Цифровой LC-метр удобный для испытания оборудования
Цифровой LC-метр удобный для испытания оборудования, который вы можете сделать для себя для измерения индуктивности и емкости в широком диапазоне. Цифровой LC-метр основан на оригинальной методике измерений, обеспечивает удивительную точность и прост в сборке. Многие современные цифровые мультиметры имеют широкие диапазоны измерения емкости, особенно в дорогих моделях.
Поэтому нетрудно измерить значение конденсаторов, если их значение превышает 50 пФ или около того. Ниже этого уровня цифровые мультиметры не очень полезны для измерения емкости. Конечно, существуют специальные цифровые измерители емкости, которые обычно измеряют до нескольких пФ или около того. Но если вы хотите измерить такие вещи, как паразитная емкость, они тоже имеют ограниченное применение. Еще хуже, когда дело доходит до измерения индуктивности. Очень немногие цифровые мультиметры имеют способность измерять индуктивность, поэтому во многих случаях приходится использовать мост индуктивности старого типа или измеритель Q. Оба они в основном являются аналоговыми приборами и не предоставляют ни высокого разрешения, ни особенно высокой точности.
Это отличается от профессионалов, которые в течение последнего времени могли использовать цифровые измерители LCR. Они позволяют быстро и автоматически измерять практически любой пассивный компонент, часто измеряя не только их первичный параметр (например, индуктивность или емкость), но и один или несколько вторичных параметров. Тем не менее, многие из этих приборов имеют высокую цену, благодаря микроконтроллерной технологии эта ситуация несколько изменилась за последние несколько лет, и теперь стали гораздо более доступны цифровые приборы. К ним относятся как профессиональные, так и самодельные приборы, а также устройство, описанное здесь.
Основные особенности цифровой LC-метр
Как показано на рисунке в тексте, наш новый цифровой LC-метр очень компактен. Он прост в сборке, имеет жидкокристаллический дисплей и его можно разместить в небольшом корпусе. Себестоимость цифровой LC-метр не высока так что каждый желающий может это себе позволить. Несмотря на свою скромную цену, цифровой LC-метр предлагает автоматическое прямое цифровое измерение в широком диапазоне емкости (C) и индуктивности (L) с разрешением в 4 знака. Фактически, он измеряет емкость от 0,1 до 800нФ и индуктивность от 10 до 70мГн. Точность измерения также удивительно хорошая, лучше, чем ± 1% от показаний. Цифровой LC-метр работает от 9В до 12В постоянного тока, потребляя в среднем ток менее 20 мА. Это означает, что он может питаться от 9В батареи встроенной в корпус или от внешнего блока питания.
Как работает цифровой LC-метр
Впечатляющие характеристики цифровой LC-метр зависят от оригинальной методики измерений, разработанной около 12 лет назад Нилом Хехтом из штата Вашингтон в США. Он использует тестовый генератор широкого диапазона, частота которого изменяется путем подключения неизвестной индуктивности или конденсатора, которую вы измеряете.
Результирующее изменение частоты измеряется микроконтроллером, который затем вычисляет значение компонента и отображает его непосредственно на жидкокристаллическом дисплее. Так что в приборе в основном только две ключевые части: (1) сам тестовый генератор и (2) Микроконтроллер, который измеряет его частоту (с измеряемым компонентом и без него) и вычисляет значение компонента. Для достижения надежной генерации в широком частотном диапазоне тестовый генератор основан на аналоговом компараторе с положительной обратной связью смотрим на рисунке. Эта конфигурация имеет естественную склонность к генерации из-за очень высокого усиления между входом и выходом компаратора. При первом включении питания (+ 5 В) неинвертирующий (+) вход компаратора удерживается при половине напряжения питания (+2,5) V делителем смещения, образованным двумя резисторами сопротивлением 100к.
Однако напряжение на инвертирующем входе изначально равно нулю, поскольку конденсатору 10мФ на этом входе требуется время для зарядки через резистор обратной связи сопротивлением 47к. Таким образом, с неинвертирующим входом, намного более положительным, чем его инвертирующий вход, компаратор первоначально переключает свой выходной сигнал на высокий уровень (т. е. на + 5 В). Как только это происходит, конденсатор 10 мФ на инвертирующем входе начинает заряжаться через резистор 47к и таким образом, напряжение на этом входе возрастает экспоненциально. Как только оно поднимается немного выше уровня + 2,5 В, выход компаратора внезапно переключается на низкий уровень. Это низкое напряжение подается обратно на неинвертирующий вход компаратора через резистор обратной связи сопротивлением 100к. Он также подключен через входной конденсатор 10 мФ к настроенной цепи, образованной индуктивностью L1 и конденсатором C1. Это вызывает генерацию на своей резонансной частоте.
Измерение цифровой LC-метр.
В результате компаратор и настроенная схема теперь функционируют как генератор на этой резонансной частоте. Фактически, компаратор эффективно функционирует как «отрицательное сопротивление» во всей схеме, чтобы компенсировать его потери и поддерживать колебания. Как только возникла генерация, то на выходе компаратора появляется прямоугольные импульсы той же частоты, именно эта частота (Fout) измеряется микроконтроллером. На практике, прежде чем что-либо еще будет подключено к цепи, Fout просто соответствует резонансной частоте L1, C1 и любой паразитной емкости, которая может быть связана с ними. Когда частота сначала подается на измеритель, микроконтроллер измеряет эту частоту (F1) и сохраняет его в памяти. Затем он запитывает герконовое реле RLY1, которое переключает конденсатор C2 параллельно с C1 и, таким образом, изменяет частоту генератора (то есть понижает ее). Микроконтроллер измеряет и сохраняет эту новую частоту (F2). Затем микроконтроллер использует эти две частоты плюс значение C2 для точного расчета значений как C1, так и L1. Если вам интересно, уравнения, которые он использует для этого, показаны на рисунке (Режим калибровки). После этих вычислений микроконтроллер снова выключает реле RLY1 для отключения конденсатора C2 из контура, позволяя частоте генератора вернуться к F1. Теперь прибор готов к измерению неизвестной индуктивности или конденсатора (Cx или Lx).
Как показано на рисунке, неизвестный компонент подключается через тестовые клеммы. Затем он подключается к настроенной цепи генератора через переключатель S1. При измерении неизвестного конденсатора S1 переключается в положение «C», так что конденсатор подключается параллельно C1. В качестве альтернативы для неизвестной индуктивности S1 переключается в положение «L», так что бы индуктивность соединялась последовательно с L1. В обоих случаях добавленные значения Cx или Lx снова вызывают изменение частоты генератора на новую частоту (F3). Как и в случае с F2, это всегда будет ниже, чем F1. Таким образом, измеряя F3, как и ранее, и отслеживая положение переключателя S1 (что осуществляется через соединение C / L на выводе 12 IC1), микроконтроллер может рассчитать значение неизвестного компонента, используя одно из уравнений, показанных в нижней части поля уравнений – т. е. раздел с надписью: «В режиме измерения».
