Приборы для измерения индуктивности своими руками

Измеритель индуктивности своими руками.

Измеритель индуктивности с линейной шкалой, принципиальная схема которого показана на рис.1, предназначен для измерения индуктивности до 3000 мкГн в трех поддиапазонах — 30, 300, 3000 мкГн. Несмотря на простоту прибора, он обладает достаточно высокой точностью. При хорошей настройке класс точности прибора, определяемый его максимальной ошибкой, выраженной в процентах от полной величины шкалы, должен быть не хуже 2,0, что соответствует абсолютной погрешности ±0,6 цены деления.

Измеритель состоит из оператора прямоугольных импульсов, собранного на логических элементах DD1.1, DD1.2, DD1.3; генератора тока (ключа) на элементе DD1.4; переходных емкостей (С4. С6); электронного коммутатора на диодах VD1, VD2, VDЗ и стрелочного индикатора РА1. Принцип работы измерителя основан на измерении энергии, накапливаемой в магнитном поле индуктивности при протекании через нее постоянного тока определенной величины.
Переключение поддиапазонов измерений в приборе осуществляется глубоким изменением частоты (кратно 10) переключателем SA1, а плавной подстройкой частоты (резисторы R1, R2, R3, R4) производится калибровка шкалы.
Большим достоинством предлагаемого измерителя является то, что на результатах измерений практически мало сказываются межвитковая емкость и активное сопротивление индуктивности, что выгодно отличает его от измерителей с использованием частотомера и построенных по принципу измерения реактивного сопротивления индуктивности. Например, при подключении к катушке индуктивностью 60 мкГн конденсатора емкостью 300пФ описываемый прибор покажет 58 мкГн, т.е. ошибка, вносимая емкостью, составит около 3,3%.

Конструкция и детали.

Измеритель смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита (рис.2).
Все постоянные резисторы — типа МЛТ. Переменный резистор R4 — проволочный.
Типы конденсаторов:
С1, С2, С8 — КМ;
С4, С5 — К73-9;
СЗ — К 10-17;
С6 — ЭТ;
С7 — К50-6.
Переключатели SA1 и SB1 — типа П2К.
В качестве РА1 применен измеритель типа 6ПБ.332.005 от ампервольтомметра АВ05М1. Результат замера считывается со шкалы постоянного тока V/А — 1. 30.
Микросхему D1 желательно установить на колодку. Это поможет при ее подборе, т.к. от параметров конкретных экземпляров, хотя и незначительно, но все же зависит линейность измерений.
Выводы к гнездам ХS1 и ХS2 должны быть прямыми и не длиннее 5 см. Питание измерителя производится от стабилизированного источника.

Настройка прибора и порядок работы.

Для этой работы потребуется несколько стандартных малогабаритных дросселей заводского изготовления 3, 10, 20, 100, 300, 1000, и 3000 мкГн (возможны другие варианты). Можно воспользоваться также катушками, индуктивность которых замерена образцовым прибором.
Переменный резистор R4 устанавливается в среднее положение, а подстроечными резисторами R1, R2, R3 последовательно калибруется каждый поддиапазон па полное отклонение стрелки (30, 300 и 3000 мкГн).
Затем, используя варианты сборок (параллельные и последовательные соединения) различных индуктивностей, проверяется линейность шкалы в каждом поддиапазоне.
Правильно собранный прибор после калибровки должен иметь хорошую линейность во всех поддиапазонах. Однако из-за разброса параметров переходных конденсаторов С4. С6 иногда требуется дополнительная регулировка. Для этого следует подобрать переходной конденсатор (С4, С5 или С6) соответствующего поддиапазона методом последовательного приближения в следующем порядке: если в середине поддиапазона результат измерения индуктивности окажется меньше ее истинного значения, емкость переходного конденсатора следует увеличить. И наоборот, если результат окажется больше истинного значения, емкость переходного конденсатора следует уменьшить.
После каждой замены конденсатора нужно заново выполнить калибровку по указанной выше методике. После окончания регулировки подстроечные сопротивления R1. RЗ следует залить краской.
В дальнейшем перед рабочими измерениями индуктивностей калибровать измеритель достаточно лишь в поддиапазоне 300мкГн, для чего служит переменный резистор R4 и катушка индуктивностью 300мкГн, включаемая SB1.

Источник

VE3KF forum

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Информация о пользователе

Вы здесь » VE3KF forum » Измерения. » Простой измеритель индуктивности

Простой измеритель индуктивности

Сообщений 1 страница 22 из 22

Поделиться12020-05-14 15:17:54

• Автор: Alex_EW6T
• Пользователь
• 
• Сообщений: 333

Возможно, это будет полезно для тех, у кого ничего нет совсем!

