Los medidores de capacitancia e inductancia, descritos en revistas de radioaficionados, tienen circuitos bastante complejos y a menudo tienen ciertas desventajas (en particular, en términos de límites de medición). Además, no es raro que estos circuitos de medidores presenten errores. En base a esto, decidí repetir el circuito del medidor R, C, L de banda ancha descrito en (después de todo, un libro con hermoso nombre, y el precio de este libro para esa época no era muy pequeño). Ya pensé que había perdido el tiempo haciendo el medidor R, C, L, pero luego, reflexionando, creé mi propio medidor R, C, L, usando la idea de medir R, C, L, establecido en.
Esquema simple medidor RCL se muestra en arroz. 1. El dispositivo le permite medir la resistencia de resistencias de 1 ohmio a 10 MΩ en siete rangos (10; 100 ohmios; 1; 10; 100 kΩ; 1; 10 MΩ), capacitancias de condensadores de 100 pF a 1000 μF (límites -1000 pF; 0,01; 0,1; 1; 10; 100; 1000 μF) e inductancia de la bobina de 10 mG a 1000 G (límites -100 mG; 0,1; 1; 10; 100; 1000 G). El medidor R, C, L se alimenta desde el devanado secundario del transformador T1. El voltaje en este devanado es de aproximadamente 18 V. El cable del devanado secundario del transformador T1 debe estar clasificado para una corriente de 1 A, el primario - 0,1 A. El transformador T1 debe estar clasificado para una potencia de al menos 20 W.
El circuito del dispositivo es un puente de medición de CA. El indicador de equilibrio del puente es un voltímetro de CA P1 con un límite de medición de al menos 20 V (es mejor utilizar un voltímetro digital que mida décimas, o mejor aún, centésimas de voltio), conectado a los terminales X3, X4 o un microamperímetro (miliamperímetro) corriente continua P2, conectado a la diagonal de medición del puente a través de la resistencia de extinción R12 (su resistencia se selecciona experimentalmente; a un voltaje de 18 V, la aguja del microamperímetro debe desviarse a la escala completa) y el puente de diodos VD1 ... VD4.
El tipo de medición se selecciona mediante el interruptor SA3 en 3 posiciones: I (posición más a la izquierda - medición de resistencia) - "R"; II - medición de capacidades - "C"; III - medición de inductancias - "L". EN en algunos casos cuando se mide 0 del dispositivo, P1 (P2) se puede mantener, digamos, desde la marca 4 de la escala resistencia variable R11 a la marca 6. En este caso, el valor del parámetro medido es 5. En modo de medición de resistencia, Rx = R1 (R2...R7) R11 / R10. En modo de medición de capacitancia Cx = C1 R11 / R1 (R2...R7). En modo de medición de inductancia Lx = C1 R11 R1 (R2...R7).
No es posible conectar una resistencia de 1 ohmio al interruptor SA1 para aumentar el rango de medición, porque Habrá un voltaje relativamente bajo a través de esta resistencia (aproximadamente 1 V) y es casi imposible equilibrar el puente con una resistencia variable R11 con una resistencia de 4,7 kOhm.
La capacitancia del capacitor C1 se usa relativamente grande (2,5 μF) por una razón similar: si se usa un capacitor con una capacitancia más pequeña como capacitor C1, su capacitancia será relativamente grande a baja frecuencia (50 Hz). Incluso si la capacitancia del condensador C1 es de 2,5 μF, no es posible medir las inductancias en la posición 1 del interruptor SA1. No pude determinar la precisión de medir la inductancia con el medidor R, C, L propuesto, ya que no tengo bobinas ejemplares de inductancia relativamente grande, pero no hay razón para no creer en la fórmula anterior para determinar la inductancia Lx.
Por cierto, al medir la inductancia, el dispositivo no muestra 0. Cuando el motor de la resistencia R11 gira, el voltaje en la diagonal de medición del puente disminuye, alcanza un cierto nivel y luego comienza a aumentar. La posición del control deslizante de la resistencia R11, en la que el dispositivo muestra el voltaje mínimo, es el valor de la inductancia Lx.
Creo que la circunstancia anterior se debe a que no se tiene en cuenta la resistencia activa del inductor para equilibrar el puente. Pero, por otro lado, esto no importa, porque... la resistencia activa de la bobina no afecta su inductancia y se puede medir fácilmente con un óhmetro común.
