Messung der Induktivität mit einem Kombigerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

 Kommentare zum Artikel

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

Formel Induktivität

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.

Reis. 1. Schematische Darstellung der Set-Top-Box (zum Vergrößern anklicken)

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.

Wichtigste technische Merkmale

• Gemessene Induktivität, µH ....... 8... 999000
• Messfehler, %, nicht mehr: von 8 μH bis 15 μH ....... 5
• 15 µH bis 20 mH ......2,5
• 20 mH bis 150 mH.......5
• 150 mH bis 999 mH.......20
• Auflösung der Induktivitätsanzeige, μH: von 8 bis 999 μH ....... 0,1
• 1 bis 999 mH.......10
• Versorgungsspannung, V ...... 5
• Stromaufnahme, mA....... 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.

Reis. 2. Leiterplatte

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.

Reis. 3. Hauptmenü

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.

Dazu müssen Sie sich als L mit der Konsole verbinden_x катушку точно известной индуктивности L_arr. Измерив частоту сигнала, генерируемого приставкой с такой катушкой, вычислить истинную емкость колебательного контура по формуле

C = 25330/(L_arr.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.

Reis. 4. Meldung beim Start der Kalibrierung

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.

Reis. 5. Der Wert der gemessenen Induktivität auf dem Gerätebildschirm

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.

Modifiziertes Mikrocontroller-Programm: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip.

Literatur

1. Савченко А. Комбинированный прибор на базе микроконтроллера ATxmega. - Радио, 2014, № 4, с. 18-22; № 5 с. 22-25.
2. Savchenko A. Verbesserung eines kombinierten Geräts basierend auf dem ATxmega-Mikrocontroller. – Radio, 2015, Nr. 3, S. 29-34.
3. Савченко А. Новые режимы в комбинированном измерительном приборе. - Радио, 2015, №9, с. 17-19.
4. Belenetsky S. Anhang zur Messung der Induktivität in der Praxis von Funkamateuren. – Radio, 2005, Nr. 5, S. 26-28.
5. Зорин С., Королева И. Радиолюбительский частотомер. - Радио, 2002, № 6, с. 28, 29; № 7, с. 39, 40.

Autor: A. Savchenko

Siehe andere Artikel Abschnitt Messtechnik.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren 05.05.2024

Die moderne Welt der Wissenschaft und Technik entwickelt sich rasant und jeden Tag tauchen neue Methoden und Technologien auf, die uns in verschiedenen Bereichen neue Perspektiven eröffnen. Eine dieser Innovationen ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung optischer Signale durch deutsche Wissenschaftler, die zu erheblichen Fortschritten auf dem Gebiet der Photonik führen könnte. Neuere Forschungen haben es deutschen Wissenschaftlern ermöglicht, eine abstimmbare Wellenplatte in einem Wellenleiter aus Quarzglas zu schaffen. Dieses auf der Verwendung einer Flüssigkristallschicht basierende Verfahren ermöglicht es, die Polarisation des durch einen Wellenleiter fließenden Lichts effektiv zu ändern. Dieser technologische Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung kompakter und effizienter photonischer Geräte, die große Datenmengen verarbeiten können. Die durch die neue Methode bereitgestellte elektrooptische Steuerung der Polarisation könnte die Grundlage für eine neue Klasse integrierter photonischer Geräte bilden. Dies eröffnet große Chancen für ... >>

Primium Seneca-Tastatur 05.05.2024

Tastaturen sind ein fester Bestandteil unserer täglichen Arbeit am Computer. Eines der Hauptprobleme für Nutzer ist jedoch der Lärm, insbesondere bei Premium-Modellen. Doch mit der neuen Seneca-Tastatur von Norbauer & Co könnte sich das ändern. Seneca ist nicht nur eine Tastatur, es ist das Ergebnis von fünf Jahren Entwicklungsarbeit, um das perfekte Gerät zu schaffen. Jeder Aspekt dieser Tastatur, von den akustischen Eigenschaften bis hin zu den mechanischen Eigenschaften, wurde sorgfältig durchdacht und ausbalanciert. Eines der Hauptmerkmale von Seneca sind seine leisen Stabilisatoren, die das bei vielen Tastaturen auftretende Geräuschproblem lösen. Darüber hinaus unterstützt die Tastatur verschiedene Tastenbreiten, sodass sie für jeden Benutzer bequem ist. Obwohl Seneca noch nicht käuflich zu erwerben ist, ist die Veröffentlichung für Spätsommer geplant. Seneca von Norbauer & Co setzt neue Maßstäbe im Tastaturdesign. Ihr ... >>

Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet 04.05.2024

Die Erforschung des Weltraums und seiner Geheimnisse ist eine Aufgabe, die die Aufmerksamkeit von Astronomen aus aller Welt auf sich zieht. In der frischen Luft der hohen Berge, fernab der Lichtverschmutzung der Städte, enthüllen die Sterne und Planeten ihre Geheimnisse mit größerer Klarheit. Mit der Eröffnung des höchsten astronomischen Observatoriums der Welt – dem Atacama-Observatorium der Universität Tokio – wird eine neue Seite in der Geschichte der Astronomie aufgeschlagen. Das Atacama-Observatorium auf einer Höhe von 5640 Metern über dem Meeresspiegel eröffnet Astronomen neue Möglichkeiten bei der Erforschung des Weltraums. Dieser Standort ist zum höchstgelegenen Standort für ein bodengestütztes Teleskop geworden und bietet Forschern ein einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung von Infrarotwellen im Universum. Obwohl der Standort in großer Höhe für einen klareren Himmel und weniger Störungen durch die Atmosphäre sorgt, stellt der Bau eines Observatoriums auf einem hohen Berg enorme Schwierigkeiten und Herausforderungen dar. Doch trotz der Schwierigkeiten eröffnet das neue Observatorium den Astronomen vielfältige Forschungsperspektiven. ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Laserreinigung 10.07.2008 Deutsche Ingenieure schlagen vor, die Oberfläche von Metallteilen mit einem Laserstrahl zu reinigen, der Verschmutzungen ausbrennt. Der Strahl wird von einem schnell rotierenden Spiegel über die Oberfläche des Teils geleitet, so dass das Metall keine Zeit zum Aufheizen hat und der Schmutz ausbrennt. Die Neuheit wird vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt. Teile für die Automontage werden oft von Subunternehmern aus anderen Ländern, sogar von anderen Kontinenten, gebracht. Und um sie unterwegs vor Korrosion zu schützen, werden sie mit speziellen Verbindungen beschichtet, die dann mit chemischen Lösungsmitteln gewaschen werden müssen. Die Lasermethode ist sowohl sauberer als auch billiger.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Schmerzmittel reduzieren die Empathie

▪ Haus angetrieben durch Algen

▪ Lkw-Waschbecken

▪ Kunstleder für Astronauten

▪ Lockere Stiefel

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website Sicherheit und Schutz. Artikelauswahl

▪ Artikel In meinen Sommern sollte man es nicht wagen ... Ein beliebter Ausdruck

▪ Welcher Vogel legt die größten Eier? Ausführliche Antwort

▪ Artikel Japanische Persimone. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden

▪ Artikel Netzteil für Schlagzeug. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Kabelleitungen bis 220 kV. Besondere Anforderungen an das Kabelmanagement von Kraftwerken, Umspannwerken und Schaltanlagen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024