Pomiar indukcyjności za pomocą przyrządu kombinowanego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Przyrząd kombinowany [1], zmodyfikowany zgodnie z [2, 3], pozbawiony jest jednej ważnej funkcji – pomiaru indukcyjności. Tymczasem cewki indukcyjne to chyba jedyne domowe elementy, z którymi radioamatorzy mają do czynienia w swojej praktyce, albo nawijając je samodzielnie, albo korzystając z wykonanych przez kogoś. A jeśli parametry fabrycznych elementów radiowych są wskazane na ich obudowach lub w dokumentacji, to jedynym sposobem na uzyskanie informacji o indukcyjności domowej cewki jest jej zmierzenie. Dlatego przy kolejnym udoskonalaniu urządzenia autor wprowadził do niego tryb pomiaru indukcyjności.

Wybrana metoda pomiaru indukcyjności jest następująca. Cewka pomiarowa L_x tworzy z kondensatorem C, którego pojemność jest dokładnie znana, równoległy obwód oscylacyjny. Obwód ten jest częścią generatora oscylacji elektrycznych, ustawiającego ich częstotliwość F. Częstotliwość ta jest mierzona za pomocą miernika częstotliwości i określana jest zmierzona wartość.

indukcyjność wzoru

L_x = 25330/(C F²).

Jeśli częstotliwość jest mierzona w megahercach, a pojemność w pikofaradach, indukcyjność zostanie uzyskana w mikrohenrach.

W celu obniżenia kosztów modernizacji przyrządu kombinowanego, jako główny warunek praktycznej realizacji w nim tej metody, autor postawił nieingerencję w istniejący sprzęt. Urządzenie ma tryb licznika częstotliwości, jest mikrokontroler, który z powodzeniem może wykonać niezbędne obliczenia. Brakuje tylko generatora, który wskazane jest wykonać w postaci zewnętrznego dekodera podłączonego do urządzenia poprzez znajdujące się już na nim złącze.

Radioamatorzy często używają przedrostków podobnych do mierników częstotliwości do pomiaru pojemności i indukcyjności. Jednocześnie, aby uprościć obliczenia, często wybiera się przykładową pojemność 25330 pF. W tym przypadku powyższa formuła przyjmuje formę

L_x = 1/F².

Przykłady użycia takich przedrostków podano w [4, 5]. W rozważanym przypadku nie jest konieczne stosowanie kondensatora o takiej właśnie pojemności, ponieważ mikrokontroler urządzenia jest w stanie wykonać obliczenia na dowolnej wartości.

Schemat ideowy załącznika pokazano na ryc. 1. Jest podobny do zastosowanego w [5], a niewielkie różnice wiążą się z zastosowaniem części innych typów. Sygnał wyjściowy przystawki jest ciągiem impulsów prostokątnych o amplitudzie około 3 V, następujących po nich z częstotliwością równą częstotliwości rezonansowej pomiarowego obwodu oscylacyjnego L_xC 1. Przeznaczenie elementów obwodu i działanie urządzenia opisane są w [4, 5] i dlatego nie są tutaj rozpatrywane.

Ryż. 1. Schemat ideowy dekodera (kliknij, aby powiększyć)

Przystawkę podłącza się do gniazda XS1 zespołu wskaźników za pomocą trójżyłowego przewodu płaskiego. Dopracowanie samego urządzenia sprowadzało się do zmiany programu jego mikrokontrolera, który teraz oprócz dotychczasowych funkcji umożliwia odbiór sygnału z dekodera, jego obróbkę i wyświetlenie wartości zmierzonej indukcyjności na wyświetlaczu LCD.

Główne cechy techniczne

• Zmierzona indukcyjność, µH ....... 8... 999000
• Błąd pomiaru, %, nie więcej: od 8 μH do 15 μH .......... 5
• 15 µH do 20 mH ....... 2,5
• 20 mH do 150 mH ......5
• 150 mH do 999 mH ......20
• Rozdzielczość odczytu indukcyjności, μH: od 8 do 999 μH .......0,1
• 1 do 999 mH.....10
• Napięcie zasilania, V ...... 5
• Pobór prądu, mA...... 8

Przedział dopuszczalnych wartości mierzonej indukcyjności jest ograniczony programowo. W zasadzie możliwy jest również pomiar poza tym przedziałem, zwłaszcza w kierunku dużych wartości, ale tam błąd znacznie wzrasta.

