Приставка для измерения индуктивности

Необходимость измерения индуктивности катушек появляется в основном при сборке радио и передающих устройств. Недаром менее опытные радиолюбители предпочитают использовать готовые заводские компоненты в виде легко доступных и дешевых дросселей, которые выглядят как резисторы. На практике не всегда возможно использовать готовые индуктивности, а также существуют проблемы с заводскими, например, в случае неразборчивой маркировки. В случае самодельных катушек параметры  могут не соответствовать ожидаемым значениям (число витков, длина и диаметр обмотки, параметры сердечника ...). Одним словом, перед сборкой следует проверять как заводские, так и самодельные индуктивности. К сожалению, имеющиеся в продаже измерители довольно дороги и не всегда соответствуют нашим ожиданиям. Особенно если учитывать, например, предлагаемый диапазон измерений. Имеющиеся в продаже мультиметры с функцией измерения «L», измеряют с удовлетворительной точностью индуктивности выше 100 мкГн. Между тем, при создании любительских систем радиосвязи приходится иметь дело с индуктивностями ниже 10 мкГн.
 В литературе и на веб-сайтах  можно найти схемы и описания микропроцессорных систем LC, но они  дороги и их непросто собрать. По этой причине для измерения индуктивности катушек в любительских условиях предлагается изготовить приставку цифровому мультиметру,которая позволит получить удовлетворительное измерение индуктивностей катушек в диапазоне от 500 нГ до 50 мкГн. Цифровой мультиметр здесь выступает в роли милливольтметра.

                                            Работа схемы

Принципиальная схема  показана на рисунке 1.

                                                

Приставка собрана на микросхеме 74HC14 (аналог 155ТЛ2,555ТЛ2). Первый инвертор с элементами RI, R2 и CI образует генератор прямоугольных импульсов. Значение резистора R1 было выбрано так, чтобы частота генератора была около 128 кГц. Значение этой частоты добиваются с помощью подстроечника R1. Следующие три инвертора представляют собой разделительный усилитель, формирующий сигнал от генератора. После прохождения результирующей дифференциальной схемы пилообразный сигнал направляется на пятый инвертор (только здесь используется свойство триггера Шмитта).
 Длительность логической единицы на его выходе прямо пропорциональна постоянной времени I = Lx/R (в нашем случае R является результатом параллельного соединения R3, R4 и R5).
Выходные импульсы после прохождения через интегратор R6 C3 направляются на клеммы
милливольтметра. Значения параметров в представленной приставке  выбраны так, что вы можете измерить индуктивность катушек в диапазоне 0,5 ... 50 мкГн с постоянной  10 мВ/1 мкГн. Индуктивность 0,5 мкГн соответствует выходному напряжению 5 мВ и 50 мГн-500 мВ соответственно.
 В заданном диапазоне измеряемых индуктивностей схема работает практически линейно. В случае короткого замыкания клемм Lx выходное напряжение близко к нулю, а в разомкнутом состоянии оно составляет около 3,65 В (более половины напряжения питания).
 Приставка питается от напряжения 5В от стабилизированного источника питания.

                     Монтаж и налаживание 

 Расположение элементов показано на рис.2, а печатная плата в формате Sprint-Layout 6.0 находится в архиве. При изготовлении платы зеркалить не надо.

                                              

Для подключения  к мультиметру и измеряемую индуктивность, в приставке используются четыре  штекера "банан" (вы также можете использовать латунные стержни диаметром 4 мм и длиной около 25 мм: одна сторона припаивается к печатной плате, а другая  - в гнезда мультиметра.   Во время изготовления приставки следует сохранять нормированное расстояние между штекерами Lx, чтобы индуктивность составляла 0,25 мкГн (нижний предел измерения индуктивности; значение может быть подвержено значительной ошибке). Для минимизации погрешности расстояние между штекерами Lx следует сделать больше 20мм. Точность измерения зависит, помимо прочего, от стабильности и величины напряжения питания.
 Калибровку следует выполнять после подключения адаптера к мультиметру, настроенному на наименьший измеренный диапазон (зависит от прибора, но обычно это диапазон 200 мВ/DC). 
Подключите стандартную индуктивность, например, 10 мкГн к клеммам Lx и установите частоту генератора, используя ручку потенциометра RI, чтобы получить правильное  значение напряжения (измеренное значение индуктивности 10 мкГн соответствует 100 мВ). Хорошо сравнить правильность показаний с несколькими известными катушками, не забывая делить показания мультиметра на 10 (10 мВ /1мкГн). Зависимость показаний мультиметра от измеренной индуктивности показана на рисунке 3 ( наибольшие погрешности измерения будут в начальном и конечном диапазоне).

                                                  

На рис.4 приведены примеры измерения различных индуктивностей

                                                 

Если возникнут проблемы с получением правильной индикации, измените значения RC в цепи генератора. Эти элементы должны быть очень хорошего качества, потому что в дальнейшем  результаты измерения будут зависеть от их стабильности (предпочтительно, если это был конденсатор с нулевым температурным коэффициентом и многооборотный потенциометром R1).
 Если кто-то хочет увеличить диапазон измерения счетчика, он может попытаться установить переключатель для изменения частоты генератора (значения RI/R2 или CI), а затем выбрать другой диапозон мВ/мкГн.
 В любом случае, автор использовал описанную схему в течение нескольких лет с положительными результатами при построении экспериментальных приемопередающих систем.

Материал взят из журнала Elektronika dla Wszystkich за 2007.2

 

[ Скачать файлы (3.9 Kb) ]
 
Просмотров: 56 | Добавил: viktorovich57 | 15.12.2019
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
авторизация
Логин:
Пароль:
Комментарии
3D принтер. Сборка. Часть 2
12.01.2020 - Scorpushka:
сразу поставил тихие драйвера на него и выкинул шумящие вентиляторы (кроме обдув...
3D принтер. Сборка. Часть 2
12.01.2020 - Scorpushka:
купил Anycubic i3 mega год назад, тоже доволен. зашел сюда, и увидел у вас его ж...
Часы, термометр, барометр, гигрометр в одном флаконе.
05.01.2020 - Dmitriy:
Информация для Steppo. Нет необходимости такой глобальной переделки, гораздо про...
Часы, термометр, барометр, гигрометр в одном флаконе.
24.12.2019 - Steppo:
Приветствую всех.Собрал сей девайс уже давно .Но зрение падает уже плохо видно и...
Мини индукционный нагреватель
22.12.2019 - forter:
Уважаемый автор! Вы сами собирали эту конструкцию? Если - да, то не пробовали ув...
Фильтр Калмана
19.12.2019 - Dmitriy:
На удивление приятно работает этот метод фильтрации. Я сейчас занимаюсь изготовл...
Светодиодный таймер обратного отсчета
19.12.2019 - forter:
Спасибо! Красиво.
Tiny зарядное устройство NiMH
01.12.2019 - exersizze:
Не знаю, может автор набивает руку в переводе и написании материала. А там посмо...
Tiny зарядное устройство NiMH
01.12.2019 - forter:
Поддерживаю коллегу artcore!
В сети полно сайтов с радиолюбительской тема...