Из этих уравнений вы можете видеть, что микроконтроллер имеет довольно максимальное «сжатие чисел», как в режиме калибровки, когда он вычисляет значения L1 и C1, так и в режиме измерения, когда он вычисляет значение Cx или Lx. Каждое из этих значений должно быть рассчитано с высокой степенью разрешения и точности. Для достижения этого в прошивке микроконтроллера необходимо использовать некоторые математические вычисления с 24-разрядными числами с плавающей запятой.
Так как эта оригинальная, но в то же время простая схема измерения используется для создания практичного прибора, видно из полной принципиальной схемы цифровой LC-метр высокой точности, показанной на рисунке. Это даже проще, чем вы могли бы ожидать, потому что нет отдельного компаратора, который сформировал бы ядро измерительного генератора. Вместо этого мы используем компаратор, встроенный в сам микроконтроллер (IC1). Как показано, микроконтроллер IC1 представляет собой PIC16F628A и фактически содержит два аналоговых компаратора, которые можно настраивать различными способами. Здесь мы используем компаратор 1 (CMP1) в качестве измерительного генератора. Компаратор 2 (CMP2) используется только для обеспечения некоторого дополнительного «возведения в квадрат» выхода CMP1, а затем его выход управляет внутренней схемой подсчета частоты. Схема генератора практически не отличается от схемы, показанной на рисунке.
Обратите внимание, что IC1 управляет реле RLY1 (которое переключает калибровочный конденсатор C2 в цепь и из нее) через линию RB7 его порта ввода / вывода B (контакт 13). Диод D1 служит для защиты внутренней схемы микроконтроллера от индуктивных всплесков, когда реле выключается. Во время работы IC1 определяет, в каком положении находится переключатель S1 в режиме использования RB6 (вывод 12). Он поднимается вверх, когда S1b находится в положении «C» и в низ, когда S1b находится в положении «L». Кварц X1 (4 МГц) устанавливает тактовую частоту микроконтроллера IC1, в то время как соответствующие конденсаторы 33 пФ обеспечивают правильное согласование для обеспечения надежного запуска тактового генератора. Результаты вычислений микроконтроллера IC1 выводятся на стандартный 2 × 16 ЖК-модуль. Это управляется непосредственно через контакты портов RB0-RB5. Потенциометр VR1 позволяет настроить оптимальную контрастность ЖК-дисплея.
Прошивка микроконтроллера IC1 предназначена для автоматического выполнения функции калибровки сразу после первоначального включения. Однако это также может быть выполнено в любое другое время при нажатии кнопки S2. При нажатие этой кнопки микроконтроллер вынужден сброситься и запустить снова калибровку. Перемычки LK1 – LK4 не установлены при нормальной работе прибора, но используются для начальной настройки, тестирования и калибровки. Как показано, эти линии соединяются между RB3 и RB0 и землей соответственно. Например, если вы установили перемычку LK1, а затем нажали S2 для принудительного сброса, микроконтроллер активирует реле RLY1 (чтобы переключить конденсатор C2 в цепь) и измерить частоту генератора F2. Это тогда выводиться на ЖК-дисплее. Точно так же, если вы установили LK2 и нажали S2, микроконтроллер просто измеряет начальную частоту генератора (F1) и отображает ее на ЖК-дисплее. Это позволяет вам не только убедиться, что генератор работает, но также вы можете проверить его частоту. Мы еще расскажем об этом позже. Перемычки LK3 и LK4 позволяют выполнять ручную калибровку «подстройки» измерителя. Это полезно, если у вас есть доступ к конденсатору, значение которого очень точно известно (потому что он был измерен, например, с помощью профессионального тестера LCR).
При установленном LK3 показание емкости уменьшается на небольшое значение каждый раз, когда оно составляет новое измерение (примерно пять раз в секунду). И наоборот, если вместо этого установлен LK4, микроконтроллер с небольшим шагом увеличивает показание емкости при каждом новом измерении. Каждый раз, когда вносятся изменения, поправочный коэффициент сохраняется в EEPROM микроконтроллера, и это значение калибровки затем применяется для будущих измерений. Также обратите внимание, что, хотя калибровка выполняется с использованием «стандартного» конденсатора, она также влияет на функцию измерения индуктивности. Короче говоря, идея состоит в том, чтобы установить перемычку на одну или другую (т. е. На LK3 или LK4) до верного считывания. Затем перемычка снимается. Как упоминалось выше, все перемычки LK1-LK4 не используются для нормальной работы. Они используются только для устранения неполадок и калибровки.
Питание для прибора поступает от внешнего источника постоянного тока от 9 до 12 В. Можно использовать любой подходящий сетевой блок питания либо, от внутренней батареи на 9 В. При подключенном сетевом источнике переключаемый разъем постоянного тока автоматически отключает батарею. Напряжение постоянного тока подается через диод защиты от обратной полярности D2 и выключатель питания S3. Стабилизатор REG1 – это стандартный пятивольтовый 7805. Выходное напряжение + 5В на выходе стабилизатора REG1 используется для питания IC1 и ЖК-модуля. Поскольку цифровой LC-метр использует так мало деталей, его очень легко собрать. Все детали, кроме переключателей S1-S3 и входных клемм Cx / Lx, смонтированы на плате, размером 125 × 58 мм. ЖК-модуль подключается к DIL-разъему 7 × 2 на одном конце платы и поддерживается на другом конце с помощью нейлоновых винтов и гаек M3. На рисунке показано расположение деталей на плате.
Проверка калибровка и настройка цифровой LC-метр.
Ваш LC-метр теперь готов к тестированию и калибровке. Сделать это, сначала подключите к устройству блок питания или щелочную батарею на 9 В, установите ползунковый переключатель S1 в положение «Емкость» и включите с помощью S3. Как только питание подано, на ЖК-дисплее должно появиться сообщение «Калибровка» на секунду или две, а затем на дисплее должно отобразиться «C = NN.N pF», где NN.N меньше 10 пФ. Если это произойдет, тогда ваш измеритель, вероятно, работает правильно, поэтому просто оставьте его на одну или две минуты, чтобы позволить тестовому генератору стабилизироваться. В это время показания емкости могут незначительно меняться на несколько десятых доли пикофарада, когда все успокаивается – это нормально. Теперь нажмите кнопку «Ноль» S2 на секунду или две и отпустите ее. Это заставляет микроконтроллер снова запускаться и перекалиброваться, поэтому вы снова кратко увидите сообщение «Калибровка», а затем «C = 0.0pF». Это указывает на то, что микроконтроллер уравновесил паразитную емкость и сбросил ее ноль.
Поиск проблем при настройке и запуске цифровой LC-метр
Если вы не получаете никаких сообщений, отображаемых на ЖК-дисплее, есть вероятность, что вы не подключили провод аккумулятора, либо поменяли полярность. Тщательно проверьте соединения питания. При включенном питании вы должны в состоянии измерить + 5В на контакте 14 IC1 относительно земли (0 В). В качестве альтернативы, если вы видите некоторые сообщения на ЖК-дисплее, но они не соответствуют описанию, пришло время проверить, что тестовый генератор измерителя работает нормально. Для этого выключите, установите перемычку с шунтом LK2 (т. е. на задней стороне платы), затем подайте питание и посмотрите на ЖК-дисплей. После сообщения «Калибровка», микроконтроллер должен отобразить восьмизначное число, которое представляет частоту генератора F1. Это должно быть примерно между 00042000 и 00058000, если ваши детали L1 и C1 находятся в пределах обычного допуска. Если значение, которое вы получаете для F1, равно «00000000», то ваш тестовый генератор не работает, и вам нужно будет выключить и искать причину. Возможные варианты включают не пропаянное соединения, плохая пайка, включающее один из компонентов генератора, или, возможно, крошечный кусочек припоя, соединяющий соседние дорожки или площадки.