W dekoderze zastosowano wyłącznie elementy natynkowe, co umożliwiło umieszczenie ich na płytce drukowanej o wymiarach 22x65 mm, której rysunek przedstawiono na rys. 2. Rezystory i kondensatory - rozmiar 1206.

Ryż. 2. Płytka drukowana

Niedopuszczalne jest stosowanie kondensatora o pojemności nominalnej innej niż wskazana na schemacie jako C1 (zawartego w pomiarowym obwodzie oscylacyjnym), ponieważ może to prowadzić do nieprawidłowego działania programu. Ale nie ma potrzeby wybierania jego pojemności z dużą dokładnością. Wybór zostaje zastąpiony kalibracją oprogramowania urządzenia. Jednak pożądane jest zainstalowanie tutaj kondensatora o minimalnym TKE, na przykład z dielektrykiem NPO.

Umieść gotową deskę w skrzynce o odpowiednich wymiarach. Do podłączenia zmierzonej indukcyjności wygodnie jest użyć dwupinowego zacisku sprężynowego do systemów akustycznych.

W samym zespole wskaźników należy wykonać modyfikację opisaną w [3], o ile nie została wykonana wcześniej. Następnie na pinie 2 złącza XS1 powinno pojawić się napięcie +5 V. Kody z załączonego pliku Osc-L-_2_04.hex należy wczytać do pamięci FLASH mikrokontrolera.

Po podłączeniu dekodera i włączeniu zasilania na wyświetlaczu LCD urządzenia pojawi się menu główne (rys. 3). Aby wejść w tryb pomiaru indukcyjności należy dwukrotnie nacisnąć przycisk „GN”. Pierwszy przełączy urządzenie w tryb generatora, a drugi w tryb pomiaru indukcyjności. Nazwa trybu zostanie wyświetlona w górnej części wyświetlacza LCD, aw jego dolnej linii podpowiedź, z której wynika, że ​​należy nacisnąć klawisz 2, aby wykonać kalibrację, a przycisk D, aby zmierzyć indukcyjność.

Ryż. 3. Menu główne

Kalibracja jest wymagana przed pierwszym użyciem urządzenia. W przyszłości należy ją przeprowadzać dopiero po naprawie urządzenia lub przystawki, a także w przypadku wątpliwości co do poprawności wyników pomiarów.

Kilka słów o zawartości kalibracji. Aby obliczyć indukcyjność zgodnie ze wzorem rozważanym na początku artykułu, konieczna jest znajomość dokładnej wartości pojemności obwodu oscylacyjnego. Ale oprócz pojemności kondensatora C1 zawiera on również inne składowe - pojemności pasożytnicze innych składowych oraz pojemność montażową. Przy pierwszym uruchomieniu programu rzeczywista wartość pojemności pętli jest nieznana programowi i działa z nominalną wartością pojemności kondensatora C1 22000 pF. Zadaniem kalibracji jest obliczenie rzeczywistej pojemności obwodu oscylacyjnego przystawki w celu wykorzystania tej wartości w przyszłości podczas pomiarów.

Aby to zrobić, musisz połączyć się z konsolą jako L_x cewka o dokładnie znanej indukcyjności L_arr. Mierząc częstotliwość sygnału generowanego przez przystawkę z taką cewką, oblicz rzeczywistą pojemność obwodu oscylacyjnego, korzystając ze wzoru

C = 25330/(L_arr.F²)

Program zapisuje wartość tej pojemności uzyskaną podczas kalibracji do pamięci EEPROM mikrokontrolera, a następnie na jej podstawie oblicza indukcyjność. Dokładność kalibracji, a co za tym idzie kolejnych pomiarów, zależy od dokładności wartości indukcyjności wzorcowej. Dlatego konieczne jest poznanie go z błędem nie większym niż 1 ... 2%, na przykład poprzez pomiar za pomocą sprawdzonego instrumentu o odpowiedniej klasie dokładności.