El error de medición del dispositivo propuesto depende directamente del propio diseñador. Seleccionando cuidadosamente las resistencias ejemplares R1 ... R7, el condensador C1 y dibujando correctamente la escala de la resistencia variable R11, puede asegurarse fácilmente de que el error del instrumento no supere el 2%.
La resistencia variable R11 es una resistencia de alambre, preferiblemente de diseño abierto, de modo que la superficie resistiva pueda limpiarse de polvo y suciedad. Por ejemplo, utilicé una resistencia bobinada variable del tipo PPB-ZA como resistencia R11. El condensador C1 se compone de dos condensadores, con una capacidad de 1 μF y 1,5 μF, conectados en paralelo.
La escala de la resistencia variable R11 se calibra girando el interruptor SA3 a la posición “R” y SA1 a la posición “3”. Resistencias estándar con una resistencia de 100, 200, 300 Ohm... 1 kOhm se conectan alternativamente a los terminales X1, X2, y cada vez que se equilibra el puente, se hace una marca en la escala de la resistencia variable. Los espacios entre las marcas se dividen en 10 partes iguales.
El condensador C1 se selecciona configurando: SA1 - en la posición "5", SA3 - en la posición "C". Se conecta un condensador estándar con una capacidad de 0,01 μF a los terminales del puente X1, X2, el control deslizante de la resistencia variable R11 debe estar en "1" y el puente debe estar equilibrado (0 en el dispositivo). No es necesario calibrar el puente en modo de medición de inductancia. Para facilitar el trabajo con el medidor R, C, L, simplemente debe pegar una tabla con los rangos de medición R, C, L en el panel frontal. Apariencia El panel frontal del medidor R, C, L se muestra en arroz. 2.
Literatura:[i]
1.
Borovsky V.P., Kosenko V.I., Mikhailenko V.M., Partala O.N.
2.
Manual de diseño de circuitos para radioaficionados. - Kyiv. Técnica. 1987
Un programa para medir resistencia, inductancia y capacitancia de componentes electrónicos desconocidos.
Requiere la fabricación de un adaptador simple para conectar a una tarjeta de sonido de computadora (dos enchufes, una resistencia, cables y sondas).
Descargar la versión monofrecuencia - Descargar programa v1.11(archivo 175 kB, una frecuencia de funcionamiento).
Descargar la versión de doble frecuencia - Descargar programa v2.16(archivo 174 kB, dos frecuencias operativas).
Esta es otra opción más para agregar a nuestra ya extensa colección. programas similares. No todas las ideas están plasmadas aquí, cuyo trabajo continúa. Puedes evaluar el funcionamiento de la “base” ahora mismo.
La base es el conocido principio de determinar las relaciones de amplitud y fase entre señales de un componente conocido (modelo) y de un componente cuyos parámetros deben determinarse. Como señal de prueba se utiliza una señal sinusoidal generada por la tarjeta de sonido. En la primera versión del programa, solo se usó una frecuencia fija de 11025 Hz, en la siguiente versión se le agregó una segunda (10 veces menor). Esto hizo posible ampliar los límites superiores de mediciones de capacitancias e inductancias.
La elección de esta frecuencia particular (una cuarta parte de la frecuencia de muestreo) es la principal “innovación” que distingue este proyecto del resto. A esta frecuencia, el algoritmo de integración de Fourier (que no debe confundirse con la FFT, transformada rápida de Fourier) se simplifica tanto como sea posible y no es deseado. efectos secundarios, que provoca un aumento del ruido en el parámetro medido, desaparece por completo. Como resultado, el rendimiento mejora drásticamente y se reduce la dispersión de las lecturas (especialmente pronunciada en los bordes de los rangos). Esto le permite ampliar los rangos de medición y utilizar solo un elemento de referencia (resistencia).
Habiendo ensamblado el circuito según la figura e instalado los reguladores. Nivel de Windows a la posición óptima, además de realizar una calibración inicial utilizando las sondas en cortocircuito (“Cal.0”), puede comenzar las mediciones inmediatamente. Con esta calibración, se detectan fácilmente resistencias bajas, incluida la ESR, del orden de 0,001 ohmios, y la desviación estándar (desviación estándar) de los resultados de la medición en este caso es de aproximadamente 0,0003 ohmios. Si fija la posición de los cables (para que su inductancia no cambie), podrá "captar" inductancias del orden de 5 nH. Es recomendable realizar la calibración “Cal.0” después de cada inicio del programa, ya que la posición de los controles de nivel es entorno Windows tal vez en caso general, impredecible.