Если вы видите частоту на дисплее в правильном диапазоне, запишите значение, затем выключите и переведите перемычку в положение LK1. Снова включите питание и убедитесь, что на ЖК-дисплее теперь отображается другое восьмизначное число после калибровки. Это будет F2 – т.е. частота генератора, когда конденсатор C2 подключается параллельно с C1. Поскольку оба конденсатора номинально имеют одинаковое значение, F2 должно быть очень близко к 71% от F1. Это потому, что удвоение емкости уменьшает частоту на коэффициент, равный квадратному корню из двух (т. Е. 1 / √2 = 0,707). Если ваши показания для F2 находятся далеко от 71% от F1, вам может потребоваться заменить C2 на другой конденсатор, значение которого ближе к C1. С другой стороны, если F2 точно такой же, как F1, это говорит о том, что реле RLY1 на самом деле не переключило С2 вообще. Это может быть связано с плохим паяным соединением на одном из контактов RLY1, или вы, возможно, неправильно установили его на плате. Как только вы получите сопоставимые показания для F1 и F2, ваш цифровой LC-метр будет готов для калибровки и использованию. Если у вас нет конденсатора с известным значением для выполнения собственной точной калибровки, вам придется полагаться на собственную авто калибровку прибора (которая в значительной степени зависит от точности конденсатора C2). В этом случае просто удалите все перемычки с LK1 на LK4 и установите плату прибора в корпус.
Точная настройка калибровка цифровой LC-метр
Если у вас есть конденсатор известного значения (потому что вы смогли измерить его с помощью высокоточного измерителя LCR), вы можете легко использовать его для точной настройки калибровки цифрового LC-метра. Сначала включите устройство и дайте ему поработать, а затем он проходит через последовательность «Калибровка» и «C = NN.N pF». После этого подождите минуту или две и нажмите кнопку обнуления (S2), убедившись, что на ЖК-дисплее отображается правильно обнуленное сообщение, т. е. «C = 0,0 пФ». Затем подключите конденсатор известного значения к тестовым клеммам и обратите внимание на индикатор. Он должен быть достаточно близок к значению конденсатора, но может быть несколько высоким или низким. Если показание слишком низкое, установите перемычку LK4 на задней панели и посмотрите на ЖК-дисплей. Каждые 200мс или около того показания будут увеличиваться по мере того, как микроконтроллер PIC регулирует коэффициент масштабирования измерителя в ответ на перемычку. Как только показание достигнет правильного значения, быстро снимите перемычку, чтобы завершить настройку калибровки.
И наоборот, если показания измерителя для известного конденсатора слишком высокие, выполните ту же процедуру, но с перемычкой в положении LK3. Это заставит микроконтроллер уменьшать масштабный коэффициент измерителя каждый раз, когда он делает измерение, и, как и прежде, идея состоит в том, чтобы убрать перемычку LK3, как только показание достигнет правильного значения. Если вы недостаточно быстро снимаете перемычку вовремя из этих процедур калибровки, микроконтроллер будет «перерегулировать». В этом случае вам просто нужно использовать противоположную процедуру, чтобы вернуть показания к правильному значению. На самом деле, вам может потребоваться несколько раз отрегулировать калибровку взад и вперед, пока вы не убедитесь, что она правильная. Как упоминалось ранее, микроконтроллер PIC сохраняет свой масштабный коэффициент в своей EEPROM после каждого измерения во время этих процедур калибровки. Это означает, что вам нужно выполнить калибровку только один раз. Также обратите внимание, что, когда вы калибруете прибор таким образом, используя конденсатор с известным значением, он также автоматически калибруется для измерений индуктивности. Прошивка для цифровой LC-метр.
varikap.ru
LC МЕТР
Представляем оригинальную конструкцию lc-метра от нашего коллеги R2-D2. Далее слово автору схемы: В радиолюбительском деле, особенно при ремонтах, необходимо иметь под рукой прибор для измерения емкости и индуктивности — так называемый lc метр. На сегодняшний день для повторения в интернете можно найти много схем подобных устройств, сложных и не очень. Но решил создать свой вариант устройства. Практически все схемы LC метров с использованием микроконтроллеров представленные в интернете, выглядят одинаково. Идея заключается в расчете номинала неизвестных компонентов по формуле зависимости частоты от емкости и индуктивности. Для простоты своей конструкции решил использовать внутренний компаратор микроконтроллера в качестве генератора. Для отображения информации используется LCD от телефона Nokia 3310 либо ему подобный с контроллером PCD8544 и разрешением 84х48, например Nokia 5110.
Схема lc метра на микроконтроллере
Настройка и функции
Сердцем устройства является микроконтроллер PIC18F2520. Для стабильной работы генератора в качестве С3 и С4 лучше использовать неполярные конденсаторы либо танталовые. Реле можно использовать любое, соответствующее по напряжению (3-5 вольт), но желательно с минимально возможным сопротивлением контактов в замкнутом положении. Для звука используется буззер без встроенного генератора, или обычный пьезоэлемент.
При первом старте собранного устройства, программа автоматически запускает режим настройки контраста дисплея. Кнопками 2/4 необходимо установить приемлемый контраст и нажать кнопку OK (3). После выполнения данных действий устройство следует выключить и включить заново. Для некоторой настройки работы измерителя в меню есть раздел «Setup». В подменю «Capacitor», необходимо указать точный номинал используемого калибровочного конденсатора (С_cal) в пФ. Точность указанного номинала напрямую влияет на точность измерения. Контролировать работу самого генератора можно с помощью частотомера в контрольной точке «B», однако лучше использовать уже встроенную систему контроля частоты в подменю « Oscillator».
С помощью подбора L1 и С1, необходимо добиться стабильных показаний частоты в районе 500-800 кГц. Большая частота положительно влияет на точность измерения в тоже время с ростом частоты может ухудшаться стабильность генератора. Частоту и стабильность генератора, как я уже сказал выше, удобно мониторить в разделе меню «Oscillator». При наличии внешнего калиброванного частотомера можно выполнить калибровку частотомера LC-метра. Для этого необходимо подключить внешний частотомер к контрольной точке «B» и с помощью кнопок +/- в меню «Oscillator
Порядок настройки
- — Измерить напряжение питания микроконтроллера (выводы 19 – 20). Это опорное напряжение “V.ref”
- — Измерить напряжение до резистивного делителя = U1
- — Измерить напряжение питания после делителя = U2
- — Рассчитать коэф. деления “С.div” = U1/U2
- — Внести полученные цифры в соответствующие разделы меню сохраняя их нажатием кнопки «ОК».
