Einfache Amateurfunkgeräte zur Induktivitätsmessung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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In einer ausländischen Amateurfunkzeitschrift [1] wurden zwei Schemata von Geräten zur Messung der Induktivität veröffentlicht. Da diese Zeitschrift seit 1991 nicht mehr über das Sojuspechat-System in die GUS geliefert wird und die Schemata leicht zu wiederholen sind, ist es ratsam, die Leser der Zeitschrift kurz damit vertraut zu machen. Ich bin sicher, dass die Pläne für Funkamateure von praktischem Interesse sind.

In vielen Fällen der praktischen Tätigkeit von Funkamateuren ist es für sie interessant und in manchen Fällen notwendig, die Induktivität von Induktivitäten oder ähnlichen Funkkomponenten zu messen, die sie in ihren Entwürfen verwenden möchten. In den allermeisten Fällen stehen einfache Industriegeräte für diese Zwecke nicht zur Verfügung, während komplexe und dementsprechend teure Geräte für einen breiten Kreis von Funkamateuren unzugänglich sind. In beiden Fällen wird die Induktivität üblicherweise indirekt gemessen. Sie wird in eine „äquivalente“ Gleichspannung umgewandelt, wie es in der Schaltung von Abb. geschieht. 1, oder in eine frequenzabhängige Impulsspannung - Abb. 3.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Auf dem Element IC2-A ist der Hauptstromkreis des Generators aufgebaut (Abb. 1). Als IC2 wurde ein CD4584-Chip verwendet, der sechs Schmitt-Trigger enthält. Diese Mikroschaltung ist auf dem Radiomarkt zu finden, aber leider ist sie bei uns derzeit nicht sehr verbreitet. Wenn es Schwierigkeiten bei der Anschaffung gibt, empfiehlt es sich, die inländische Mikroschaltung 1564TL2 oder die importierte Mikroschaltung 54NS14 zu verwenden. K561TL1-Mikroschaltungen (1561TL1, 564TL1) sind sehr verbreitet, aber hinsichtlich der Anzahl der Schmitt-Trigger in einem Gehäuse sind sie weniger „geräumig“ – es gibt nur vier davon. Sie müssen zwei Gehäuse dieser Mikroschaltungen verwenden.

Die Ein- und Ausgänge von IC2-B-IC2-D sind parallel geschaltet. Dies geschieht, um den Ausgang des Hauptoszillators mit Strom zu versorgen, da dieser mit einer niederohmigen Induktivität Lk und einem Widerstand R2 belastet ist.

Die gemessene Induktivität wird an die Kontakte 1-2 der Klemme K3 angeschlossen. Über den Widerstand RZ wird die Spannung von der Induktivität Lk dem Eingang eines Wechselrichterpaares IC2-E und IC2-F zugeführt. Der Ausgang des letzten dieser Wechselrichter ist mit der Integrierschaltung R4C2 verbunden. Diese Schaltung glättet die Welligkeit der Ausgangsspannung von IC2-F, sodass wir an den Pins 1-2 des Ausgangsblocks K2 nahezu eine Gleichspannung erhalten. An diesen Block (K2) wird ein beliebiges hochohmiges Voltmeter angeschlossen, beispielsweise ein Amateurfunktester DT830-B.

Am K9-Block wird die das gesamte Gerät versorgende 1-V-Spannung zugeführt. Anschließend wird es durch IC5 Typ 1L78 auf 05 V stabilisiert. In der Praxis können Sie andere Arten von Stabilisatoren verwenden, die eine etwas höhere Ausgangsspannung haben, beispielsweise 7806 oder 7808.

Die Autoren des Artikels [1] hielten es für zweckmäßig, das Potential der unteren Platte des Kondensators C2 gemäß dem Schema relativ zum Schaltungsgehäuse leicht zu erhöhen und es näher an das Potential der oberen Platte des Kondensators C2 zu bringen. Hierzu werden ein Potentiometer R2 und ein Spannungsteiler R5R6 verwendet.

Nun ein paar Worte zu den Parametern des Induktivitätsmessgeräts. Das Gerät ist für die Messung von Induktivitäten im Bereich von 200 µH bis 5 mH ausgelegt. Für den Fall, dass ein Funkamateur eine Induktivität messen muss, die geringfügig vom vereinbarten Bereich abweicht, besteht diese Möglichkeit natürlich. Es reicht aus, mehrere Induktoren mit vorab gemessenen Parametern auf Lager zu haben. Beispielsweise können Sie bei einer Induktivität von 200 µH geprüfte Induktivitäten bis 200 µH in Reihe schalten und die Gesamtinduktivität messen. Dann subtrahieren wir 200 μH vom erhaltenen Messergebnis und ermitteln den Wert der unbekannten kleinen Induktivität.

