meter LC. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

meter LC. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Teknologi mengukur

Komen artikel

Dalam amalan amatur radio, mengukur parameter elemen radio yang digunakan adalah langkah asas pertama dalam mencapai matlamat yang ditetapkan semasa mencipta kejuruteraan radio atau kompleks elektronik. Tanpa mengetahui sifat-sifat "bata asas," adalah sangat sukar untuk mengatakan sifat-sifat yang akan dimiliki oleh rumah yang dibina daripadanya. Artikel ini menawarkan pembaca penerangan tentang alat pengukur mudah yang perlu ada pada setiap radio amatur di makmalnya.

Prinsip operasi meter LC yang dicadangkan adalah berdasarkan pengukuran tenaga terkumpul dalam medan elektrik kapasitor dan medan magnet gegelung. Kaedah ini mula-mula diterangkan berkaitan dengan reka bentuk amatur pada [1], dan pada tahun-tahun berikutnya, dengan pengubahsuaian kecil, ia digunakan secara meluas dalam banyak reka bentuk meter kearuhan dan kemuatan. Penggunaan mikropengawal dan penunjuk LCD dalam reka bentuk ini memungkinkan untuk mencipta peranti yang ringkas, bersaiz kecil, murah dan mudah digunakan dengan ketepatan ukuran yang agak tinggi. Apabila bekerja dengan peranti, anda tidak perlu memanipulasi sebarang kawalan; anda hanya perlu menyambungkan elemen yang diukur dan membaca bacaan daripada penunjuk.

Технические характеристики

Julat kemuatan terukur......0,1pF...5uF
Julat kearuhan yang diukur......0,1 µH...5 H
Ralat nilai yang diukur, tidak lebih daripada, %......±3
Voltan bekalan, V......7,5...9
Penggunaan semasa, mA, tidak lebih......15
Pemilihan julat automatik
Pembetulan sifar perisian
Dimensi, mm......140x40x30

Gambarajah skematik peranti ditunjukkan dalam Rajah. 1

(klik untuk memperbesar)

Isyarat voltan mengujakan berbentuk segi empat tepat dari pin 6 (PB1) mikropengawal DD1, melalui tiga elemen penimbal bawah DD2 dalam litar, dibekalkan kepada bahagian pengukur peranti. Semasa tahap voltan tinggi, kapasitor yang diukur Cx dicas melalui perintang R9 dan diod VD6, dan semasa tahap voltan rendah, ia dinyahcas melalui R9 dan VD5. Arus nyahcas purata, berkadar dengan nilai kapasitansi yang diukur, ditukar oleh peranti kepada voltan menggunakan penguat operasi DA1. Kapasitor C5 dan C7 melancarkan riaknya. Perintang R14 digunakan untuk mensifarkan op-amp dengan tepat.

Apabila mengukur kearuhan semasa tahap tinggi, arus dalam gegelung meningkat kepada nilai yang ditentukan oleh perintang R10, dan semasa tahap rendah, arus yang dihasilkan oleh emf kearuhan kendiri bagi gegelung yang diukur juga memasuki input litar mikro DA4 melalui VD11 dan R1.

Oleh itu, pada voltan bekalan malar dan kekerapan isyarat, voltan pada output op-amp adalah berkadar terus dengan nilai kapasitans atau kearuhan yang diukur. Tetapi ini hanya benar jika kapasitor dicas sepenuhnya semasa separuh tempoh voltan penguja dan juga dinyahcas sepenuhnya semasa separuh lagi. Begitu juga dengan induktor. Arus di dalamnya mesti mempunyai masa untuk meningkat kepada nilai maksimum dan jatuh ke sifar. Keadaan ini boleh dipastikan dengan pemilihan perintang R9-R11 yang sesuai dan kekerapan voltan pengujakan.

Voltan yang berkadar dengan nilai parameter elemen yang diukur dibekalkan daripada output op-amp melalui penapis R6C2 kepada ADC sepuluh bit terbina dalam mikropengawal DD1. Kapasitor C1 ialah penapis sumber voltan rujukan dalaman ADC.

Tiga elemen teratas dalam litar, DD2, serta VD1, VD2, C4, C11, digunakan untuk menjana voltan -5 V yang diperlukan untuk operasi op-amp

Peranti memaparkan hasil pengukuran pada LCD HG1 tujuh segmen sepuluh digit (KO-4V, dihasilkan secara bersiri oleh Telesystems di Zelenograd). Penunjuk serupa digunakan dalam telefon PANAPHONE.