Также внести напряжения “V.max” – максимальное напряжение батареи питания (заполнены все сегменты отображаемой батарейки) и соответственно “V.min” – минимальное напряжение батареи питания (все сегменты батарейки погашены, прибор сигнализирует о необходимой смене или заряде батареи питания). Значения напряжения питания для отображения промежуточных сегментов на пиктограмме батарейки, будут рассчитаны автоматически после внесения информации о “V.max” и “V.min”.
Использование стабилизатора для питания схемы обязательно, так как опорное напряжение должно быть стабильным и не меняться при разряде батареи.
Работа с устройством
Ещё меню lc-метра содержит разделы Light, Sound, Memory. В разделе Light есть возможность включить либо отключить подсветку LCD. Раздел Sound, для вкл/откл звука. В разделе Memory можно посмотреть результаты последних 10 измерений, а также (для новичков) увидеть полученный результат в разных единицах измерения. Назначение кнопок описывают пиктограммы, размещенные в нижней части экрана.
- (F) – “Function” переход в меню Setup
- (M) – “Memory” сохранение результатов измерения в памяти
- (☼) – “Light” вкл/откл подсветки
- (C) – “Calibration” калибровка
Главный экран содержит условную шкалу погрешности в измерениях, которую необходимо контролировать и в случае необходимости своевременно выполнять калибровку.
Измерение емкости
1. Переключить устройство в режим измерения емкости. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.
2. Подключить измеряемый конденсатор к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).
Измерение индуктивности
1. Переключить устройство в режим измерения индуктивности. Замкнуть клеммы. Выполнить калибровку. Убедиться, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторить калибровку.
2. Подключить измеряемую индуктивность к клеммам. На экране появится результат измерений. Для сохранения результата в памяти необходимо нажать (M).
Видео работы измерителя
В качестве корпуса задействовал геройски погибший при ремонте телевизора китайский тестер.
Все файлы — прошивки контроллера, платы в Lay и так далее можно скачать тут или на форуме. Материал предоставил — Савва. Автор схемы R2-D2.
Форум по данному прибору
Обсудить статью LC МЕТР
radioskot.ru
LC метр на коленке
http://narod.ru/disk/11569418000/Zmeter.zip.html
С помощью пары резисторов и программы можно за час собрать измеритель комплексного сопротивления на базе ПК, к тому же программа достаточно точно показывает ESR электролитических конденсаторов. По-моему вещь нужная, а если сопоставить ее затрачиваемым ресурсам, то могу сказать – лучше схемы LC метра чем эта, я пока не видел. Собирается за час с травлением платы, настраивается за пару минут, затрат на комплектующие практически нету. Все подробности сборки и настройки программы лежат в архиве. У меня заработало сразу. Резистор на балласт 16 ом, Резистор референс 46 ом, звуковая карта Audigy SE, аудиокабель и два штекера TRS.
Устройсво в сборке
конденсатор на 3300мкФ, старенький
конденсатор на 22мкФ 
конденсатор на 10нФ. Для маленьких емкостей частотный диапазон надо сдвинуть как можно выше
конденсатор на 22 пика. Мелочь ниже 10 пикофарад уже неустойчиво измеряется. 
индуктивность из телевизора 
покупная индуктивность на 5uH 
переменная индуктивность из радио. 
Все что меньше 1uH можно соединить последовательно с индуктивностью на 10-20uH. Так думаю будет удобнее и надежнее измерять.
Всем успехов 
Пы.Сы. Идея и схема не моя 
взято с vrtp.ru
Отзывы можно на:
overclockers.ru
LC100-A — весьма точный L/C-измеритель
Измеритель ёмкости и индуктивности — как раз того, что стандартный мультиметр измерять не умеет.Минимальный функционал, но зато отменная точность и скорость измерений. Даже калибровать не надо!
Приехал измеритель в пакте, обмотанный мягким материалом.
Комплектация спартанская: девайс и mini-USB шнурок.
Крокодилы в комплекте и установлены.
Кнопки:
Zero — если дошевелились щупами до появления паразитной ёмкости, можно обнулить показания.
Hi.L — второй, бóльший диапазон измерений индуктивностей (по умолчанию малый)
L/C — выбор ёмкость/индуктивность
Пятая кнопка Func ничего не делает. В инструкции написано, что зарезервирована на будущие обновления.
Частота измерений 500kHz у первого диапазона и 500Hz у второго.
Итак, что оно умеет:
Ёмкость, диапазоны (0.01pF-10uF) и (1uF-100mF)
Индуктивность, диапазоны (0.001uH-100mH) и (0.001mH-100H)
Измерение ESR, к сожалению, не завезли.
Сразу прилагаю ссылку на инструкцию: тут
Из инструкции можно почерпнуть сведения о точности измерений:
Оптимистично? Достаточно.
Как оно на деле, проверим.
Для начала, поглядим на железо.
Справа включатель питания:
Сзади разъемы питания USB и 5,5/2,1mm. Только 5 вольт.
Производитель решил не быть ноунеймом, молодец:
Разбирается девайс просто: откручиваем 4 винта сверху и снимаем дисплей. Дисплей самый стандартный 1602, можно без проблем заменить.
К качеству платы и разводки нареканий не имею.
Разве что несколько забавно запаян пленочный конденсатор:
И катушка индуктивности:
Болтающаяся тяжелая катушка мне не по нраву, сразу посадил на каплю термоклея:
Измеритель базируется на микроконтроллере STM8S003. Да-да, это НЕ клон Транзистор Тестера!
Рядом компараторы LM311.
…и LM393:
Активной электроники, управляющей питанием, я не углядел. Так что превышать рекомендованные 5 вольт не советую.
Крокодилы в комплекте нормально пропаяны. Провода короткие, но для измерений ёмкостей-индуктивностей это оправдано.
Установлена последняя прошивка 4.8 (хотя на плате надпись 4.7):
Красивые железки это, конечно, хорошо, но как проверить точность?
Конечно же, практически! Специально для Муськи, купил ворох деталек с минимальными найденными допусками. Мне даже немного жалко человека, который собирал для меня этот заказ по одному конденсатору-катушке. =)
Измерения электрической ёмкости
Много фото, прячу под спойлер.Дополнительная информация
1. Керамика 10p, допуск 5%:
2. Керамика 12p, допуск 5%:
3. Керамика 18p, допуск 5%:
4. Плёночный 100p, допуск 5%:
5. Керамика 680p, допуск 5%:
6. Плёночный 1n (1000p), допуск 5%:
7. Плёночный 6n8, допуск 5%:
8. Плёночный 12n, допуск 5%:
9. Плёночный 100n, допуск 5%:
10. Керамика 330n, допуск 20%:
11. Плёночный 680n, допуск 5%:
12. Плёночный 1u, допуск 5%:
13. Электролит 1u, допуск 20%:
Тут переключился на диапазон больших ёмкостей:
14. Электролит 10u, допуск 20%:
«Малый» диапазон превышен:
«Большой»:
15. Электролит 100u, допуск 20%:
16. Электролит 1000u Low ESR, допуск 20%:
17. Электролит 3300u, допуск 20%:
18. Электролит 10000u, допуск 20%:
19. Бонус, повторяемость измерений. 5Х электролит 1000u, допуск 20%:
20. Бонус, советские «красные флажки»: И чего на них все гонят, дескать, никуда не годятся? Нормальные же.
Однозначно зачёт.
