วงจรอย่างง่ายสำหรับการวัด lc อุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นขนาดกะทัดรัด - มิเตอร์ L, C, ESR, เครื่องกำเนิดสัญญาณโพรบ

โปรเจ็กต์นี้เป็นมิเตอร์ LC แบบธรรมดาที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F682A ราคาถูกยอดนิยม มันคล้ายกับอีกอันหนึ่งที่เพิ่งเผยแพร่ที่นี่ โดยทั่วไปแล้ว คุณสมบัติดังกล่าวหาได้ยากในมัลติมิเตอร์แบบดิจิทัลเชิงพาณิชย์ราคาประหยัด และหากบางคนยังสามารถวัดความจุได้ การเหนี่ยวนำก็ไม่สามารถวัดได้อย่างแน่นอน ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยมือของคุณเองโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากไม่มีอะไรซับซ้อนในวงจร ใช้คอนโทรลเลอร์ PIC และไฟล์บอร์ดที่จำเป็นทั้งหมดและไฟล์ HEX สำหรับการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์มีอยู่ที่ลิงค์

นี่คือแผนภาพวงจรของมิเตอร์ LC

สำลักที่ 82uH ปริมาณการใช้ทั้งหมด (พร้อมแบ็คไลท์) 30 mA ตัวต้านทาน R11 จะจำกัดแสงพื้นหลัง และต้องมีขนาดตามการใช้กระแสไฟจริงของโมดูล LCD

มิเตอร์ต้องใช้แบตเตอรี่ 9V ดังนั้นจึงใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า 78L05 ที่นี่ เพิ่มโหมดสลีปอัตโนมัติสำหรับวงจรด้วย เวลาในโหมดการทำงานสอดคล้องกับค่าของตัวเก็บประจุ C10 ที่ 680nF ในกรณีนี้คือ 10 นาที MOSFET Q2 สามารถถูกแทนที่ด้วย BS170

ในระหว่างขั้นตอนการตั้งค่า เป้าหมายต่อไปคือการรักษาปริมาณการใช้กระแสไฟให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ด้วยการเพิ่มค่า R11 เป็น 1.2 kΩ ซึ่งควบคุมไฟแบ็คไลท์ กระแสไฟทั้งหมดของอุปกรณ์จึงลดลงเหลือ 12 mA เป็นไปได้ที่จะลดมันให้มากกว่านี้อีก แต่ทัศนวิสัยแย่ลงมาก

ผลลัพธ์จากการประกอบอุปกรณ์

ภาพถ่ายเหล่านี้แสดงการใช้งานมิเตอร์ LC ตัวแรกมีตัวเก็บประจุ 1nF/1% และตัวที่สองมีตัวเหนี่ยวนำ 22uH/10% อุปกรณ์มีความละเอียดอ่อนมาก - เมื่อเราติดตั้งโพรบจะมี 3-5 pF บนจอแสดงผลอยู่แล้ว แต่จะถูกกำจัดออกไปเมื่อทำการปรับเทียบด้วยปุ่ม แน่นอนคุณสามารถซื้อมิเตอร์สำเร็จรูปที่มีฟังก์ชั่นคล้ายกันได้ แต่การออกแบบนั้นเรียบง่ายมากจนไม่มีปัญหาในการบัดกรีด้วยตัวเอง

อภิปรายบทความ LC METER

เราพิจารณาวงจรสำหรับวัดความจุของตัวเก็บประจุและความเหนี่ยวนำของขดลวดซึ่งสร้างจากทรานซิสเตอร์เพียง 5 ตัว และแม้จะเรียบง่ายและเข้าถึงได้ แต่ก็ช่วยให้สามารถกำหนดความจุและความเหนี่ยวนำของขดลวดด้วยความแม่นยำที่ยอมรับได้ในช่วงกว้าง มีช่วงย่อยสี่ช่วงสำหรับตัวเก็บประจุและมีช่วงย่อยมากถึงห้าช่วงสำหรับคอยล์ หลังจากขั้นตอนการสอบเทียบที่ค่อนข้างง่ายโดยใช้ทริมเมอร์สองตัว ข้อผิดพลาดสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 3% ซึ่งคุณเห็นแล้วว่าไม่เลวเลยสำหรับผลิตภัณฑ์วิทยุสมัครเล่นแบบโฮมเมด

ฉันเสนอให้ประสานวงจรมิเตอร์ LC แบบง่าย ๆ นี้ด้วยมือของคุณเอง พื้นฐานของผลิตภัณฑ์วิทยุสมัครเล่นแบบโฮมเมดคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำจากส่วนประกอบ VT1, VT2 และวิทยุของสายรัด ความถี่ในการทำงานถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของวงจรออสซิลเลเตอร์ LC ซึ่งประกอบด้วยความจุที่ไม่รู้จักของตัวเก็บประจุ Cx และคอยล์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน L1 ในโหมดกำหนดความจุที่ไม่รู้จัก - ต้องปิดหน้าสัมผัส X1 และ X2 และ ในโหมดการวัดความเหนี่ยวนำ Lx จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับคอยล์ L1 และตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนาน C1

