Главная » Измерения
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Высокоточный измеритель индуктивности и емкости

Это очень точный измеритель индуктивности/емкости на базе микроконтроллера PIC16F628A. Идея реализована на примере точного измерителя индуктивности/емкости.Конструкция устройства немного отличается от аналогичных устройств, найденных в сети Интернет. Целью моего не легкого труда было предоставить простое решение, которое легко собрать с первой попытки. Большинство конструкций данного типа устройств работает не так, как описано в документации, или на них просто недостаточно справочной информации. Наиболее трудной частью проекта было запрограммировать весь математический код с плавающей запятой в память программ размером 2k микроконтроллера 16F628A.

Обычно измеритель индуктивности/емкости представляет собой измеритель частоты, имеющий в составе генератор колебаний, который генерирует колебания и измеряет величины L или C, после чего вычисляется конечный результат. Погрешность частоты составляет 1Гц. Для получения более подробной информации по измерению частоты с помощью синхронизирующих устройств, обратитесь к моей статье о цифровом частотомере.

Схема высокоточного измерителя индуктивности и емкости

Теоретические сведения: Внимательно посмотрите на схему; я не использовал язычковое реле, поскольку не нашел его на местном рынке радиокомпонентов. Поэтому я решил сначала использовать полевой МОП-транзистор вместо язычкового реле. Но наилучший результат я получил с помощью обычного NPN-транзистора, такого как BC547. Если вы не доверяете транзисторам, тогда вы сможете добавить язычковое реле самостоятельно. Я использовал внутренний компаратор контроллера для генератора и подсоединил его к источнику внешней синхронизации таймера Timer1 для вычисления частоты. Благодаря этому не понадобилось использовать внешний операционный усилитель Lm311. Реле RL1 использовалось для выбора режима измерения L и C. Измеритель работает на базе четырех основных уравнений, которые представлены ниже:

Для обеих неизвестных величин L и C, обычно применяется равенство 1 и 2. Средние значения F1 мы получаем с помощью LC колебательного контура, затем подсоединяем Ccal параллельно колебательному контуру и получаем величину F2.
Сразу после этого,

  1. Для емкости требуется F3 (уравнение 3), оставляя Cx параллельно колебательному контуру, затем вычисляется Cx из уравнения 4
  2. Для индуктивности требуется F3 (уравнение 7), оставляя Lx последовательно колебательному контуру, и c затем вычисляется Lx из уравнения 8

Следовательно, как для индуктивности, так и для емкости, уравнения 1, 2, и уравнения 5, 6 одинаковы.
После получения приблизительных значений индуктивности или емкости, программа автоматически приведет значения к техническим единицам, которые отобразит на жидкокристаллическом дисплее разрешением 16x2. 
Если вам тяжело осилить все математические вычисления, тогда лучше оставить их на время и перейти к аппаратным средствам. Для начала выполните процесс калибровки, который разъяснен в следующей главе.

Конструкция:
Точность измерения зависит от состояния ваших компонентов. Два конденсатора, емкостью 33пФ в генераторе должны быть танталовыми (для низкой серии сопротивлений/индуктивностей). Используйте C4, C5 (Ccal) полистирольного типа, поскольку зеленые конденсаторы имеют слишком большое отклонение величины. Избегайте использования керамических конденсаторов. Некоторые из них имеют большие затухания.

  1. Сначала проверьте, чтобы все компоненты отлично подходили на свои места в плате.
  2. Запрограммируйте микросхему (16F628A) с помощью Hex файла, указанного ниже на данной странице. Если у вас нет программатора / загрузчика, тогда обратитесь к моей схеме PicKit-2 клона. Его очень легко собрать самостоятельно.
  3. Сначала подайте питание на схему без микросхемы, затем проверьте напряжение на выводе 5, 14 колодки ИС с помощью вольтметра. Если напряжение равно 5В, тогда все отлично.
  4. Поместите микросхему в колодку ИС и подайте питание. Если на жидкокристаллическом дисплее будет повышенная контрастность, тогда увеличьте значение резистора R11 на несколько килоом.

