Схема измерителя индуктивности » Паятель.Ру
Категория: Измерительные приборы
Прибор, схема которого показана на рисунке позволяет измерять индуктивности в пределах от 0,5 мкГн до 1,2 Гн. в десяти поддиапазонах. Численное значение индуктивности отсчитывается по линейной шкале микроамперметра, на шкале которого нанесена оцифровка 0-1200 и 0-600. Погрешность измерений (без учета погрешности микроамперметра) не превышает 2%.
В основе принципа измерения лежит классическая формула расчета частоты резонанса колебательного контура f=25330/LC. (частота выражена в герцах, индуктивность в микрогенри и емкость в пикофарадах). При емкости. равной 25330 пф индуктивность в контуре обратно пропорциональна квадратурезонансной частоты и фактически равна квадрату периода: L=1/f=Т2.
Прибор состоит из измерительного генератора на транзисторах VT1…VT5, частота которого определяется емкостью конденсаторов С1 и С2 (в сумме составляют 25330 пф) и измеряемой индуктивностью, подключаемой к контактам Х1 и Х2.
Затем следует триггер Шмитта на транзисторах VT6 и VT7, делитель частоты на десятичных счетчиках и частотомера на транзисторах VT9, VT12 и операционных усилителях.
Измерительный генератор собран на транзисторах VT1 и VT2 Генератор широкополосный, и его выходное напряжение для разных частот отличается, для стабилизации выходного напряжения служит измеритель выходного напряжение на диодах VD1 и VD2 и каскад на транзисторе VT4, который поддерживает выходное напряжение на определенном уровне. При подключении на входе индуктивности 1 мкГн частота выходных синусоидальных
колебаний равна 1 Мгц, при индуктивности 2 Гн — 700 гц.
Выходное напряжение генератора с эмиттера VT3 поступает на триггер Шмитта на транзисторах VT6 и VT7 и преобразуется им в прямоугольные импульсы, которые поступают на делитель частоты на трех десятичных счетчиках. В зависимости от выбранного переключателем S1.1 диапазона коэффициент деления делителя частоты изменяется.
С выхода делителя импульсы поступают на вход частотомера (фактически — преобразователя квадрата периода в постоянное напряжение).
Формирователь прямоугольные импульсы преобразует в пилообразные с плавным фронтом и крутым спадом, амплитуда которых постоянна, а длительность прямо-пропорциональна периоду импульсов на выходе делителя частоты. После усреднения этого напряжения получается постоянный ток, пропорциональный квадрату длительности пилообразных импульсов, то есть квадрату периода.
Происходит это так. Импульсы, поступающие с выхода делителя частоты через конденсатор С14 периодически открывают тринистор VS1. С приходом каждого импульса конденсатор С15 моментально разряжается через открытый тринистор и тринистор закрывается. С этого момента С15 начинает заряжаться стабильным коллекторным током VT10.
Так как зарядный ток стабилен напряжение на конденсаторе возрастает линейно и ко времени спада импульса достигает значения U1 =[UбR22/(R22+R23)-Uэбt1]/RkC15, где U6 напряжение на эмиттере VT11, Uэб — напряжение эмиттер-база VT10, И — длительность импульса, Rk дифференциальное сопротивление коллекторного перехода VT10.
Это напряжение сохраняется на конденсаторе до прихода следующего импульса.
Как видно из схемы, импульсы с выхода делителя частоты поступают и на базу транзистора VT12. В течении времени t1 пока заряжается конденсатор С15, транзистор VT12 открыт, поэтому напряжение на С16 близко к нулю. С наступлением паузы между импульсами этот транзистор закрывается и в течении времени t2 конденсатор С16 заряжается от источника стабильного тока на операционном усилителе А1.
Режим зарядки определяется напряжением на эмиттере VT11, которое все время поддерживается на уровне U1. К концу периода напряжение на С16 возрастает до уровня U2=U1t2/R27C16. Зарядный ток прямо пропорционален напряжению U2, которое пропорционально периоду Т.
