Измервателите на капацитет и индуктивност, описани в радиолюбителски списания, са доста сложни в схемата, често имат определени недостатъци (по-специално по отношение на границите на измерване). В допълнение, не е необичайно тези вериги на измервателните уреди да бъдат направени с грешки. Въз основа на това реших да повторя веригата на широколентовия R, C, L измервател, описан в (все пак книга с красиво име, а цената на тази книга по това време не е много малка). Вече мислех, че съм си загубил времето в правенето на R, C, L метър, но след това, като се замислих, създадох свой собствен R, C, L метър, използвайки идеята за измерване на R, C, L, изложен в.
Схема на проста RCL метъризобразен върху ориз. 1.Устройството ви позволява да измервате съпротивлението на резистори от 1 Ohm до 10 MΩ в седем диапазона (10; 100 Ohm; 1; 10; 100 kΩ; 1; 10 MΩ), капацитет на кондензатора от 100 pF до 1000 μF (граници -1000 pF; 0,01; 0,1; 1; 10; 100; 1000 uF) и индуктивности на бобината от 10 mH до 1000 G (граници -100 mH; 0,1; 1; 10; 100; 1000 G). Измервателният уред R, C, L се захранва от вторичната намотка на трансформатор Т1. Напрежението на тази намотка е приблизително 18 V. Вторичната намотка на трансформатора T1 трябва да бъде с номинален ток от 1 A, първичната намотка с 0,1 A. Трансформаторът T1 трябва да бъде с номинална мощност най-малко 20 вата.
Схемата на устройството е мост за измерване на променлив ток. Индикаторът за баланс на моста е AC волтметър P1 с граница на измерване най-малко 20 V (по-добре е да използвате цифров волтметър, който измерва десети, а още по-добре - стотни от волта), свързан към клемите X3, X4 , или микроамперметър (милиамперметър) постоянен ток P2, свързан към измервателния диагонал на моста чрез охлаждащ резистор R12 (неговото съпротивление се избира експериментално - при напрежение 18 V иглата на микроамперметъра трябва да се отклони до пълната скала) и диодния мост VD1 ... VD4.
Видът на измерванията се избира от превключвател SA3 с 3 позиции: I (най-лява позиция - измерване на съпротивление) - "R"; II - измерване на мощности - "С"; III - измерване на индуктивности - "L". IN отделни случаипо време на измерванията 0 на устройството P1 (P2) може да се поддържа, да речем, от знак 4 на скалата променлив резистор R11 до маркировка 6. В този случай стойността на измерения параметър е 5. В режим на измерване на съпротивлението Rx = R1 (R2 ... R7) R11 / R10. В режим на измерване на капацитет Сх = С1 R11 / R1 (R2...R7). В режим на измерване на индуктивност Lx = C1 R11 R1 (R2...R7).
Не е възможно да се приложи свързване на резистор 1 Ohm към превключвателя SA1 за увеличаване на обхвата на измерване, т.к. този резистор ще има сравнително ниско напрежение (приблизително 1 V) и е почти невъзможно да се балансира мостът с променлив резистор R11 със съпротивление от 4,7 kOhm.
Капацитетът на кондензатор C1 е сравнително голям (2,5 μF) поради подобна причина - ако кондензатор с по-малък капацитет се използва като кондензатор C1, неговият капацитет ще бъде сравнително голям при ниска честота (50 Hz). Дори при капацитет на кондензатора C1 - 2,5 μF, измерването на индуктивности в позиция 1 на ключа SA1 не е възможно. Не можах да определя точността на измерване на индуктивността с предложения R, C, L метър, тъй като нямам примерни бобини с относително голяма индуктивност, но няма причина да не вярвам на горната формула за определяне на индуктивността Lx.
Между другото, да се каже, при измерване на индуктивност 0, устройството не показва. Когато двигателят на резистора R11 се върти, напрежението на измервателния диагонал на моста намалява, достига определено ниво и след това започва да се увеличава. Позицията на плъзгача на резистора R11, при която устройството показва минималното напрежение, е стойността на индуктивността Lx.
Мисля, че горното обстоятелство се дължи на факта, че активното съпротивление на индуктора не се взема предвид за балансиране на моста. Но, от друга страна, няма значение, т.к активното съпротивление на бобината не влияе на нейната индуктивност и може лесно да се измери с обикновен омметър.
