Прибор для измерения индуктивности: как определить мультиметром и LC-метром

История

Магнетизм начинает свою историю в Древнем Китае и Древней Греции. Магнитная железная руда, обнаруженная в Китае, позже использовалась в качестве стрелки компаса, указывающей на север. Есть упоминания, что китайский император использовал его во время боя.

Однако до 1820 г магнетизм рассматривался только как явление. Все его практическое применение заключалось в том, чтобы указать стрелку компаса на север. Однако в 1820 году Эрстед провел свой опыт с магнитной стрелкой, показав действие электрического поля на магнит. Этот опыт послужил толчком для некоторых ученых, которые всерьез взялись за разработку теории магнитного поля.

Только через 11 лет, в 1831 году, Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и ввел в обиход физиков понятие «магнитное поле». Именно этот закон и послужил основой для создания индукторов, о которых сегодня пойдет речь.

И прежде чем перейти к рассмотрению самого устройства этих катушек, давайте освежим в голове понятие магнитного поля.

Магнитное поле

Эта фраза знакома нам со школы. Но многие уже забыли, что это значит. Хотя каждый из нас помнит, что магнитное поле способно воздействовать на предметы, притягивая или отталкивая их. Но кроме этого у него есть и другие характеристики: например, магнитное поле может воздействовать на электрически заряженные предметы, а значит, электричество и магнетизм тесно связаны, и одно явление может плавно перетекать в другое. Ученые это давно поняли, а потому стали называть все эти процессы вместе одним словом — «электромагнитные явления». На самом деле электромагнетизм — довольно интересная и еще не до конца изученная область физики. Это очень обширно

А теперь перейдем непосредственно к теме нашей статьи. Следующий раздел будет посвящен рассмотрению самого индукторного устройства.

Что такое катушка индуктивности?

Мы постоянно сталкиваемся с этими предметами, но едва ли придаем им какое-то особое значение. Для нас это рутина. На самом деле катушки индуктивности сегодня встречаются практически в каждом устройстве, но самый яркий пример их использования — в трансформаторах. Если вы думаете, что трансформаторы можно найти только на электрических подстанциях, вы глубоко ошибаетесь: ваше зарядное устройство для ноутбука или смартфона также является типом трансформатора, только меньшего размера, чем те, которые используются на электростанциях и распределительных подстанциях.

Любая катушка индуктивности состоит из сердечника и обмотки. Сердечник представляет собой стержень из диэлектрического или ферромагнитного материала, на который намотана обмотка. Последний обычно изготавливается из медной проволоки. Количество витков обмотки напрямую связано с величиной магнитной индукции полученной катушки.

Теперь, прежде чем рассматривать расчет индуктивности катушек и необходимые для него формулы, поговорим о том, какие параметры и свойства мы будем вычислять.

Как измерить индуктивность катушки

Катушки индуктивности – это элементы, в маркировке которых параметры обычно не указываются. Кроме того, катушки часто наматывают независимо друг от друга. В обоих случаях единственным способом определить индуктивность катушки является ее измерение. Она может осуществляться разными способами, предполагающими использование оборудования разной сложности. Некоторые из этих форм рефлексивны и требуют вычислений. А вот LC-метры прямого отсчета лишены этих недостатков и позволяют измерять индуктивность быстро и без дополнительных расчетов.

Инструкция

1. Купите LC-метр. В большинстве случаев они аналогичны обычным мультиметрам. Также есть мультиметры с функцией измерения индуктивности; это устройство также подходит вам. Любое из этих устройств можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.

2. Деактивируйте пластину с катушкой. При необходимости разрядите конденсаторы на плате. Выпаяйте из платы катушку, индуктивность которой вы хотите измерить (если этого не сделать, в измерение будет внесена заметная погрешность), а затем подключите ее к входным гнездам прибора (к каким, это указано в его инструкции). Измените прибор на наиболее точный предел, обычно обозначаемый как «2 мГн». Если индуктивность катушки меньше 2 миллигенри, она будет определена и отображена на дисплее, после чего измерение будет считаться завершенным. Если оно больше этого значения, прибор покажет перегрузку: в старшем разряде появится единица, а в остальных – пробелы. 3. Если счетчик показывает перегрузку, измените его на более жирный предел: «20 мГн». Обратите внимание, что десятичная точка индикатора сместилась — изменилась шкала. Если на этот раз измерение не произвело фурора, продолжайте менять пределы на более смелые, пока перегрузка не пройдет. Краткое содержание читайте позже. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах выражается эта сумма: в генри или миллигенри. 4. Отключите катушку от входных разъемов устройства, затем заново припаяйте ее к плате. 5. Если прибор показывает ноль даже на самом точном пределе, то катушка имеет малую и значительную индуктивность или содержит закороченные витки. Если даже на самом смелом пределе указана перегрузка, катушка сломана или имеет слишком большую индуктивность, для измерения которой прибор не предназначен. Если на этот раз измерение не даст всплеск, продолжайте менять ограничения на более смелые, пока перегрузка не пройдет. Краткое содержание читайте позже. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах выражается эта сумма: в генри или миллигенри. 4. Отключите катушку от входных разъемов устройства, затем заново припаяйте ее к плате. 5. Если прибор показывает ноль даже на самом точном пределе, то катушка имеет малую и значительную индуктивность или содержит закороченные витки. Если даже на самом смелом пределе указана перегрузка, катушка сломана или имеет слишком большую индуктивность, для измерения которой прибор не предназначен. Если на этот раз измерение не произвело фурора, продолжайте менять пределы на более смелые, пока перегрузка не пройдет. Краткое содержание читайте позже. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах выражается эта сумма: в генри или миллигенри. 4. Отключите катушку от входных разъемов устройства, затем заново припаяйте ее к плате. 5. Если прибор показывает ноль даже на самом точном пределе, то катушка имеет малую и значительную индуктивность или содержит закороченные витки. Если даже на самом смелом пределе указана перегрузка, катушка сломана или имеет слишком большую индуктивность, для измерения которой прибор не предназначен. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах выражается эта сумма: в генри или миллигенри. 4. Отключите катушку от входных разъемов устройства, затем заново припаяйте ее к плате. 5. Если прибор показывает ноль даже на самом точном пределе, тогда катушка имеет малую и значительную индуктивность или содержит короткозамкнутые витки. Если даже на самом смелом пределе указана перегрузка, катушка сломана или имеет слишком большую индуктивность, для измерения которой прибор не предназначен. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах выражается эта сумма: в генри или миллигенри. 4. Отключите катушку от входных разъемов устройства, затем заново припаяйте ее к плате. 5. Если прибор показывает ноль даже на самом точном пределе, то катушка имеет малую и значительную индуктивность или содержит закороченные витки. Если даже на самом смелом пределе указана перегрузка, катушка сломана или имеет слишком большую индуктивность, для измерения которой прибор не предназначен.

