Подавляющее большинство любительских измерителей индуктивности на контроллерах измеряет частоту генератора работающего на частотах около 100кГц, и хотя они якобы имеют разрешение 0.01мкГн, но на деле при индуктивностях 0.5 и ниже представляют из себя хороший генератор случайных чисел, а не прибор.У разработчика радиочастотных устройств есть три пути:

1. обломаться
2. купить промышленный измеритель импеданса и некоторое время поголодать
3. сделать что-то более высокочастотное и широкополосное.

Наличие множества онлайн калькуляторов кардинально упрощают задачу, можно обойтись одним лишь генератором, подключаемым к частотомеру, не сильно потеряв в удобстве, зато выиграв в функционале.

Приставка может измерять индуктивности от 0,05мкГн. Выходное напряжение около 0.5В. Собственная индуктивность выводов 0,04мкГн. Диапазон выходных частот: хз…77МГц.

Широкополосный генератор выполнен по известной двухточечной схеме и мало чувствителен к добротности частотозадающего контура.

Для измерения наименьших индуктивностей емкость выбрана 82пф, вместе с входной ёмкостью расчётная(для калькулятора) получается около 100пф(круглые числа более удобны), а макс. частота генерации около 80МГц. С контура напряжение подаётся на повторитель vt2 а с него на эмиттер vt1, таким образом реализована ПОС. Применяемая иногда непосредственная связь затвора с контуром приводит к неустойчивой работе генератора на частотах 20-30Мгц, потому применён разделительный конденсатор с1. Полевой транзистор должен иметь начальный ток стока не менее 5мА, иначе транзистор нужно приоткрыть сопротивлением несколько сотен кОм с плюса на затвор. Лучше применить транзистор в высокой крутизной, это увеличит выходное напряжение снимаемое с истока. Хотя сам по себе генератор практически не чувствителен к типам транзисторов.

Для расчёта применяются онлайн калькуляторы
наиболее удобный
наиболее неудобный
гламурный, но с характером

Задающая ёмкость в приборе может быть любой, даже китайская глина. Лучше иметь эталонные катушки, а измеренную ёмкость уже подставлять в калькулятор, хотя на деле это и не обязательно.

Фольга с обратной стороны используется в качестве экрана.
Выводы на катушку выполняются в виде гибких плоских поводков из оплётки длиной 2см. с крокодилами.

http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6

Особенности использования.

Для питания лучше предусмотреть соответствующую клемму на частотомере.

Выводы на катушку должны быть максимально прямыми если измеряются сверхмалые индуктивности. От результата нужно отнять собственную индуктивность выводов 0.04мкГн. Минимально измеряемая индуктивность примерно такая же.

Для измерения индуктивностей до 100мкГн годится штатная ёмкость, выше лучше использовть дополнительные ёмкости от 1н, иначе будет погрешность от межвитковой ёмкости катушки.

Для измерения межвитковой ёмкости нужно измерить истинное значение индуктивности с С 10-100н, потом измеряется частота с штатной ёмкостью(100пф), вносится в калькулятор, далее считается суммарная емкость, от которой нужно отнять 100пф.
Пример. аксиальный дроссель 3.8 мГн, со штатной ёмкостью частота 228 кГц, суммарная ёмкость 128пф, межвитковая 28.
Таким же образом вычисляются ёмкости в контурах.

Для измерений дросселей на низкочастотных магнитопроводах НН они должны иметь достаточно большое количество витков, например на кольцах 2000НН не менее 20, иначе частота может быть выше рабочей для них(до 400кГц), и генерация будет в лучшем случае срываться, а в худшем импульсная, как в блокинг генераторе, с частотой в килогерцы. Для маловитковых нужна дополнительная ёмкость.

Эта схема измерителя индуктивности построена с использованием микросхемы 74HC14

. Измерителем тут будет стрелочный индикатор. Схема, при всей своей простоте, действительно работает замечательно. Измеритель индуктивности откалиброван в нашем случае для 0-100 мкГн, так как это наиболее популярный диапазон.

Принципиальная схема индуктометра на 74HC14

Аналоговый метод измерения ограничивает его точность, но при самостоятельной намотке катушек для различных радиосхем его хватает.

Принцип действия индуктометра

Принцип работы схемы заключается в том, что если вы генерируете импульсы постоянной частоты и амплитуды, а затем передаёте сигнал через низкочастотный фильтр, в результате чего напряжение постоянного тока будет пропорционально индуктивности.

Частота импульса устанавливается генератором на триггерах Шмидта и состоит из сопротивления обратной связи (2k потенциометр и 3.9k постоянный резистор). 1000 пФ конденсатора на землю, и элементами триггера Шмидта. Ширина импульса пропорциональна индуктивности и обратно пропорциональна сопротивлению. Эта схема подойдёт только для широкополосных катушек. Индуктивности с железными или ферритовыми сердечниками, в следствии высокой проницаемости ферритов, не могут быть точно измерены. Схема вполне линейна, вы можете убедиться в этом, взглянув на график:

Схема подключается к вольтметру с милливольтным измерением, имеющим высокое входное сопротивление, так как устройство не имеет буфера на выходе. Для упрощения конструкции измерителя индуктивности, можно собрать его на металлизированной стороне макетной плате. Все соединения, в том числе земляные соединения, должны быть короткие. Провод будет добавлять значение к измеряемой индуктивности, так что держите его предельно коротким.

