Измерение индуктивности комбинированным прибором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Комбинированный прибор [1], доработанный в соответствии с [2, 3], лишен одной важной функции - измерения индуктивности. Между тем катушки индуктивности, пожалуй, единственные самодельные элементы, с которыми радиолюбителям приходится сталкиваться в своей практике, либо наматывая их самостоятельно, либо используя сделанные кем-то. И если параметры радиоэлементов заводского изготовления указаны на их корпусах или в документации, то единственный способ получения информации об индуктивности самодельной катушки - ее измерение. Поэтому в ходе очередной доработки прибора автор ввел в него режим измерения индуктивности.

Выбранный метод измерения индуктивности заключается в следующем. Измеряемая катушка L_x образует с конденсатором C, емкость которого точно известна, параллельный колебательный контур. Этот контур входит в состав генератора электрических колебаний, задавая их частоту F. Эту частоту измеряют частотомером и определяют измеряемую

индуктивность по формуле

L_x = 25330/(C·F²).

Если частоту измерять в мегагерцах, а емкость в пикофарадах, индуктивность будет получена в микрогенри.

Чтобы снизить затраты на модернизацию комбинированного прибора, главным условием практической реализации в нем этого метода автор поставил невмешательство в существующую аппаратную часть. В приборе есть режим частотомера, имеется микроконтроллер, который с успехом может выполнить необходимые расчеты. Отсутствует лишь генератор, который целесообразно изготовить в виде внешней приставки, подключаемой к прибору через уже имеющийся на нем разъем.

Радиолюбители часто пользуются подобными приставками к частотомерам для измерения емкости и индуктивности. При этом для упрощения расчетов зачастую выбирают образцовую емкость равной 25330 пФ. В этом случае приведенная выше формула приобретает вид

L_x = 1/F².

Примеры использования подобных приставок приведены в [4, 5]. В рассматриваемом случае использовать конденсатор именно такой емкости нет необходимости, поскольку микроконтроллер прибора способен выполнить расчет при любом ее значении.

Принципиальная схема приставки показана на рис. 1. Она подобна использованной в [5], а небольшие отличия связаны с применением деталей других типов. Выходной сигнал приставки представляет собой последовательность прямоугольных импульсов амплитудой около 3 В, следующих с частотой, равной резонансной частоте измерительного колебательного контура L_xC 1. Назначение элементов схемы и работа устройства описаны в [4, 5] и поэтому здесь не рассматриваются.

Рис. 1. Принципиальная схема приставки (нажмите для увеличения)

Приставку подключают к разъему ХS1 комбинированного прибора трехпроводным плоским кабелем. Доработка самого прибора свелась к изменению программы его микроконтроллера, которая теперь, кроме ранее имевшихся функций, предусматривает прием сигнала приставки, его обработку и вывод на ЖКИ значения измеренной индуктивности.

Основные технические характеристики

• Измеряемая индуктивность, мкГн .......8...999000
• Погрешность измерения, %, не более: от 8 мкГн до 15 мкГн ....... 5
• от 15 мкГн до 20 мГн .......2,5
• от 20 мГн до 150 мГн.......5
• от 150 мГн до 999 мГн.......20
• Дискретность отсчета индуктивности, мкГн: от 8 до 999 мкГн .......0,1
• от 1 до 999 мГн.......10
• Напряжение питания, В .......5
• Ток потребления, мА.......8

Интервал допустимых значений измеряемой индуктивности ограничен программно. В принципе, возможно измерение и за пределами этого интервала, особенно в сторону больших значений, однако там существенно растет погрешность.

В приставке применены только компоненты для поверхностного монтажа, что позволило разместить их на печатной плате размерами 22x65 мм, чертеж которой показан на рис. 2. Резисторы и конденсаторы - типоразмера 1206.

Рис. 2. Печатная плата приставки

Применять в качестве С1 (входит в измерительный колебательный контур) конденсатор с номинальной емкостью, отличающейся от указанной на схеме, недопустимо, поскольку это может привести к сбоям в работе программы. Но подбирать его емкость с большой точностью нет необходимости. Подборка заменена программной калибровкой прибора. Однако желательно установить здесь конденсатор с минимальным ТКЕ, например, с диэлектриком NPO.

Готовую плату поместите в корпус подходящих размеров. Для подключения измеряемой индуктивности удобно использовать двухконтактный пружинный зажим для акустических систем.

В самом комбинированном приборе необходимо выполнить доработку, описанную в [3], если она не была сделана ранее. После нее на контакте 2 разъема XS1 должно присутствовать напряжение +5 В. Коды из прилагаемого файла Osc-L-_2_04.hex следует загрузить в FLASH-память микроконтроллера.

После подключения приставки и подачи питания на ЖКИ прибора появится главное меню (рис. 3). Для входа в режим измерения индуктивности нужно дважды нажать на клавишу "ГН". Первое переведет прибор в режим генератора, а второе - в режим измерения индуктивности. В верхней части экрана ЖКИ будет выведено название режима, а в его нижней строке - подсказка, из которой следует, что для выполнения калибровки должна быть нажата клавиша 2, а для измерения индуктивности - клавиша D.

Рис. 3. Главное меню

Калибровка обязательна перед первым использованием прибора. В дальнейшем ее следует проводить только после ремонта прибора или приставки, а также при сомнении в правильности результатов измерения.