Для измерения индуктивности катушки используйте амперметр, вольтметр и частотомер (на случай, если частота источника переменного тока не известна), затем снимите показания и рассчитайте индуктивность. В случае соленоида (катушка, длина которой много больше диаметра) для определения индуктивности необходимо измерить длину соленоида, площадь его поперечного сечения и число витков в проводнике.

Инструкция

1. Измерение индуктивности методом вольтметра-амперметра. Для определения индуктивности проводника таким способом используют источник переменного тока с ведомой частотой. Если частота неизвестна, измерьте ее частотомером, подключенным к источнику. Подключите катушку, индуктивность которой измеряется, к источнику тока. После этого поэтапно включают в цепь амперметр, а параллельно концам катушки — вольтметр. Пропустив ток через катушку, снимите показания прибора. Соответственно сила тока в амперах и напряжение в вольтах. 2. По этим данным рассчитайте значение индуктивности катушки. Для этого разделите значение напряжения шагами на 2, число 3,14, значения частоты тока и силы тока. Результатом будет значение индуктивности этой катушки в Генри (Гн). Основное примечание: подключайте катушку только к источнику переменного тока. Энергетическое сопротивление проводника, используемого в катушке, должно быть незначительно. 3. Измерение индуктивности соленоида Чтобы измерить индуктивность соленоида, возьмите линейку или другой инструмент измерения длины и расстояния и определите длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого возведите число его витков во вторую степень, умножьте результат на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока, использование которой в катушке должно быть незначительным. 3. Измерение индуктивности соленоида Чтобы измерить индуктивность соленоида, возьмите линейку или другой инструмент измерения длины и расстояния и определите длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого возведите число его витков во вторую степень, умножьте результат на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока, использование которой в катушке должно быть незначительным. 3. Измерение индуктивности соленоида Чтобы измерить индуктивность соленоида, возьмите линейку или другой инструмент измерения длины и расстояния и определите длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого возведите число его витков во вторую степень, умножьте результат на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Измерение индуктивности соленоида Чтобы измерить индуктивность соленоида, возьмите линейку или другой инструмент для измерения длины и расстояния и определите длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого возведите число его витков во вторую степень, умножьте результат на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Измерение индуктивности соленоида Чтобы измерить индуктивность соленоида, возьмите линейку или другой инструмент для измерения длины и расстояния и определите длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого возведите число его витков во вторую степень, умножьте результат на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока, и определяет длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого число его витков возведите во вторую степень, результат умножьте на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Полученное число разделите на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566 * 10-6) . Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, с помощью специального прибора определить индуктивность этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока, и определяет длину и диаметр соленоида в метрах. После этого посчитайте количество ваших кругов. 4. Затем найти индуктивность соленоида. Для этого число его витков возведите во вторую степень, результат умножьте на 3,14, диаметр во 2-й степени и результат разделите на 4. Полученное число разделите на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566 * 10-6) . Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Разделите полученное число на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока. Это и будет значение индуктивности соленоида. 5. Если есть такая возможность, используйте специальный прибор для определения индуктивности этого проводника. Он основан на схеме, называемой мостом переменного тока.

Катушка индуктивности способна накапливать магнитную энергию при протекании электрического тока. Основным параметром катушки является ее индуктивность. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и обозначается буквой L.

Инструкция

1. Индуктивность короткого проводника определяется по формуле: L = 2l(ln(4l/d)-1)*(10^-3), где l — длина провода в сантиметрах, а d — диаметр проволоки в сантиметрах. Если провод намотан на каркас, образуется индуктор. Магнитный поток концентрируется и, как следствие, увеличивается значение индуктивности. 2. Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков обмотки. Индуктивность катушки, намотанной на тороидальный сердечник, равна: L = ?0*?r*s*(N^2)/l. В этой формуле ?0 — магнитный континуум, ?r — относительная магнитная проницаемость материала сердечника, зависящая от частоты), s — площадь поперечного сечения сердечника, l — длина осевой линии ядра, N — количество витков катушки. 3. Индуктивность катушки индуктивности в мкГн также можно рассчитать по формуле: L = L0*(N^2)*D*(10^-3). Здесь N — количество витков, D — диаметр катушки в сантиметрах. Показатель L0 зависит от соотношения между длиной витка и его диаметром. Для однослойной катушки это: L0 = 1/(0,1*((l/D)+0,45)). 4. Если катушки соединены в цепи ступенчато, то их общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены в параллельны, то его общая индуктивность равна: L = 1/((1/L1) + (1/L2) +… + (1/Ln)). Следовательно, формулы расчета индуктивности для разных схем соединения дросселей аналогичны формулам расчета сопротивления при аналогичном соединении резисторов. Видео по теме Если катушки соединены в цепь ступенчато, то их общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены в параллельно, то ваша общая индуктивность равна: L = 1/((1/L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Видео по теме Если катушки соединены в цепь ступенчато, то их общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены в параллельно, то ваша общая индуктивность равна: L = 1/((1/L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Похожие видео то их суммарная индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены параллельно, то их суммарная индуктивность равна: L = 1/((1 / L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Видео по теме Если катушки соединены в цепь ступенчато, то их общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены в параллельно, то ваша общая индуктивность равна: L = 1/((1/L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Похожие видео то их суммарная индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены параллельно, то их суммарная индуктивность равна: L = 1/((1 / L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Видео по теме Если катушки соединены в цепь ступенчато, то их общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены в параллельно, то ваша общая индуктивность равна: L = 1/((1/L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Похожие видео то их суммарная индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены параллельно, то их суммарная индуктивность равна: L = 1/((1 / L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Похожие видео то их суммарная индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1 + L2 +… + Ln) Если катушки соединены параллельно, то их суммарная индуктивность равна: L = 1/((1 / L1) + (1/L2)+…+(1/Ln)). Похожие видео

Индуктивность катушки можно измерить спонтанно или косвенно. В первом случае вам понадобится устройство прямого отсчета или мост, а во втором придется использовать генератор, вольтметр и миллиамперметр, а затем произвести ряд расчетов.

