Как сделать измеритель индуктивности

Приставка к мультиметру для измерения малых индуктивностей без дополнительного источника питания

Имеющийся у меня уже несколько лет мультиметр М8908 измеряет индуктивности, но малые величины (менее 100 мкГн) на низшем пределе 2000 мкГн измерить практически невозможно, так как результат становится соизмерим с погрешностью прибора. Мое внимание привлекло ВИДЕО Артема Касицына «Приставка для измерения индуктивности к мультиметру на таймере 555». Здесь прямой отсчет измеряемой величины индуктивности, без пересчета по формулам.

Правда, имея осциллограф С1-49, автор не указал никаких данных (потребляемый ток, частота и амплитуда импульсов генератора), необходимых для повторения и настройки конструкции.
Чтобы измерить эти параметры пришлось собрать задающий генератор по схеме автора на макете. Оказалось: частота генератора около 50 кГц, амплитуда импульсов на выходе 3,5 вольта при питании 5 вольт.

Из трех имеющихся у меня мультиметров в режиме измерения «200 мв» на выходе транзисторов в гнезде «Е» p-n-p на двух имелось напряжение +3 вольта. Это М8908 и MAS830L. В мультиметре DT830B напряжение +3 вольта появлялось только в режиме измерения усиления транзисторов – он не подходил для питания приставки.
Получилась вот такая схема с питанием от самого мультиметра.

Задающий генератор из-за низкого напряжения питания 3 вольта пришлось собрать на двух элементах микросхемы К561ЛН2, остальные элементы микросхемы работают как буферные каскады. Правая часть схемы осталась без изменений, за исключением диода Д18ВП. Он показал себя значительно более чувствительным и линейным из полутора десятков различных типов диодов. Для получения точных показаний при измерении индуктивностей ниже 30 мкГн параллельно резистору 8,2 кОм следует подобрать конденсатор 4,7 – 6,8 пФ в уже готовой конструкции. Отверстий на печатной плате для него нет, пришлось досверливать. На эмиттерах транзисторов амплитуда меандра составила 2 вольта при частоте 55 кГц. Увеличение емкости в базовой цепи транзисторов с 1000 пФ до 4700 пФ позволило поднять напряжение на индуктивности во время проведения измерений более, чем на 10%. Напряжение меандра 2 вольта на эмиттерах оказалось достаточным для калибровки приставки. Так, при измерении заводской (эталонной) индуктивности 100 мкГн на милливольтметре можно было выставить переменным резистором 50 кОм напряжение до 130 мВ, то есть запас по чувствительности 30%. Работоспособность задающего генератора сохраняется при снижении напряжении питания до 2,4 вольта – это для справки. В мультиметре стабилизированное напряжение 3 вольта.

Приставка собрана в корпусе от старого аккумулятора фонарика размерами 45*25*21 мм и снабжена тремя проволочными выводами: «+3вольта», «общий СОМ» и «вход милливольтметра». Ток, потребляемый приставкой без подключенной индуктивности менее 0,5 мА, а наибольший (до трех мА) – при измерении индуктивности менее 15 мкГн, что совершенно не нагружает внутренний стабилизатор напряжения мультиметра.

Такая конструкция получилась в итоге.

В заключении хочется отметить, что в приставке важна стабильность задающего генератора по частоте и амплитуде, а не значение самой частоты. Теоретически при повышении частоты до 500 – 700 кГц значения измеряемых индуктивностей сдвинутся в пределы 0 – 20 мкГн.

Источник

Прибор для проверки катушек индуктивности

Идея была собрать данное устройство из имевшихся после разборки разного электронного хлама деталей. Сделать приборчик относительно компактным и удобным в эксплуатации. Для возможности быстрого повторения конструкции, в качестве корпуса использовать дешёвое стандартное изделие из магазина.

Данным приборчиком можно определять целостность или разрыв обмоток, межвитковые замыкания катушек, исправность p-n переходов кремниевых полупроводников.

В данной конструкции использовано:
— Коробка соединительная 75х75х30мм «HEGEL».
— Монтажный провод.
— Фольгированный стеклотекстолит 68х68мм.
— Винты М3.
— Стойки для плат 10мм.
— Радиодетали согласно схеме.

Принципиальная схема устройства, согласно использованных деталей.

Для защиты от пыли и мусора на бегунок переключателя наклеена «юбка», вырезанная из тонкого пластика.

Шкалы регулировки рассчитаны на импортные переменные резисторы с углом поворота вала 300 градусов.

Для щупов использован разноцветный монтажный провод, длинной около 30см и зажимы типа «крокодил».

Описание результатов проведенных испытаний данной «игрушки».