ด้วยการเชื่อมต่อองค์ประกอบที่ไม่รู้จักเข้ากับมิเตอร์ LC เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มทำงานที่ความถี่หนึ่งซึ่งบันทึกโดยเครื่องวัดความถี่ธรรมดาที่ประกอบกับทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 จากนั้นค่าความถี่จะถูกแปลงเป็นกระแสตรง ซึ่งจะเบี่ยงเบนเข็มไมโครแอมมิเตอร์

การประกอบวงจรมิเตอร์วัดความเหนี่ยวนำ ขอแนะนำให้เก็บสายเชื่อมต่อให้สั้นที่สุดเพื่อเชื่อมต่อองค์ประกอบที่ไม่รู้จัก หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการประกอบทั่วไปแล้วจำเป็นต้องปรับเทียบโครงสร้างทุกช่วง

การสอบเทียบทำได้โดยการเลือกความต้านทานของตัวต้านทานการตัดแต่ง R12 และ R15 เมื่อเชื่อมต่อกับขั้วการวัดขององค์ประกอบรังสีด้วยค่าที่ทราบก่อนหน้านี้ เนื่องจากในช่วงหนึ่งค่าของตัวต้านทานการตัดแต่งจะเป็นหนึ่งและในอีกช่วงหนึ่งจะแตกต่างกันจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าเฉลี่ยสำหรับทุกช่วงและข้อผิดพลาดในการวัดไม่ควรเกิน 3%

มิเตอร์ LC ที่มีความแม่นยำพอสมควรนี้สร้างขึ้นบนไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F628A การออกแบบมิเตอร์ LC นั้นใช้มิเตอร์ความถี่ที่มีออสซิลเลเตอร์ LC ซึ่งความถี่จะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับค่าที่วัดได้ของการเหนี่ยวนำหรือความจุ และผลที่ได้จะคำนวณ ความแม่นยำของความถี่ถึง 1 Hz

จำเป็นต้องใช้รีเลย์ RL1 เพื่อเลือกโหมดการวัด L หรือ C ตัวนับทำงานตามสมการทางคณิตศาสตร์ สำหรับไม่ทราบทั้งสอง ลและ ค, สมการที่ 1 และ 2 เป็นสมการทั่วไป

การสอบเทียบ

เมื่อเปิดเครื่อง อุปกรณ์จะถูกปรับเทียบโดยอัตโนมัติ โหมดการทำงานเริ่มต้นคือการเหนี่ยวนำ รอสองสามนาทีเพื่อให้วงจรอุปกรณ์อุ่นขึ้น จากนั้นกดสวิตช์สลับ "ศูนย์" เพื่อปรับเทียบใหม่ จอแสดงผลควรแสดงค่า ดัชนี = 0.00. ตอนนี้ให้เชื่อมต่อค่าตัวเหนี่ยวนำทดสอบ เช่น 10uH หรือ 100uH เครื่องวัด LC ควรแสดงการอ่านที่แม่นยำ มีจัมเปอร์สำหรับกำหนดค่าตัวนับ เจพี1~เจพี4.

โครงการมิเตอร์วัดความเหนี่ยวนำที่นำเสนอด้านล่างนี้ง่ายต่อการทำซ้ำและประกอบด้วยส่วนประกอบวิทยุขั้นต่ำ ช่วงการวัดความเหนี่ยวนำ: - 10nG - 1,000nG; 1 ไมโครกรัม - 1,000 ไมโครกรัม; 1มก. - 100มก. ช่วงการวัดความจุ:- 0.1pF - 1000pF - 1nF - 900nF

อุปกรณ์ตรวจวัดรองรับการสอบเทียบอัตโนมัติเมื่อเปิดเครื่อง ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ระหว่างการสอบเทียบด้วยตนเอง แน่นอน คุณสามารถปรับเทียบมิเตอร์ใหม่ได้ตลอดเวลาเพียงกดปุ่มรีเซ็ต อุปกรณ์มีการเลือกช่วงการวัดอัตโนมัติ

ไม่จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบวิทยุที่มีความแม่นยำหรือมีราคาแพงในการออกแบบอุปกรณ์ สิ่งเดียวคือคุณต้องมีความจุ "ภายนอก" หนึ่งรายการซึ่งเป็นค่าเล็กน้อยที่ทราบได้อย่างแม่นยำ ตัวเก็บประจุสองตัวที่มีความจุ 1,000 pF ควรมีคุณภาพปกติ ขอแนะนำให้ใช้โพลีสไตรีน และตัวเก็บประจุ 10 µF สองตัวควรเป็นแทนทาลัม

