LC metre. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

LC metre. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Ölçüm teknolojisi

makale yorumları

Bir radyo amatörünün uygulamasında, kullanılan radyo elemanlarının parametrelerini ölçmek, bir radyo mühendisliği veya elektronik kompleksi oluştururken belirlenen hedeflere ulaşmada ilk temel adımdır. "Temel tuğlaların" özelliklerini bilmeden, bunlardan inşa edilen bir evin hangi özelliklere sahip olacağını söylemek çok zordur. Bu makalede, okuyucuya her radyo amatörünün laboratuvarda bulundurması gereken basit bir ölçüm cihazının açıklaması sunulmaktadır.

Önerilen LC-metrenin çalışma prensibi, kapasitörün elektrik alanında ve bobinin manyetik alanında biriken enerjinin ölçülmesine dayanmaktadır. Amatör bir tasarımla ilgili olarak ilk kez bu yöntem [1]'de tanımlanmış ve sonraki yıllarda küçük değişikliklerle birçok endüktans ve kapasitans ölçer tasarımında yaygın olarak kullanılmıştır. Bu tasarımda bir mikrodenetleyici ve bir LCD göstergesinin kullanılması, oldukça yüksek bir ölçüm doğruluğuna sahip, basit, küçük boyutlu, ucuz ve kullanımı kolay bir cihaz oluşturmayı mümkün kıldı. Cihazla çalışırken herhangi bir kontrol yapmanıza gerek yoktur, sadece ölçülen elemanı bağlayın ve göstergeden okumaları okuyun.

Технические характеристики

Ölçülen kapasitans aralığı......0,1pF...5mkF
Ölçülen endüktans aralığı......0,1 μH...5 H
Ölçülen değer hatası, artık yok, %......±3
Besleme gerilimi, V ...... 7,5 ... 9
Tüketim akımı, mA, artık yok ...... 15
Otomatik aralık seçimi
Yazılım Sıfır
Boyutlar, mm......140x40x30

Cihazın şematik diyagramı Şek. bir

(büyütmek için tıklayın)

Şemaya göre mikrodenetleyici DD6'in pim 1'sından (PB1) üç alt tampon elemanı DD2 aracılığıyla dikdörtgen şeklindeki bir uyarma voltajı sinyali, cihazın ölçüm kısmına beslenir. Yüksek bir voltaj seviyesinde, ölçülen kapasitör Cx, bir direnç R9 ve bir diyot VD6 aracılığıyla şarj edilir ve düşük bir voltaj seviyesinde, R9 ve VD5 üzerinden deşarj olur. Ölçülen kapasitansın değeriyle orantılı olan ortalama deşarj akımı, cihaz DA1 işlemsel yükselticisini kullanarak voltaja dönüştürür. Kondansatörler C5 ve C7 dalgalanmalarını yumuşatır. Direnç R14, op-amp'i doğru bir şekilde sıfırlamak için kullanılır.

Endüktans yüksek bir seviyede ölçülürken, bobindeki akım R10 direnci tarafından belirlenen değere yükselir ve düşük bir seviyede, ölçülen bobinin kendi kendine endüktans EMF'si tarafından oluşturulan akım da girişe beslenir. DA4 mikro devresi VD11 ve R1 üzerinden.

Böylece, sabit bir besleme voltajı ve sinyal frekansı ile op-amp çıkışındaki voltaj, ölçülen kapasitans veya endüktans değerleriyle doğru orantılıdır. Ancak bu, yalnızca kondansatörün uyarma geriliminin yarısında tamamen şarj olması ve diğer yarısında da tamamen boşalması koşuluyla geçerlidir. Aynısı indüktör için de geçerlidir. İçindeki akımın maksimum değere çıkması ve sıfıra düşmesi için zamanı olmalıdır. Bu koşullar, uygun bir R9-R11 direnç seçimi ve heyecan verici voltajın frekansı ile sağlanabilir.