Для соблюдения высокой точности измерения нужно чтобы отклонение суммы конденсаторов С1+С2 от 25330 пф, С15 от 0,204 мкф, и суммы С16+С20 от 0,069 мкф не превышало двух процентов. Кроме того желательно, чтобы эти конденсаторы имели минимальный ТКЕ. Емкость С19 зависит от параметров стрелочного индикатора и при максимальном токе отклонения 500 мкА должна быть 100 мкф (при токе 50 мкА -10 мкф).
Настройка
Настройка прибора заключается в калибровке. Для этого переключатель устанавливают в положение 60 мГн и от генератора подают на входные зажимы сигнал частотой 5 кгц. Изменяя сопротивление подстроечного резистора R32 устанавливают стрелку прибора на отметку «40 мГн». Затем увеличивают частоту генератора до 10 кгц и следят за показаниями прибора, стрелка должна переместиться на деление «10 мГн».
Теперь установите предел «600 мГн» и понизив частоту генератора до 2 кгц подстроечным резистором R33 установите стрелку прибора на отметку 250 мГн. И наконец, в поддиапазоне «1,2 мГн» при частоте сигнала генератора 1 кгц подстройкой R34 установите стрелку прибора на деление 1 мГн.
В приборе можно использовать операционные усилители К140УД7, К140УД708. Электромагнитное реле типа РЭС47 на 15-20В. Для питания прибора нужно использовать стабилизированные источники.
RFinder Ru | N.E.C.O
Скачиваем здесь приложение LC Meter!
LC Meter 2.
0.2 – это приложение для измерения резонансной частоты катушки, индуктивности и ёмкости конденсаторов. Приложение очень просто в использовании. Оно работает с помощью небольшой схемы, расположенной ниже. Схему не нужно подключать к смартфону, вся обработка происходит по звуку, достаточно расположить смартфон возле схемы в нешумном месте. Цепь питается от 3,5 до 5 В. Это отличный инструмент для того чтобы добавить его в свою коллекцию радиолюбителя. Схема очень маленькая и сделана из легко доступных компонентов. Чтобы узнать о новых обновлениях и новых проектах, подпишитесь на мой канал на YouTube.
Детали которые нам понадобятся:
- Конденсаторы (Плёночные) C1 ,C2 ,C3 , C4 — 470nF
-
- Транзисторы Q1, Q2 — BC557
- Транзистор Q3 — BC547
- Сопротивление R1 — 10K
- Сопротивление R2 — 100
- Сопротивление R3 — 220K
- Сопротивление R4 — 5.
- 3 — х контактный переключатель ( смотреть видео )
- Динамик (Buzzer)
Как использовать LC Метр ?
В приложении можем переключаться с измерения индуктивности на измерение ёмкости конденсаторов, для этого жмем на кнопки “C” или “L”. При нажатии на кнопку “L” мы сможем измерять индуктивность ( незабываем переключить переключатель на схеме в положение для измерения катушек, это положение в котором контакт 
Для измерения конденсаторов все то же самое как и для измерения катушки, только убедитесь что переключатель на схеме замыкает контакты “M” и “C” , а также в приложении нажмите на кнопку “C”
Видео инструкция:
Компоненты с Aliexpress:
Все необходимые компоненты можно заказать на Aliexpress. Я и сам там заказываю так как хоть и приходится ждать доставку неделю или две зато цена очень низкая и это компенсирует время ожидания. Ниже найдете ссылки на компоненты.
Цепь измерения индуктивности
Цепь измерения индуктивностиЦепь измерения индуктивности
Значения индуктивности от 1 генри до 1 мкГн можно легко измерить с помощью частотомера, используя схему генератора, показанную ниже.
Решая Ltotal и учитывая, что t — период колебаний, получаем
, где f — частота, отображаемая на частотомере.
Чтобы получить высокую точность при низких значениях индуктивности, следует использовать последовательную катушку индуктивности Lseries для калибровки против эффектов неидеальной работы схемы. Рекомендуется дроссель на 100 мкГн, хотя точное значение индуктивности не имеет значения. Заменив Ltest на short, рассчитайте Lseries из уравнения 9.0004
, где f — частота, отображаемая на частотомере.
Таким образом, с помощью этого уравнения можно проводить измерения малых значений индуктивности с точностью до 1 микрогенри.