ต้องใช้ควอตซ์ที่ความถี่ 4,000 MHz พอดี ความถี่ไม่ตรงกันทุกๆ 1% จะส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด 2% รีเลย์ที่มีกระแสคอยล์ต่ำเพราะว่า ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงกว่า 30 mA ได้ อย่าลืมวางไดโอดขนานกับคอยล์รีเลย์เพื่อระงับกระแสย้อนกลับและลดการสะท้อน

เฟิร์มแวร์ของแผงวงจรพิมพ์และไมโครคอนโทรลเลอร์จากลิงค์ด้านบน

แหล่งที่มา:นิตยสารวิทยุ ฉบับที่ 7 2547

ในการปฏิบัติของนักวิทยุสมัครเล่น การวัดพารามิเตอร์ขององค์ประกอบวิทยุที่ใช้เป็นขั้นตอนพื้นฐานแรกในการบรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้เมื่อสร้างวิศวกรรมวิทยุหรือระบบอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเรื่องยากมากที่จะบอกว่าบ้านที่สร้างจากอิฐเหล่านี้มีคุณสมบัติอย่างไรโดยไม่ทราบคุณสมบัติของ "อิฐพื้นฐาน" บทความนี้ให้คำอธิบายแก่ผู้อ่านเกี่ยวกับอุปกรณ์ตรวจวัดง่ายๆ ที่นักวิทยุสมัครเล่นทุกคนควรมีในห้องปฏิบัติการของเขา

หลักการทำงานของมิเตอร์ LC ที่เสนอนั้นขึ้นอยู่กับการวัดพลังงานที่สะสมในสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุและสนามแม่เหล็กของขดลวด นับเป็นครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบสมัครเล่น วิธีนี้ได้รับการอธิบายในและในปีต่อๆ มา โดยมีการดัดแปลงเล็กน้อย จึงได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบเครื่องวัดความเหนี่ยวนำและความจุไฟฟ้าหลายแบบ การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และตัวบ่งชี้ LCD ในการออกแบบนี้ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ที่เรียบง่าย ขนาดเล็ก ราคาถูก และใช้งานง่ายซึ่งมีความแม่นยำในการวัดค่อนข้างสูง เมื่อทำงานกับอุปกรณ์คุณไม่จำเป็นต้องควบคุมการควบคุมใด ๆ คุณเพียงแค่ต้องเชื่อมต่อองค์ประกอบที่วัดและอ่านการอ่านจากตัวบ่งชี้

ข้อมูลจำเพาะ

ช่วงความจุที่วัดได้............0.1pF...5μF
ช่วงความเหนี่ยวนำที่วัดได้........0.1 µH...5 H
ข้อผิดพลาดของค่าที่วัดได้ ไม่เกิน %.........±3
แรงดันไฟฟ้า, V......7.5...9
ปริมาณการใช้ปัจจุบัน mA ไม่มากแล้ว............................15
การเลือกช่วงอัตโนมัติ
ซอฟต์แวร์แก้ไขเป็นศูนย์
ขนาด มม.............140x40x30

แผนผังของอุปกรณ์แสดงอยู่ใน ข้าว. 1

สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้นรูปทรงสี่เหลี่ยมจากพิน 6 (PB1) ของไมโครคอนโทรลเลอร์ DD1 ผ่านองค์ประกอบบัฟเฟอร์ด้านล่าง DD2 สามตัวในวงจรจะถูกส่งไปยังส่วนการวัดของอุปกรณ์ ในระหว่างระดับไฟฟ้าแรงสูง ตัวเก็บประจุ Cx ที่วัดได้จะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทาน R9 และไดโอด VD6 และในระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำ ตัวเก็บประจุจะคายประจุผ่าน R9 และ VD5 กระแสไฟฟ้าคายประจุเฉลี่ยซึ่งแปรผันตามค่าความจุที่วัดได้ จะถูกแปลงโดยอุปกรณ์เป็นแรงดันไฟฟ้าโดยใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ DA1 ตัวเก็บประจุ C5 และ C7 ทำให้ระลอกคลื่นเรียบขึ้น ตัวต้านทาน R14 ใช้เพื่อปรับ op-amp เป็นศูนย์อย่างแม่นยำ

เมื่อทำการวัดความเหนี่ยวนำในระดับสูง กระแสในคอยล์จะเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่กำหนดโดยตัวต้านทาน R10 และในระดับต่ำ กระแสที่สร้างขึ้นโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าความเหนี่ยวนำในตัวเองของคอยล์ที่วัดจะเข้าสู่อินพุตของไมโครวงจร DA1 ผ่าน VD4 และ R11