Untuk meningkatkan ketepatan, peranti mempunyai sembilan subjulat ukuran. Kekerapan voltan penguja dalam subband pertama ialah 800 kHz. Pada frekuensi ini, kapasitor dengan kapasitansi sehingga lebih kurang 90 pF dan gegelung dengan kearuhan sehingga 90 μH diukur. Pada setiap subjulat berikutnya, kekerapan dikurangkan sebanyak 4 kali, dan had pengukuran itu dikembangkan dengan jumlah yang sama. Dalam subband kesembilan, frekuensi ialah 12 Hz, yang memastikan pengukuran kapasitor dengan kapasiti sehingga 5 μF dan gegelung dengan kearuhan sehingga 5 H. Peranti memilih subjulat yang diperlukan secara automatik, dan selepas menghidupkan kuasa, pengukuran bermula dari subjulat kesembilan. Semasa proses pensuisan, nombor subband dipaparkan pada penunjuk, yang membolehkan anda menentukan pada kekerapan pengukuran dilakukan.

Selepas memilih subjulat yang dikehendaki, hasil pengukuran dalam pF atau μH dipaparkan pada penunjuk. Untuk memudahkan pembacaan, persepuluhan pF (μH) dan unit μF (H) dipisahkan oleh ruang kosong, dan hasilnya dibundarkan kepada tiga angka bererti.

LED merah HL1 digunakan sebagai stabistor 1,5 V untuk menghidupkan penunjuk. Butang SB1 digunakan untuk pembetulan sifar perisian, yang membantu mengimbangi kemuatan dan kearuhan terminal dan suis SA1. Suis ini boleh dihapuskan dengan memasang terminal berasingan untuk menyambung kearuhan dan kemuatan yang diukur, tetapi ini kurang senang digunakan. Perintang R7 direka untuk menyahcas kapasitor C9 dan C10 dengan cepat apabila kuasa dimatikan. Tanpa itu, pengaktifan semula, memastikan operasi penunjuk yang betul, mungkin tidak lebih awal daripada selepas 10 saat, yang agak menyusahkan semasa operasi.

Semua bahagian peranti, kecuali suis SA1, dipasang pada papan litar bercetak satu sisi, yang ditunjukkan dalam Rajah. 2.

Pengukur LC

Penunjuk HG1 dan butang SB1 dipasang pada bahagian pelekap dan dipaparkan pada panel hadapan. Panjang wayar ke suis SA1 dan terminal input tidak boleh melebihi 2...3 cm Diod VD3-VD6 adalah frekuensi tinggi dengan penurunan voltan rendah, anda boleh menggunakan D311, D18, D20. Perintang pemangkas R11, R12, R14 adalah jenis bersaiz kecil SPZ-19. Menggantikan R11 dengan perintang wirewound adalah tidak diingini, kerana ia akan menyebabkan penurunan ketepatan pengukuran. Litar mikro 140UD1208 boleh digantikan dengan mana-mana op-amp lain yang mempunyai litar tetapan sifar dan mampu beroperasi daripada voltan ±5 V, dan K561LN2 boleh digantikan dengan mana-mana litar mikro CMOS 1561, 1554, 74NS, Siri 74AC, mengandungi enam penyongsang, contohnya, 74NS14. Penggunaan siri TTL 155, 555, 1533, dan lain-lain adalah tidak diingini. Mikropengawal ATtinyl 5L dari ATMEL tidak mempunyai analog dan menggantikannya dengan jenis lain, contohnya AT90S2313 yang popular, adalah mustahil tanpa melaraskan program.

Penarafan kapasitansi kapasitor C4, C5, C11 tidak boleh dikurangkan. Suis SA1 hendaklah bersaiz kecil dan dengan kapasiti minimum antara pin.

Apabila memprogramkan mikropengawal, semua bit FUSE hendaklah dibiarkan secara lalai: BODLEVEL=0, BODEN=1, SPIEN=0, RSTDISBL=1, CKSEL1 ...0=00. Bait penentukuran mesti ditulis pada bait rendah program di alamat $000F. Ini akan memastikan tetapan tepat frekuensi jam 1,6 MHz dan, dengan itu, kekerapan voltan pemacu untuk litar pengukur pada julat pertama 800 kHz. Dalam salinan ATtinyl 5L yang penulis miliki, bait penentukuran adalah sama dengan $8B.