«Крокодилы» разомкнуты – светодиод не горит, вне зависимости от положения регуляторов.
«Крокодилы» замкнуты – светодиод постоянно горит, вне зависимости от положения регуляторов.

Если возникнет необходимость проверки часто попадающихся изделий, то благодаря удачно получившимся шкалам регуляторов можно будет составить удобную шпаргалку в виде таблицы. Отпадает необходимость иметь под рукой сравнительный образец. В общем, для использования в домашних условиях данный приборчик может оказаться достаточно полезным. Дальше время покажет.

Если что-то в описании упущено, надеюсь, эти нюансы можно рассмотреть на представленных фото. Заранее прошу прощения за возможные ошибки и опечатки.

Если нужна дополнительная информация, пишите на почту, постараюсь обязательно ответить. Отзывы, идеи, предложения по улучшению конструкции и комментарии очень приветствуются.

Источник

Высокоточный измеритель индуктивности и емкости

Обычно измеритель индуктивности/емкости представляет собой измеритель частоты, имеющий в составе генератор колебаний, который генерирует колебания и измеряет величины L или C, после чего вычисляется конечный результат. Погрешность частоты составляет 1Гц. Для получения более подробной информации по измерению частоты с помощью синхронизирующих устройств, обратитесь к моей статье о цифровом частотомере.

Теоретические сведения: Внимательно посмотрите на схему; я не использовал язычковое реле, поскольку не нашел его на местном рынке радиокомпонентов. Поэтому я решил сначала использовать полевой МОП-транзистор вместо язычкового реле. Но наилучший результат я получил с помощью обычного NPN-транзистора, такого как BC547. Если вы не доверяете транзисторам, тогда вы сможете добавить язычковое реле самостоятельно. Я использовал внутренний компаратор контроллера для генератора и подсоединил его к источнику внешней синхронизации таймера Timer1 для вычисления частоты. Благодаря этому не понадобилось использовать внешний операционный усилитель Lm311. Реле RL1 использовалось для выбора режима измерения L и C. Измеритель работает на базе четырех основных уравнений, которые представлены ниже:

Для обеих неизвестных величин L и C, обычно применяется равенство 1 и 2. Средние значения F1 мы получаем с помощью LC колебательного контура, затем подсоединяем C_cal параллельно колебательному контуру и получаем величину F2.
Сразу после этого,

Следовательно, как для индуктивности, так и для емкости, уравнения 1, 2, и уравнения 5, 6 одинаковы.
После получения приблизительных значений индуктивности или емкости, программа автоматически приведет значения к техническим единицам, которые отобразит на жидкокристаллическом дисплее разрешением 16×2.
Если вам тяжело осилить все математические вычисления, тогда лучше оставить их на время и перейти к аппаратным средствам. Для начала выполните процесс калибровки, который разъяснен в следующей главе.

Конструкция:
Точность измерения зависит от состояния ваших компонентов. Два конденсатора, емкостью 33пФ в генераторе должны быть танталовыми (для низкой серии сопротивлений/индуктивностей). Используйте C4, C5 (C_cal) полистирольного типа, поскольку зеленые конденсаторы имеют слишком большое отклонение величины. Избегайте использования керамических конденсаторов. Некоторые из них имеют большие затухания.

Калибровка:

Источник

ПРИСТАВКА К ЧАСТОТОМЕРУ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ

Первое пришествие данного измерительного генератора в сферу моего радиолюбительского интереса состоялось под названием «Генератор для катушек». Было необходимо в процессе изготовления настроить поисковую катушку металлодетектора «Tesoro Eldorado» вот модератор с сайта по изготовлению МД и предложил форуму панацею в его «лице», не дав, правда, подробного руководства по сборке, но заверив в повторяемости схемы.

Принципиальная схема

Скачать для увеличения

Для производства замеров подключаться данный генератор должен был к частотомеру. Сложной схему не назовёт даже начинающий любитель электроники, поэтому все дружно приступили к сборке, но тогда собрать удалось единицам причём из числа продвинутых. Меняли транзисторы, номиналы резисторов и конденсаторов, но всё как-то без результата. Повторяться схема не желала. Предложивший схему упирал на то, что повторяющими не достаточно точно подбирается номинал электронных компонентов.

А не так давно увидел знакомую схему в несколько иной интерпретации, с подробнейшим описанием сборки и настройки, под названием «Приставка для измерения индуктивности». Сразу стало понятно, что её предыдущий вариант это неудачная кастрация схемы. Необходимость замера индуктивности поисковой катушки для собранного металлодетектора К-158 (вариант всем известного «Пирата») врасплох не застала.