Со скоростью всё тоже в порядке, когда я переводил взгляд с крокодилов на дисплей, всегда видел устоявшееся значение, даже у «толстых» электролитов.
Диапазон отображается понятно, разве что 1,15mF я бы таки выводил как 11500 uF, как и пишут на конденсаторах. Впрочем, не думаю, что у кого-то проблемы с системой СИ. =)
Измерения индуктивности
Дополнительная информация
Тут точность тоже не подкачала.Скорость такая же, как с конденсаторами (
Кстати, приятно удивили SMD катушки с Алиэкспресса. Точность случайно выбранных не хуже 5%, что достаточно круто.
А вот силовые 100 uH как-то не впечатлили — хотя для фильтра питания это не критично.
Вердикт
Девайс годный.Точность не вызывает нареканий, она точно не хуже 5%, а в соответствующих диапазонах измерений реально приближается к заявленному 1%.
Скорость измерений высокая, абсолютно не раздражает. В обзорах мультиметров часто писали, что, дескать, жирные конденсаторы измеряет долго — тут всегда примерно одна секунда.
Минусы:
— мало чего умеет
Плюсы:
+ то, что умеет, делает отлично
Ну а если серьезно, из минусов бы отметил, во-первых, отсутствие измерения ESR конденсаторов.
Во-вторых, отсутствие корпуса. Если это не позиционируется как кит для самостоятельной сборки, то почему бы не дать простейший корпус в комплекте? Самому идеально подогнать достаточно сложно.
Также устройство узкоспециализированное и недешёвое — тут уж решайте для себя сами.
Благодарю за внимание.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
mysku.ru
LC-метр — приставка к мультиметру
Измерительная техника
Главная Радиолюбителю Измерительная техника
Эта статья продолжает тему расширения возможностей популярных мультиметров серии 83x. Малый потребляемый приставкой ток позволяет питать её от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра. С помощью этой приставки можно измерять индуктивность катушек и дросселей, ёмкость конденсаторов без выпаивания их из платы.
Конструкции измерительных приставок к мультиметрам помимо различия схемных решений и методов измерений того или иного параметра различны ещё и по способности работать от собственного источника питания и без него, используя стабилизатор напряжения АЦП мультиметра. Приставки, питаемые от стабилизатора АЦП мультиметра, по мнению автора, более удобны в эксплуатации, особенно «вне дома». В случае необходимости их можно питать и от внешнего источника напряжением 3 В, например, от двух гальванических элементов. Конечно, встаёт вопрос о потребляемом такой приставкой токе, который не должен превышать нескольких миллиампер, но применение современной элементной базы в сочетании с оптимальной схемотехникой решает эту задачу. Впрочем, вопрос о потребляемом токе всегда был и будет актуален, особенно для измерительных приборов c автономным питанием, когда продолжительность работы от автономного источника зачастую определяет выбор прибора.
При разработке LC-метра основное внимание было уделено не только минимизации потребляемого тока, но и возможности измерения индуктивности катушек и дросселей, ёмкости конденсаторов без выпаивания их из платы. Такую возможность следует всегда учитывать при разработке подобных измерительных приборов. Можно привести немало примеров, когда радиолюбители в своих конструкциях, к сожалению, не обращают на это внимания. Если, например, измерять ёмкость конденсатора методом зарядки стабильным током, то уже при напряжении на конденсаторе более 0,3…0,4 В без выпайки его из платы достоверно определить ёмкость зачастую невозможно.
Принцип работы LC-метра не нов [1, 2], он основан на вычислении квадрата измеренного периода собственных колебаний в резонансном LC-контуре, который связан с параметрами его элементов соотношениями
Т = 2π √LC или LC = (Т/2π)2.
Из этой формулы следует, что измеряемая индуктивность линейно связана с квадратом периода колебаний при неизменной ёмкости в контуре. Очевидно, что той же линейной зависимостью связана и измеряемая ёмкость при неизменной индуктивности, и для измерений индуктивности или ёмкости достаточно преобразовать период колебаний в удобную величину. Из приведённой выше формулы видно, что при неизменной ёмкости 25330 пФ или индуктивности 25,33 мГн для мультиметров серии 83х минимальная дискретность измерения — 0,1 мкГн и 0,1 пФ в интервалах 0…200 мкГн и 0…200 пФ соответственно, а частота колебаний при измеряемой индуктивности 1 мкГн равна 1 МГц.
Приставка содержит измерительный генератор, частота которого определяется LC-контуром и в зависимости от рода измерений — индуктивностью, подключённой к входным гнёздам катушки, или ёмкостью конденсатора, узел стабилизации выходного напряжения генератора, формирователь импульсов, делители частоты для расширения интервалов измерений и преобразователь периода повторения импульсов в напряжение, пропорциональное его квадрату, которое измеряет мультиметр.
Основные технические характеристики
Пределы измерения индуктивности ………200 мкГн; 2 мГн; 20 мГн; 200 мГн; 2 Гн; 20 Гн
Пределы измерения ёмкости ………………200 пФ; 2 нФ; 20 нФ; 0,2 мкФ; 2 мкФ; 20 мкФ
Погрешность измерения на первых четырёх пределах от 0,1 предельного значения и выше, не более, % ………3
Погрешность измерения на пределах 2 мкФ и 2 Гн, не более, % ………………….10
Погрешность измерения на пределах 20 мкФ и 20 Гн, не более, % ……………….20
Максимальный потребляемый ток, не более, мА ………..3
Погрешность измерения индуктивности на пределах 2 и 20 Гн зависит от собственной ёмкости катушки, её активного сопротивления, остаточной намагниченности магнитопровода, а ёмкости на пределах 2 и 20 мкФ — от активного сопротивления катушки в LC-контуре и ЭПС (ESR) измеряемого конденсатора.
Схема приставки приведена на рис. 1. В положении «Lx» переключателя SA1 измеряют индуктивность катушки, подключённой к гнёздам XS1, XS2, параллельно которой подключён конденсатор С1, а в положении «Cx» — ёмкость конденсатора, параллельно которому подключена катушка индуктивности L1. На транзисторах VT1, VT2 собран измерительный генератор синусоидального напряжения, частота которого, как уже сказано выше, определяется элементами LC-контура. Это усилитель, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Первая ступень усилителя собрана по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель), она обладает большим входным сопротивлением и малым выходным, а вторая — по схеме с общей базой (ОБ) — обладает малым входным и большим выходным сопротивлением. Тем самым достигнуто хорошее согласование при замыкании выхода второй с входом первой. Обе ступени неинвертирующие, поэтому такое соединение охватывает усилитель стопроцентной ПОС, которая в сочетании с высоким входным сопротивлением эмиттерного повторителя и выходным каскада с ОБ обеспечивает работу генератора на резонансной частоте LC-контура в широком интервале частот.
Рис. 1.