Инструкция

1. Для измерения индуктивности прибором прямого отсчета подключите катушку, а затем, поэтапно выбирая переключателем пределы измерения, выберите один из них так, чтобы результат был примерно в середине диапазона. Прочитайте резюме. Если счетчик имеет аналоговую шкалу, запишите значение деления, а также значение, указанное рядом с соответствующим положением переключателя, при считывании суммы. 2. На бриджевом инструменте, после изменения всего диапазона, переведите рукоятку качельки оси в любое крайнее положение, а затем поверните ее до упора в противоположную сторону. Найдите диапазон, в котором эта ручка может сбалансировать бридж. Добившись исчезновения звука в динамике или наушниках или снижения показаний стрелочного индикатора до нуля, считывайте показания по шкале регулятора (но не по стрелочному индикатору). При этом, как и в предыдущем случае, учитывайте цену деления и показатель, на который ее следует умножать в этом диапазоне показаний. 3. Для косвенного измерения индуктивности соберите измерительную цепь. Параллельно выходу генератора подключен вольтметр переменного тока, включенный до предела, где верхняя граница диапазона соответствует напряжению в несколько вольт. Сюда же подключите частотомер. Также параллельно им подключите последовательную цепь, состоящую из проверяемого дросселя, а также миллиамперметра переменного тока. Оба прибора обязаны отображать фактические, а не амплитудные значения измеряемых величин, а также рассчитаны на синусоидальную форму сигнала. Четыре. На генераторе включить режим генерации синусоидального напряжения. Добейтесь, чтобы вольтметр показывал около 2 вольт. Увеличивайте частоту до тех пор, пока показания миллиамперметра не начнут падать. Уменьшите их примерно до половины исходного значения. Выберите предел на измерителе скорости, который соответствует измеренной скорости. Считайте показания 3-х приборов, затем выключите генератор и разберите измерительную цепь. 5. Переведите показания прибора в единицы СИ. Разделите напряжение на силу тока. Индуктивное сопротивление катушки будет получено на той частоте, на которой производилось измерение. Оно будет выражаться в омах. 6. Рассчитайте индуктивность по формуле: L=X/(2?F), где L – частота, G (Генри), X – индуктивное сопротивление, Ом, F – частота, Гц. При необходимости переведите результат расчета в производные единицы (скажем, миллигенри, микрогенри). Примечание! Не прикасайтесь к элементам измерительной цепи, когда она находится под напряжением. Видео по теме Обратите внимание! Никогда не подключайте LC-метр к цепи под напряжением. Полезный совет Некоторые измерители LC имеют специальную регулировочную ручку. Прочтите инструкцию к устройству о том, как им пользоваться. Без регулировки показания прибора будут неточными.

Какие параметры есть у катушки?

Катушка имеет различные физические характеристики, отражающие ее качество и пригодность для конкретной работы. Одним из них является индуктивность. Он численно равен отношению потока магнитного поля, создаваемого катушкой, к величине этого тока. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и в большинстве случаев принимает значения от единиц микрогенри до десятков Генри.

Индуктивность, пожалуй, самый важный параметр катушки. Поэтому неудивительно, что большинство людей даже не задумываются о том, что существуют другие величины, которые могут описывать поведение катушки и отражать ее пригодность для конкретного применения.

При выборе катушки индуктивности профессионалы также обращают внимание на устойчивость к потерям. Как можно понять из этого предложения, оно отражает величину потерь электроэнергии, возникающих из-за паразитных эффектов, таких как нагрев кабелей, происходящий по закону Джоуля-Ленца. Нетрудно понять, что чем ниже это значение для катушки, тем она лучше.

Еще одним параметром, который необходимо учитывать, является добротность схемы. Он тесно связан с предыдущим параметром и представляет собой отношение реактивного сопротивления к активному сопротивлению (потеря сопротивления). Следовательно, чем выше добротность, тем лучше. Его увеличение достигается выбором оптимального диаметра кабеля, материала и диаметра жилы, количества витков.

Варианты измерения

Индуктивность катушки в физике определяется путем выполнения расчетов. Однако эту величину можно не только рассчитать, но и измерить. Это делается с помощью прямого или косвенного метода.

Прямой метод

Для измерения индуктивности катушки этим методом необходимо использовать специальные перемычки или приборы прямого считывания. С его помощью можно получить максимально точные данные, которые помогут подобрать необходимую катушку для схемы.

Процедура измерения включает следующие этапы:

1. Катушка подключена к устройству прямого считывания.
2. После этого диапазоны измерений постепенно меняются. Это делается до тех пор, пока результат не окажется примерно в середине интервала.
3. Полученный результат фиксируется и рассчитывается с учетом значения деления прибора, а также коэффициента, соответствующего положению переключателя.

Метод прямого измерения можно также применять при определении индуктивности с помощью мостового приспособления. Он имеет более точную шкалу, поэтому позволяет получать достоверные данные.

Измерение выполняется путем выполнения следующих действий:

1. Связанное мостовое устройство подключается к катушке, индуктивность которой необходимо определить.
2. Как и в устройстве прямого считывания, интервалы измерения меняются.
3. После каждого такого действия рукоятка регулятора балансировки вала поочередно перемещается в одно и другое крайнее положение.
4. После того, как вы определили диапазон, в котором мост будет балансировать, можно приступать.
5. На следующем этапе измерений производится постепенное перемещение стрелочного индикатора.
6. После исчезновения звука в динамике устройства необходимо зафиксировать показатели.
7. Затем они рассчитываются в соответствии с делением шкалы и заданным коэффициентом.

Косвенное определение

Для измерения коэффициента самоиндукции необходимо выполнить несколько подготовительных измерений. В первую очередь нужно собрать схему измерения по стандартной схеме, а также подготовить все необходимые приборы (генератор синусоидального напряжения, частотомер, а также миллиамперметр и вольтметр, рассчитанные на переменный ток).

Порядок определения параметров:

1. Вольтметр подключен параллельно выходу генератора. Его необходимо перевести в режим, при котором верхнее предельное значение соответствует напряжению 3-5 вольт.
2. Точно так же подключается частотомер.
3. Вторая цепь собирается отдельно. В нем последовательно соединены миллиамперметр и катушка, индуктивность которой необходимо определить.
4. Затем обе цепи соединяются параллельно друг с другом.
5. Подключенный генератор настроен на выработку синусоидального напряжения.
6. При изменении частоты приборы работают так, что вольтметр будет показывать около 2 вольт. При этом сила тока в миллиамперметре будет постепенно уменьшаться.
7. После этого ручку частотомера переводят в положение, соответствующее частоте измерения.
8. После выполнения этих шагов вы можете подтвердить значения.

Полученные данные переводятся в СИ, после чего выполняются все необходимые расчеты. Первым шагом является определение индуктивного сопротивления. Для этого номиналы приборов подставляются в следующее соотношение: Х = U/I, где U — напряжение, а I — сила тока. Результат вычислений будет выражен в омах.

После этого индуктивность рассчитывается по формуле L=X/2 πF. Используйте следующие соглашения:

• Х — индуктивное сопротивление;
• π — математическая константа (около 3,14);
• F — частота в герцах, на которой проводились измерения.

