Вимірювач ємності й індуктивності

Є. Терентьєв післягарантійне обслуговування Татарстан
Пропонований стрілочний вимірювач дозволяє визначати параметри більшості зустрічаються в практиці радіоаматора котушок індуктивності та конденсаторів. Крім вимірювань параметрів елементів, прилад може бути використаний як генератор фіксованих частот з декадних поділом, а також як генератор позначок для радіотехнічних вимірювальних приладів.

Пропонований вимірювач ємності й індуктивності відрізняється від аналогічного ( "Радіо", 1982, № 3, стор.47 ) Простотою і малої трудомісткістю виготовлення.

Діапазон вимірювань розбитий подекадно на шість піддіапазонів з граничними значеннями ємності 100 ПФ – 10 МКФ для конденсаторів й індуктивності 10 мкГн – 1 Гн для котушок індуктивності. Мінімальні значення вимірюваних ємності, індуктивності та точність вимірювання параметрів на межі 100 ПФ і 10 мкГн визначає конструктивна ємність клем або гнізд для підключення висновків елементів. На інших піддіапазонах похибка вимірювання в основному визначається класом точності стрілочний вимірювальної головки. Споживаний приладом струм не перевищує 25 мА.

Принцип роботи приладу заснований на вимірюванні середнього значення розрядного струму ємності конденсатора і ЕРС самоіндукції індуктивності. Вимірник, принципова схема якого наведена на рис.1, складається з генератора, що задає на елементах DD1.5, DD1.6 з кварцовою стабілізацією частоти, лінійки дільників частоти на мікросхемах DD2 – DD6 і буферних інверторів DD1.1 – DD1.4. Резистор R4 обмежує вихідний струм інверторів. Ланцюг з елементів VD7, VD8, R6, C4 використовується при вимірюванні ємності, а ланцюг VD6, R5, R6, C4 – при вимірюванні індуктивності. Діод VD9 захищає мікроамперметр PA1 від перевантаження. Ємність конденсатора C4 обрана порівняно великий, щоб зменшити тремтіння стрілки на максимальному межі виміру, де тактова частота мінімальна – 10 Гц.

Принципова схема вимірювача - 14856 байт

У приладі використана вимірювальна головка зі струмом повного відхилення 100 мкА. Якщо застосувати більш чутливу – на 50 мкА, то в цьому випадку можна зменшити межа вимірювання в 2 рази. Семісегментний світлодіодний індикатор АЛС339А використовується як індикатор вимірюваного параметра, його можна замінити індикатором АЛС314А. Замість кварцового резонатора на частоту 1 МГц можна включити слюдяні або керамічний конденсатор ємністю 24 ПФ, однак при цьому похибка вимірювання збільшиться на 3-4%.

Можливі заміни діода Д20 діодами Д18 або ГД507, стабілітрон КС156А – стабілітрони КС147А, КС168А. Кремнієві діоди VD1-VD4, VD9 можуть бути будь-якими з максимальним струмом не менше 50 мА, а транзистор VT1 – будь-яким з типів КТ315, КТ815. Конденсатор CЗ – керамічний К10-17а або КМ-5. Всі номінали елементів і частота кварцу можуть відрізнятися на 20%.

Малюнок друкованої плати, виконаної на фольгованим склотекстоліт товщиною 1,5 мм, наведено на рис.2.

Друкована плата вимірювача - 13496 байт
Рис. 2.

Налаштування приладу починають у режимі вимірювання ємності. Переводять перемикач SB1 у верхнє за схемою положення і встановлюють перемикач діапазону SA1 в положення, відповідне межі вимірювання 1000 пФ. Підключивши зразковий конденсатор ємністю 1000 пФ до клем XS1, XS2, движок підлаштування резистора R6 виводять в положення, при якому стрілка мікроамперметра PA1 встановиться на кінцеве поділ шкали. Потім переводять перемикач SB1 в режим вимірювання індуктивності і, підключивши до клем котушку індуктивності величиною 100 мкГн, в тому ж положенні перемикача SA1 виробляють аналогічну калібрування підлаштування резистором R5. Природно, точність калібрування приладу визначається точністю використовуваних зразкових елементів.

Вимірювання приладом параметрів елементів бажано починати з більшої межі вимірювань для уникнення різкого зашкалювання стрілки головки приладу.

Для забезпечення харчування вимірювача можна використовувати постійне напругу 10 … 15 В або змінну напругу від підходящої обмотки трансформатора живлення іншого приладу зі струмом навантаження не менш 40 … 50 мА. Потужність окремого трансформатора повинна бути не менше 1 Вт.

У разі живлення приладу від батареї акумуляторів або гальванічних елементів напругою 9 В його можна спростити і підвищити економічність винятком діодів випрямляча напруги живлення, індикатора HG1 і перемикача SB1, вивівши на передню панель приладу три клеми (гнізда) від точок 1, 2, 3, зазначених на принциповій схемі. При вимірі ємності конденсатор підключають до клем 1 і 2, при вимірі індуктивності котушку підключають до клем 1 і 3.

Примітка редакції. Точність вимірювача LC зі стрілочним індикатором певною мірою залежить від ділянки шкали, тому введення в схему перемикаються дільника частоти на 2, 4 або аналогічне зміна частоти задаючого генератора (для варіанту без кварцового резонатора) дозволяє знизити вимоги до габаритів і класу точності показує приладу.
© Радіо, № 4, 1995 р.

Джерело матеріалу