Рассмотрим работу LC-метра с подключённой к гнёздам XS1, XS2 «Lx, Cx» катушкой индуктивности или конденсатором. Напряжение с выхода генератора поступает на усилитель с высоким входным сопротивлением, собранный на транзисторе VT3, который усиливает его в пять раз, что необходимо для нормальной работы узла стабилизации выходного напряжения генератора. Узел стабилизации собран на диодах VD1, VD2, конденсаторах С3, С5 и транзисторе VT4. Он поддерживает выходное напряжение генератора на неизменном уровне около 100 мВ эфф., при котором можно проводить измерения без выпаивания элементов из платы, а также повышает устойчивость колебаний генератора на этом уровне. Выходное напряжение усилителя, выпрямленное диодами VD1, VD2 и сглаженное конденсатором С5, поступает на базу транзистора VT4. При амплитуде напряжения на выходе генератора менее 150 мВ этот транзистор открыт базовым током, протекающим через резистор R7, и на генератор подаётся полное напряжение питания +3 В (такое напряжение необходимо подать на генератор для его надёжного запуска, а также при измерении индуктивности 1…3 мкГн). Если при измерении амплитуда напряжения генератора станет больше 150 мВ, на выходе выпрямителя появится напряжение закрывающей транзистор VT4 полярности. Его коллекторный ток уменьшится, что приведёт к уменьшению напряжения питания генератора и восстановлению амплитуды его выходного напряжения до заданного уровня. В противном случае происходит обратный процесс.
Выходное напряжение усилителя на транзисторе VT3 через цепь С4,С6,R8 поступает на формирователь импульсов, собранный на транзисторах VT5 и VT6 по схеме триггера Шмитта с эмиттерной связью. На его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой генератора, малым временем спада (около 50 нс) и размахом, равным напряжению питания. Такое время спада необходимо для нормальной работы десятичных счётчиков DD1-DD3. Резистор R8 обеспечивает устойчивую работу триггера Шмитта на низких частотах. Каждый из счётчиков DD1 — DD3 делит частоту сигнала на 10. Выходные сигналы счётчиков поступают на переключатель пределов измерений SA2.
С подвижного контакта переключателя в зависимости от выбранного предела измерения «х1», «х102«, «х104» импульсные сигналы прямоугольной формы Uи (рис. 2,а) поступают на преобразователь «период-напряжение», собранный на ОУ DA1.1, полевых транзисторах VT7-VT9 и конденсаторе С8. С приходом очередного импульса сигнала длительностью 0,5Т транзистор VT7 на это время закрывается. Напряжение с резистивного делителя R13R14 (около 2,5 В) поступает на неинвертирующий вход ОУ DA 1.1. На этом ОУ и транзисторе VT9 собран источник стабильного тока (ИТ). Ток ИТ 140 мкА задан параллельным включением резисторов R16 и R17 при замкнутых контактах выключателя SA3 (положение «х1») и в десять раз меньше — 14 мкА — резистором R16 при разомкнутых (положение «х10»).
Рис. 2.
В момент прихода импульса длительностью 0,5T транзистор VT8 через дифференцирующую цепь С7R15 открывается на 5…7 мкс, разряжая за это время конденсатор С8, после чего закрывается и начинается зарядка конденсатора С8 стабильным током от ИТ (рис. 2,б). По окончании импульса транзистор VT7 открывается, замыкая резистор R13, и ток ИТ становится равным нулю. В течение следующего интервала 0,5T напряжение U1 на конденсаторе С8 остаётся до прихода следующего импульса неизменным и равным
U1 = UС8 = IИТ1хТ/(2хС8) = К1хТ,
где К1 = IИТ1/(2хС8) — постоянный коэффициент.
Из этого выражения следует, что напряжение на заряженном конденсаторе С8 пропорционально периодуТ поступающих импульсов. При этом напряжению 2 В соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения. К конденсатору подключён вход буферного усилителя на ОУ DA1.2 с единичным коэффициентом усиления, входной ток которого ничтожно мал (единицы пикоампер) и не влияет на разрядку (и зарядку) конденсатора С8.
С выхода буферного усилителя оно поступает на следующий преобразователь — «напряжение-ток» на ОУ DA2.1. На этом ОУ и резисторах R18-R21 собран ещё один ИТ (ИТ2). Ток этого ИТ определяется входным напряжением, поступающим на левый по схеме вывод резистора R18, и его сопротивлением, а знак — от того, какой из резисторов (в нашем случае это R18 или R20) включён входным. ИТ нагружен на конденсатор С9. Во время действия входного импульса длительностью 0,5Т транзистор VT10 открыт и напряжение U2 на конденсаторе С9 равно нулю (рис. 2,в). По окончании импульса транзистор закрывается и начинается зарядка конденсатора постоянным током от напряжения, поступающего на резистор R18 с буферного усилителя на ОУ DA1.2. Как видно из диаграммы (рис. 2,в), напряжение на конденсаторе линейно возрастает в виде пилы до появления через время 0,5Т следующего импульса. К моменту его появления напряжение на конденсаторе достигнет значения
U2max = UС9max = IИТ2хТ/(2хС9) = UC8xT/(2xR18xС9) = K2xUC8xT = К1хК2хТ2,
где К1, К2 — постоянные коэффициенты; К2 = 1/(2xR18xC9).
Из этого выражения следует, что амплитуда напряжения на конденсаторе С9 пропорциональна квадрату периода поступающих импульсов, т. е. линейно зависит от измеряемой индуктивности или ёмкости. Такое преобразование «в квадрат периода» логически понятно и без приведённого выражения, поскольку напряжение на конденсаторе С9 зависит линейно одновременно как от периода, так и от напряжения на входе ИТ, также зависящего линейно от периода. При этом напряжению U2max, равному 2 В, соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения.
К конденсатору С9 подключён вход буферного усилителя на ОУ DA2.2. С его выхода напряжение пилообразной формы, уменьшенное до необходимого уровня делителем R22R23, поступает на вход «VΩmA» мультиметра (разъём XP2). Встроенная интегрирующая RC-цепь мультиметра, подключённая к входу АЦП (постоянная времени 0,1 с), и внешняя — R22C12 сглаживают импульсы пилообразной формы до среднего за период значения, которое равно четверти амплитудного. Так, при амплитуде «пилы» на разъёме XP2 «VΩmA» 0,8 В напряжение на входе АЦП мультиметра равно 200 мВ, что соответствует верхней границе измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ.
Приставка собрана на плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита. Чертёж печатной платы показан на рис. 3, а расположение на ней элементов — на рис. 4.
Рис. 3.
Рис. 4.
Фотографии печатной платы представлены на рис. 5, 6. Штырь ХР1 «NPNC» — подходящий от разъёма. Штыри ХР2 «VΩmA» и ХР3 «СОМ» — от вышедших из строя измерительных щупов для мультиметра. Входные гнёзда XS1, XS2 — клеммник винтовой 350-02-021-12 серии 350 фирмы DINKLE. Переключатели движковые: SA1 — SS12D07; SA2, SA3 — серии MSS, MS, IS, например, MSS-23D19 (MS-23D18) и MSS-22D18 (MS-22D16) соответственно. Катушка L1 — самодельная, содержит приблизительно (уточняется при налаживании) 160 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных в четырёх секциях по 40 витков на кольцевом магнитопроводе типоразмера 10x6x4,5 из феррита 2000НМ1, 2000НМ3 или N48 (EPCOS). Ферриты этих марок имеют низкий температурный коэффициент магнитной проницаемости. Использование ферритов других марок, например N87, приведёт к увеличению погрешности измерения ёмкости при изменении температуры уже на 5…10 оС.