ดังนั้นที่แรงดันไฟฟ้าและความถี่สัญญาณคงที่แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต op-amp จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าของความจุหรือตัวเหนี่ยวนำที่วัดได้ แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จจนเต็มในช่วงครึ่งหนึ่งของช่วงเวลาของแรงดันไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้น และคายประจุจนหมดในช่วงอีกครึ่งหนึ่งด้วย เช่นเดียวกับตัวเหนี่ยวนำ กระแสในนั้นจะต้องมีเวลาในการเพิ่มเป็นค่าสูงสุดและลดลงเหลือศูนย์ เงื่อนไขเหล่านี้สามารถมั่นใจได้โดยการเลือกตัวต้านทาน R9-R11 ที่เหมาะสมและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้น

แรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับค่าพารามิเตอร์ขององค์ประกอบที่กำลังวัดนั้นจ่ายจากเอาต์พุต op-amp ผ่านตัวกรอง R6C2 ไปยัง ADC สิบบิตในตัวของไมโครคอนโทรลเลอร์ DD1 ตัวเก็บประจุ C1 เป็นตัวกรองแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงภายในของ ADC

องค์ประกอบสามอันดับแรกในวงจร ได้แก่ DD2 รวมถึง VD1, VD2, C4, C11 ใช้เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า -5 V ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของ op-amp

อุปกรณ์จะแสดงผลการวัดบนจอ LCD HG1 เจ็ดส่วนสิบหลัก (KO-4V ผลิตโดย Telesystems ใน Zelenograd) ตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันนี้ใช้ในโทรศัพท์ PANAPHONE

เพื่อเพิ่มความแม่นยำ อุปกรณ์มีช่วงย่อยการวัดเก้าช่วง ความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้นในย่านความถี่ย่อยแรกคือ 800 kHz ที่ความถี่นี้ จะวัดตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงถึงประมาณ 90 pF และคอยล์ที่มีความเหนี่ยวนำสูงถึง 90 μH ในแต่ละช่วงย่อยที่ตามมา ความถี่จะลดลง 4 เท่า และขีดจำกัดการวัดจะถูกขยายตามจำนวนที่เท่ากัน ในแถบย่อยที่เก้าความถี่คือ 12 Hz ซึ่งรับประกันการวัดตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงถึง 5 μF และขดลวดที่มีความเหนี่ยวนำสูงถึง 5 H อุปกรณ์จะเลือกช่วงย่อยที่ต้องการโดยอัตโนมัติ และหลังจากเปิดเครื่อง การวัดจะเริ่มจากช่วงย่อยที่เก้า ในระหว่างกระบวนการสลับ หมายเลขย่านความถี่ย่อยจะแสดงบนตัวบ่งชี้ ซึ่งช่วยให้คุณระบุได้ว่าจะทำการวัดความถี่ใด

หลังจากเลือกช่วงย่อยที่ต้องการแล้ว ผลลัพธ์การวัดเป็น pF หรือ μH จะแสดงบนตัวบ่งชี้ เพื่อความสะดวกในการอ่าน เศษสิบของ pF (μH) และหน่วยของ μF (H) จะถูกคั่นด้วยช่องว่าง และผลลัพธ์จะถูกปัดเศษให้เป็นตัวเลขนัยสำคัญสามตัว

LED สีแดง HL1 ใช้เป็นสเตบิสเตอร์ 1.5 V เพื่อจ่ายไฟให้กับตัวบ่งชี้ ปุ่ม SB1 ใช้สำหรับซอฟต์แวร์แก้ไขค่าศูนย์ ซึ่งช่วยชดเชยความจุและความเหนี่ยวนำของขั้วต่อและสวิตช์ SA1 สวิตช์นี้สามารถกำจัดได้โดยการติดตั้งเทอร์มินัลแยกต่างหากสำหรับเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำและความจุที่วัดได้ แต่จะไม่สะดวกในการใช้งาน ตัวต้านทาน R7 ได้รับการออกแบบมาเพื่อคายประจุตัวเก็บประจุ C9 และ C10 อย่างรวดเร็วเมื่อปิดเครื่อง หากไม่มีการเปิดใช้งานอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าตัวบ่งชี้ทำงานได้อย่างถูกต้องจะทำได้ไม่ช้ากว่า 10 วินาทีซึ่งค่อนข้างไม่สะดวกในระหว่างการใช้งาน

ทุกส่วนของอุปกรณ์ ยกเว้นสวิตช์ SA1 จะถูกติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ด้านเดียว ซึ่งแสดงอยู่ใน ข้าว. 2.