Индуктивность — важный физический параметр, позволяющий определить магнитные свойства электрической цепи. При ее точном измерении и правильном выполнении предоставленных расчетов можно получить достоверные данные, которые понадобятся при выборе катушки.

Немного больше про индуктивность

С этим понятием мы уже разобрались, а теперь осталось рассказать о нем немного подробнее. За что? Ведь нам предстоит рассчитать индуктивность катушек, а значит надо понять, что это такое и зачем нужно ее рассчитывать.

Индуктор предназначен для создания магнитного поля, а значит, имеет параметры, описывающие его силу. Этот параметр представляет собой магнитный поток. Но разные катушки имеют разные потери при прохождении через них тока, и, соответственно, разный КПД. В зависимости от диаметра проводов и количества витков катушка может создавать разное магнитное поле. Это означает, что необходимо ввести значение, отражающее зависимость между величиной магнитного потока и силой тока, проходящего через катушку. Этот параметр является индуктивностью.

Особенности расчёта индуктивных элементов с сердечниками

В отличие от индуктивных элементов без сердечника, в расчете которых учитывался магнитный поток, пронизывающий только один проводник с током, магнитный поток индуктивных элементов с сердечником практически полностью заключен в сердечниках. Поэтому при расчете индуктивности таких элементов необходимо учитывать размеры сердечника и материал, из которого он изготовлен, то есть его магнитную проницаемость.
Обобщенная формула для расчета индуктивных элементов с ядрами может быть выражена следующим выражением

где ω – число витков катушки,

RM – сопротивление магнитопровода,

μa — абсолютная магнитная проницаемость вещества, из которого состоит ядро,

SM – площадь поперечного сечения сердечника,

lM – длина линии среднего магнитного поля,

Поэтому, зная размеры сердечника, достаточно легко рассчитать индуктивность. Однако из-за такой простоты выражения и разброса магнитной проницаемости материала сердечника погрешность расчета индуктивности составит 25 %.

Для сердечников сложной конструктивной конфигурации вводится понятие эффективных (эквивалентных) размеров, учитывающее характеристики формы сердечников: эффективный путь магнитопровода le и эффективную площадь поперечного сечения Se сердечника. Тогда индуктивность центральной катушки будет рассчитываться по формуле

µ0 – магнитная постоянная, µ0 = 4π*10-7,

µr – относительная магнитная проницаемость вещества,

Se – эффективная площадь поперечного сечения сердечника,

le – эффективный путь магнитной линии сердечника.

C1 — первая постоянная сердечника, равная сумме отношений длин поперечных однородных участков сердечника к сечению сердечника, измеренных в мм-1;

С2 — вторая постоянная сердечника, равная сумме отношений длин однородных в поперечном сечении участков сердечника к квадрату их поперечного сечения, измеренных в мм-3;

где N — количество неоднородных участков активной зоны,

lN – длина N-го участка сердечника,

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Расчет веса и длины арматурных стержней на строительных площадках

SN — площадь N-го сечения активной зоны.

Тогда величины Se и le определяются из следующих выражений

Кроме индуктивности, с помощью констант С1 и С2 определяют эффективный объем Ve, необходимый для определения параметров индуктивных силовых элементов — трансформаторов и дросселей. Если необходимо рассчитать только индуктивность L, то используется только постоянная C1 согласно следующему выражению

С1 – первая константа сердечника, равная сумме отношений длин одинаковых по сечению участков сердечника к сечению сердечника.

Несмотря на довольно сложные формулировки и формулы, расчет индуктивности по ним достаточно прост.

Выпускается множество типов сердечников, которые имеют различные особенности и конструктивные свойства, рассмотрим некоторые из них.

Зачем нужен расчёт индуктивности?

В мире существует большое количество катушек разных типов. Они отличаются друг от друга свойствами, а значит и применениями. Одни используются в трансформаторах, другие, соленоиды, действуют как мощные электромагниты. Помимо этого, есть много приложений для индукторов. И все они требуют различных типов катушек. Они отличаются своими свойствами. Но большинство этих свойств можно объединить, используя понятие индуктивности.

Мы уже вплотную подошли к объяснению, из чего состоит формула расчета индуктивности катушки. Но стоит оговориться, что речь идет не о «формуле», а «формулах», так как все катушки можно разделить на несколько больших групп, каждая из которых имеет свою отдельную формулу.

Расчет однослойных цилиндрических катушек индуктивности

Расчет однослойных цилиндрических катушек индуктивности

Индуктивность катушки напрямую зависит от геометрических размеров, способа намотки кабеля, количества витков и длины кабеля. Чем больше намотано проводов, тем выше индуктивность катушки. Также индуктивность больше для катушки, намотанной виток за витком, чем больше расстояние между витками, тем меньше индуктивность. При намотке катушки следует иметь в виду, что при намотке катушки определенного размера на определенную индуктивность необходимо увеличивать число витков при намотке более толстым проводом и уменьшать число витков при намотке с провод тоньше.
Расчет однослойных цилиндрических индукторов проводится по формуле

L = (D2 * n2)/(450+1000 Дж)

Где L — индуктивность катушки в мкГн, D — диаметр катушки в см, j — длина обмотки катушки в см, n — число витков катушки.

Например, нам нужно рассчитать индуктивность катушки, показанной на рисунке ниже, по заданным геометрическим размерам, для этого подставляем в формулы наши данные и получаем L = (1,82*202)/(45*1,8+100 * 2) = 4,6 мкГн.

Если мы знаем индуктивность катушки, диаметр и длину обмотки, а нам нужно определить диаметр провода и количество витков, то рекомендую воспользоваться следующей формулой.

n = (√5L * (9D + 20j))/D

то определяем диаметр провода с изоляцией по формуле

d диаметр проволоки = j/n

Примеры расчетов

Например, нам нужно сделать катушку с индуктивностью 0,8 мкГн, длиной 2 см и диаметром 1 см, получим n = (√5 * 0,8 * (9 * 1 + 20 * 2)) / 1 = 14 витков в один слой, виток за витком. Далее определяем диаметр провода с изоляцией d=20/14=1,43 мм.

Допустим, у нас нет провода диаметром 1,43 мм, но есть провод меньшего диаметра. С его помощью можно намотать катушку, но необходимо рассчитать рассчитанные нами 14 витков по всей длине катушки 20 мм с равными расстояниями между витками. Индуктивность указанной катушки изменится в сторону уменьшения примерно на 1-2 %.

При намотке более толстым проводом расчеты необходимо производить заново, увеличивая диаметр или длину витка.