Другие преимущества использования последовательной индуктивности в качестве калибровочной индуктивности заключаются в том, что схема гарантированно будет колебаться при любом значении тестовой индуктивности (Ltest) и что погрешности, возникающие из-за конечной скорости нарастания операционного усилителя, компенсируются, даже если положительное значение нарастания скорость отличается от отрицательной скорости нарастания. Точность измерения составляет порядка 1 %, так как для установки напряжения гистерезиса используются 1-процентные резисторы, однако точность измерения можно увеличить до 3 разрядов путем ручного выбора прецизионных резисторов с точностью до 0,1 % и, при необходимости, добавления микроконтроллер для интерполяции между калиброванными значениями индуктора с использованием справочной таблицы.
Пара двухтактных транзисторов 2N3906-2N3904 требуется, поскольку операционный усилитель CA3100T не имеет достаточного выходного тока для управления цепью обратной связи с низким импедансом, состоящей из Ltest и R.
Резистор 10K буферизует цепь от входной емкости частотного преобразователя. прилавок. Операционный усилитель питается от +/- 7,5 вольт (вместо +/- 15 вольт), чтобы предотвратить чрезмерное рассеивание мощности в цепи. Резистор 220 Ом необходим для разрядки катушки индуктивности при смене полярности выходного напряжения, иначе в выходном напряжении появится всплеск, вызывающий неточности в измеренном значении индуктивности. Схема может использоваться с R=100 Ом, 1%, для измерения индуктивности в диапазоне от 0,1 генри до 1 мкГн, или с R=10K для измерения индуктивности в диапазоне от 10 генри до 100 мкГн.
где
l = индуктивность в микрогенри,
a = радиус катушки в дюймах,
b = длина рулона в дюймах,
Н = количество витков.
Для желаемой индуктивности l разработчик должен рассчитать количество витков, N, затем намотать катушку индуктивности с числом витков, превышающим N, и постепенно уменьшать количество витков, измеряя индуктивность с помощью приведенной ниже тестовой схемы до тех пор, пока достигается точная индуктивность.
Вернуться на стартовую страницу 68HC11измерение — Измерение изменения индуктивности
спросил
Изменено 2 года, 9 месяцев назад
Просмотрено 1к раз
\$\начало группы\$
У меня есть катушка, индуктивность которой постоянно меняется. Я хотел бы построить схему для непрерывного отслеживания изменения индуктивности. Могу ли я просто использовать схему RCL и дать ей синусоидальную волну f Гц и измерить напряжение на катушке?
- измерение
- индуктивность
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Возможно, было бы проще встроить катушку индуктивности в генератор Колпитца и измерять колебания частоты при изменении индуктивности.
Приведенную выше схему очень легко заставить работать, и я много раз использовал ее в осцилляторах и ГУН.
Конечно, вы можете купить преобразователь индуктивности Ti в цифровой: —
(источник: electronicproducts.com)
Но что в этом интересного?
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Да, хотя это (в общем) приведет к нелинейному отклику.
Вы получите пик около: \$\omega_0 = \frac {1}{\sqrt{LC}}\$ (насколько близко зависит от Q)
Существует множество способов измерения индуктивности — сделать катушку индуктивности частью LC-генератора (например, резонировать с пленкой или конденсатором NP0), а измерение частоты — распространенный метод приблизительных измерений. Схема, разработанная AADE на основе LM311, доступна в виде несанкционированной подделки во многих измерителях индуктивности и комплектах для любителей.
Также широко используются мосты RLC (мосты переменного тока являются стандартным способом изготовления прецизионных измерений).
Для катушек индуктивности часто необходимо измерить реальную часть импеданса, а также потери в сердечнике и/или потери на последовательном сопротивлении. Это можно сделать путем демодуляции и фильтрации нижних частот квадратурных составляющих тока через (неидеальный) индуктор, используя приложенное напряжение в качестве эталона. Идеальная катушка индуктивности вообще не должна иметь синфазной составляющей.
Какой бы метод вы ни использовали (генератор или мост), вам придется поддерживать тестовую частоту намного выше скорости изменения индуктивности, если вы ожидаете, что она будет точно следовать.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Можно, но обычно используют катушку индуктивности в качестве одного из компонентов задания частоты в генераторе, а затем измеряют изменение частоты.