Тут загорелось мне сделать приставку к мультиметру, для измерения индуктивности. Просто посмотреть, что там .. можно «намерить», исходя из такой простой схемы. Одним словом была взята очень простая пионерская схемка, а сама конструкция, была сделана за одно воскресенье, от начала и до конца, не спеша.

Должен сказать, очень не плохо работает. На мультиметре выставляем измерение -200 mV для малых значений индуктивности или 2V если значения индуктивности окажутся выше 199мкгн. Схему прибора пришлось сразу же чуток модернизировать, сделав два диапазона измерения. В моем случае на первом диапазоне, до 100мкгн и на втором, до 500 мкгн. Выше эта схема не измеряет. Точнее, после 700мкгн, погрешность ростет с космической скоростью, но честно говоря это мне и не нужно. Для этого есть другой прибор, который промеряет уже до 20 mH

Самое главное, что приставка довольно не плохо измеряет от 1.5 мкгн до 100 мкгн, с довольно хорошей точностью! Пробовал подцепить дроссель 1 мкгн, но уже не смог снять показания, показало на приборе 0.6 мкгн.

Например мой покупной Victor LC6243, ниже 10 мкгн, уже показывает очень не точно, ниже 5 мкгн, значение младшего разряда просто прыгает туда сюда. Разрядность на приборе мала. То ли 4, то ли 5 мкгн, разрядик туда сюда. и не понятно. Другое дело на самоделке, этот покажет 4.3 мкгн , за запятой еще и десятичный разряд в запасе. А для любительских целей, вполне. Погрешность его измерений в диапазоне скажем 2. 100мкгн, ну не более 2%, главное точно настроить подстроечным многооборотным резистором по эталону.

При замере величин от 200. 500мкгн, погрешность вырастает вместе с ростом индуктивности и на самом краю, доходит до 10%, что собственно не так и много, скажем от величины в 500 мкгн

Беда в этой схеме одна. Это нелинейность диода. Схема то простая. Но простота простой, но она реально работает и не думаю, что можно что то найти стоящее и проще этой схемы.

Ток потребления небольшой, у меня стоит еще и светодиод на включения, в совокупности это 28ма от Кроны 9в.
Генератор на таймере NE555 (КР1006ВИ1), запустил на частоте 100кгц. (В оригинале по схеме, порядка 65 кгц)
Резистор для балансировки, нужно ставить многооборотный. Только им можно точно и стабильно выставить правильное значение.

Оригинальная схема

Слегка модернизированная с двумя диапазонами измерений.
На схеме нарисована стрелочная головка измерительная на 500 мка и последовательное сопротивление R11, которою я не стал ставить.
Позже пришла в голову идея, попробовать заменить кремневый диод на германиевый, но так и не дошли руки, поменять. Возможно, с такой заменой, приставка бы более четче измеряла совсем маленькую индуктивность. ( как предположение).

Бог нам дал CW, ленивые придумали SSB, а черти — FT8

Источник

Высокоточный измеритель индуктивности и емкости

Это очень точный измеритель индуктивности/емкости на базе микроконтроллера PIC16F628A. Идея реализована на примере точного измерителя индуктивности/емкости .Конструкция устройства немного отличается от аналогичных устройств, найденных в сети Интернет. Целью моего не легкого труда было предоставить простое решение, которое легко собрать с первой попытки. Большинство конструкций данного типа устройств работает не так, как описано в документации, или на них просто недостаточно справочной информации. Наиболее трудной частью проекта было запрограммировать весь математический код с плавающей запятой в память программ размером 2k микроконтроллера 16F628A.

Обычно измеритель индуктивности/емкости представляет собой измеритель частоты, имеющий в составе генератор колебаний, который генерирует колебания и измеряет величины L или C, после чего вычисляется конечный результат. Погрешность частоты составляет 1Гц. Для получения более подробной информации по измерению частоты с помощью синхронизирующих устройств, обратитесь к моей статье о цифровом частотомере.