Kod perisian tegar mikropengawal

Untuk persediaan, adalah perlu untuk memilih beberapa gegelung dan kapasitor dengan nilai parameter dalam julat pengukuran peranti dan mempunyai toleransi sisihan minimum mengikut nilai nominal. Jika boleh, nilai tepatnya hendaklah diukur menggunakan meter LC perindustrian. Ini akan menjadi elemen "model" anda. Memandangkan skala meter adalah linear, pada dasarnya, satu kapasitor dan satu gegelung adalah mencukupi. Tetapi lebih baik untuk mengawal keseluruhan julat. Tercekik ternormal bagi jenis DM dan DP sangat sesuai sebagai gegelung model.

Persediaan bermula dengan menetapkan litar mikro DA1 kepada sifar, memantau voltan pada outputnya menggunakan multimeter. Voltan ini hendaklah ditetapkan dalam 0...+5 mV dengan perintang R14. Gelangsar R12 perintang harus berada di kedudukan tengah, dan dinasihatkan untuk mencabut suis SA1 dari papan untuk mengurangkan kapasiti input parasit. Bacaan penunjuk hendaklah dalam 0...3. Kemudian sambungan SA1 dipulihkan, dan butang SB1 ditekan dan dilepaskan. Selepas 2 s penunjuk harus menunjukkan 0...±1. Selepas ini, kapasitans rujukan disambungkan ke terminal input dan, dengan memutarkan gelangsar R12, bacaan ditetapkan untuk sepadan dengan nilai sebenar kapasitansi kapasitor yang dipilih. Harga digit terkecil ialah 0,1 pF. Kemudian anda perlu menyemak keseluruhan julat dan, jika perlu, jelaskan kedudukan enjin R12, cuba mendapatkan ralat tidak lebih buruk daripada 2...3%. Pelarasan sifar juga boleh diterima jika bacaan pada akhir skala terlalu rendah atau terlalu tinggi. Tetapi selepas setiap perubahan dalam kedudukan peluncur R14, anda harus mematikan kapasitor yang diukur dan tekan butang sifar.

Setelah mengkonfigurasi peranti dalam mod ukuran kapasitans, anda harus mengalihkan SA1 ke kedudukan bawah mengikut rajah, tutup bicu input dan tekan SB1. Selepas pembetulan sifar, sambungkan gegelung rujukan kepada input dan gunakan perintang R11 untuk menetapkan bacaan yang diperlukan. Harga digit terkecil ialah 0,1 μH. Dalam kes ini, anda harus memberi perhatian bahawa rintangan R11 adalah sekurang-kurangnya 800 Ohm, jika tidak, anda harus mengurangkan rintangan perintang R10. Jika R11 lebih besar daripada 1 kOhm, R10 mesti dinaikkan, iaitu R10 dan R11 mesti hampir dalam nilai nominal. Tetapan ini memastikan pemalar masa yang lebih kurang sama untuk "mengecas" dan "menyahcas" gegelung dan, dengan itu, ralat pengukuran minimum.

Ralat tidak lebih teruk daripada ±2...3% apabila mengukur kapasitor boleh dicapai tanpa kesukaran, tetapi apabila mengukur gegelung, semuanya agak rumit. Kearuhan gegelung sebahagian besarnya bergantung kepada beberapa keadaan yang disertakan - rintangan aktif penggulungan, kehilangan dalam litar magnet akibat arus pusar, histerisis, kebolehtelapan magnet feromagnet tidak linear bergantung pada kekuatan medan magnet, dsb. Apabila mengukur , gegelung terdedah kepada pelbagai medan luaran, dan semua ferromagnet sebenar mempunyai nilai aruhan sisa yang agak tinggi. Proses yang berlaku semasa kemagnetan bahan magnet diterangkan dengan lebih terperinci dalam [2]. Hasil daripada pengaruh semua faktor ini, bacaan peranti semasa mengukur kearuhan beberapa gegelung mungkin tidak bertepatan dengan bacaan peranti industri yang mengukur rintangan kompleks pada frekuensi tetap. Tetapi jangan tergesa-gesa untuk mengkritik peranti ini dan pengarangnya. Anda hanya perlu mengambil kira keunikan prinsip pengukuran. Bagi gegelung tanpa teras magnet, untuk teras magnet terbuka dan untuk teras magnet feromagnetik dengan jurang, ketepatan pengukuran agak memuaskan jika rintangan aktif gegelung tidak melebihi 20...30 Ohm. Ini bermakna kearuhan semua gegelung dan pencekik peranti frekuensi tinggi, transformer untuk menukar bekalan kuasa, dll. boleh diukur dengan sangat tepat.