Ölçülen öğenin parametresinin değeriyle orantılı bir voltaj, op-amp çıkışından R6C2 filtresi aracılığıyla DD1 mikrodenetleyicinin yerleşik on bitlik ADC'sine beslenir. Kondansatör C1, ADC'nin dahili referans voltaj kaynağının bir filtresidir.

DD2 devresindeki ilk üç eleman ve ayrıca VD1, VD2, C4, C11, op-amp'in çalışması için gerekli olan -5 V'luk bir voltaj üretmek için kullanılır.

Cihaz, ölçüm sonucunu on haneli yedi segmentli bir LCD HG1'de (KO-4V, seri olarak Zelenograd'da Telesystems tarafından üretilmiştir) görüntüler. Benzer bir gösterge "PANAPHONE" telefonlarda kullanılır.

Doğruluğu artırmak için, cihazın dokuz ölçüm alt aralığı vardır. Birinci alt banttaki uyarma voltajının frekansı 800 kHz'dir. Bu frekansta, kapasitansı yaklaşık 90 pF'ye kadar olan kapasitörler ve 90 μH'ye kadar endüktansı olan bobinler ölçülür. Sonraki her alt aralıkta, frekans sırasıyla 4 kat azaltılır, ölçüm limiti aynı sayıda genişletilir. Dokuzuncu alt aralıkta, frekans 12 Hz'dir; bu, 5 μF'ye kadar kapasitanslı kapasitörlerin ve 5 H'ye kadar endüktanslı bobinlerin ölçülmesini sağlar. Cihaz istenilen alt aralığı otomatik olarak seçer ve gücü açtıktan sonra ölçüm dokuzuncu alt aralıktan başlar. Anahtarlama işlemi sırasında göstergede alt bant numarası görüntülenerek ölçümün hangi frekansta yapıldığını belirlemenizi sağlar.

İstenen alt aralığı seçtikten sonra, göstergede pF veya μH cinsinden ölçüm sonucu görüntülenir. Okuma kolaylığı için, pF'nin onda biri (μH) ve μF (H) birimleri boş bir karakter alanıyla ayrılır ve sonuç üç anlamlı rakama yuvarlanır.

Kırmızı HL1 LED'i, göstergeye güç sağlamak için 1,5 V stabistör olarak kullanılır. SB1 düğmesi, terminallerin ve SA1 anahtarının kapasitansını ve endüktansını telafi etmeye yardımcı olan yazılım sıfır düzeltmesi için kullanılır. Bu anahtar, ölçülen endüktans ve kapasitansı bağlamak için ayrı terminaller takılarak ortadan kaldırılabilir, ancak bu işlem sırasında daha az uygundur. Direnç R7, güç kapatıldığında C9 ve C10 kapasitörlerini hızlı bir şekilde boşaltmak için tasarlanmıştır. Onsuz, göstergenin doğru çalışmasını sağlayan tekrar açma, çalışma sırasında biraz rahatsız edici olan 10 s'den daha erken olamaz.

Cihazın SA1 anahtarı dışındaki tüm parçaları, şekil 2'de gösterilen tek taraflı bir baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir. XNUMX.

LC Metre

HG1 göstergesi ve SB1 düğmesi kurulum tarafından takılır ve ön panele getirilir. SA1 anahtarına ve giriş terminallerine giden kabloların uzunluğu 2 ... 3 cm'yi geçmemelidir VD3-VD6 diyotları düşük voltaj düşüşü ile yüksek frekanslıdır, D311, D18, D20 kullanılabilir. Düzeltici dirençler R11, R12, R14 küçük boyutlu tip SPZ-19. R11'in bir tel dirençle değiştirilmesi, ölçüm doğruluğunda bir azalmaya yol açacağı için istenmez. 140UD1208 yongası, sıfır ayar devresine sahip ve ±5 V voltajda çalışabilen başka bir op-amp ile değiştirilebilir ve K561LN2, 1561, 1554, 74NS, 74AC serisinden herhangi bir CMOS yongası ile değiştirilebilir , altı invertör içerir, örneğin 74NS14. TTL serisi 155, 555, 1533, vs.'nin kullanılması istenmez. ATMEL'in ATtinyl 5L mikrodenetleyicisinin analogu yoktur ve programı ayarlamadan onu başka bir türle, örneğin popüler AT90S2313 ile değiştirmek imkansızdır.