Грешката на измерване на предложеното устройство зависи пряко от самия дизайнер. Чрез внимателен избор на примерните резистори R1 ... R7, кондензатор C1 и правилно начертаване на скалата на променливия резистор R11, можете свободно да гарантирате, че грешката на инструмента не надвишава 2%.
Променлив резистор R11 - проводник, за предпочитане отворен дизайн, за да можете да почистите резистивната повърхност от прах и мръсотия. Например използвах променлив проводник от типа PPB-ZA като резистор R11. Кондензатор C1 е съставен от два кондензатора - с капацитет 1 uF и 1,5 uF, свързани паралелно.
Скалата на променливия резистор R11 се калибрира, когато превключвателят SA3 е завъртян в положение "R", а SA1 - в положение "3". Примерни резистори със съпротивление 100, 200, 300 Ohm ... 1 kOhm се свързват последователно към клемите X1, X2 и се прави маркировка върху скалата на променливия резистор при всяко балансиране на моста. Интервалите между маркировките са разделени на 10 равни части.
Кондензатор C1 се избира чрез настройка: SA1 - в позиция "5", SA3 - в позиция "C". Примерен кондензатор с капацитет 0,01 μF е свързан към клемите на моста X1, X2, плъзгачът на променливия резистор R11 трябва да бъде настроен на "1" и мостът трябва да бъде балансиран (0 на устройството). Калибрирането на моста в режим на измерване на индуктивност може да бъде пропуснато. За удобство при работа с измервателния уред R, C, L, просто трябва да залепите таблица с диапазоните на измерване R, C, L на предния панел. Външен видпредният панел на измервателния уред R, C, L е показан в ориз. 2.
Литература:[i]
1.
Боровски В.П., Косенко В.И., Михайленко В.М., Партала О.Н.
2.
Наръчник по схемотехника за радиолюбител. - Киев. Техника. 1987 г
Програма за измерване на съпротивление, индуктивност и капацитет на неизвестни електронни компоненти.
Изисква производството на прост адаптер за свързване към компютърна звукова карта (два щепсела, резистор, проводници и сонди).
Изтеглете едночестотната версия - Изтеглете софтуер v1.11(архив 175 kB, една работна честота).
Изтеглете версията с двойна честота - Изтеглете програмата v2.16(архив 174 kB, две работни честоти).
Това е още едно допълнение към вече обширна колекция. подобни програми. Всички идеи, върху които се работи, не са въплътени тук. Можете да оцените функционирането на „базата“ точно сега.
Той се основава на добре известния принцип за определяне на амплитудните и фазовите съотношения между сигнали от известен (примерен) компонент и от компонент, чиито параметри трябва да бъдат определени. Като тест се използва синусоидален сигнал, генериран от звуковата карта. В първата версия на програмата е използвана само една фиксирана честота от 11025 Hz, в следващата версия към нея е добавена втора (10 пъти по-ниска). Това направи възможно разширяването на горните граници на измерванията за капацитет и индуктивност.
Изборът на тази конкретна честота (една четвърт от честотата на семплиране) е основната "иновация", която отличава този проект от останалите. При тази честота алгоритъмът за интегриране на Фурие (да не се бърка с FFT - бързо преобразуване на Фурие) е максимално опростен и нежелан странични ефекти, водещи до увеличаване на шума в измервания параметър, напълно изчезват. В резултат на това производителността е значително подобрена и разпространението на показанията е намалено (особено изразено в краищата на диапазоните). Това ви позволява да разширите обхватите на измерване и да се справите само с един примерен елемент (резистор).
След сглобяване на веригата според фигурата и настройка на регулаторите Ниво на Windowsдо оптимална позиция, както и след извършване на първоначалното калибриране на съединените една към друга сонди (“Cal.0”), можете веднага да започнете измерването. При такова калибриране лесно се хващат ниски съпротивления, включително ESR, от порядъка на 0,001 ома, а RMS (стандартното отклонение) на резултатите от измерването в този случай е около 0,0003 ома. Ако фиксирате позицията на проводниците (така че тяхната индуктивност да не се променя), тогава можете да „хванете“ индуктивности от порядъка на 5 nH. Калибрирането "Cal.0" е желателно да се извършва след всяко стартиране на програмата, тъй като положението на контролите за ниво в Windows средаможе би в общ случай, непредсказуем.