Рис. 5.
Рис. 6.
Конденсаторы С1, С8 и С9 — плёночные импортные выводные на напряжение 63 В (например, WIMA, EPCOS). Отклонение ёмкости конденсаторов С8, С9 должно быть не более 5 %. Остальные — для поверхностного монтажа: С2, С10, С11 — типоразмера 0805; С4, С6, С7 — 1206; оксидные С3, С5, С12 — тан-таловые В. Все резисторы типоразмера 1206. Резисторы R13, R14, R16-R21 следует применить с допуском не более 1 %, причём резисторы R18, R20 и R19, R21 отобрать мультиметром с как можно близкими сопротивлениями в каждой паре. Зачастую — для отбора достаточно ленточной упаковки из 10…20 резисторов ряда Е24 пятипроцентного класса точности.
Транзисторы VT1 -VT5 должны иметь коэффициент передачи тока не менее 500, VT6 — от 50 до 200. Транзисторы BSS84 заменимы на IRLML6302, а IRLML2402 — на FDV303N. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение транзисторов должно быть не более 2 В, сопротивление открытого канала — не более 0,5 Ом, а входная ёмкость — не более 200 пФ при напряжении сток-исток 1 В. Микромощные ОУ AD8542ARZ заменимы, например, МСР602 или отечественными КФ1446УД4А. Последние желательно отобрать по напряжению смещения нуля не более 2 мВ для уменьшения погрешности измерения, когда его результат не превышает 10 % от установленного предела. Десятичные счётчики 74HC4017D высокоскоростной логики допустимо заменить аналогичными из серии 4000В фирмы NXP (PHILIPS) — HEF4017В. Применять аналогичные счётчики других фирм, тем более отечественные К561ИЕ8, не следует. При напряжении питания 3 В входная частота 1 МГц с измерительного генератора для таких счётчиков слишком велика, а длительность спада импульса на их входе (50 нс) — мала. Они могут такой сигнал «не почувствовать».
Выводы конденсаторов С8, С9, идущие к общему проводу, пропаивают с двух сторон печатной платы. Аналогично пропаивают выводы переключателя SA3 и вывод, идущий от подвижного контакта SA2, а также вилки ХР1-ХР3. Причём XP2 и XP3 крепят пайкой в первую очередь, а затем уже «по месту» сверлят отверстие и впаивают вилку ХР1. В отверстия площадок около истока транзистора VT10 и резистора R14 вставляют отрезки лужёного провода и пропаивают их с двух сторон. Перед монтажом у микросхем DD2, DD3 вывод 4 следует отогнуть или удалить.
При работе с LC-метром переключатель рода работ мультиметра устанавливают в положение измерения постоянного напряжения на пределе «200mV». Пределы измерений LC-метра, соответствующие положениям переключателей SA2, SA3, приведены в таблице.
SA2 | SA3 | Предел измерения | |
x1 | x1 | 200 мкГн | 200 пФ |
x1 | x10 | 2 мГн | 2 нФ |
x102 | x1 | 20 мГн | 20 нФ |
x102 | x10 | 0,2 Гн | 0,2 мкФ |
x104 | x1 | 2 Гн | 2 мкФ |
х104 | x10 | 20 Гн | 20 мкФ |
Калибровку LC-метра проводят в зависимости от наличия необходимых приборов и квалификации. В простейшем случае понадобятся катушка с точно известной индуктивностью, значение которой близко к соответствующему пределу измерения, и такой же конденсатор с измеренной ёмкостью. Для исключения погрешности от входной ёмкости LC-метра ёмкость конденсатора должна быть не менее 1800 пФ (например, 1800 пФ, 0,018 мкФ, 0,18 мкФ). Приставку сначала подключают к автономному источнику питания напряжением 3 В и измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, а затем подключают к мультиметру. Далее устанавливают переключатель SA1 в положение «Lx» и подключают к гнёздам XS1, XS2 «Lx, Cx» катушку с известной индуктивностью. Переключатели SA2 и SA3 устанавливают на соответствующий предел и добиваются показаний на индикаторе, численно равными индуктивности (запятую индикатора не учитывают), подключая при необходимости параллельно конденсатору С1 дополнительный ёмкостью до 3300 пФ. У конденсаторов С1, С8, С9 на печатной плате предусмотрены площадки для распайки дополнительных типоразмера 0805 для поверхностного монтажа. Возможна более точная корректировка показаний изменением в небольших пределах сопротивления резистора R22 или R23. Аналогично калибруют LC-метр при измерении ёмкости, но соответствующие показания на индикаторе устанавливают, изменяя число витков катушки L1.
Измеряя ёмкость приставкой, необходимо учитывать её входную ёмкость, которая в авторском образце равна 41,1 пФ. Это значение отображает индикатор мультиметра, если установить переключатель SA1 в положение «Сх», а SA2 и SA3 — в положение «x1». При изменении топологии печатной платы соединения выводов конденсаторов С8 и С9 с выводами транзисторов VT9 и VT10 должны быть выполнены отдельными проводниками.
Приставку можно использовать как генератор фиксированных частот синусоидальной и прямоугольной формы. Синусоидальный сигнал напряжением 0,1 В снимают с эмиттера транзистора VT3, прямоугольный амплитудой 3В — с подвижного контакта переключателя SA2. Нужные частоты получают, подключая к входу приставки конденсаторы соответствующей ёмкости в положении «Cx» переключателя SA1.
Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 можно скачать здесь.
Литература
1. Универсальный LC-генератор. — Радио, 1979, № 5, с. 58.
2. L-метр с линейной шкалой. — Радио, 1984, № 5, с. 58, 61.
Автор: С. Глибин, г. Москва
Дата публикации: 15.12.2014
Мнения читателей
- camper / 19.05.2019 — 22:22
Уже есть готовое решение http://www.ti.com/product/LDC1000 - Сергей / 15.12.2016 — 01:16
Roman, это не очень просто. С указанными транзисторами генератор тянет где-то до 2…3 МГц. Надо менять их, например, на КТ363, КТ3128 и уменьшить R2. Возможно придётся поднять питание до 5В. То же касается и VT3, VT5, VT6, т. е. ставить с малой ёмкостью к-э для снижения эффекта Миллера. Как вариант, для расширения полосы частот вместо VT3 — дифференциальный каскад. Уменьшить сопротивление R12. Если просто увеличить C1 в 10 раз, то генератор навряд ли возбудится из-за слишком низкой добротности LC-контура. - Roman / 13.10.2016 — 12:05
Полностью присоединяюсь к комментарию Сергея Шибаева. Вопрос по поводу нижнего предела измерения индуктивности — я так понимаю минимум — 20мкГн. Можно ли сместить диапазон измерения вниз, до 0.2мкГн, в ущерб, скажем, верхнему пределу — ну не надо 20Гн мерять кому-то, и 2Гн тоже не надо… Ну или можно два изготовить, на разные диапазоны… Что для этого нужно? С уважением, Роман. - Сергей / 12.01.2015 — 16:52
Спасибо тёзка за отзыв. В №1 за 2015 год тоже неплохой прибор будет представлен. - Сергей Шибаев / 18.12.2014 — 13:53
Отличная разработка. Автору жму руку! С уважением Сергей Шибаев
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
LC Метр Прибор для измерения емкости и индуктивности на PIC16F628A — Electronics Blog
Сделал как то себе этот крайне полезный и не заменимый прибор, из-за острой необходимости в измерении емкости и индуктивности. Обладает на удивление очень хорошей точностью измерения при этом схема довольно простая базовым компонентом которой является микроконтроллер PIC16F628A.