C4, C5, C11 kapasitörlerinin kapasitanslarının değeri azaltılmamalıdır. SA1 anahtarı küçük olmalı ve çıkışlar arasında minimum kapasitans olmalıdır.

Mikrodenetleyici programlanırken, tüm FUSE bitleri varsayılan değerlerinde bırakılmalıdır: BODLEVEL=0, BODEN=1, SPIEN=0, RSTDISBL=1, CKSEL1 ...0=00. Kalibrasyon baytı, $000F adresindeki programın düşük baytına yazılmalıdır. Bu, 1,6 MHz'lik saat frekansının doğru bir şekilde ayarlanmasını ve buna bağlı olarak, 800 kHz'lik ilk aralıkta ölçüm devresi için uyarma voltajının frekansını sağlayacaktır. Yazarın sahip olduğu ATtinyl 5L kopyasında kalibrasyon baytı 8 milyar dolardır.

Mikrodenetleyici ürün yazılımı kodları

Ayarlama için, cihazın ölçüm aralığında parametre değerleri olan ve nominal değerde minimum sapma toleransına sahip birkaç bobin ve kapasitör seçmek gerekir. Mümkünse kesin değerleri endüstriyel bir LC metre ile ölçülmelidir. Bunlar sizin "referans" öğeleriniz olacaktır. Sayacın ölçeğinin lineer olduğu düşünülürse prensipte bir kondansatör ve bir bobin yeterlidir. Ancak tüm aralığı kontrol etmek daha iyidir. DM, DP tipi normalleştirilmiş bobinler, örnek bobinler olarak çok uygundur.

Ayarlama, DA1 yongasının sıfırlanmasıyla başlar ve çıkışındaki voltajı bir multimetre ile kontrol eder. Bu gerilim R0 direnci ile 5 ... + 14 mV aralığında ayarlanmalıdır. Direnç R12 kaydırıcısı orta konumda olmalıdır ve girişin parazitik kapasitansını azaltmak için SA1 anahtarının karttan çıkarılması arzu edilir. Bu durumda, gösterge okumaları 0...3 arasında olmalıdır. Ardından SA1 bağlantısını geri yükleyin, SB1 düğmesine basın ve bırakın. 2 s sonra gösterge 0...±1 göstermelidir. Bundan sonra, giriş terminallerine örnek bir kapasitans bağlanır ve R12 sürgüsü döndürülerek okumalar, seçilen kapasitörün kapasitansının gerçek değerine karşılık gelecek şekilde ayarlanır. En önemsiz basamağın fiyatı 0,1 pF'dir. Ardından, tüm aralığı kontrol etmek ve gerekirse,% 12 ... 2'ten daha kötü olmayan bir hata elde etmeye çalışarak R3 motorunun konumunu netleştirmek gerekir. Ölçeğin sonundaki okumalar biraz hafife alınmış veya fazla tahmin edilmişse, sıfır ayarı da kabul edilebilir. Ancak R14 sürgüsünün pozisyonundaki her değişiklikten sonra, ölçülen kapasitör kapatılmalı ve sıfır ayar düğmesine basılmalıdır.

Cihazı kapasitans ölçüm modunda ayarladıktan sonra, SA1'i şemaya göre alt konuma getirmeli, giriş jaklarını kapatmalı ve SB1'e basmalısınız. Girişte sıfır düzeltmesinden sonra, örnek bobini bağlayın ve R11 direnci ile gerekli okumaları ayarlayın. En önemsiz basamağın fiyatı 0,1 μH'dir. Bu durumda R11 direncinin en az 800 ohm olmasına dikkat etmelisiniz, aksi takdirde R10 direncinin direncini azaltmalısınız. R11, 1 kOhm'dan büyükse, R10 artırılmalıdır, yani R10 ve R11 değerleri birbirine yakın olmalıdır. Bu ayar, bobinin "şarj edilmesi" ve "boşaltılması" için yaklaşık olarak aynı zaman sabitini ve buna bağlı olarak minimum ölçüm hatasını sağlar.