Учитывая предыдущий опыт, сразу доработал предложенную печатную плату под свои электронные компоненты, по сути же, схема осталась неизменной. Постоянный резистор R8 номиналом 270 Ом заменил на подстроечный 5 кОм (для установления нужной величины выходного переменного напряжения в интервале от 0 до более чем 5 вольт), резистор R9 и конденсатор С7 установил как в схеме, а не как на предложенной печатной плате.

В целом сборка данного варианта хлопот не доставила, ибо основные рекомендации сборки и настройки были теперь известны:

Подключение катушки производится как можно ближе к виткам намотки, (минуя соединительный кабель), соединительные провода приставки не более 30 мм. Показатель частотомера в килогерцах. Величина на фото проходная, в результате всех манипуляций с катушкой (отмотки – домотки) она была получена в размере 71,626 Гц.

Результат замера обрабатывается в программке (программа в архиве, лист №10) – данные заносятся в разделе «Основной расчёт» в графе «Исходные данные», далее щелчок курсором вне основных полей программы и получаем результат – индуктивность составляет 195 мкГн. Первый расчёт нужно начать с заполнения раздела «Вспомогательный расчёт», для этого потребуется подключение параллельно поисковой катушке конденсатора ёмкостью более 1000 пФ (лучше 4500 пФ) фактический номинал которого известен с абсолютной точностью.

Собранной приставкой остался доволен, когда разберешься во всех, кажущихся на первый взгляд, хитросплетениях всё просто. Однако уже захотелось иметь более мобильный вариант измерителя индуктивности, без всяких там вычислений. Заказал на AliExpress электронный конструктор – прибор с функцией измерения индуктивности (да и много чего вообще и всего-то за 600р). Ну а пока он до меня добирается, решил посмотреть в интернете приставку для мультиметра. И вот самым неожиданным образом нашёл схему под названием «Универсальный LC генератор», которая как выяснилась, была предшественницей предыдущих схем. Рекомендуемое напряжение питания к этой схеме указано 5 вольт, во время съёмки видеодемонстрации работы приставки попробовал запитать этим напряжением уже собранную но, к сожалению, не получилось, не помог даже подстроечный резистор регулировки (возможно его номинал необходим более 5 вольт), однако от напряжения в 10 вольт устройство работало нормально.

Видео

Кому интересно – вся подборка материалов по всем трём схемам в архиве. Автор Babay iz Barnaula

Источник

ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ

Эта схема измерителя индуктивности построена с использованием микросхемы 74HC14. Измерителем тут будет стрелочный индикатор. Схема, при всей своей простоте, действительно работает замечательно. Измеритель индуктивности откалиброван в нашем случае для 0-100 мкГн, так как это наиболее популярный диапазон.

Принципиальная схема индуктометра на 74HC14

Аналоговый метод измерения ограничивает его точность, но при самостоятельной намотке катушек для различных радиосхем его хватает.

Принцип действия индуктометра

Принцип работы схемы заключается в том, что если вы генерируете импульсы постоянной частоты и амплитуды, а затем передаёте сигнал через низкочастотный фильтр, в результате чего напряжение постоянного тока будет пропорционально индуктивности.

Частота импульса устанавливается генератором на триггерах Шмидта и состоит из сопротивления обратной связи (2k потенциометр и 3.9k постоянный резистор). 1000 пФ конденсатора на землю, и элементами триггера Шмидта. Ширина импульса пропорциональна индуктивности и обратно пропорциональна сопротивлению. Эта схема подойдёт только для широкополосных катушек. Индуктивности с железными или ферритовыми сердечниками, в следствии высокой проницаемости ферритов, не могут быть точно измерены. Схема вполне линейна, вы можете убедиться в этом, взглянув на график:

Схема подключается к вольтметру с милливольтным измерением, имеющим высокое входное сопротивление, так как устройство не имеет буфера на выходе. Для упрощения конструкции измерителя индуктивности, можно собрать его на металлизированной стороне макетной плате. Все соединения, в том числе земляные соединения, должны быть короткие. Провод будет добавлять значение к измеряемой индуктивности, так что держите его предельно коротким.

Калибровка измерителя индуктивности

Процедура настройки проста: подключите аккумулятор и цифровой вольтметр, подключите известную катушку или дроссель, а затем отрегулируйте потенциометр, пока не получите нужного значения на шкале. Например, используйте 1 мкГн индуктивность и отрегулируйте потенциометр так, чтобы получить 100 мВ на милливольтметре. На фото — измерение 33 мкГн промышленного дросселя.

Генератор с указанными значениями радиоэлементов работает на частоте 173 КГц. Если у вас существенно отличные частоты, попробуйте изменить частоту генератора вышеуказанными компонентами.

Источник