Приведенные выше расчеты верны для катушек с длиной намотки менее половины диаметра; в противном случае более точные расчеты можно получить по формулам

L = (D2 *n2)/(10 * (4D+11j)); n = (√10L * (4D+11j))/D

Виды катушек

По функциональному назначению различают контурные катушки, применяемые в радиофизике, катушки связи, применяемые в трансформаторах, и вариометры, т е катушки, производительность которых можно варьировать, изменяя взаимное расположение катушек.

Есть еще такой тип катушек, как дроссели. Внутри этого класса также существует деление на обычные и двойные. Они имеют высокое сопротивление переменному току и очень низкое сопротивление постоянному току, поэтому могут служить хорошим фильтром, пропуская постоянный ток и задерживая переменный. Двойные дроссели более эффективны при больших токах и частотах, чем обычные дроссели.

Расчёт катушки с тороидальным сердечником

Тороидальные (кольцевые) сердечники благодаря простоте изготовления широко применяются в различных импульсных трансформаторах, фильтрах и дросселях и обеспечивают малую потребляемую мощность при минимальных потерях.

Тороидальный сердечник.

Для расчета индуктивности достаточно знать три конструктивных параметра указанного магнитопровода: D1 — внешний диаметр, D2 — внутренний диаметр, h — высота сердечника.

Расчет эффективных параметров сердечника, как было сказано выше, основан на двух значениях С1 и С2, которые

где он — эффективная высота сердечника,

D1 — внешний диаметр сердечника,

D2 — внутренний диаметр сердечника.

Расчет эффективной высоты сердечника зависит от конструктивных особенностей.

Расчет эквивалентной высоты тороидального сердечника: прямоугольного сечения (вверху) и трапециевидного сечения (внизу).

а) прямоугольное сечение с острыми краями

б) прямоугольное сечение с закругленными краями и радиусом закругления rs

в) трапециевидное сечение с острыми гранями

г) трапециевидное сечение с закругленными краями

Пример. В качестве примера рассчитаем индуктивность тороидальной катушки, имеющей ω = 50 витков, равномерно намотанной в магнитопроводе следующих размеров D1 = 20 мм, D2 = 10 мм, h = 7 мм, сечение магнитопровода прямоугольное с закругленными краями, радиус закругления rs = 0,5 мм, относительная магнитная проницаемость материала сердечника µr = 1000.

Поскольку мы вычисляем только индуктивность, нет необходимости вычислять коэффициент С2

Формулы расчёта

Пора нам перейти к основной теме статьи. Мы начнем с того, что покажем вам, как рассчитать индуктивность катушки без сердечника. Это самый простой вид расчета. Но и здесь есть свои тонкости. Возьмем для простоты катушку, обмотка которой расположена в один слой. Для этого справедлив расчет однослойного индуктора:

L=D2*n2/(45D+100л).

Здесь L — индуктивность, D — диаметр катушки в сантиметрах, n — число витков, l — длина обмотки в сантиметрах. Однослойная катушка предполагает, что толщина обмотки будет не более одного слоя, а значит, для нее справедлив расчет плоского индуктора. В целом большинство формул расчета индуктивностей очень похожи: существенные различия обнаруживаются только в коэффициентах при переменных в числителе и знаменателе. Здесь проще всего рассчитать индуктивность катушки без сердечника.

Также интересна формула расчета индуктивности катушки с большим количеством витков:

L=0,08*D2*n2/(3*D+9*b+10*c).

Здесь b — ширина проволоки, c — ее высота. Такая формула эффективна при расчете многослойного индуктора. На практике используется несколько реже, чем будет рассмотрено ниже.

Наиболее актуальным, пожалуй, будет расчет индуктивности сердечниковой катушки. Существует специальная формула, показывающая, что эта индуктивность определяется материалом, из которого сделан сердечник, а точнее, его магнитной проницаемостью. Эта формула выглядит так:

L=m*m0*n2*S/l, где m — магнитная проницаемость материала сердечника, m0 — магнитная постоянная (равна 12,56·10-7 Гн/м), S — площадь поперечного сечения катушка , l длина намотки.

Расчет витков катушки индуктивности очень прост: это количество слоев проводника, намотанных на сердечник.

Способы расчёта

Существует несколько основных способов определения индуктивности катушки. Все формулы для расчетов можно легко найти в справочной литературе или в Интернете. Весь процесс расчета достаточно прост и не составит труда людям с элементарными математическими и физическими знаниями.

Вам будет интересно, как работают датчики движения для включения света

Через силу тока

Этот расчет считается самым простым способом определения индуктивности катушки. Формула с точки зрения тока выводится из самого термина. Какова индуктивность катушки? Его можно определить по формуле: L = F/I, где:

• L — индуктивность цепи (в Генри);
• Ф — величина магнитного потока, измеряемая в веберах;
• I — ток в катушке (в амперах).

Эта формула подходит только для цепи с одним кругом. Если катушка состоит из нескольких витков, то вместо значения магнитного потока используется общий поток (суммарное значение). Когда через все витки проходит один и тот же магнитный поток, для определения суммарного значения достаточно умножить значение одного из них на общее число.

Соленоид конечной длины

Соленоид представляет собой длинную тонкую катушку, где толщина обмотки намного меньше диаметра. В этом случае расчеты производятся по той же формуле, что и через силу тока, только величина магнитного потока будет определяться следующим образом: Ф=µ0NS/l, где:

• µ0 – магнитная проницаемость среды, определяемая по справочным таблицам (для воздуха, которая в большинстве расчетов принимается по умолчанию, равна 0,00000126 генри/метр);
• N — количество витков в катушке;
• S — площадь поперечного сечения змеевика, измеренная в квадратных метрах;
• l — длина соленоида в метрах.

Коэффициент самоиндукции соленоида можно рассчитать и по методике определения энергии магнитного потока поля. Это более простой вариант, но он требует некоторых значений. Формула нахождения индуктивности L = 2Вт/I 2 , где:

• W — энергия магнитного потока, измеряемая в джоулях;
• I — сила тока в амперах.

Катушка с тороидальным сердечником

В большинстве случаев тороидальная катушка намотана на сердечнике из материала с высокой магнитной проницаемостью. В этом случае для расчета индуктивности можно воспользоваться формулой для прямого соленоида бесконечной длины. Он имеет следующий вид: L=N µ0 µS/2 πr, где:

• N — число витков катушки;
• µ – относительная магнитная проницаемость;
• µ0 – магнитная постоянная;
• S — площадь поперечного сечения сердечника;
• π — математическая константа, равная 3,14;
• r — средний радиус тора.

Длинный проводник

Большинство этих почти линейных проводников имеют круглое поперечное сечение. В этом случае значение коэффициента самоиндукции будет определяться по стандартной формуле для приближенных расчетов: L= µ0l (µelnl/r+ µi/4)/2 π. Здесь используются следующие обозначения:

• l — длина проводника в метрах;
• r — радиус сечения кабеля, измеренный в метрах;
• µ0 – магнитная постоянная;
• µi — характеристическая относительная магнитная проницаемость материала, из которого изготовлен проводник;
• µe – относительная магнитная проницаемость среды (наиболее используемое значение для вакуума равно 1);
• π — число Пи;
• ln — логарифмическая запись.