Схема:
Как видно, основные компоненты схемы это PIC16F628A, знакосинтезирующий дисплей (можно использовать 3 типа дисплея 16х01 16х02 08х02), линейный стабилизатор LM7805, кварцевый резонатор на 4 Мгц, реле на 5В в DIP корпусе, двух секционный переключатель (для переключения режимов измерения L или C).
Прошивки для микроконтроллера:
Скачать
Печатная плата:
Файл печатной платы в формате sprint layout: скачать
Исходная плата разведена под реле в DIP корпусе.
У меня такого не нашлось и я использовал что было, старое компактное как раз подходящее по размерам реле. В качестве танталовых конденсаторов использовал совковые танталовые. Переключатель режима измерения, выключатель питания и кнопку калибровки использовал, снятые когда то со старых совковых осциллографов.
Провода измерительные:
Должны быть как можно короче.
Во время сборки и настройки руководствовался вот этой инструкцией:
Соберите плату, установите 7 перемычек. Установите в первую очередь перемычки под PIC и под реле и две перемычки рядом с контактами для дисплея.
Используйте танталовые конденсаторы (в генераторе) — 2 шт.
10мкф.
Два конденсатора 1000пФ должны быть полиэстеровые или лучше (прим. допуск не более 1%).
Рекомендуется использовать дисплей с подсветкой (прим. ограничительный резистор 50-100Ом на схеме не указан контакты 15, 16).
Установите плату в корпус. Соединение между плату и дисплей по вашему желанию можно припаять, или сделать используя разъем. Провода вокруг переключателя L/C сделайте как можно короткими и жесткими (прим. для уменьшения «наводок» и для правильной компенсации измерений особенно для заземленного конца L).
Кварц следует использовать 4.000MHz, нельзя использовать 4.1, 4.3 и т.п.
Проверка и калибровка:
- Проверьте установку деталей на плате.
- Проверьте установку всех перемычек на плате.
- Проверьте правильность установки PIC, диодов и 7805.
- Не забудьте – «прошить» PIC до установки в LC — метр.
- Осторожно включите питание. Если есть возможность , используйте регулируемый источник питания в первый раз. Измерять ток при увеличении напряжения. Ток должен быть не более 20мА. Образец потреблял ток 8мА. Если ничего не видно на дисплее покрутите переменный резистор регулировки контраста. На дисплее должно быть написано «Calibrating», затем C=0.0pF (или С= +/- 10пФ).
- Подождите несколько минут («warm-up»), затем нажмите кнопку «zero» (Reset) для повторной калибровки. На дисплее должно быть написано C=0.0pF.
- Подключите «калибровочный» конденсатор. На дисплее LC – метра увидите показания (с +/- 10% ошибкой).
- Для увеличения показаний емкости замкните перемычку «4» см. картинку ниже (прим. 7 ножка PIC). Для уменьшения показаний емкости, замкните перемычку «3» (прим. 6 ножка PIC) см. картинку ниже. Когда значение емкости будет совпадать с «калибровочным» удалите перемычку. PIC запомнит калибровку. Вы можете повторять калибровку множество раз (до 10,000,000).
- Если есть проблемы с измерениями, вы можете с помощью перемычек «1» и «2» проверить частоту генератора. Подсоедините перемычку «2» (прим. 8 ножка PIC) проверьте частоту «F1» генератора. Должно быть 00050000 +/- 10%. Если показания будут слишком большие (near 00065535), прибор выходит в режим «переполнение» и показывает ошибку «overflow» . Если показание слишком низкие (ниже 00040000), вы потеряете точность измерения. Подсоедините перемычку «1» (прим. 9 ножка PIC) для проверки калибровки частоты «F2». Должно быть около 71% +/- 5% от «F1» которые вы получили подсоединяя перемычку «2».
- Для получения максимально точных показаний можно регулировать L до получения F1 около 00060000. Предпочтительней устанавливать «L» = 82 мкГн на схеме 100мкГн (вы можете не купить 82мкГн 😉 ).
- Если на дисплее 00000000 для F1 или F2, проверьте монтаж около переключателя L/C — это означает, что генератор не работает.
- Функция калибровки индуктивности автоматически калибруется , когда происходит калибровка емкости. (прим. калибровка происходят в момент срабатывания реле когда замыкаются L иC в приборе).
Тестовые перемычки
- Проверка F2
- Проверка F1
- Уменьшение C
- Увеличение C
Как проводить измерения:
Режим измерения емкости:
- Включаем прибор, ждем пока загрузится
- Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «C»
- Нажимаем кнопку «Zero»
- Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «C = 0.00pF»
- Все
Режим измерения индуктивности:
- Включаем прибор, ждем пока загрузится
- Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «L»
- Замыкаем измерительные провода
- Нажимаем кнопку «Zero»
- Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «L = 0.00uH»
- все
Ну вроде все, вопросы и замечания оставляйте в комментариях под статьей.
myelectronics55.ru
LC МЕТР
Этот точный LC метр построен на базе недорогих компонентов, которые очень легко найти в радиомагазинах. Диапазон измерителя LC-метра достаточно широк и подходит для измерения даже очень низких значения емкости и индуктивности.
Схема LC метра на микроконтроллере
Печатная плата — рисунок
Индуктивности — диапазоны измерений:
- 10nH — 1000nH
- 1uH — 1000uH
- 1mH — 100mH
Диапазоны измерения емкости:
- 0.1pF — 1000pF
- 1nF — 900nF
Большим плюсом устройства является автоматическая калибровка при включении питания, поэтому исключена ошибка в калибровке, что присуще некоторым аналогичным схемам индуктометров, особенно аналоговых. При необходимости, можно выполнить повторную калибровку в любой момент, нажатием кнопки reset. В обем данный LC метр полностью автоматический. Прошивку МК PIC16F628 смотрите тут.
Компоненты прибора
Слишком точные компоненты являются необязательными, за исключением одного (или более) конденсаторов, которые используются для калибровки измерителя. Два 1000 пФ конденсатора по входу должны быть достаточно хорошего качества. Пенополистирол является более предпочтительным. Избегайте керамических конденсаторы, ведь некоторые из них могут иметь большие потери.
Два конденсатора по 10 мкФ в генераторе должен быть танталовые (у них низкое последовательное сопротивление ЭПС и индуктивность). Кварцевый резонатор на 4 МГц должен быть строго 4.000 МГц, а не что-то приближенное к этому значению. Каждый 1% ошибки в частоте кварца добавляет 2% ошибок при измерении значения индуктивности. Реле должно обеспечить около 30 мА тока срабатывания. Резистором R5 выставляется контраст ЖК дисплея LC метра. Питается прибор от обычной батарейки Крона, так как дальше напряжение стабилизируется микросхемой 7805.
el-shema.ru