За да разширите обхвата на измерване до големи R, L и малки C, е необходимо да вземете предвид входния импеданс на звуковата карта. За целта се използва бутонът "Cal. ^", който трябва да се натисне, когато сондите са отворени една към друга. След такова калибриране могат да бъдат постигнати следните диапазони на измерване (с нормализиране на случайния компонент на грешката в краищата на диапазоните на ниво от 10%):
- според R - 0,01 ома ... 3 MΩ,
- от L - 100 nH... 100 H,
- на C - 10 pF... 10 000 uF (за версията с две работни честоти)
Минималната грешка при измерване се определя от толеранса на еталонния резистор. Ако се предполага да се използва конвенционален резистор Shirpotrebovsky (и дори с номинал, различен от посочения), програмата предвижда възможност за калибрирането му. Съответният бутон "Cal.R" става активен при превключване към "Ref." Стойността на резистора, който ще се използва като еталон, е посочена във файла *.ini като стойността на параметъра "CE_real". След калибриране, усъвършенстваните характеристики на референтния резистор ще бъдат записани като нови стойности на параметрите "CR_real" и "CR_imag" (в 2-честотната версия параметрите се измерват на две честоти).
Програмата не работи директно с контроли за ниво - използвайте стандартен Windows миксер или подобен. Скалата "Ниво" се използва за настройка на оптималното положение на регулаторите. Ето един предложен метод за настройка:
1. Решете кое копче отговаря за нивото на възпроизвеждане и кое е за нивото на запис. Желателно е останалите регулатори да се заглушат, за да се сведе до минимум шумът, който внасят. Контроли за баланс - до средна позиция.
2. Елиминирайте претоварването на изхода. За да направите това, като зададете контролата за запис на позиция под средната позиция, използвайте контролата за възпроизвеждане, за да намерите точката, където растежът на колоната „Ниво“ е ограничен, и след това отстъпете малко назад. Най-вероятно изобщо няма да има претоварване, но за надеждност е по-добре да не довеждате регулатора до марката „max“.
3. Елиминирайте претоварването на входа - използвайте контрола на нивото на запис, за да се уверите, че колоната "Ниво" не достига края на скалата (оптималната позиция е 70 ... 90%) при отсъствие на измерения компонент, т.е. с отворени сонди.
4. Скъсяването на сондите заедно не трябва да води до силно понижаване на нивото. Ако е така, тогава изходните усилватели на звуковата карта са твърде слаби за тази задача (понякога се решава от настройките на картата).
Системни изисквания
- ОС от семейството на Windows (тествана под Windows XP),
- поддържа звук 44.1 ksps, 16 бита, стерео,
- наличието на едно аудио устройство в системата (ако има няколко, програмата ще работи с първото от тях и не е факт, че уеб камерата ще има жакове „Line In“ и „Line Out“).
Характеристики на измерванията или за да не попаднете в каша
Всякакви инструмент за измерванеизисква познаване на неговите възможности и способност за правилно тълкуване на резултата. Например, когато използвате мултицет, трябва да помислите какъв вид променливо напрежение всъщност измерва (ако формата се различава от синусоидалната)?
Версията с 2 честоти използва ниска (1,1 kHz) честота за измерване на големи капацитети и индуктивности. Границата на прехода се маркира с промяна на цвета на скалата от зелено към жълто. Цветът на показанията се променя по подобен начин - от зелено към жълто при преминаване към измервания на ниска честота.
Стерео входът на звуковата карта ви позволява да организирате "четирипроводна" схема на свързване само за измервания компонент, докато схемата на свързване на еталонния резистор остава "двупроводна". При този сценарий всяка нестабилност на контакта на съединителя (в нашия случай заземителния контакт) може да изкриви резултата от измерването. Ситуацията се спасява от относително голяма стойност на съпротивлението на еталонния резистор в сравнение с нестабилността на контактното съпротивление - 100 ома срещу части от ома.
И последното. Ако измерваният компонент е кондензатор, тогава той може да бъде зареден! Дори разреденият електролитен кондензатор може да "събере" оставащия заряд с течение на времето. Веригата няма защита, така че рискувате да повредите своя звукова карта, а в най-лошия случай и самия компютър. Горното се отнася и за тестване на компоненти в устройство, особено незахранвано.