Теоретические сведения: Внимательно посмотрите на схему; я не использовал язычковое реле, поскольку не нашел его на местном рынке радиокомпонентов. Поэтому я решил сначала использовать полевой МОП-транзистор вместо язычкового реле. Но наилучший результат я получил с помощью обычного NPN-транзистора, такого как BC547. Если вы не доверяете транзисторам, тогда вы сможете добавить язычковое реле самостоятельно. Я использовал внутренний компаратор контроллера для генератора и подсоединил его к источнику внешней синхронизации таймера Timer1 для вычисления частоты. Благодаря этому не понадобилось использовать внешний операционный усилитель Lm311. Реле RL1 использовалось для выбора режима измерения L и C. Измеритель работает на базе четырех основных уравнений, которые представлены ниже:

Для обеих неизвестных величин L и C, обычно применяется равенство 1 и 2. Средние значения F1 мы получаем с помощью LC колебательного контура, затем подсоединяем C_cal параллельно колебательному контуру и получаем величину F2.
Сразу после этого,

1. Для емкости требуется F3 (уравнение 3), оставляя Cx параллельно колебательному контуру, затем вычисляется Cx из уравнения 4
2. Для индуктивности требуется F3 (уравнение 7), оставляя Lx последовательно колебательному контуру, и c затем вычисляется Lx из уравнения 8

Следовательно, как для индуктивности, так и для емкости, уравнения 1, 2, и уравнения 5, 6 одинаковы.
После получения приблизительных значений индуктивности или емкости, программа автоматически приведет значения к техническим единицам, которые отобразит на жидкокристаллическом дисплее разрешением 16×2.
Если вам тяжело осилить все математические вычисления, тогда лучше оставить их на время и перейти к аппаратным средствам. Для начала выполните процесс калибровки, который разъяснен в следующей главе.

Конструкция:
Точность измерения зависит от состояния ваших компонентов. Два конденсатора, емкостью 33пФ в генераторе должны быть танталовыми (для низкой серии сопротивлений/индуктивностей). Используйте C4, C5 (C_cal) полистирольного типа, поскольку зеленые конденсаторы имеют слишком большое отклонение величины. Избегайте использования керамических конденсаторов. Некоторые из них имеют большие затухания.

1. Сначала проверьте, чтобы все компоненты отлично подходили на свои места в плате.
2. Запрограммируйте микросхему (16F628A) с помощью Hex файла, указанного ниже на данной странице. Если у вас нет программатора / загрузчика, тогда обратитесь к моей схеме PicKit-2 клона. Его очень легко собрать самостоятельно.
3. Сначала подайте питание на схему без микросхемы, затем проверьте напряжение на выводе 5, 14 колодки ИС с помощью вольтметра. Если напряжение равно 5В, тогда все отлично.
4. Поместите микросхему в колодку ИС и подайте питание. Если на жидкокристаллическом дисплее будет повышенная контрастность, тогда увеличьте значение резистора R11 на несколько килоом.

Калибровка:

1. Закоротите два тестовых проводника и подайте питание на схему. При этом выполнится автоматическая калибровка. Устройство перейдет в режим по умолчанию – режим индуктивности. Дайте несколько минут на «разогрев», затем нажмите кнопку «zero» (нуль) для выполнения форсированной повторной калибровки. Теперь на дисплее должно отображаться значение ind = 0.00 uH (мкГн)
2. Теперь разомкните два тестовых проводника и подсоедините заранее известную индуктивность, например 10 мкГн или 100 мкГн. Измеритель индуктивности/емкости должен считать приблизительно аналогичное значение (допускается погрешность до +/- 10%).
3. После этого необходимо настроить измеритель для отображения результата с погрешностью около +/- 1%. Чтобы выполнить это, проверьте что в схеме установлены 4 джампера Jp1

Jp4. Джамперы Jp1 и Jp2 предназначены для увеличения (+) и уменьшения (–) значений. Для увеличения значения сначала установите Jp1 и выполните шаги 1,2, для уменьшения значения установите Jp2 и выполните шаги 1,2.

Если на дисплее отображаются необходимые значения, тогда снимите джамперы. После этого микросхема запомнит калибровку, пока вы не заходите снова внести изменения.

Если у вас все еще не получается получить требуемое значение, установите джампер Jp3, чтобы увидеть величину F1. На дисплее отобразится значение около 503292 с индуктивностью 100мкГн и емкостью 1нФ. Или установите джампер Jp4, чтобы посмотреть значение F2. Если на дисплее ничего не появится, то это означает, что ваш генератор неправильно работает. Еще раз проверьте вашу плату.

Источник

Простой измеритель индуктивности — приставка к цифровому мультиметру

Практически каждый, кто увлекается электроникой, будь то начинающий, или опытный радиолюбитель, просто обязан иметь в своём арсенале приборы для измерений. Наиболее часто приходится измерять, конечно же, напряжение, ток и сопротивление. Чуть реже, в зависимости от специфики работы, — параметры транзисторов, частоту, температуру, ёмкость, индуктивность.