Калибровка:

  1. Закоротите два тестовых проводника и подайте питание на схему. При этом выполнится автоматическая калибровка. Устройство перейдет в режим по умолчанию – режим индуктивности. Дайте несколько минут на "разогрев", затем нажмите кнопку "zero" (нуль) для выполнения форсированной повторной калибровки. Теперь на дисплее должно отображаться значение ind = 0.00 uH (мкГн)
  2. Теперь разомкните два тестовых проводника и подсоедините заранее известную индуктивность, например 10 мкГн или 100 мкГн. Измеритель индуктивности/емкости должен считать приблизительно аналогичное значение (допускается погрешность до +/- 10%).
  3. После этого необходимо настроить измеритель для отображения результата с погрешностью около +/- 1%. Чтобы выполнить это, проверьте что в схеме установлены 4 джампера Jp1 ~ Jp4. Джамперы Jp1 и Jp2 предназначены для увеличения (+) и уменьшения (–) значений. Для увеличения значения сначала установите Jp1 и выполните шаги 1,2, для уменьшения значения установите Jp2 и выполните шаги 1,2.
  4. Если на дисплее отображаются необходимые значения, тогда снимите джамперы. После этого микросхема запомнит калибровку, пока вы не заходите снова внести изменения.
  5. Если у вас все еще не получается получить требуемое значение, установите джампер Jp3, чтобы увидеть величину F1. На дисплее отобразится значение около 503292 с индуктивностью 100мкГн и емкостью 1нФ. Или установите джампер Jp4, чтобы посмотреть значение F2. Если на дисплее ничего не появится, то это означает, что ваш генератор неправильно работает. Еще раз проверьте вашу плату.

Высокоточный измеритель индуктивности и емкости

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в LCSCВ блокнот
U3 МК PIC 8-бит
PIC16F628A
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Q1, Q2 Биполярный транзистор
BC547B
2 Поиск в LCSCВ блокнот
D1, D3 Выпрямительный диод
1N4001
2 Поиск в LCSCВ блокнот
С1, С2, С6, С7 Электролитический конденсатор10 мкФ4 Поиск в LCSCВ блокнот
С3, С10 Конденсатор0.1 мкФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
С4, С5 Конденсатор1000 пФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
С8, С9 Конденсатор33 пФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R3, R4 Резистор
100 кОм
3 Поиск в LCSCВ блокнот
R2, R14, R15 Резистор
10 кОм
3 Поиск в LCSCВ блокнот
R5 Резистор
47 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R6 Резистор
1.5 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R7, R9-R12 Резистор
1 кОм
5 Поиск в LCSCВ блокнот
R8, R13 Резистор
560 Ом
2 Поиск в LCSCВ блокнот
LCD1 LCD-дисплей16х2 LCD1 Поиск в LCSCВ блокнот
Х1 Кварцевый резонатор16 МГц1 Поиск в LCSCВ блокнот
RL1 Реле5 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
SW1 Выключатель1 Поиск в LCSCВ блокнот
L1 Катушка индуктивности82 мкГн1 Поиск в LCSCВ блокнот
BP1, BP2 Кнопка2 Поиск в LCSCВ блокнот
JP1-JP4 Джампер4 Поиск в LCSCВ блокнот
J1 Разьем1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 2
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (10) | Я собрал (0) | Подписаться

0
polymorf #
Печатка в Psrint-Layout
Прикрепленный файл: Izmer.lay
Ответить
0
саня #
А какой диапазон измерений?
Ответить
0
lazertok #
Судя по комментариям в ссылках
Measuring range is from 0 to >0.1uF for capacitance and 0 to >10mH for inductance.
Ответить
0
Валерий #
Почему столько ошибок в переводе? Какое реле, какие транзисторы? Хоть переводя на схему смотрите. Срочно всё исправить!
Ответить
0

[Автор]
topa_biser #
Транзистор указан в оригинале как NPN BC547 (в переводе фраза NPN-транзистора, такого как BC547), реле указано только на схеме G2RL-24-DC5 - http://eu.mouser.com/ProductDetail/Omron-Electronics/G2RL-24-DC5/?qs=HDDQUw%2F3PhqJg7sIn7s%2Fiw%3D%3D
Ответить
0
Кокорин #
Внимательно посмотрите на схему; я не использовал язычковое реле, поскольку не нашел его на местном рынке радиокомпонентов. Поэтому я решил сначала использовать полевой МОП-транзистор вместо язычкового реле.
Внимательно посмотрим на схему и видим, что на схеме автор применил язычковое реле, видимо не нашёл на местном рынке радиокомпонентов полевого МОП-транзистора.
Ответить
0
Алексашка #
Ежели быть ещё внимательней и глянуть вскользь оригинальную схему, можно увидеть что реле изначально коммутирующее С5 на землю таки заменено на транзистор. А появившееся реле RL1 переключает режим работы, чем в оригинале занимался мех. переключатель.
Ответить
0
serg #
10mH? Это же просто смешно мало.
Ответить
0
сергей #
А вообще бывают танталовые конденсаторы на 33 пФ? Автор, наверное, напутал здесь? Насколько мне известно бывают электролитические танталовые конденсаторы.
Ответить
0
Yurarus #
Кто нибудь собрал эту схему? Она рабочая?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Мультиметр DT9205A
Мультиметр DT9205A
USB-реле (2 канала) Катушка Тесла
вверх