Вимірювання індуктивності комбінованим приладом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Комбінований прилад [1], доопрацьований відповідно до [2, 3], позбавлений однієї важливої ​​функції - вимірювання індуктивності. Тим часом котушки індуктивності, мабуть, єдині саморобні елементи, з якими радіоаматорам доводиться зіштовхуватися у своїй практиці, або намотуючи їх самостійно, або використовуючи кимось зроблені. І якщо параметри радіоелементів заводського виготовлення вказані на їх корпусах або документації, то єдиний спосіб отримання інформації про індуктивність саморобної котушки - її вимір. Тому в ході чергового доопрацювання приладу автор запровадив режим вимірювання індуктивності.

Вибраний метод виміру індуктивності полягає в наступному. Вимірювана котушка L_x утворює з конденсатором C, ємність якого точно відома, паралельний коливальний контур. Цей контур входить до складу генератора електричних коливань, задаючи їх частоту F. Цю частоту вимірюють частотоміром та визначають вимірювану

індуктивність за формулою

L_x = 25330/(CF²).

Якщо частоту вимірювати в мегагерцах, а ємність в пикофарадах, індуктивність буде отримана мікрогенрі.

Щоб знизити витрати на модернізацію комбінованого приладу, головною умовою практичної реалізації в ньому цього методу автор поставив невтручання в апаратну частину. У приладі є режим частотоміра, є мікроконтролер, який успішно може виконати необхідні розрахунки. Відсутня лише генератор, який доцільно виготовити у вигляді зовнішньої приставки, що підключається до приладу через роз'єм, що вже є на ньому.

Радіоаматори часто користуються подібними приставками до частотомірів для вимірювання ємності та індуктивності. При цьому для спрощення розрахунків найчастіше вибирають зразкову ємність, що дорівнює 25330 пФ. У цьому випадку наведена вище формула набуває вигляду

L_x = 1/F².

Приклади використання таких приставок наведені у [4, 5]. У цьому випадку використовувати конденсатор саме такої ємності немає необхідності, оскільки мікроконтролер приладу здатний виконати розрахунок при будь-якому її значенні.

Принципова схема приставки показано на рис. 1. Вона подібна до використаної в [5], а невеликі відмінності пов'язані із застосуванням деталей інших типів. Вихідний сигнал приставки є послідовністю прямокутних імпульсів амплітудою близько 3 В, наступних з частотою, що дорівнює резонансній частоті вимірювального коливального контуру L_xC 1. Призначення елементів схеми та робота пристрою описані у [4, 5] і тому тут не розглядаються.

Рис. 1. Принципова схема приставки (натисніть , щоб збільшити)

Приставку підключають до гнізда XS1 комбінованого приладу трипровідним плоским кабелем. Доробка самого приладу звелася до зміни програми його мікроконтролера, яка тепер, крім функцій, що раніше були, передбачає прийом сигналу приставки, його обробку і виведення на РКІ значення виміряної індуктивності.

Основні технічні характеристики

• Вимірювана індуктивність, мкГн .......8...999000
• Похибка виміру, %, не більше: від 8 мкГн до 15 мкГн ....... 5
• від 15 мкГн до 20 мГн .......2,5
• від 20 мГн до 150 мГн.......5
• від 150 мГн до 999 мГн.......20
• Дискретність відліку індуктивності, мкГн: від 8 до 999 мкГн .......0,1
• від 1 до 999 мГн.......10
• Напруга живлення, .......5
• Струм споживання, мА.......8

Інтервал допустимих значень індуктивності, що вимірюється, обмежений програмно. В принципі, можливий вимір і за межами цього інтервалу, особливо у бік великих значень, проте там суттєво зростає похибка.

У приставці застосовано лише компоненти для поверхневого монтажу, що дозволило розмістити їх на друкованій платі розмірами 22x65 мм, креслення якої показано на рис. 2. Резистори та конденсатори - типорозміру 1206.