Практическое применение

Эти формулы имеют очень широкое применение благодаря повсеместному распространению индукторов. Как мы уже выяснили, существуют разные типы катушек, каждая из которых соответствует своему применению. В этом смысле необходимо их как-то разделить по характеристикам, так как для каждой отрасли нужна своя определенная индуктивность и добротность.

В основном расчет индуктивности катушек применяют в производстве и электротехнике. Каждый радиолюбитель должен уметь рассчитывать индуктивность, иначе как ему определить, какая катушка из большого разнообразия подходит для его цели, а какая нет.

Что такое измеритель импеданса и тестер полупроводников

Так сложилось, что в большинстве случаев радиолюбители пользуются тремя основными приборами: вольтметром, амперметром, омметром, но иногда возникают ситуации, когда для работы необходим более сложный и редкий прибор — измеритель иммитанса RLC или измеритель LCR.

При этом, конечно, такие измерительные приборы бывают и профессиональными, и «любительскими», но сначала о том, что это такое вообще.

Как следует из названия, прибор позволяет измерять три основные величины:

L — индуктивность;
С — Вместимость;
Р — сопротивление;

Конечно, большинство современных мультиметров могут измерять емкость и сопротивление, но LCR-метры обычно делают это более точно и в более широком диапазоне. Кроме того, измерители RLC позволяют выполнять дополнительные измерения, такие как добротность, коэффициент потерь, ESR (эквивалентное последовательное сопротивление, сокращенно ESR), и делать это на разных частотах.

Такая функциональность необходима, когда обычных мультиметров уже недостаточно, например, при диагностике неисправностей в импульсных источниках питания, преобразователях напряжения и ВЧ-цепях.

Описание LC-метра

LC-метр выглядит как мультиметр. Он также имеет два датчика для измерения значений индуктивности и емкости. Выводы конденсатора можно вставлять в отверстия конденсатора, где написано Сх, или прямо в щупы. Подключиться к датчикам проще и быстрее. Индуктивность и емкость измеряются очень просто, установите предел измерения поворотом ручки и посмотрите на обозначение на дисплее LC-метра. Как говорится, даже маленький ребенок без труда освоит эту «игрушку».

Типовые примеры использования LCR-метра и транзистор тестера для проверки радиодеталей

Резисторы – самый распространенный вид радиокомпонентов

Проволочные резисторы разной номинальной мощности

Если нет проблем с общими значениями, измерение резисторов с низким сопротивлением может добавить сложности. Обычным мультиметром часто можно измерить нормальное сопротивление порядка 1-2 Ом и более, если оно ниже, то начинает сильно сказываться сопротивление выводов, щупов и низкая разрешающая способность. Даже достаточно точный UNI-T UT61E имеет разрешение измерений в этом режиме всего 10 мОм, при том, что даже дешевый LCR-метр имеет минимальное разрешение 0,1 мОм.

Цифровой мультиметр UNI-T UT61E высокая точность с возможностью подключения к ПК для удаления логов

Соответственно, если с помощью мультиметра можно относительно точно измерить резисторы сопротивлением 0,05-0,1 Ом, то при измерении 10 мОм он фактически ничего не измерит, для сравнения ниже показано измерение двух резисторов с номиналом номиналом 1 и 2,2 мОм.

Разница между показаниями мультиметра и RLC-тестера при измерении резисторов малого сопротивления

Измерение низкого сопротивления часто необходимо при проверке, выборе или изготовлении шунтов для измерения тока. Альтернативный вариант измерения по падению напряжения, но необходим регулируемый блок питания, амперметр, вольтметр.

Токовый шунт представляет собой низкоомный резистор, то есть низкоомный резистор

Возможность измерения малых сопротивлений также полезна при выявлении таких проблем, как неправильная маркировка, особенно резисторов с низким сопротивлением.

Слева резистор с маркировкой 0,1 Ом, справа 0,22 Ом, но на самом деле они почти одинакового сопротивления. Такие ошибки иногда могут стоить очень дорого.

Перед установкой или впаиванием резистора в цепь проверьте его сопротивление. Убедитесь, что номинальные и фактические значения сопротивления резистора совпадают

Транзисторы

Измерение малых сопротивлений поможет оценить уникальность полевых транзисторов. Сейчас на рынок все чаще выходят контрафактные и перемаркированные транзисторы. Хотя простое измерение сопротивления не дает полной информации, оно позволяет быстро понять, что перед вами.

Для теста кроме мультиметра нужно иметь только 9-вольтовую батарейку. В даташитах часто указывается напряжение затвора 10 вольт, но в данном случае это не существенно. Кроме того правильно измерять сопротивление сток-исток по току, оно обычно указывается в документации, но для этого нужен как минимум лабораторный блок питания.

Для проверки транзистора: подсоедините щупы к выводам сток и исток (обычно средний и правый), на крайние выводы подайте 9 вольт. Не обязательно постоянно подавать напряжение, достаточно зарядить емкость затвора, но будьте осторожны, чтобы случайно не подключить аккумулятор к щупам тестера. Можно даже сначала «зарядить» транзистор, а уже потом подключать щупы.

Конденсаторы

Конденсаторы используются чуть реже, но имеют свои особенности. Например, в отличие от резисторов, они гораздо более подвержены старению, особенно если речь идет об электролитических конденсаторах, устанавливаемых в импульсных блоках питания, преобразователях материнских плат и т.п.

Пленочные, керамические, электролитические конденсаторы

Особое значение имеет ESR конденсаторов. Когда конденсатор высыхает почти без потери емкости, его внутреннее сопротивление значительно возрастает.

Обычным мультиметром это не диагностируется, поменять можно все подряд, но это не всегда удобно, часто сложно или дорого. Также часто RLC-метры позволяют проводить измерения без выпайки компонента, хотя это, конечно, зависит от схемы подключения.

1. Большинство мультиметров измеряют конденсатор как идеальный, то есть независимо от его характеристик иногда этого достаточно, иногда нет.
2. Более сложные устройства могут отделять конденсатор от его внутреннего сопротивления, а также измерять эти параметры отдельно.
3. Эквивалентная схема конденсатора кажется намного сложнее: все эти параметры можно измерить, но это уже совсем другой класс приборов, который обычно не требуется рядовым радиолюбителям.