ไฟแสดง HG1 และปุ่ม SB1 ได้รับการติดตั้งไว้ที่ด้านติดตั้งและแสดงอยู่ที่แผงด้านหน้า ความยาวของสายไฟไปยังสวิตช์ SA1 และขั้วอินพุตไม่ควรเกิน 2...3 ซม. ไดโอด VD3-VD6 เป็นความถี่สูงที่มีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำคุณสามารถใช้ D311, D18, D20 ตัวต้านทานทริมเมอร์ R11, R12, R14 เป็นชนิดขนาดเล็ก SPZ-19 การแทนที่ R11 ด้วยตัวต้านทานแบบลวดพันเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ เนื่องจากจะทำให้ความแม่นยำในการวัดลดลง ไมโครเซอร์กิต 140UD1208 สามารถถูกแทนที่ด้วย op-amp อื่นๆ ที่มีวงจรการตั้งค่าเป็นศูนย์และสามารถทำงานได้จากแรงดันไฟฟ้า ±5 V และสามารถเปลี่ยน K561LN2 ด้วยไมโครวงจร CMOS ใดๆ ของ 1561, 1554, 74NS, ซีรีส์ 74AC ซึ่งมีอินเวอร์เตอร์ 6 ตัว เช่น 74NS14 การใช้ TTL ซีรีส์ 155, 555, 1533 ฯลฯ ไม่เป็นที่พึงปรารถนา ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATtinyl 5L จาก ATMEL ไม่มีอะนาล็อกและแทนที่ด้วยประเภทอื่น เช่น AT90S2313 ยอดนิยม ซึ่งเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการปรับโปรแกรม

ไม่ควรลดระดับความจุของตัวเก็บประจุ C4, C5, C11 สวิตช์ SA1 ควรมีขนาดเล็กและมีความจุระหว่างพินน้อยที่สุด

เมื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ ควรปล่อยให้บิต FUSE ทั้งหมดเป็นค่าเริ่มต้น: BODLEVEL=0, BODEN=1, SPIEN=0, RSTDISBL=1, CKSEL1 ...0=00 ไบต์การสอบเทียบจะต้องเขียนลงในไบต์ต่ำของโปรแกรมตามที่อยู่ $000F ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการตั้งค่าความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ 1.6 MHz อย่างแม่นยำ และความถี่ของแรงดันไฟฟ้าขับเคลื่อนสำหรับวงจรการวัดในช่วงแรก 800 kHz ตามลำดับ ในสำเนา ATtinyl 5L ที่ผู้เขียนมี ไบต์สำหรับการสอบเทียบจะเท่ากับ 8 พันล้านดอลลาร์ สามารถดาวน์โหลดรหัสเฟิร์มแวร์ไมโครคอนโทรลเลอร์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ ftp ของนิตยสาร Radio ได้ (ดู ), หรือ .

สำหรับการตั้งค่าจำเป็นต้องเลือกคอยล์และตัวเก็บประจุหลายตัวที่มีค่าพารามิเตอร์ในช่วงการวัดของอุปกรณ์และมีความทนทานต่อการเบี่ยงเบนขั้นต่ำตามค่าที่ระบุ หากเป็นไปได้ ควรวัดค่าที่แน่นอนโดยใช้เครื่องวัด LC ทางอุตสาหกรรม สิ่งเหล่านี้จะเป็นองค์ประกอบ "โมเดล" ของคุณ เมื่อพิจารณาว่าสเกลมิเตอร์เป็นแบบเส้นตรง โดยหลักการแล้ว ตัวเก็บประจุหนึ่งตัวและขดลวดหนึ่งตัวก็เพียงพอแล้ว แต่จะดีกว่าถ้าควบคุมทั้งช่วง โช้คมาตรฐานของประเภท DM และ DP เหมาะอย่างยิ่งกับคอยล์รุ่น

เมื่อกำหนดค่าอุปกรณ์ในโหมดการวัดความจุแล้ว คุณควรย้าย SA1 ไปที่ตำแหน่งด้านล่างตามแผนภาพ ปิดแจ็คอินพุตแล้วกด SB1 หลังจากการแก้ไขเป็นศูนย์ ให้เชื่อมต่อคอยล์อ้างอิงเข้ากับอินพุตและใช้ตัวต้านทาน R11 เพื่อตั้งค่าการอ่านที่ต้องการ ราคาของหลักที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดคือ 0.1 μH ในกรณีนี้คุณควรทราบว่าความต้านทานของ R11 อยู่ที่อย่างน้อย 800 โอห์ม มิฉะนั้นคุณควรลดความต้านทานของตัวต้านทาน R10 หาก R11 มากกว่า 1 kOhm จะต้องเพิ่ม R10 เช่น R10 และ R11 จะต้องใกล้เคียงกันด้วยค่าที่กำหนด การตั้งค่านี้ทำให้แน่ใจได้ว่าเวลาคงที่โดยประมาณสำหรับการ "ชาร์จ" และ "การคายประจุ" คอยล์ และทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขั้นต่ำ