Kapasitörleri ölçerken %±2 ... 3'ten daha kötü olmayan bir hata kolayca elde edilebilir, ancak bobinleri ölçerken her şey biraz daha karmaşıktır. Bobinin endüktansı büyük ölçüde eşlik eden bir dizi koşula bağlıdır - sargının aktif direnci, girdap akımlarından kaynaklanan manyetik devrelerdeki kayıplar, histerezis, ferromanyetlerin manyetik geçirgenliği doğrusal olmayan bir şekilde manyetik alan gücüne bağlıdır, vb. Bobinler ölçüm sırasında çeşitli dış alanlardan etkilenir ve tüm gerçek ferromanyetler oldukça yüksek artık indüksiyon değerine sahiptir. Manyetik malzemelerin mıknatıslanması sırasında meydana gelen işlemler [2]'de daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Tüm bu faktörlerin bir sonucu olarak, bazı bobinlerin endüktansını ölçerken cihazın okumaları, karmaşık direnci sabit bir frekansta ölçen endüstriyel bir cihazın okumalarıyla örtüşmeyebilir. Ancak bu cihazı ve yazarını azarlamak için acele etmeyin. Sadece ölçüm ilkesinin özelliklerini dikkate almalısınız. Manyetik çekirdeği olmayan bobinler, kapalı olmayan manyetik çekirdekler ve boşluklu ferromanyetik çekirdekler için, bobinin aktif direnci 20 ... 30 Ohm'u geçmiyorsa ölçüm doğruluğu oldukça tatmin edicidir. Ve bu, yüksek frekanslı cihazların tüm bobinlerinin ve bobinlerinin endüktansının, anahtarlama güç kaynakları için transformatörlerin vb. çok doğru bir şekilde ölçülebileceği anlamına gelir.

Ancak, çok sayıda ince tel dönüşü ve boşluksuz kapalı bir manyetik devre (özellikle trafo çeliğinden) olan küçük boyutlu bobinlerin endüktansını ölçerken, büyük bir hata olacaktır. Ancak sonuçta, gerçek bir cihazda, bobinin çalışma koşulları, karmaşık direnci ölçerken sağlanan ideale karşılık gelmeyebilir. Örneğin, yazarın kullanabileceği transformatörlerden birinin endüstriyel bir LC metre ile ölçülen sargı endüktansının yaklaşık 3 H olduğu ortaya çıktı. Yalnızca 5 mA'lık bir DC ön akım uygulandığında, okumalar yaklaşık 450 mH oldu, yani endüktans 7 kat azaldı! Ve gerçek çalışan cihazlarda, bobinlerden geçen akımın neredeyse her zaman sabit bir bileşeni vardır. Açıklanan sayaç, bu transformatörün sargısının endüktansını 1,5 Gn gösterdi. Ve hangi rakamın gerçek çalışma koşullarına daha yakın olacağı hala bilinmiyor.

Yukarıdakilerin tümü, istisnasız tüm amatör LC ölçüm cihazları için bir dereceye kadar geçerlidir. Sadece yazarları bu konuda mütevazı bir şekilde sessiz kalıyor. En azından bu nedenle, kapasitans ölçüm fonksiyonu birçok ucuz multimetre modelinde mevcuttur ve yalnızca pahalı ve karmaşık profesyonel cihazlar endüktansı ölçebilir. Amatör koşullarda iyi ve doğru bir kompleks direnç ölçer yapmak çok zordur, gerçekten ihtiyacınız varsa endüstriyel bir tane satın almak daha kolaydır. Bu şu ya da bu nedenle mümkün değilse, önerilen tasarımın optimum fiyat, kalite ve kullanım kolaylığı oranıyla iyi bir uzlaşma işlevi görebileceğini düşünüyorum.

Edebiyat

Stepanov A. Basit LC-metre. - Radyo, 1982, No. 3, s. 47, 48.
Semenov B. Güç elektroniği. - M.: SOLON-R, 2001.