Схема последовательного замещения, где R — электрическое сопротивление изоляции конденсатора, отвечающее за ток утечки и эквивалентное последовательное сопротивление; L — эквивалентная последовательная индуктивность; С — емкость конденсатора

Например, сравнение двух конденсаторов, китайских дешевых и фирменных. Несмотря на точность, обычный мультиметр считает их почти одинаковыми и показывает лишь небольшую разницу в емкости. Но если подключить конденсаторы к измерителю LCR, то можно увидеть, что разница их внутреннего сопротивления почти в 5 раз! Если вы планируете использовать конденсаторы для коммутации блоков питания, то именно эта разница в сопротивлении будет влиять на нагрев, а соответственно на срок службы и характеристики блока питания. Конденсаторы с высоким внутренним сопротивлением не могут эффективно гасить выбросы.

Дроссели и катушки индуктивности

Катушки индуктивности, трансформаторы и блоки обмоток вообще, в отличие от конденсаторов и резисторов, проверить еще сложнее, и редко мультиметр способен измерить индуктивность.

Основной характеристикой катушки индуктивности является индуктивность, т.е коэффициент, определяющий зависимость скорости изменения электрического тока от напряжения в катушке

Измеритель иммитанса облегчает изготовление сборок обмоток, а также поиск короткого замыкания между витками. По сравнению с исправным компонентом или известным значением можно понять, что трансформатор или дроссель неисправен, так как его индуктивность сильно изменится.

Электрические испытания катушек индуктивности включают обнаружение короткозамкнутых витков (межвиткового замыкания обмотки). Если в исследуемой обмотке имеется замыкание между витками, то ее индуктивность резко упадет.

В общем, есть индикаторы для поиска коротких витков, но и эту проблему определит иммитансметр. Например, слева трансформатор в работе, справа такой же, но с одним закороченным витком. Видно, что индуктивность обмотки значительно уменьшилась, а также катушка повлияла на результат измерения активного сопротивления обмотки.

Как измерить емкость LC-метром

Здесь у нас есть четыре тестовых конденсатора. Три из них неполярные и один полярный (черный с серой полосой)

Посмотрим на обозначения на конденсаторе. 0,022 мкФ — это его емкость, то есть 0,022 мкФ. Также +-5% это ваша ошибка. То есть измеренное значение может быть плюс-минус 5% больше или меньше. Если он больше или меньше 5%, то конденсатор неисправен и его не рекомендуется использовать. Пять процентов от 0,022 — это 0,001. Следовательно, конденсатор можно считать исправным, если его измеренная емкость находится в диапазоне от 0,021 до 0,023. У нас есть значение 0,025. Даже если учесть погрешность измерения прибора, это нехорошо. Давай выбросим. Ах да, обратите внимание на вольты, которые пишутся после процентов. Там написано 200 вольт, значит он рассчитан на напряжение до 200 вольт. Если у вас есть напряжение более 200 вольт на клеммах вашей цепи, есть вероятность, что

Если, например, на конденсаторе указано 220 В, то это максимальное значение напряжения. С учетом того, что действующие значения указаны в сетях переменного тока, такой конденсатор не пригоден для использования при напряжении сети 220 В, так как максимальное значение напряжения в этой сети = 220 В х 1,4 (т.е корень из 2) = 310 В. Конденсатор должен быть выбран таким, чтобы он был рассчитан на напряжение, значительно превышающее 310 вольт.

Очередной советский конденсатор

0,47 мкФ. Точность +-10%. Это означает 0,047 в обоих направлениях. Его можно считать нормальным в диапазоне 0,423-0,517 мкФ. На метре LC 0,489, поэтому он вполне эффективен.

Следующий импортный конденсатор

Там написано 22, что означает 0,22 микрофарад. 160 — это ограничение по напряжению. Вполне нормальный конденсатор.

И следующий электролитический или, как его называют радиолюбители, электролит. 2,2 мкф на 50 вольт.

Все в порядке!

Как измерить индуктивность LC-метром

Измеряем индуктивность катушки индуктивности. Берем катушку и цепляем ее выводы. 0,029 миллигенри или 29 микрогенри.

Таким же образом можно тестировать и другие индукторы.

Как итог, несколько рекомендаций перед выбором RLC измерителя:

1. Определите круг своих задач, изучите технические возможности, параметры основных доступных счетчиков.
2. Решите, сколько вы готовы потратить на покупку устройства.
3. Если вам необходимо измерить малые значения емкости или индуктивности, проверьте, есть ли в выбранных приборах функция выбора частоты, на которой производится измерение. Чем выше рабочая частота тестера RLC, тем лучше.

Обзор особенностей, основных технических характеристик и возможностей измерителей LCR-параметров

Сравним несколько разных по цене счетчиков, оценим их преимущества и недостатки.

Транзистор тестер Маркуса с AVR микроконтроллером

Для начала, конечно же, знаменитый тестер транзисторов Маркуса. Существует в нескольких вариантах: с коробкой и без, со встроенным частотомером, с тестером стабилитронов, самодельный или заводской. Иногда его ошибочно называют измерителем ESR; это не совсем правильно, так как изначально это был тестер транзисторов, а измерение ESR это всего лишь одна из его функций, добавленная намного позже. Также у прибора есть очень большое сообщество на известном сайте vrtp.ru, где можно узнать, как прошить тестер транзисторов.

Транзисторный тестер TC1

Тестер транзисторов LCR-T4

Популярные тестеры транзисторов EZM Electronics MK-168 и M8

Пожалуй, для новичка это действительно выход — таким тестером можно измерять много разных компонентов. Особенно удобно проверять транзисторы, например, для облегчения такой задачи, как нахождение базы эмиттер-коллектор транзистора. Он также вполне нормально проверяет конденсаторы с резисторами.

Но что еще более важно, этот тестер может измерять емкость и индуктивность, а также выполнять сложные измерения. То есть, например, для дросселя показать не только индуктивность, но и активное сопротивление обмотки, также для конденсаторов не только емкость, но и внутреннее сопротивление.

Минусы конечно есть, из-за простой схемы и двухпроводного подключения компонента сложно заставить его работать при малых сопротивлениях.

LC метры

Следующий шаг — это устройства, которые на один шаг выше: измерители LCR. Они не умеют проверять параметры транзистора, но индуктивность или малое сопротивление измерят лучше, чем универсальный тестер. Типичным представителем является Juntek LC100-A.

В отличие от предыдущего прибора прошивка тестера ESR закрытая, поэтому возможности обновления нет.

У таких счетчиков есть еще недостаток универсального устройства – двухпроводное подключение. Поэтому качество контакта с компонентом и длина выводов могут сильно повлиять на результат измерения. Калибровка тестера ESR, конечно, решает проблему длины кабеля, но лучше использовать кабели минимальной длины и большого сечения.