Рис. 2. Друкована плата приставки

Застосовувати як С1 (входить у вимірювальний коливальний контур) конденсатор з номінальною ємністю, що відрізняється від зазначеної на схемі, неприпустимо, оскільки це може призвести до збоїв у роботі програми. Але підбирати його ємність з великою точністю не потрібно. Підбірка замінена програмним калібруванням приладу. Однак бажано встановити тут конденсатор із мінімальним ТКЕ, наприклад, з діелектриком NPO.

Готову плату помістіть у корпус відповідних розмірів. Для підключення вимірюваної індуктивності зручно використовувати двоконтактний пружинний затискач для акустичних систем.

У самому комбінованому приладі необхідно виконати доопрацювання, описану в [3], якщо вона не була зроблена раніше. Після неї на контакті 2 роз'єму XS1 повинна бути напруга +5 В. Коди з файлу Osc-L-_2_04.hex, що додається, слід завантажити в FLASH-пам'ять мікроконтролера.

Після підключення приставки та подачі живлення на РКІ приладу з'явиться головне меню (рис. 3). Для входу в режим вимірювання індуктивності необхідно двічі натиснути на клавішу "ГН". Перше переведе пристрій у режим генератора, а друге - у режим вимірювання індуктивності. У верхній частині екрана РКІ буде виведено назву режиму, а в його нижньому рядку - підказка, з якої випливає, що для калібрування повинна бути натиснута клавіша 2, а для вимірювання індуктивності - клавіша D.

Рис. 3. Головне меню

Калібрування обов'язкове перед першим використанням приладу. Надалі її слід проводити тільки після ремонту приладу або приставки, а також за сумніву правильності результатів вимірювання.

Декілька слів про зміст калібрування. Для обчислення індуктивності за розглянутою на початку статті формулою необхідно знати точне значення ємності коливального контуру. Але крім ємності конденсатора C1, до неї входять інші складові - паразитні ємності інших компонентів і ємність монтажу. При першому запуску програми справжнє значення контурної ємності програмі невідоме і вона оперує номінальним значенням ємності конденсатора C1 22000 пФ. Завдання калібрування - обчислити справжню ємність коливального контуру приставки, щоб у ході вимірювань використовувати це значення.

Для цього потрібно підключити до приставки як L_x котушку точно відомої індуктивності L_обр. Вимірявши частоту сигналу, що генерується приставкою з такою котушкою, обчислити справжню ємність коливального контуру за формулою

C = 25330/(L_обр.·F²)

Отримане під час калібрування значення цієї ємності програма записує в EEPROM мікроконтролера і надалі використовує для обчислення індуктивності. Точність калібрування, отже, і наступних вимірів залежить від точності значення зразкової індуктивності. Тому потрібно знати його з похибкою трохи більше 1...2 %, наприклад, вимірявши повіреним приладом відповідного класу точності.

При запуску калібрування на екран виводиться повідомлення (рис. 4) з пропозицією підключити до приставки зразкову індуктивність, ввести її значення та виконати калібрування або відмовитися від неї. Рекомендується вибирати зразкову індуктивність у вказаних на екрані межах, тому що в цьому випадку похибка вимірювання мінімальна. Якщо в процесі введення значення припущено помилку, то можна, натиснувши клавішу #, ввести його заново.

Рис. 4. Повідомлення при запуску калібрування

Виконавши калібрування, пристрій автоматично вимірює зразкову індуктивність і виводить на екран її значення (рис. 5). При відмові від калібрування вимір зразкової індуктивності також буде виконано, але некаліброваним приладом з недостовірним результатом.

Рис. 5. Значення вимірюваної індуктивності на екрані приладу

Для вимірювання невідомої індуктивності потрібно підключити її до приставки та натиснути на клавішу D приладу. При спробі виміряти індуктивність, значення якої виходить за допустимі межі, на екран буде виведено повідомлення про відмову від вимірювання з цієї причини.

