотке. Измерительный вольтметр может быть любой с входным сопротивлением не ниже 10М, с пределом измерений от минус 2 до плюс 2 вольта. На вторичной обмоке транфсорматора указано на схеме номинальное напряжение 6.3 вольта, но т.к. он работает практически на холостом ходу, то фактически там есть 7.1 вольта.
Как работает схема ? Есть два режима работы – “БАЛАНС” – балансировка сопротивлений измерительного потециометра Р1 и тестируемой индуктивности, при этом переключатель ( тумблер с двумя парами контактов ) S2 находтся в положении, указанном на схеме. Когда достигнут баланс ( вольтметр показывает ноль ) , тогда переключатель S2 переводится в другое положение – “ЧТЕНИЕ” и тогда можно прочитать значение индуктивности, так как потенциометр Р2, ( сдвоенный с Р1 ) будет показывать падение напряжения, в точности равное измеряемой индуктивности. Пределы изменений – от 3.2 до 159 Генри. Точность зависит от качества сдвоенного потенциометра Р1/Р2 и от точночти подбора резисторов R2 и R3.
Настройка собранного прибора. Вначале надо отбалансировать измерительный мост. В режиме “БАЛАНС” подключают к клеммам индуктивность около 10 – 20 генри ( любой дроссель ) и выставляют ноль на вольтметре. После этого замеряя тестером переменное напряжение на дросселе и на потенциометре Р1+ R2 и вращают движок подстроечника VR3, каждый раз подстраивая ноль на измерительном вольтметре добиваются того, чтобы измерительный вольтметр показывал ноль при равенстве измеренных тестером напряжений на дросселе и ( R2+Р1). После этого переводят тумблер режима работы в положение “ЧТЕНИЕ” и поставив потенциометр Р2 на максимальное сопротивление, подстроечником VR2 устанавливают показание 159.2 ( т.е. 1.592 вольта ) Генри. На этом настройка заканчивается.
В заключение – фотографии законченного изделия.
Надо отметить, что данный прибор не претендует на высокую точность измерений. Он пригоден для примерной оценки индуктивности первички выходного трансформатора или индуктивности дросселя по принятому стандарту – 50 Гц и напряжении 5 вольт RMS на тестируемой индуктивности. Метод не учитывает активное сопротивление обмотки, Но даже если активное сопротивление не учитывать, все равно для большинства реально существующих выходных трансформаторов ошибка не превысит 2 – 3 %, что вполне достаточно для поставленной задачи. В случае необходимости можно поправку на активное сопротивление внести, учитывая, что Lcorret=Ract/(2*3,14*50 ), где Ract – замеренная величина активного сопротивления обмотки, и Lfact=L – Lcorrect, где L -показания измерителя.
Также, для повышения точности измерений первички двухтактных трансформаторов ( или любых индуктивностей без немагнитного зазора ) желательно прибор включать в сеть через стабилизатор напряжения, или, хотя-бы через ЛАТР. Для измерения дросселей и индуктивности первички однотактных трансформаторов в этом необходимости нет. Например, я провел пробный замер индуктивности первичной обмотки трансформатора TW60SE, так вот при изменении сетевого напряжения ( я пользовался ЛАТРом ) от 200 до 237 вольт ( 18 % ) расхождения в показании измерителя составило менее 3 %.
*************************************************************************************************
Измерение индуктивности и емкости с помощью мультиметра и компьютера — Меандр — занимательная электроника
Сегодня на рынке много сравнительно дешевых цифровых мультиметров измеряющих сопротивления в широких пределах и емкости конденсаторов до 20 мкФ и более. Однако приборы, измеряющие индуктивности сравнительно дороги, да и нужны они не каждый день.
Электрику-ремонтнику довольно частот приходится измерять индуктивность катушек реле, обмоток трансформаторов и т. п. для определения их исправности. При этом самостоятельное изготовление прибора или приставки для измерения индуктивности затрудняется том, что для него требуется источника питания и частотомер для настройки генератора. Надо отметить, что в таких приборах (приставках) предлагаемых в различных источниках стабильность частоты и амплитуды генератора не высока. Отсюда и точность измерений также не высока.
Предлагается предельно простой прибор на базе компьютера и цифрового вольтметра позволяющий измерять индуктивности от 10 мкГн до 1 Гн и емкости от 10 пФ до 1 мкФ с достаточно высокой точностью, которая определяется точностью вольтметра.
Как известно, импеданс индуктивности описывается формулой:
ZL = 2πf L .
Перепишем формулу следующим образом:
ZL = kL где k = 2πf — коэффициент пропорциональности.
Для упрощения процесса измерения, рассчитаем f таким образом чтобы k равнялся ровно 100000:
f = к/2π = 100000/6,2831853 = 15915,4943 Гц.
Как видим, для k = 10000 необходима частота 1591,5 Гц, а для k = 1000 — 159,15 Гц.