Para ampliar el rango de medición a la región de R grande, L y C pequeña, es necesario tener en cuenta la impedancia de entrada de la tarjeta de sonido. Para ello se utiliza el botón “Cal.^”, que se debe pulsar con las sondas abiertas entre sí. Después de dicha calibración, se pueden lograr los siguientes rangos de medición (con una normalización del componente aleatorio del error en los bordes de los rangos al 10%):
- según R - 0,01 ohmios... 3 Mohmios,
- a lo largo de L - 100 nH... 100 Hn,
- según C - 10 pF... 10.000 µF (para la versión con dos frecuencias de funcionamiento)
El error mínimo de medición está determinado por la tolerancia de la resistencia de referencia. Si planea utilizar una resistencia de bienes de consumo normal (e incluso con un valor diferente al especificado), el programa ofrece la posibilidad de calibrarla. El botón “Cal.R” correspondiente se activa al cambiar al modo “Ref”. El valor de la resistencia que se utilizará como referencia se especifica en el archivo *.ini como el valor del parámetro “CE_real”. Después de la calibración, las características actualizadas de la resistencia de referencia se registrarán en forma de nuevos valores para los parámetros “CR_real” y “CR_imag” (en la versión de 2 frecuencias, los parámetros se miden en dos frecuencias).
El programa no funciona directamente con controles de nivel; utilice un mezclador estándar de Windows o similar. La escala de “Nivel” se utiliza para ajustar la posición óptima de los controles. A continuación se muestra un método de configuración recomendado:
1. Decida qué mando es responsable del nivel de reproducción y cuál es responsable del nivel de grabación. Es aconsejable amortiguar el resto de reguladores para minimizar el ruido que introducen. Los reguladores de equilibrio están en la posición media.
2. Eliminar la sobrecarga de salida. Para hacer esto, configure el control de grabación en una posición debajo de la del medio, use el control de reproducción para encontrar el punto donde el crecimiento de la columna "Nivel" es limitado y luego retroceda un poco. Lo más probable es que no haya ninguna sobrecarga, pero para estar seguro, es mejor no poner el regulador en la marca "max".
3. Elimine la sobrecarga de entrada: use el control de nivel de grabación para asegurarse de que la columna "Nivel" no llegue al final de la escala (posición óptima - 70...90%) en ausencia del componente medido, es decir. con sondas abiertas.
4. La conexión de las sondas entre sí no debe provocar una fuerte caída del nivel. Si este es el caso, entonces los amplificadores de salida de la tarjeta de sonido son demasiado débiles para esta tarea (a veces se soluciona mediante la configuración de la tarjeta).
Requisitos del sistema
- Sistema operativo de la familia Windows (probado en Windows XP),
- soporte de audio 44,1 ksps, 16 bits, estéreo,
- la presencia de un dispositivo de audio en el sistema (si hay varios, el programa funcionará con el primero de ellos, y no es un hecho que la cámara web tendrá conectores "Line In" y "Line Out").
Características de las mediciones, o no meterse en problemas.
Cualquier herramienta de medición Requiere conocimiento de sus capacidades y la capacidad de interpretar correctamente el resultado. Por ejemplo, cuando se utiliza un multímetro, vale la pena pensar qué voltaje alterno mide realmente (si la forma difiere de la sinusoidal).
La versión de 2 frecuencias utiliza una frecuencia baja (1,1 kHz) para medir grandes capacitancias e inductancias. El límite de transición está marcado por el color de la escala que cambia de verde a amarillo. El color de las lecturas cambia de manera similar: de verde a amarillo cuando se cambia a mediciones de bajas frecuencias.
La entrada estéreo de la tarjeta de sonido le permite organizar un circuito de conexión de "cuatro hilos" solo para el componente que se está midiendo, mientras que el circuito de conexión para la resistencia de referencia sigue siendo de "dos hilos". En esta situación, cualquier inestabilidad del contacto del conector (en nuestro caso, el de tierra) puede distorsionar el resultado de la medición. La situación se salva gracias al valor de resistencia relativamente grande de la resistencia de referencia en comparación con la inestabilidad de la resistencia de contacto: 100 ohmios frente a fracciones de ohmio.
Y una última cosa. Si el componente que se está midiendo es un condensador, ¡es posible que esté cargado! Incluso un condensador electrolítico descargado puede, con el tiempo, “recolectar” la carga restante. El circuito no tiene protección, por lo que corre el riesgo de dañar su tarjeta de sonido y, en el peor de los casos, el propio ordenador. Lo anterior también se aplica a la prueba de componentes en un dispositivo, especialmente cuando no está desenergizado.
