X.  Измерения или простые приборы.


    Х.2 Измеритель индуктивности / генератор до 2 МГц.


Измеритель индуктивности и емкости, кроме своей прямой фунции, является генератором до 2 МГц. Мне он понадобился для изготовления радиоприемника, который "слушает" погодный канал местного аэропорта (и не только:).

 

   Начало - на этой странице.

   Напомню, что речь идет об измерителе индуктивности (емкости) и генераторе в "одном лице". Фотография, справа, показывает как это выглядит в конечном итоге.

  Суть сводится к тому, что мы берем готовую схему из журнала "Радио" 80-х годов, творчески перерабатываем и "ложим" на детали, которые есть в наличии.

  Изготовление такого измерителя - не самоцель. Мне он нужен как измеритель малых индуктивностей и генератор радиочастоты, который перекрывает диапазон Длинных Волн, Средних и начало КВ диапазона (в данном случае удается покрыть диапазон 3 Гц - 2 МГц). Измеритель емкости конденсаторов мне не нужен по двум причинам. Во первых - ан есть в тестере. Во вторых - 99% конденсаторов маркированы и их емкость, с практической точностью, соответствует надписи. Об индуктивностях такого не скажешь, тем более, что часто их приходится изготавливать самостоятельно. Кроме всего прочего, измерение емкости требует установки дополнительного переключателя. Это не большое дело, но вместе с этим усложняется коммутация, схема обрастает дополнительными проводниками, которые имеют емкость и индуктивность. В общем, ничего кроме потери точности это не приносит.

  Таким образом, берем схему из журнала "Радио" (на следующем рисунке).

     

  Первое -  устраняем спорные моменты, которые вызывают сомнения.

  Второе - убираем часть схемы, которая измеряет емкость конденсаторов, вместе с переключателем.

  Третье - изменяем схему генератора, который работает на фиксированных частотах (теоретически 100, 1кГц, 10кГц, 100кГц и 1 МГц). Теперь он покрывает диапазон 3 Гц - 2 МГц (прямоугольные импульсы).

  Четвертое - так как прибор имеет условную точность (это же не мостовой измеритель), то вводим набор калибровочных индуктивностей с переключателем. В любой момент можно подключить катушку с известной индуктивностью и убедиться в правильности показаний прибора. Два дополнительных резистора необходимы для работы в режиме генератора.

  Пятое - на выходе детектора, после диода Д2Б, цепочка резистор 3,3 кОм и конденсатор 100 мкФ, заменяются на подстроечник 20 кОм*(PR2), полярный 4,7 мкФ*(C13) и добавляем керамику 0,1 мкФ*(C12).

 * 20 кОм (PR2) - сопротивление этого резистора должно быть 1/10 - 1/100 от входного сопротивления вольтметра. Так как все цифровые мультиметры имеют входное сопротивление от 1 до 10 МОм, то сопротивление резистора должно быть около 10 кОм. Подстроечник 20 кОм - самое оно.

 * 4,7 мкФ (C13) - со старым конденсатором 100 мкФ необходимы секунды, что бы показания вольтметра стабилизировались. Это напрягает.

 * 0,1 мкФ (C12) - облегчает жизнь конденсатору 4,7 мкФ на высоких частотах.

  Так или иначе, результирующая схема, которая "по уму" - на рисунке ниже.


    Настройка "ПРЫБОРА".


  "Прибора" - специально взято в кавычки. Это не совсем прибор. Скорее всего это достаточно точный индикатор, с линейной шкалой. То есть, если Вы имеете катушку с индуктивностью 22 мкГн, то возможно точно изготовить нечто, с такой же индуктивностью или очень близкой.

  Потребуется осциллограф и несколько катушек или дросселей с известной индуктивностью.  Программный осциллограф на базе аудио карты компьютера и несколько индуктивностей с цветовой / цифровой маркировкой - подойдут. Остальное - по усмотрению.

1. "Намертво" запаиваем конденсаторы С1-С6. Их емкости должны отличаться в 10 раз. То есть набор 1.0, 0.1, 0.01мкФ ... 100 пФ, ни чем не лучше, чем 0.68, 0.068 мкФ, 6800, 680 и 68 пФ.

2. Вместо катушки "Lx" устанавливаем резистор 100 Ом - 1 кОм.

3. Убеждаемся, что с выхода стабилизатора 7805 на питание схемы идет 5 Вольт или около того.

4. SW1 - в положении генератора. С помощью осциллографа убеждаемся, что генерация идет на всех диапазонах и в любом положении переменного резистора PR1. Контрольные точки - выход DD1.2, DD1.4 и коллектор транзистора Т1. Если нет, то увеличиваем R1. * Программный осциллограф имеет полосу до 20 кГц. Поэтому можно будет посмотреть только на первых трех диапазонах (С6,С5,С4 (100Гц,1000Гц,10000Гц)).

  Если все так, то я Вас поздравляю. У Вас все работает. Но на этом "развлечения" не заканчиваются. Генератор и формирователь работают. Осталось настроить измерительную часть.

 Настройка последней заключается в том, что по катушкам с известной индуктивностью подбираются сопротивления резисторов R2* -R7* (при PR2 - около 10 кОм).

  * Цифровой мультиметр, в режиме измерения напряжения, должен показывать не более 0,6 Вольт (зона линейного преобразования).


    ***  Маркировка индуктивностей.

  Индуктивности маркируются в микроГенри. Цифрами - индуктивность и множитель, буква - допуск. Таким образом, на фото, индуктивности 22 мкГн, 47 мкГн, 100 мкГн и 4700 мкГн. Буква R замеряет точку. N - маркировка в наноГенри. Цветовая маркировка - в микроГенри. Такая же как для резисторов. Цифра, цифра, множитель, допуск.


     Точность калибровки.


  Точность калибровки упирается в наличие точных индуктивностей, точнее в их отсутствие. Замечено, что если маркировка говорит о 22 мкГн, то можно быть уверенным, что ровно 22 мкГн там нет. От 18 до 26 микроГенри, но 22 - никогда. Исключения, конечно, бывают.

  В домашних условиях можно поднять точность калибровки используя последовательно - параллельное подключение нескольких индуктивностей. В качестве примера, на правой фотографии, 4-ре индуктивности (по 22 мкГн) включены параллельно-последовательно. Измеритель в положении 10 mV/мкГн, на тестере - 220 mV. Эти же индуктивности, измеренные по отдельности - 19, 20, 21 и 25 микроГенри.

  Так же полезно знать, что индуктивности ведут себя так же как резисторы. Последовательное соединение увеличивает общую индуктивность, параллельное - уменьшает.


    Дальше.

  Если Вы сделали измеритель индуктивности по схеме с этой страницы, то я Вас поздравляю. У Вас в руках прибор и он работает без "плясок с бубнами" и прочих сопутсвующих неприятностей. Обошлись без процессоров, компьютеров, микроконтроллеров с их "глюками", "багами", зависаниями в самый неподходящий момент, поиском правильной прошивки и так далее.

  Следующую страницу можно не читать. Она посвящена мелким развлечениям с этим прибором:
*проверке линейности преобразования;
*минимальной величине индуктивности, которую им можно, достоверно, измерить.

Мелкие развлечения и проверка прибора - здесь.




12.4.2010  SKootS

_

 
 
Make a Free Website with Yola.