Виходять із режиму вимірювання індуктивності натисканням на одну з клавіш ОС, ЛА або ГН, які переводять прилад у відповідні режими роботи.

Доопрацьована програма мікроконтролера: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip.

література

1. Савченко О. Комбінований прилад на базі мікроконтролера ATxmega. – Радіо, 2014, № 4, с. 18-22; №5 с. 22-25.
2. Савченко О. Удосконалення комбінованого приладу на базі мікроконтролера ATxmega. – Радіо, 2015, № 3, с. 29-34.
3. Савченко О. Нові режими у комбінованому вимірювальному приладі. – Радіо, 2015, №9, с. 17-19.
4. Беленецький С. Приставка для вимірювання індуктивності у практиці радіоаматора. – Радіо, 2005, № 5, с. 26-28.
5. Зорін С., Корольова І. Радіоаматорський частотомір. – Радіо, 2002, № 6, с. 28, 29; №7, с. 39, 40.

Автор: О. Савченко

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Батарея, що працює на фотосинтезі 25.01.2023 Рослини часто вважаються джерелами їжі, кисню та прикраси, але не джерелом електрики. Проте вчені виявили, що використовуючи природний транспорт електронів у рослинних клітинах, можна виробляти електроенергію як частину біологічної екологічної сонячної батареї. Вчені вперше використали сукулентну рослину для створення живої "біосонячної батареї", яка працює за допомогою фотосинтезу. Електрони природним чином транспортуються як частина біологічних процесів у всіх живих клітинах, від бактерій і грибів до рослин і тварин. Завдяки введенню електродів клітини можна використовувати для електроенергії, яку можна використовувати зовні. Попередні дослідження створювали паливні елементи з використанням бактерій, але вони потребували постійного харчування. Цей новий підхід використовує фотосинтез, процес, за допомогою якого рослини перетворюють енергію світла на хімічну енергію, щоб генерувати струм. Під час цього процесу світло запускає потік електронів із води, що призводить до утворення кисню та цукру. Це означає, що живі фотосинтетичні клітини постійно виробляють потік електронів, які можна відтягнути як фотофоток та використовувати для живлення зовнішнього контуру як сонячний елемент. Деякі рослини, наприклад сукуленти в посушливому середовищі, мають товсту кутикулу, яка містить воду та поживні речовини у листі. Янів Шлосберг, Гаді Шустер та Адір хотіли вперше перевірити, чи може фотосинтез у сукулентах створювати енергію для живих сонячних елементів, використовуючи їхню внутрішню воду та поживні речовини як розчин електроліту електрохімічного елемента. Дослідники створили живу сонячну батарею, використовуючи сукулент Corpuscularia lehmannii, який також називають "крижаною рослиною". Вони вставили залізний анод і платиновий катод в один з листя рослини і виявили, що його напруга становила 0,28 В. При підключенні до ланцюга він виробляв щільність фотоструму до 20 мкА/см 2 під дією світла і міг продовжувати струм більше доби. Хоча ці цифри менші, ніж у традиційної лужної батареї, вони відображають лише одну стулку. Попередні дослідження подібних органічних пристроїв свідчать, що послідовне з'єднання кількох стулок може збільшити напругу. Команда спеціально розробила живий сонячний елемент таким чином, щоб протони у внутрішньому розчині листя могли поєднуватися з утворенням газоподібного водню на катоді, і цей водень можна збирати і використовувати в інших цілях.

Інші цікаві новини:

▪ Графен для куленепробивного жилета

▪ Румийник без водопроводу

▪ Отруйна павутина

▪ Новий спосіб виявлення цунамі

▪ Нові MOSFET від 30 до 100 вольт у корпусі SOT-23

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Електричні лічильники. Добірка статей

▪ стаття Зйомка: Поради телевізійникам-початківцям. Мистецтво відео

▪ стаття Чим відрізняються поссуми від опосумів? Детальна відповідь

▪ стаття Кервель коренеплідний. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Про ємнісну розв'язку. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Ступінчастий зарядний-розрядний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024