Принцип работы измерителя индуктивностей показан на рис.1, а на рис.2 — измерителя емкости. В обоих случаях компьютер (точнее его звуковая карта) выступает в качестве генератора высокостабильного по частоте и напряжению тестового сигнала, а мультиметр — в качестве вольтметра переменного тока.
Рис. 1
Если сопротивление источника сигнала превышает сопротивление нагрузки в 10 раз и более можно считать что данный источник сигнала является источником тока. Для выполнения этого условия, комплексное сопротивление измеряемой индуктивности не должно превышать 1/10 резистора R1.
Рис. 2
Выходное напряжение генератора должно быть равно 1 В (действующее значение), при этом напряжение на измеряемой индуктивности не должно превышать 100 мВ.
Милливольтметр U2 используется на пределе 100 мВ. В качестве источника сигнала используется звуковая карта компьютера (ноутбука). При этом, в качестве тестовых сигналов используются wav-файлы записанные с помощью аудиоредактора (например, GoldWav) с уровнем 0 дБ. Выходное напряжение звуковой карты как правило несколько больше 1 В. Требуемое напряжение выставляют регулятором громкости. Если оно все же меньше 1 В (что может быть в некоторых ноутбуках), то придется использовать поправочный коэффициент, что вносит некоторые неудобства при измерениях. Предположим выходное напряжение звуковой карты равно 0,91 В. В этом случае поправочный коэффициент равен k = 1/0,91 = 1,1.
Упрощенный вариант прибора показан на рис.З, на котором включенный как вольтметр цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов показан как стрелочный прибор.
Рис. 3
Пределы измерения с помощью этого прибора сведены в таблицу.
Для оперативного переключения резисторов можно использовать переключатель на 3 положения. Пределы измерения можно расширить если дополнительно использовать резисторы 100 кОм и 1 МОм.
При показаниях вольтметра меньше 10 мВ и больше 100 мВ для повышения точности измерений следует перейти на другой диапазон. Это может быть сделано двумя способами: изменением частоты и переключением номинала резистора.
Если при измерении индуктивности напряжение на проверяемой индуктивности больше 100 мВ, то необходимо увеличить резистор или снизить частоту сигнала и наоборот при напряжении менее 10 мВ.
Если при измерении емкости показания прибора больше 100 мВ, то необходимо уменьшить резистор или повысить частоту и наоборот при напряжении менее 10 мВ.
| Частота тест сигнала, Гц | Диапазон измерения индуктивностей и емкостей при сопротивлении резистора R1 | ||
| 100 | 1к | 10к | |
| 15915 | 10…100 мкГн | 0,1…1 мГн | 1…10 мГн |
| 1…10 нф | 100…1000 пф | 10…100 пф | |
| 1591,5 | 0,1…1 мГн | 1…10 мГн | 10…100 мГн |
| 10…100 нФ | 1…10 нф | 10…1000пФ | |
| 159,15 | 1…10 мГн | 10…100 мГн | 0,1…1 Гн |
| 0,1…1 мкФ | 10…100 нф | 1…10 нф | |
Конструкция упрощенного измерителя
Для его изготовления понадобится кабель с разъемом minijack, например, от вышедших из строя телефонов плеера. Если требуется измеритель индуктивности в пределах 0,1… 100 мГн то можно обойтись всего одним резистором 1 кОм и тремя файлами указанных выше сигналов.
На рис.4 показан такой измеритель с двумя резисторами типа СМД номиналами 1 кОм и 10 кОм, при этом пределы измерения расширяются на порядок.
Рис. 4
Автор: Александр Петров, г. Могилев
РадиоКот :: Радиолюбительский LF-метр
РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >Радиолюбительский LF-метр
Итак, с чего все началось. Как-то резко возникла необходимость измерять, хотя бы приблизительно индуктивность катушек. Нужен был индуктомер. Прошвырнувшись по сети и магазинам, выяснил, что цены на фирменные приборы очень даже кусаются и для радиолюбителя, для которого сие занятие (радиолюбительство) является хобби и не является коммерческим, за такие деньги можно накупить гору деталюшек из которых можно собрать много чего полезного. Начались поиски на радиолюбительских сайтах схем готовых измерителей. Опять же, гуляющие по сети схемы не подошли по разным причинам (отсутствие возможности приобрести необходимые комплектующие, косяки в прошивках микроконтроллерных устройств и др.). Подумал «Мы радиолюбители, или где???», и решил собрать такой измеритель из доступных, наверное всем, деталей. Первое, что попало под руку, это схема из (1), но к ней еще нужен был частотомер. Тут же был собран простейший частотомер по материалам РадиоКота (3). Такая комбинация меня устроила – частотомер обладал достаточной точностью, да и приставка к нему из (1) тоже работала без проблем. Доставало одно – необходимость расчета индуктивности по формуле вручную. Поэтому, когда в очередной раз замерял индуктивность, сказал – хватит! Может же микроконтроллер сам считать и выводить результат в Генри или микроГенри (или милиГенри) на дисплей? Так родилась эта конструкция – эдакий симбиоз из разных схем, причем ни чем не хуже конструкций, гуляющих по сети. Схему получившегося измерителя можно увидеть на рисунке ниже (кликабельно):