ข้อผิดพลาดไม่เลวร้ายไปกว่า ±2...3% เมื่อทำการวัดตัวเก็บประจุสามารถทำได้โดยไม่ยาก แต่เมื่อวัดขดลวด ทุกอย่างค่อนข้างซับซ้อนกว่าเมื่อทำการวัดคอยล์ การเหนี่ยวนำของขดลวดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ - ความต้านทานแบบแอคทีฟของขดลวด, การสูญเสียในวงจรแม่เหล็กเนื่องจากกระแสไหลวน, ฮิสเทรีซิส, การซึมผ่านของแม่เหล็กของเฟอร์ริกแม่เหล็กแบบไม่เชิงเส้นขึ้นอยู่กับความแรงของสนามแม่เหล็ก ฯลฯ เมื่อทำการวัด ขดลวดสัมผัสกับสนามแม่เหล็กภายนอกต่างๆ และเฟอร์โรแมกเนติกจริงทั้งหมดมีค่าการเหนี่ยวนำตกค้างค่อนข้างสูง กระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการทำให้เป็นแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กมีการอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมใน อันเป็นผลมาจากอิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมด การอ่านค่าของอุปกรณ์เมื่อทำการวัดความเหนี่ยวนำของคอยล์บางตัวอาจไม่ตรงกับการอ่านค่าของอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่วัดความต้านทานเชิงซ้อนที่ความถี่คงที่ แต่อย่ารีบวิพากษ์วิจารณ์อุปกรณ์นี้และผู้แต่ง คุณเพียงแค่ต้องคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของหลักการวัดด้วย สำหรับขดลวดที่ไม่มีแกนแม่เหล็ก สำหรับแกนแม่เหล็กแบบเปิด และสำหรับแกนแม่เหล็กที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกที่มีช่องว่าง ความแม่นยำในการวัดจะค่อนข้างน่าพอใจหากความต้านทานแบบแอกทีฟของขดลวดไม่เกิน 20...30 โอห์ม ซึ่งหมายความว่าสามารถวัดความเหนี่ยวนำของคอยล์และโช้คของอุปกรณ์ความถี่สูง หม้อแปลงสำหรับสวิตชิ่งจ่ายไฟ ฯลฯ ได้อย่างแม่นยำมาก

แต่เมื่อทำการวัดค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดขนาดเล็กที่มีการหมุนของลวดเส้นเล็กจำนวนมากและวงจรแม่เหล็กแบบปิดโดยไม่มีช่องว่าง (โดยเฉพาะจากเหล็กหม้อแปลง) จะเกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ แต่ในอุปกรณ์จริง สภาพการทำงานของคอยล์อาจไม่สอดคล้องกับอุดมคติที่มั่นใจได้เมื่อทำการวัดความต้านทานที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่นค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดของหม้อแปลงตัวใดตัวหนึ่งที่ผู้เขียนสามารถใช้ได้ซึ่งวัดด้วยเครื่องวัด LC อุตสาหกรรมมีค่าประมาณ 3 H เมื่อใช้กระแสไบแอส DC เพียง 5 mA การอ่านค่าจะอยู่ที่ประมาณ 450 mH กล่าวคือ ค่าความเหนี่ยวนำลดลง 7 เท่า! แต่ในอุปกรณ์ที่ใช้งานจริง กระแสที่ผ่านขดลวดมักจะมีส่วนประกอบคงที่เกือบตลอดเวลา มิเตอร์ที่อธิบายไว้แสดงค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดของหม้อแปลงนี้อยู่ที่ 1.5 H และก็ต้องรอดูกันต่อไปว่าตัวเลขใดจะใกล้เคียงกับสภาพการทำงานจริงมากขึ้น

ทั้งหมดข้างต้นเป็นจริงในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่นสำหรับเครื่องวัด LC สมัครเล่นทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น เพียงแต่ว่าผู้เขียนของพวกเขาเงียบเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างถ่อมตัว ด้วยเหตุนี้ ฟังก์ชั่นการวัดความจุจึงมีอยู่ในมัลติมิเตอร์ราคาไม่แพงหลายรุ่น ในขณะที่อุปกรณ์มืออาชีพราคาแพงและซับซ้อนเท่านั้นที่สามารถวัดค่าตัวเหนี่ยวนำได้ ในสภาพมือสมัครเล่นมันเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างเครื่องวัดความต้านทานที่ซับซ้อนที่ดีและแม่นยำคุณสามารถซื้อเครื่องวัดทางอุตสาหกรรมได้ง่ายกว่าหากคุณต้องการมันจริงๆ หากเป็นไปไม่ได้ด้วยเหตุผลใดก็ตาม ฉันคิดว่าการออกแบบที่นำเสนอสามารถประนีประนอมได้ดีโดยมีอัตราส่วนราคา คุณภาพ และความสะดวกในการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด

วรรณกรรม

Stepanov A. เครื่องวัด LC แบบธรรมดา - วิทยุ, 1982, ╧ 3, น. 47, 48.
Semenov B. อิเล็กทรอนิกส์กำลัง - ม.: SOLON-R, 2001.