Yazar: I. Khlyupin, Kirov

Diğer makalelere bakın bölüm Ölçüm teknolojisi.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu 05.05.2024

Modern bilim ve teknoloji dünyası hızla gelişiyor ve her gün bize çeşitli alanlarda yeni ufuklar açan yeni yöntem ve teknolojiler ortaya çıkıyor. Bu tür yeniliklerden biri, Alman bilim adamlarının, fotonik alanında önemli ilerlemelere yol açabilecek optik sinyalleri kontrol etmenin yeni bir yolunu geliştirmesidir. Son araştırmalar, Alman bilim adamlarının erimiş silika dalga kılavuzunun içinde ayarlanabilir bir dalga plakası oluşturmasına olanak sağladı. Sıvı kristal katmanın kullanımına dayanan bu yöntem, bir dalga kılavuzundan geçen ışığın polarizasyonunu etkili bir şekilde değiştirmeye olanak tanır. Bu teknolojik atılım, büyük hacimli verileri işleyebilen kompakt ve verimli fotonik cihazların geliştirilmesi için yeni umutlar açıyor. Yeni yöntemle sağlanan elektro-optik polarizasyon kontrolü, yeni bir entegre fotonik cihaz sınıfının temelini oluşturabilir. Bu, büyük fırsatların önünü açıyor ... >>

Primium Seneca klavye 05.05.2024

Klavyeler günlük bilgisayar işlerimizin ayrılmaz bir parçasıdır. Ancak kullanıcıların karşılaştığı temel sorunlardan biri, özellikle premium modellerde gürültüdür. Ancak Norbauer & Co'nun yeni Seneca klavyesiyle bu durum değişebilir. Seneca sadece bir klavye değil, ideal cihazı yaratmak için beş yıllık geliştirme çalışmasının sonucudur. Bu klavyenin akustik özelliklerinden mekanik özelliklerine kadar her yönü dikkatle düşünülmüş ve dengelenmiştir. Seneca'nın en önemli özelliklerinden biri, birçok klavyede yaygın olan gürültü sorununu çözen sessiz dengeleyicileridir. Ayrıca klavye çeşitli tuş genişliklerini destekleyerek her kullanıcı için kolaylık sağlar. Seneca henüz satışa sunulmasa da yaz sonunda piyasaya sürülmesi planlanıyor. Norbauer & Co'nun Seneca'sı klavye tasarımında yeni standartları temsil ediyor. O ... >>

Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı 04.05.2024

Uzayı ve onun gizemlerini keşfetmek, dünyanın her yerindeki gökbilimcilerin dikkatini çeken bir görevdir. Şehrin ışık kirliliğinden uzak, yüksek dağların temiz havasında yıldızlar ve gezegenler sırlarını daha net bir şekilde açığa çıkarıyor. Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi olan Tokyo Üniversitesi Atacama Gözlemevi'nin açılışıyla astronomi tarihinde yeni bir sayfa açılıyor. Deniz seviyesinden 5640 metre yükseklikte bulunan Atacama Gözlemevi, uzay araştırmalarında gökbilimcilere yeni fırsatlar sunuyor. Bu site, yer tabanlı bir teleskop için en yüksek konum haline geldi ve araştırmacılara Evrendeki kızılötesi dalgaları incelemek için benzersiz bir araç sağladı. Yüksek rakımlı konum daha açık gökyüzü ve atmosferden daha az müdahale sağlasa da, yüksek bir dağa gözlemevi inşa etmek çok büyük zorluklar ve zorluklar doğurur. Ancak zorluklara rağmen yeni gözlemevi gökbilimcilere geniş araştırma olanakları sunuyor. ... >>

Arşivden rastgele haberler

petapiksel kamera 13.08.2013

DARPA uzmanları, gelecekte insan görüşünden milyonlarca kat daha fazla görüntü yakalama ve işleme yeteneğine sahip olacak bir prototip kamera kuruyor.
DARPA, gelecekte petapiksel görüntüler üretebilen kamera teknolojisi geliştirmede yeni adımlar attı. Ağustos 2013 ve 2014'te, yeni AWARE 2 ve AWARE-10 kamera prototiplerinin montajı tamamlanacak: geniş bir görüş alanına ve aynı anda birden fazla nesneyi tanımlama yeteneğine sahip 5 ve 10 gigapiksel kameralar. Bu parametrelere göre, insan görüşünü 30-50 kat aşacaklar.