Несколько слов о содержании калибровки. Для вычисления индуктивности по рассмотренной в начале статьи формуле необходимо знать точное значение емкости колебательного контура. Но кроме емкости конденсатора C1, в нее входят и другие составляющие - паразитные емкости других компонентов и емкость монтажа. При первом запуске программы истинное значение контурной емкости программе неизвестно и она оперирует номинальным значением емкости конденсатора C1 22000 пФ. Задача калибровки - вычислить истинную емкость колебательного контура приставки, чтобы в дальнейшем в ходе измерений использовать это значение.

Для этого нужно подключить к приставке в качестве L_x катушку точно известной индуктивности L_обр. Измерив частоту сигнала, генерируемого приставкой с такой катушкой, вычислить истинную емкость колебательного контура по формуле

C = 25330/(L_обр.·F²)

Полученное в ходе калибровки значение этой емкости программа записывает в EEPROM микроконтроллера и в дальнейшем использует для вычисления индуктивности. Точность калибровки, а значит, и последующих измерений зависит от точности значения образцовой индуктивности. Поэтому нужно знать его с погрешностью не более 1...2 %, например, измерив поверенным прибором соответствующего класса точности.

При запуске калибровки на экран выводится сообщение (рис. 4) с предложением подключить к приставке образцовую индуктивность, ввести ее значение и выполнить калибровку, либо отказаться от нее. Рекомендуется выбирать образцовую индуктивность в указанных на экране пределах, так как в этом случае погрешность измерения минимальна. Если в процессе ввода значения допущена ошибка, то можно, нажав на клавишу #, ввести его заново.

Рис. 4. Сообщение при запуске калибровки

Выполнив калибровку, прибор автоматически измеряет образцовую индуктивность и выводит на экран ее значение (рис. 5). При отказе от калибровки измерение образцовой индуктивности также будет выполнено, но некалиброванным прибором с недостоверным результатом.

Рис. 5. Значение измеряемой индуктивности на экране прибора

Для измерения неизвестной индуктивности нужно подключить ее к приставке и нажать на клавишу D прибора. При попытке измерить индуктивность, значение которой выходит за допустимые для прибора пределы, на экран будет выведено сообщение об отказе от измерения по этой причине.

Выходят из режима измерения индуктивности нажатием на одну из клавиш ОС, ЛА или ГН, переводящих прибор в соответствующие режимы работы.

Доработанная программа микроконтроллера: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip.

Литература

1. Савченко А. Комбинированный прибор на базе микроконтроллера ATxmega. - Радио, 2014, № 4, с. 18-22; № 5 с. 22-25.
2. Савченко А. Усовершенствование комбинированного прибора на базе микроконтроллера ATxmega. - Радио, 2015, № 3, с. 29-34.
3. Савченко А. Новые режимы в комбинированном измерительном приборе. - Радио, 2015, №9, с. 17-19.
4. Беленецкий С. Приставка для измерения индуктивности в практике радиолюбителя. - Радио, 2005, № 5, с. 26-28.
5. Зорин С., Королева И. Радиолюбительский частотомер. - Радио, 2002, № 6, с. 28, 29; № 7, с. 39, 40.

Автор: А. Савченко

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Новый тип инфракрасных поляритонов 28.08.2021 Международная группа ученых сообщила о первом наблюдении призрачных поляритонов, которые представляют собой новую форму поверхностных волн, несущих наноразмерный свет, сильно связанных с колебаниями материала и обладающих свойствами сильно коллимированного распространения. Исследовательская группа наблюдала эти явления на обычном материале - кальците - и показала, как призрачные поляритоны могут облегчить превосходный контроль инфракрасного наносвета для зондирования, обработки сигналов, сбора энергии и других технологий. В последние годы нанофотоника в инфракрасном и терагерцовом диапазонах стала важной для высокочувствительных, сверхкомпактных технологий с низкими потерями для биомолекулярной и химической диагностики, датчиков, связи и других приложений. Платформы из наноматериалов, которые могут способствовать усиленному взаимодействию легкой материи на этих частотах, стали важными для этих технологий. В недавних работах использовались низкоразмерные ван-дер-ваальсовы материалы, такие как графен, гексагональный нитрид бора и триоксид молибдена в альфа-фазе (альфа-MoO3), из-за их весьма экзотической реакции на ограниченный свет на наноуровне. Однако эти появляющиеся наноматериалы требуют сложных методов нанопроизводства, что препятствует крупномасштабным нанофотонным технологиям. Поляритоника - это наука и технология использования сильных взаимодействий света с веществом, и она произвела революцию в оптических науках за последние несколько лет. "Мы использовали сканирующую ближнепольную оптическую микроскопию рассеивающего типа (s-SNOM), чтобы исследовать эти призрачные поляритоны, - сказал первый автор Вейлян Ма, доктор философии, кандидат в HUST. - Удивительно, но мы продемонстрировали лучевое распространение наносвета на расстоянии до 20 микрометров, что является рекордным расстоянием для поляритонных волн при комнатной температуре".

Другие интересные новости:

▪ Управлять сверхинтеллектуальным ИИ будет невозможно

▪ Простой переходник превратит обычные наушники в умные

▪ Самый большой в мире жидкокристаллический экран с TFT управлением

▪ Направление, в котором падает антиматерия

▪ Или рыба, или хлеб

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Мотоблок с тележкой. Чертеж, описание

▪ статья Кто отбил нос у Сфинкса? Подробный ответ

▪ статья Контролер автостоянки. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель на полевых транзисторах (историческая схема). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цветок, меняющий окраску. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026