Калибровка измерителя индуктивности

Процедура настройки проста: подключите аккумулятор и цифровой вольтметр, подключите известную катушку или дроссель, а затем отрегулируйте потенциометр, пока не получите нужного значения на шкале. Например, используйте 1 мкГн индуктивность и отрегулируйте потенциометр так, чтобы получить 100 мВ на милливольтметре. На фото – измерение 33 мкГн промышленного дросселя.

Генератор с указанными значениями радиоэлементов работает на частоте 173 КГц. Если у вас существенно отличные частоты, попробуйте изменить частоту генератора вышеуказанными компонентами.

Приборы непосредственной оценки и сравнения

К измерительным приборам непосредственной оценки значения измеряемой емкости относятся микрофарадметры
, действие которых базируется на зависимости тока или напряжения в цепи переменного тока от значения включенной в нее . Значение емкости определяют по шкале стрелочного измерителя.

Более широко для измерения и индуктивностей применяют уравновешенные мосты переменного тока
, позволяющие получить малую погрешность измерения (до 1 %). Питание моста осуществляется от генераторов, работающих на фиксированной частоте 400-1000 Гц. В качестве индикаторов применяют выпрямительные или электронные милливольтметры, а также осциллографические индикаторы.

Измерение производят балансированием моста в результате попеременной подстройки двух его плеч. Отсчет показаний берется по лимбам рукояток тех плеч, которыми сбалансирован мост.

В качестве примера рассмотрим измерительные мосты, являющиеся основой измерителя индуктивности ЕЗ-3 (рис. 1) и измерителя емкости Е8-3 (рис. 2).

Рис. 1. Схема моста для измерения индуктивности

Рис. 2. Схема моста для измерения емкости с малыми (а) и большими (б) потерями

При балансе моста (рис. 1) индуктивность катушки и ее добротность определяют по формулам Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.

При балансе мостов (рис. 2) измеряемая емкость и сопротивление потерь определяют по формулам

Измерение емкости и индуктивности методом амперметра-вольметра

Для измерения малых емкостей (не более 0,01 – 0,05 мкФ) и высокочастотных катушек индуктивности в диапазоне их рабочих частот широко используют резонансные методы Резонансная схема обычно включает в себя генератор высокой частоты, индуктивно или через емкость связанный с измерительным LС-контуром. В качестве индикаторов резонанса применяют чувствительные высокочастотные приборы, реагирующие на ток или напряжение.

Методом амперметра-вольтметра измеряют сравнительно большие емкости и индуктивности при питании измерительной схемы от источника низкой частоты 50 – 1000 Гц.

Для измерения можно воспользоваться схемами рис. 3.

Рисунок 3. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений переменному току

По показаниям приборов полное сопротивление

где

из этих выражений можно определить

Когда можно пренебречь активными потерями в конденсаторе или катушке индуктивности, используют схему рис. 4. В этом случае

Рис. 4. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра – вольтметра

Измерение взаимной индуктивности двух катушек

Обзор мультиметра VC9805+.

Обзор мультиметра VC9805+.

Присоединяйтесь к нашей группе в Facebook: https://www.facebook.com/groups/463937897339644

Решил я сменить свой цифровой мультиметр. В принципе, старый прибор меня устраивал, но постепенно стали исчезать сегменты на индикаторе. В чём причина, знаю прекрасно, поэтому заниматься восстановлением – это пустая трата нервов и времени. Тем более, при нынешних демократических ценах на подобную продукцию восточных соседей. Правда, у нас она стоит всё же не так уж и дешёво, если не брать в расчёт совершенно простые «мыльницы», но никто и не заставляет покупать её здесь, если существует известный ebay.com , где ту же продукцию можно купить раза в полтора-два дешевле.

Итак, мне требовался обычный цифровой мультиметр, с возможностью измерения помимо напряжений, токов и сопротивлений, ещё емкости и индуктивности. И если емкость присутствует в очень многих моделях, то измерение индуктивность – довольно специфическая функция. Пришлось поискать.

После долго изучения представленных на ebay.com моделей, мой выбор остановился на мультиметре Victor VC9805+
, который удовлетворял предъявленным выше требованиям. Стоимость его с доставкой в Беларусь составляла 33$, что по сравнению с нашими “радирыночными” ценами дешевле более чем в полтора раза. Поэтому, я сделал заказ и через две недели мультиметр был у меня.

В интернете можно найти обзоры различных электронных измерительных приборов, в том числе и этого. Но большинство рассказывают только о возможностях рассматриваемых приборов, но мало говорится про реальные метрологические параметры. Да, в инструкции к прибору можно найти формулы, которые показывают погрешность на том или ином пределе измерений. А как всё обстоит на самом деле? Насколько вы можете доверять показаниям прибора?