แม้ว่าฉันจะมีสะพานอัตโนมัติ E7-8 แบบมืออาชีพ แต่มันก็ใหญ่และหนักเกินไป - 35 กก.!

ดังนั้นฉันจึงอยากลองทำมิเตอร์ LC อย่างง่ายบนไมโครคอนโทรลเลอร์ วงจรที่ง่ายที่สุด (แต่อ้างว่ามีคุณภาพดี) พบได้ในไมโครคอนโทรลเลอร์ 16F84A, LM311N และตัวบ่งชี้ LCD ประเภท 1601 ที่ล้าสมัย แต่มีราคาไม่แพงนัก

แผงวงจรพิมพ์ขนาด 90x65 มม. ของมิเตอร์ LC นี้จาก YL2GL (ฉันไม่ได้ติดตั้งจัมเปอร์ J3 บนบอร์ด (ไม่จำเป็น) - ไฟแบ็คไลท์ของตัวบ่งชี้ LCD 1601 หากมีก็จะเปิดตลอดเวลา!) : :

มุมมองของชิ้นส่วนบางส่วนที่ออกแบบแผงวงจรพิมพ์:

หนึ่งในตัวเลือกสำหรับแผงวงจรพิมพ์ LC มิเตอร์ที่ทำโดยใช้วิธี LUT:

ไฟล์เฟิร์มแวร์สี่เวอร์ชันในรูปแบบ *.hex สำหรับการเขียนโปรแกรม PIC 16F84A จะถูกวางไว้ใน File Catalog ของไซต์ (แนะนำให้ใช้เฟิร์มแวร์เวอร์ชันที่สาม เนื่องจากเวอร์ชันที่มีการปรับเทียบอัตโนมัติของอุปกรณ์...):

การเขียนโปรแกรม PIC 16F84A สามารถทำได้โดยใช้โปรแกรมเมอร์ JDM ธรรมดาที่เชื่อมต่อกับพอร์ต COM1 ของคอมพิวเตอร์ (คุณต้องจำไว้ว่าโปรแกรมเมอร์ JDM ทำงานได้ดีกับคอมพิวเตอร์รุ่นเก่า แต่กับรุ่นใหม่ล่าสุด - ดูอัลคอร์และแล็ปท็อปโน้ตบุ๊กทุกประเภท อาจใช้งานไม่ได้เนื่องจากถูกบังคับให้จำกัดกระแสบนหน้าสัมผัสพอร์ต COM ดังนั้นให้มองหาคอมพิวเตอร์ที่จะทำงานร่วมกับโปรแกรมเมอร์ JDM โดยไม่มีปัญหาหรือสร้างโปรแกรมเมอร์ตามรูปแบบอื่น - ด้วยแหล่งจ่ายไฟภายนอก ):

และโปรแกรม ICprog

โดยคำนึงถึงการซื้อตัวบ่งชี้ LCD 1601 สำหรับ:

ฉันต้องการทราบจากแผนภาพอุปกรณ์ที่คุณต้องใส่ใจกับการมีหรือไม่มีตัวต้านทาน 10...12 โอห์มที่ติดตั้งบนแผงแสดงสถานะ LCD 1601 ในวงจรไฟแบ็คไลท์ หากไม่มีหายไปจะต้องบัดกรีแบบอนุกรมโดยมีไฟแบ็คไลท์ไม่เช่นนั้นคุณก็สามารถเบิร์นออกได้เมื่อติดตั้งจัมเปอร์ J3!

มีวงจรมิเตอร์ LC สองวงจรซึ่งแตกต่างกันในวงจรสำหรับเชื่อมต่อขดลวดรีเลย์แรงดันต่ำ ในวงจรที่สอง ขดลวดรีเลย์เชื่อมต่อกับกราวด์ผ่านตัวต้านทานดับและไม่ใช่ +5V:

เฟิร์มแวร์ PIC 16F84A มอบให้ภายใต้วงจรเวอร์ชันแรกซึ่งอยู่ที่จุดเริ่มต้นของบทความ แน่นอนว่าสามารถทำงานร่วมกับวงจรเวอร์ชันล่าสุดได้ แต่เครื่องหมาย "-" จะปรากฏขึ้นก่อนที่จะอ่านค่าความจุและตัวเหนี่ยวนำ