Сейчас в продаже имеется множество недорогих универсальных цифровых измерительных приборов, так называемых мультиметров. С их помощью можно измерять практически все вышеназванные величины. За исключением, пожалуй, индуктивности, которая очень редко встречается в составе комбинированных приборов. В основном, измеритель индуктивности — это отдельный прибор, также его можно встретить совместно с измерителем ёмкости (LC — метр).

Содержание / Contents

Обычно, измерять индуктивность приходится нечасто. В отношении себя я бы даже сказал — очень редко. Выпаял, например, с какой-нибудь платы катушку, а она без маркировки. Интересно же узнать, какая у неё индуктивность, чтобы потом где-нибудь применить.

Или сам намотал катушку, а проверить нечем. Для таких эпизодических измерений я посчитал нерациональным приобретение отдельного прибора. И вот я начал искать какую-нибудь очень простую схему измерителя индуктивности. Особых требований по точности я не предъявлял, — для любительских самоделок это не столь важно.

↑ Схема измерителя индуктивности

В качестве средства измерения и индикации в схеме, описанной в статье, применяется цифровой вольтметр с чувствительностью 200 мВ, который продаётся в виде готового модуля. Я же решил использовать для этой цели обычный цифровой мультиметр UNI-T M838 на пределе измерения 200 мВ постоянного напряжения. Соответственно, схема упрощается, и в итоге приобретает вид приставки к мультиметру.

Я не буду повторять описание работы схемы, всё вы можете прочитать в оригинальной статье (архив внизу). Скажу только немного о калибровке.

↑ Калибровка измерителя индуктивности

В статье рекомендуется следующий способ калибровки (для примера первого диапазона).
Подключаем катушку с индуктивностью 100 мкГ, движком подстроечного резистора P1 устанавливаем на дисплее число 100,0. Затем подключаем катушку с индуктивностью 15 мкГ и тем же подстроечником добиваемся индикации числа 15 с точностью 5%.

Аналогично — в остальных диапазонах. Естественно, что для калибровки нужны точные индуктивности, либо образцовый прибор, которым необходимо измерить имеющиеся у вас индуктивности. У меня, к сожалению, с этим были проблемы, так что нормально откалибровать не получилось. В наличии у меня есть десятка два катушек, выпаянных из разных плат, большинство из них без какой-либо маркировки.

Их я измерил на работе прибором (совсем не образцовым) и записал на кусочках бумажного скотча, которые прилепил к катушкам. Но тут ещё проблема и в том, что у любого прибора тоже есть какая-то своя погрешность.

Есть ещё один вариант: можно использовать программу LIMP, хорошо описанную на Датагоре . Из деталей нужен всего один резистор, два штеккера и два зажима. Также нужно научиться пользоваться данной программой, как пишет автор, измерения «требуют определённой работы мозга и рук». Хотя точность измерений здесь тоже «радиолюбительская», у меня получились вполне сравнимые результаты.

↑ Плата и сборка

Провода к «бананам» и «крокодилам» берём покороче, чтобы уменьшить вклад их индуктивности при измерениях. Концы проводов припаиваем непосредственно к плате (без разъёмов), и в этом месте фиксируем каплей термоклея.

↑ Корпус

Корпус можно изготовить из любого подходящего материала. Я применил для корпуса кусок пластикового монтажного короба 40×40 из отходов. Подогнал под размеры платы длину и высоту короба, получились габариты 67×40×20.

Сгибы в нужных местах делаем так. Нагреваем феном место сгиба до такой температуры, чтобы пластик размягчился, но ещё не плавился. Затем быстро прикладываем к заранее подготовленной поверхности прямоугольной формы, сгибаем под прямым углом и так держим до тех пор, пока пластик не остынет. Для быстрого остывания лучше прикладывать к металлической поверхности.

Чтобы не получить ожогов, используйте рукавицы или перчатки. Сначала рекомендую потренироваться на небольшом отдельном куске короба.

Затем в нужных местах делаем отверстия. Пластик очень легко обрабатывается, так что на изготовление корпуса уходит мало времени. Крышку я зафиксировал маленькими шурупами.
На принтере распечатал наклейку, сверху заламинировал скотчем и приклеил к крышке двусторонней «самоклейкой».

↑ Примеры измерений

Измерения производятся просто и быстро. Для этого подключаем мультиметр, устанавливаем на нём переключателем DC 200 mV, подаём питание около 15 Вольт на измеритель (можно нестабилизированное — стабилизатор есть на плате), крокодилами цепляемся за выводы катушки. Переключателем диапазонов L-метра выбираем нужный предел измерений.

Источник