Wenn davon ausgegangen wird, dass der erwartete Wert der gemessenen Induktivität mehr als 5 mH beträgt, ist es bei Messungen erforderlich, parallel zur getesteten Induktivität eine Kalibrierinduktivität anzuschließen, beispielsweise mit einem Wert von 5 mH. Das Messergebnis liegt unter 5 mH und es muss daraus der Wert der überprüften Induktivität berechnet werden.

Es ist bekannt, dass sich die Gesamtinduktivität zweier in Reihe oder parallel geschalteter Induktivitäten auf die gleiche Weise ändert wie bei der Verbindung von Widerständen. Dieses Prinzip der „Erweiterung“ des Messbereichs des beschriebenen Induktivitätsmessgeräts kann und sollte in der Praxis angewendet werden.

Potentiometer P1 erreicht beim Justieren des Gerätes einen Messwert von 500 mV des DMM-Testers, wenn eine vorgemessene und ausgewählte Induktivität von 5 mH an den Kurzschlussblock angeschlossen wird.

Wenn eine Induktivität von 1 mH an das Instrument angeschlossen ist, zeigt das DMM 100 mV an.

Potentiometer P2 stellt die vom DMM gemessene Ausgangsspannung des Geräts auf 0 V ein, wenn die Klemmen 1-2 von K3 geschlossen sind.

Auf Abb. In Abb. 2 zeigt eine Zeichnung der Leiterplatte des Geräts und die Lage der Teile darauf.

Fig. 2

Für den Fall, dass ein Funkamateur keinen CD4584-Chip kaufen oder mit dem Austausch dieses Chips experimentieren kann, empfiehlt es sich für ihn, eine Induktivitätsmessschaltung gemäß Abb. durchzuführen. 3.

Fig. 3

Um mit dieser Schaltung arbeiten zu können, benötigen Sie einen Frequenzmesser – einen Frequenzmesser. Dieses Gerät ist nicht so selten, da viele Funkamateure früher gerne kombinierte Geräte auf Basis elektronischer Uhren herstellten. Als Rarität habe ich ein kombiniertes Gerät – einen Taktgeber/Frequenzmesser/Impulszähler/Frequenzmesser des Eingangssignals des Funkempfängers bei der Lokaloszillatorfrequenz. Und die Größe des „Mähdreschers“ überschreitet nicht zwei Packungen Zigaretten! Stimmt, ohne Berücksichtigung der Stromquelle.

Im Schema von Abb. In Abb. 3 wird ein astabiler Multivibrator auf dem IC1-Chip vom Typ NE555 hergestellt. Das Schema ist äußerst einfach. Der Bereich der gemessenen Induktivitäten reicht von 500 µH bis 10 mH.

Die Eingangsversorgungsspannung kann beispielsweise 9 ... 12 V betragen. Sie wird durch IC2 Typ 78L05 auf 5 V stabilisiert.

Die gemessene Induktivität Lk wird an die Klemmen 1-2 K1 angeschlossen. Je größer der Induktivitätswert, desto niedriger ist die Frequenz der IC1-Erzeugung. Wenn eine Induktivität von 500 µH angeschlossen ist, muss die Oszillatorfrequenz durch Anpassen von P1 auf 200 kHz eingestellt werden. Es ist zu berücksichtigen, dass sich bei Erzeugungsfrequenzen über 200 kHz die Linearität (Genauigkeit) des Gerätebetriebs verschlechtert.

Wenn eine gemessene Induktivität an das Gerät angeschlossen ist, wird ihr Wert nach der Formel berechnet:

L = 200 kHz/f (Messungen) x 500 µH.

Wenn der Frequenzmesser beispielsweise bei Anschluss an einen unbekannten Induktivitätskreis eine Frequenz von 27 kHz anzeigt, lautet der berechnete Wert wie folgt:

L = 200 kHz / 27 kHz x 500 uH = 3,704 mH.

Der durchschnittliche Messfehler im angegebenen Induktivitätsbereich überschreitet bei qualitativer Anpassung der Schaltung 4 % nicht.

Auf Abb. In Abb. 4 zeigt eine Zeichnung der Leiterplatte des Gerätes und die Lage der Funkkomponenten darauf.

Fig. 4

Literatur

1. Pripravek pro mereni indukcnosti // Amaterske RADIO. - 2008. - Nr. 7. - S.15-16.

Autor: E. L. Jakowlew, Uzhgorod

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