Как вы знаете, приборы, эксплуатирующиеся в различных государственных и коммерческих структурах, должны проходить обязательную государственную или ведомственную поверку (калибровку)
в аккредитованных для выполнения данных работ лабораториях. Но если прибор используется для личных целей, то делать это абсолютно необязательно. Да и выполнение поверки, хоть и не очень дорогостоящая, но довольно длительная процедура. Кроме того, что бы ваш прибор аккредитованная лаборатория официально взяла на поверку, он должен находиться в Государственном реестре средств измерений
. Наш прибор, увы, в это реестр не входит. Поэтому я решил провести поверку мультиметра самостоятельно, тем более, что аккредитованая лаборатория ведомственной поверки на предприятии, где я работаю, имеется. Вот о полученых результатах, я и хочу рассказать. Данные измерений представлены в виде таблиц. Для поверки использовались образцовые приборы с соответствующим классом точности. Но для начала приведу параметры, которые можно измерять с помощью мультиметра Victor 9805+
, и несколько фотографий внешнего вида прибора. Мультиметр позволяет измерять:

1. Постоянный ток на пределах 2 mA , 20 mA, 200 mA, 20 А

2. Переменный ток на пределах 2 mA , 2
0 mA, 200 mA, 20 А

3. Постоянное напряжение на пределах
200 mV, 2 V, 20 V, 200 ВV, 1000 V

4. Переменное напряжение на пределах 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, 750 V

5. Сопротивление на пределах 200 Оm, 2 kОm , 20 kОm, 200 kОm, 2 МОm, 20 MОm

6. Емкость на пределах 20 nF, 200 nF, 2 uF, 20 uF, 200 uF

7. Индуктивность на пределах 2 мГн, 20 мГн, 200 мГн, 2 Гн, 20 Гн

8. Температура на пределах -20…100 С и 0…1832 Ф

9. Частота на пределе 200 кГц

10. Режим коэффициента усиления транзисторов в диапазоне 0….1000

11. Режим проверки диодов с звуковым сигналом

Внешний вид прибора приведён на рис. 1 и 2. Прибор комплектуется удобными измерительными щупами и выносным датчиком температуры (рис. 3).

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Результаты измерений:

Постоянный ток (DCA):

Переменный ток (ACA):

Постоянное напряжение (DCV):

Переменное напряжение (АCV):

Сопротивление (R):

Емкость (С):

Частота (F):

Показания и погрешность прибора при измерении индуктивности пришлось отложить из-за отсутствия в настоящее время магазина индуктивности. Но обязательно проверю и о результатах сообщу.

Вывод:

при небольшой стоимости, прибор имеет очень неплохие показатели погрешности. Из плюсов можно отметить большой индикатор с приятной матовой подсветкой, удобные щупы, которые можно зафиксировать на задней панели мультиметра, качественно изготовленный корпус. Из минусов – непродуманна работа подсветки – она включается кратковременным нажатием кнопки B/L на 10 секунд, после чего отключается. В плане экономии батареи, в качестве которой используется «Крона» это может и неплохо, но иногда ведь нужно более длительное время работы подсветки при плохой освещённости, а каждый раз нажимать на кнопку не очень удобно. Ещё немного напрягает довольно громкий звук в бузере прозвонке. В домашних условиях это ни к чему. Но опять же, это моё субъективное восприятие. В любом случае, достоинств прибора VC9805+ больше, чем недостатков. Лично мне прибор очень понравился.

Начинающим радиолюбителям не стоит полагаться на интуицию, и наедятся на добротность катушек индуктивности, а просто надо взять и проверить их работоспособность. Ничего особо сложного тут нет, и, не смотря на то, что увидеть магнитное поле своими глазами мы пока что не можем проверить работоспособность катушки индуктивности достаточно просто.
А как это сделать, вкратце и доступно, расскажет вам статья.

Процедура визуальной проверки катушки индуктивности:

Проверка исправности катушек индуктивности начинается с внешнего осмотра, в ходе которого убе­ждаются в исправности каркаса, экрана, выводов; в правильности и надежности соединений всех деталей катушки между собой; в отсут­ствии видимых обрывов проводов, замыканий, повреждения изоляции и покрытий. Особое внимание следует обращать на места обугливания изоляции, каркаса, почернение или оплавление заливки.

Процедура электрической проверки катушки индуктивности:

Электрическая проверка катушек индуктивности включает провер­ку на обрыв, обнаружение короткозамкнутых витков и определение состояния изоляции обмотки.

Проверка на обрыв выполняется пробником. Увеличение сопротив­ления означает обрыв или плохой контакт одной или нескольких жил литцендрата. Уменьшение сопротивления означает наличие межвиткового замыкания. При коротком замыкании выводов сопротивление рав­но нулю. Для более точного представления о неисправности катушки необходимо измерить индуктивность. В заключение рекомендуется про­верить работоспособность катушки в таком же заведомо исправном аппарате, для которого она предназначена.