Ağustos ayında, savunma bilimi ajansı DARPA adına çalışan uzmanlar, gezegenimizdeki hiçbir canlının ulaşamayacağı bir çözünürlük ve ölçekte çevreyi gözlemleyebilen benzersiz bir video kameranın geliştirilmesinde yeni bir dönüm noktasına ulaşacak.

Duke Üniversitesi'nden bilim adamları ve mühendisler tarafından AWARE projesi kapsamında yeni bir kamera üzerinde çalışmalar yürütülüyor. Zaten önemli bir başarıya imza attılar, özellikle, Nisan ayında ikinci nesil AWARE 2 kameralar oluşturuldu.Bu, toplam 98 gigapiksel çözünürlüğe sahip 14 adet 1,4 megapiksel mikro kamera dizisidir ve bu bir kamera alanı oluşturur. 120x40 derecelik görüntü ve 10 kare frekansında çekim yapabilme bana bir saniye verin. Her mikro kamera 4384x3288 piksel çözünürlükte fotoğraf çekebilir ve tüm kamera 63000x18000 piksel kompozit fotoğraf çekebilir.

Kameranın benzersiz özellikleri özgün tasarımıyla sağlanır: mercekten gelen ışık düz bir matris üzerine değil, minyatür kameraların yerleştirildiği yarım kürenin iç kısmına düşer, bu da yüksek çözünürlüklü panoramik çekimler yapmanızı sağlar. . Gelecekte, bu tür kameraların askeri uçaklara ve robotlara kurulması planlanıyor, bu da geniş bir alanı gözlemlemeyi mümkün kılacak ve aynı zamanda seçilen alanın ölçeğini artıracak. Yeni teknolojinin avantajını anlamak için, AWARE kamerasının bir futbol stadyumundaki insanların yarısının yüzlerini tanıyabildiğini hayal edin.

Ve kameraların açısal çözünürlüğü atmosferik etkilerle sınırlı olsa da, 30-50 kata kadar yakınlaştırma ile fotoğraf ve video çekecek fotoğraf ve video kameralar oluşturmak mümkündür. Örneğin spor müsabakalarını çekerken bu tür video kameralar kullanılırsa, izleyiciler televizyon görüntüsünün ilgilendikleri bölümünü bağımsız olarak büyütebilecek ve yüksek çözünürlüklü videoyu izleyebileceklerdir. Aslında, AWARE kameralar çekim değişikliği kavramını iptal eder - izleyicinin kendisi bir panorama mı yoksa yakın çekim mi izleyeceğini seçebilir.

Tabii ki, bu tür fırsatlar, büyük miktarda bilgiyi iletebilen güçlü iletişim kanalları gerektirecektir. Ayrıca geliştiriciler, AWARE kameraların pahalı cam lenslerini daha ucuz plastik lenslerle değiştirmeye çalışıyor, bu da yeni bir tür cihazın ağırlığını ve maliyetini azaltacak.

Diğer ilginç haberler:

▪ Hipokampus uzayda gezinmenize yardımcı olur

▪ Akıllı telefon arabayı daha güçlü hale getirecek

▪ Mars yüzeyinin altında keşfedilen büyük su kütlesi

▪ ultrasonik gübre

▪ 550 mAh pil ile Bluboo X5300 akıllı telefon

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Sitenin Ölçüm teknolojisi bölümü. Makale seçimi

▪ makale Bizi güzelleştir. Popüler ifade

▪ makale İsimlerini Bilmediğim ve Umursamadığım Teksas Şirketleri Ne Yaptı? ayrıntılı cevap

▪ makale Bir iş gezisine gönderilen arabanın sürücüsü. İş güvenliği ile ilgili standart talimat