Po rozpoczęciu kalibracji na ekranie pojawia się komunikat (Rys. 4) z sugestią podłączenia indukcyjności wzorcowej do przystawki, wpisania jej wartości i wykonania kalibracji lub odrzucenia jej. Zaleca się wybór indukcyjności wzorcowej w granicach wskazanych na ekranie, ponieważ w tym przypadku błąd pomiaru jest minimalny. Jeśli popełnisz błąd podczas wprowadzania wartości, możesz nacisnąć klawisz #, aby wprowadzić ją ponownie.

Ryż. 4. Komunikat przy rozpoczęciu kalibracji

Po zakończeniu kalibracji urządzenie automatycznie dokonuje pomiaru indukcyjności wzorcowej i wyświetla jej wartość na ekranie (rys. 5). W przypadku odmowy kalibracji zostanie wykonany również pomiar indukcyjności wzorcowej, ale przyrządem nieskalibrowanym z niewiarygodnym wynikiem.

Ryż. 5. Wartość zmierzonej indukcyjności na ekranie urządzenia

Aby zmierzyć nieznaną indukcyjność, należy podłączyć ją do przystawki i nacisnąć klawisz D urządzenia. W przypadku próby zmierzenia indukcyjności, której wartość jest poza dopuszczalnymi dla urządzenia limitami, na ekranie pojawi się komunikat o odmowie pomiaru z tego powodu.

Wyjść z trybu pomiaru indukcyjności naciskając jeden z klawiszy OS, LA lub GN, które przenoszą urządzenie do odpowiednich trybów pracy.

Zmodyfikowany program mikrokontrolera: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip.

literatura

1. Savchenko A. Instrument kombinowany oparty na mikrokontrolerze ATxmega. - Radio, 2014, nr 4, s. 18-22; nr 5 str. 22-25.
2. Savchenko A. Ulepszenie instrumentu kombinowanego opartego na mikrokontrolerze ATxmega. - Radio, 2015, nr 3, s. 29-34.
3. Savchenko A. Nowe tryby w połączonym urządzeniu pomiarowym. - Radio, 2015, nr 9, s. 17-19.
4. Belenetsky S. Przedrostek do pomiaru indukcyjności w praktyce radioamatora. - Radio, 2005, nr 5, s. 26-28.
5. Zorin S., Koroleva I. Radioamatorski miernik częstotliwości. - Radio, 2002, nr 6, s. 28, 29; nr 7, s. 39, 40.

Autor: A. Sawczenko

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum podwodna apteka 21.09.2011 W płytkiej wodzie u Wysp Fidżi znaleziono algi Callophycus serratus, które wytwarzają szeroką gamę związków przeciwdrobnoustrojowych. Alga ta posiada 18 środków ochrony przed grzybami chorobotwórczymi, ostatnio w jej składzie znalazł się również związek przeciwmalaryczny, który zabija zarodźce malarii wewnątrz erytrocytów. Plasmodium, dostając się do erytrocytów, rozkłada obecną w nim hemoglobinę i okazuje się, że hem jest trujący dla tego pasożyta (hem jest zawierającą żelazo zasadą cząsteczki hemoglobiny). Aby się chronić, Plasmodium przekształca hem w formę krystaliczną i otacza kryształy specjalną powłoką wewnątrz swojej protoplazmy. Substancja syntetyzowana przez algę zapobiega pozbyciu się hemu przez pasożyta i ginie. W każdym razie tak się dzieje w probówkach z krwią osób zarażonych malarią. Pierwsze eksperymenty powinny mieć miejsce na myszach. Ponadto z alg wyizolowano również związek, który zabija komórki rakowe. To także jest testowane.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Dzieci wybierają

▪ TLV73333P Nowy bezkondensatorowy regulator LDO 300mA

▪ Największa ryba

▪ Kamera sportowa GoPro Hero6 czarna

▪ Ostre światła LED

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Połączenia i symulatory audio. Wybór artykułu

▪ artykuł Boże chroń nas od takich sędziów. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kim byli Aztekowie? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł z werbeny lekarskiej. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Programowalna instalacja świetlna. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Przysłowia i powiedzenia pasztuńskie. Duży wybór

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024