Прибор позволяет измерять косвенным методом индуктивность в интервале 0,2мкГн…4Гн с достаточной для практики точностью, кроме того, малое значение напряжения на контуре позволяет оценивать индуктивность катушки непосредственно в конструкции, без ее демонтажа. Частотомер с автоматическим выбором пределов позволяет измерять частоту в диапазоне 1Гц…60МГц. На транзисторах VT4-VT8 собран генератор с эмиттерной связью в двухкаскадном усилителе. Частота его колебаний определяется параметрами контура, образованного конденсаторами С6-С9 и катушкой, подключенной к входным клеммам Lx. Принцип измерения индуктивности основан на известном соотношении, связующим параметры элементов контура с частотой его резонанса (формула Томсона): F2=25330/LC, где частота в МГц, емкость – в пФ, индуктивность – в мкГн. При емкости конденсатора контура 25330 пФ формула упрощается: L=1/F2 . На транзисторах VT1-VT3 и двух элементах микросхемы DD1 собран формирователь «правильного» импульса для микроконтроллера: при поступлении на его вход импульсов любой формы – на выходе будут прямоугольные импульсы с уровнем логической единицы. На микроконтроллере PIC16F873 собран, собственно, сам частотомер. Схема частотомера позаимствована из (3). Программа была переписана обратно под PIC16F873, без изменений оставлена часть программы, измеряющая частоту с автоматическим выбором пределов, изменен вывод на индикацию, добавлена функция переключения режимов и процедура расчета индуктивности по формуле L=1/F2 и вывод результата непосредственно в единицах индуктивности. В результате такого апгрейда индуктомер получился также с автоматическим выбором пределов. Прибор содержит всего одну управляющую кнопку, которой циклически переключается режим работы — частотомер/индуктомер.
Прибор питается от сетевого блока питания, который выдает напряжения +12В для питания генератора индуктомера и +5В для питания остальной части схемы (Tr1, VDS4, VR4, C16-C19, VR5, C20, C21).
При подаче питания, прибор включается в режиме частотомера.
При этом, измеряемая частота подается на вход Fin и через нормально замкнутые контакты реле Rel1 поступает на вход формирователя импульса, а с его выхода – на вывод RC0 микроконтроллера. На рисунке ниже измерение частоты кварца (4Мгц) микроконтроллерного устройства.
При нажатии на кнопку, подключенную к выводу RC2 микроконтроллера, прибор переключится в режим измерений индуктивностей. При этом уровень лог. 1 с вывода RC3 откроет транзисторный ключ VT9, сработает реле и подключит вход формирователя импульсов к выходу генератора. Микроконтроллер, как и в предыдущем случае, будет измерять частоту, которая будет зависить от катушки, подключенной к входу Lx, но теперь измеренную частоту он будет переводить в единицы измерения индуктивностей по вышеприведенной формуле и выводить на дисплей.
Пример измерения прецизионной индуктивности 2,2 мкГн:
Если в режиме измерения индуктивностей ко входу Lx не будет подключена катушка, прибор будет напоминать об этом периодически показывая на дисплее надпись «ПОДКЛЮЧИТЕ КАТУШКУ» и сигналом из излучателя BUZ1 (В этом случае нет генерации и, как следствие, – частоты на входе микроконтроллера. По формуле получалось деление на 0 и зависание программы микроконтроллера, вот потому и пришлось дописать такой защитный код).
Прибор собран на односторонней печатной плате, рассчитанной на установку выводных деталей и микросхем в DIP-корпусах.
Собранный из исправных деталей прибор практически не нуждается в налаживании. Точность измерения частоты будет зависеть от кварцевого резонатора (4 Мгц), а в генераторе индуктомера нужно как можно точнее подобрать конденсаторы С6-С9 для достижения емкости 25330 пФ, желательно с помощью точного цифрового измерителя емкости.
Несколько фото (кликабельно):
На этих фото измеритель собран на нескольких платах, так как апгрейдился уже существующий прибор. Его часто просил в пользование один мой хороший товарищ и ему понравилась простота схемы (он, кстати, работал на разных заводах по всей территории бывшего СССР, выпускавших электронику для военной промышленности и толк в измерительной аппаратуре знает как никто). Потом он возжелал собрать себе такой же и по его просьбе была разработана одна универсальная плата.
Ниже архив со схемой, платой, прошивкой и моделью для Протеуса.
И да, чуть не забыл, С ДНЕМ РОЖДЕНИЯ РадиоКот!
Литература:
-
«РАДИО» №5, 2005г. ст. 26-28 – Приставка для измерения индуктивности в практике радиолюбителя
-
«РАДИО» №10, 1981г. ст.44 – 47 – С. Бирюков, Цифровой частотомер.
-
https://radiokot.ru/circuit/digital/measure/19/ — Простой частотомер на PIC
Файлы:
Схема, плата, прошивка
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