Tetapi apabila mengukur kearuhan gegelung bersaiz kecil dengan sebilangan besar lilitan wayar nipis dan litar magnet tertutup tanpa jurang (terutama dari keluli pengubah), akan ada ralat yang besar. Tetapi dalam peranti sebenar, keadaan operasi gegelung mungkin tidak sesuai dengan ideal yang dipastikan semasa mengukur rintangan kompleks. Sebagai contoh, induktansi penggulungan salah satu transformer yang tersedia untuk pengarang, diukur dengan meter LC industri, ternyata kira-kira 3 H. Apabila arus pincang DC hanya 5 mA digunakan, bacaan menjadi kira-kira 450 mH, iaitu, induktansi berkurangan sebanyak 7 kali! Tetapi dalam peranti kerja sebenar, arus melalui gegelung hampir selalu mempunyai komponen yang tetap. Meter yang diterangkan menunjukkan kearuhan belitan pengubah ini ialah 1,5 H. Dan masih belum dapat dilihat angka mana yang akan lebih dekat dengan keadaan kerja sebenar.

Semua perkara di atas adalah benar untuk satu darjah atau yang lain untuk semua meter LC amatur tanpa pengecualian. Cuma pengarang mereka berdiam diri mengenainya. Tidak kurang untuk sebab ini, fungsi mengukur kapasitansi terdapat dalam banyak model multimeter yang murah, manakala hanya peranti profesional yang mahal dan kompleks boleh mengukur kearuhan. Dalam keadaan amatur, sangat sukar untuk membuat meter rintangan kompleks yang baik dan tepat; lebih mudah untuk membeli yang industri jika anda benar-benar memerlukannya. Jika ini mustahil untuk satu sebab atau yang lain, saya fikir reka bentuk yang dicadangkan boleh berfungsi sebagai kompromi yang baik dengan nisbah harga, kualiti dan kemudahan penggunaan yang optimum.

Kesusasteraan

Stepanov A. Meter LC mudah. - Radio, 1982, No. 3, hlm. 47, 48.
Semenov B. Elektronik kuasa. - M.: SOLON-R, 2001.

Pengarang: I. Khlyupin, Kirov

Lihat artikel lain bahagian Teknologi mengukur.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Scarecrow boleh berlari dan berenang 15.04.2002

Dua pelajar Ireland telah membina robot yang berjalan di sepanjang wayar voltan tinggi dan menakutkan burung yang duduk di atas wayar dengan siren dan lampu kilat.

Robot mengambil tenaga untuk tindakannya daripada wayar itu sendiri melalui gegelung aruhan. Mereka mengatakan bahawa najis burung membahayakan wayar dan burung mesti dihalau. Dan di Amerika Syarikat, robot buaya sedang diuji untuk menakutkan burung pelikan, yang di selatan negara itu menyerang kolam ikan dan memakannya dengan bersih.

Orang-orangan sawah terapung hijau membawa panel solar di belakangnya, memberikan tenaga untuk berenang. Buaya tiruan juga boleh menembak air ke arah burung.

Berita menarik lain:

▪ Li-Fi komunikasi optik berkelajuan tinggi

▪ Penderia imej biometrik berdasarkan plastik

▪ Sony PS3

▪ RDRAM 288-Mbit 1066 MHz

▪ Pembesar suara boleh pakai permainan Panasonic SoundSlayer WIGSS

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian video Seni tapak. Pemilihan artikel

▪ artikel oleh Isadora Duncan. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ artikel Siapa Yang Mencipta Komik? Jawapan terperinci

▪ artikel Pengendali mesin tergelincir dan pengangkutan. Arahan standard mengenai perlindungan buruh