หลังจากประกอบมิเตอร์ LC แล้ว อุปกรณ์จะเริ่มทำงานในครั้งแรกที่เปิดเครื่อง สำหรับตัวบ่งชี้ LCD บรรทัดเดียว 1601 จะต้องปิดจัมเปอร์ J1 สำหรับสองบรรทัด ให้พิมพ์ 1602 - เปิดทิ้งไว้ ใช้ทริมเมอร์ 10K เพื่อปรับคอนทราสต์ของจอ LCD ยิ่งแถบเลื่อนตัวต้านทานอยู่ใกล้กราวด์มากเท่าใด คอนทราสต์ของจอแสดงผลก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

หลังจากเปิดครั้งแรก คุณต้องตรวจสอบความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เอาต์พุตของ LM311N โดยการปิดจัมเปอร์ J2 โดยที่สวิตช์ L/C อยู่ที่ตำแหน่ง C

ความถี่บนหน้าจอ LCD ควรอยู่ที่ประมาณ 550 kHz

จากนั้นใช้จัมเปอร์แบบสั้นเชื่อมต่อช่องเสียบอุปกรณ์ในโหมด L

อุปกรณ์เขียนว่า - การปรับเทียบและหลังจากนั้นวินาทีจะเข้าสู่โหมดการวัด: L=0.00 mkH

เรานำจัมเปอร์ออกมาใส่ค่าความเหนี่ยวนำอ้างอิงที่วัดได้เข้าไปในซ็อกเก็ตแล้วดูการอ่านค่าของอุปกรณ์ หากค่าแตกต่างจากที่เราวัดบนอุปกรณ์อ้างอิง เราจะเลือกค่าความเหนี่ยวนำที่ 82 μH ของอุปกรณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้โช้คที่มีความสามารถในการปรับความเหนี่ยวนำ (เฟรมเฟอร์ไรต์พร้อมแกนปรับ)

จากนั้นเราเปลี่ยนไปใช้โหมดการวัดความจุ C

ตัวแสดงสถานะ LCD จะแสดง C=x.x pF

กดปุ่ม SW1 สั้นๆ - การปรับเทียบ

มุมมองของชิ้นส่วนบางส่วนที่ออกแบบแผงวงจรพิมพ์:

หนึ่งในตัวเลือกสำหรับแผงวงจรพิมพ์ LC มิเตอร์ที่ทำโดยใช้วิธี LUT:

ไฟล์เฟิร์มแวร์สี่เวอร์ชันในรูปแบบ *.hex สำหรับการเขียนโปรแกรม PIC 16F84A จะถูกวางไว้ในแค็ตตาล็อกไฟล์ของไซต์ (แนะนำให้ใช้เฟิร์มแวร์เวอร์ชันที่สาม ซึ่งเป็นเวอร์ชันที่มีการปรับเทียบอัตโนมัติของอุปกรณ์เมื่อเปิดเครื่อง):

และโปรแกรม ICprog

โดยคำนึงถึงการซื้อตัวบ่งชี้ LCD 1601 สำหรับ:

ความถี่บนหน้าจอ LCD ควรอยู่ที่ประมาณ 550 kHz

การอ่านบนจอแสดงผลจะไม่มีศูนย์หนึ่ง - 55,000

หากคุณมีคอนเทนเนอร์ที่ระบุสเปรด 1% ไว้ คุณก็สามารถใช้ได้

ควรเริ่มตั้งค่าอุปกรณ์ในโหมดการวัดความจุ - C จะดีกว่า

กดปุ่ม SW1 - การสอบเทียบ

คำจารึกการปรับเทียบจะปรากฏบนหน้าจออุปกรณ์เป็นเวลาสั้นๆ และการอ่านบนหน้าจอจะถูกรีเซ็ตเป็น C=0.0 pF

เราใส่ความจุอ้างอิงลงในซ็อกเก็ตและหากการอ่านค่าเครื่องมือแตกต่างจากค่าที่ต้องการ จากนั้นเลือกความจุเป็นอนุกรมพร้อมกับหน้าสัมผัสของรีเลย์แรงดันต่ำ โดยทำการสอบเทียบอุปกรณ์ซ้ำในแต่ละครั้ง

เราก็ขอแนะนำเช่นกัน

กำลังโหลด...

บ้าน > ธนาคาร

วงจรอย่างง่ายสำหรับการวัด lc อุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นขนาดกะทัดรัด - มิเตอร์ L, C, ESR, เครื่องกำเนิดสัญญาณโพรบ

นี่คือแผนภาพวงจรของมิเตอร์ LC

ผลลัพธ์จากการประกอบอุปกรณ์

เราก็ขอแนะนำเช่นกัน