LCR+ESR метры

Для более опытных есть аппарат если не профессиональный, то уж точно им близкий: это XJW01. Помимо стандартных измерений, он позволяет выполнять комплексные измерения, а также измерять добротность, диэлектрические потери. Тестер имеет четырехпроводное подключение.

XJW01 позволяет проводить измерения на трех частотах: 100 Гц, 1 и 7,8 кГц. XJW01 продается в виде комплекта для самостоятельной сборки или в собранном виде.

Тестер может работать как в автоматическом режиме для выбора измеряемой величины, так и в ручном режиме. Лучше всего использовать с ручным режимом, так как автоматика иногда неправильно определяет тип компонента.

Наличие четырехпроводного подключения сразу ставит XJW01 выше многих других устройств для любителей: такое подключение позволяет разделить цепи генератора тока и измерительной части, при этом длина кабелей и переходное сопротивление уже не влияют на результаты измерений.

Этот тип подключения используется в профессиональных устройствах: даже когда компонент подключается напрямую к клеммам устройства, также используется специальная контактная группа, состоящая из четырех контактов.

Измерители иммитанса радиокомпонентов HIOKI

Для соединения радиодеталей используются зажимы, клипсы или выносные контактные группы, а так как в них также используются разъемы BNC для подключения, то даже устройства именитых брендов совместимы с показанным выше XJW01.

По сути, фирменные, но относительно недорогие счетчики LCR от UNI-T и Hantek имеют то же самое. Они также имеют 4-проводное соединение, измерения емкости, индуктивности и сопротивления, включая ESR и комплексные измерения.

Особого внимания заслуживает новая модель измерителя Hantek 1832C, с помощью которого возможно измерение в семи вариантах частоты с верхним пределом 40 кГц. Основная погрешность до 0,3%, есть автоматический режим измерения, сложные режимы измерения.

В этой серии есть старшая модель — Hantek 1833C, которая имеет расширенный частотный диапазон, но имеет высокую цену.

Hantek 1832C имеет большой экран, на котором одновременно отображаются все результаты испытаний. Подключение испытуемого компонента двух- и четырехпроводным (трех- и пятипроводным с учетом защитного контакта).

Размах тестового сигнала составляет 0,6 вольта, что позволяет измерять многие пассивные радиодетали без выпайки платы.

Заявленные диапазоны измеряемых параметров:

• Индуктивность — до 20 Гн;
• Емкость: до 20 000 мкФ;
• Сопротивление — до 20 МОм;

Портативный RLC-метр Hantek 1832C с расширенными возможностями современного прибора позволяет измерять параметры компонентов максимально точно, быстро и удобно

При этом современные приборы часто могут измерять частоты до 100 кГц (например, Hantek 1833C), что позволяет тестировать компоненты на более высоком уровне. Это особенно полезно при выборе конденсаторов для работы в импульсных источниках питания, частота которых имеет сравнимое значение.

Но надо быть осторожным: многие измерители LCR часто декларируют диапазон частот до 100 кГц. Однако если внимательно прочитать инструкцию, то становится понятно, что в режиме измерения на такой частоте максимальная измеряемая емкость значительно меньше.

Например инструкция ЭМС DT9935, на частоте 10 кГц может измерять до 200 мкФ, а на 100 кГц только до 2 мкФ

Сравнение и рейтинг измерителей импеданса: лучшие измерители RLC 2020 года — основные достоинства и недостатки

Чтобы выбрать лучший формат или тип устройства измерения ESR с точки зрения ремонтника, давайте сравним 3 основные категории:

Лучшие измерители LCR профессионального уровня	Цифровой измеритель LCR Hantek 1832C	Основные преимущества: точность измерения, частота до 40 кГц, прибор готов к работе. Недостатки: цена
XJW01 Высокоточный измеритель RLC	Основные преимущества: точность измерения, измерение индуктивности до 1000 Гн, цена. Минусы: всего три тестовых частоты с максимальной 7,8 кГц, упрощенная индикация, необходимость доработки для автономного питания.
Лучший измеритель LCR среднего диапазона	Измеритель LC100-A с щупами для поверхностного монтажа	Основные преимущества: простая конструкция, компактность, широкий диапазон измерений, низкая цена. Минусы: низкая точность измерения, двухпроводное подключение компонентов.
Лучшие недорогие тестеры транзисторов начального уровня	Тестер компонентов LCR-T4	Основные преимущества: очень высокий функционал, помимо измерения LCR можно тестировать транзисторы, диоды, тиристоры и т.д., возможность обновления прошивки, цена. Минусы: не очень высокая точность измерения малых сопротивлений и ESR, двухпроводное подключение компонента, измерение на низкой частоте, невозможность измерения без выпайки компонента.
Многофункциональный тестер элементов GM328 ESR

Далее идут устройства профессионального класса, которые будут не по карману обычному пользователю. По большей части они аналогичны показанным выше. Часто используется тот же принцип измерения, но основа элемента, функциональность, подключение к компьютеру и особенно возможность проверки относятся к совершенно другому классу. Конечно, они выходят за рамки данной статьи, но совсем забыть о них было бы неправильно. Например, на фото измеритель LCR Rohde&Schwarz HM8118, заявленная погрешность 0,05-0,5% (для сравнения, у XJW01 заявлено 0,3-0,5%), цена около 3000 долларов.

Из характеристик: измерение на частотах до 200 кГц, до 12 измерений в секунду, напряжение смещения внешнего конденсатора до 40 В.

Измеритель LCR HM8118: измеритель лабораторного типа с погрешностью не более 0,5%

Подводя итог всему вышесказанному, подчеркнем, что для начинающего радиолюбителя более чем достаточно обычного транзисторного тестера, который покроет 90% его задач. Опытным, скорее всего, понадобится счетчик посложнее, а здесь можно поискать готовые устройства от брендов среднего уровня или дизайнеров вроде XJW01.

Тем, кто работает в организациях, на которые распространяется государственное регулирование обеспечения единства измерений, потребуются приборы, внесенные в госреестр, для которых можно заказать метрологическую поверку. В этом же и разница между профессиональными и любительскими устройствами, хотя они и отличного качества.

Схема lc метра на микроконтроллере

Основные технические характеристики

• Пределы измерения индуктивности…… 200 мкГн; 2 мГн; 20 мГн, 200 мГн; 2Н; 20 Гн;
• Пределы измерения емкости………..200 пФ; 2нФ; 20 нФ; 0,2 мкФ; 2 мкФ; 20 мкФ;
• Погрешность измерения в первых четырех пределах от 0,1 предельного значения и выше, не более, %….3;
• Погрешность измерения в пределах 2 мкФ и 2 Гн, не более, %……….10;
• Погрешность измерения в пределах 20 мкФ и 20 Гн, не более, %…….20;
• Максимальный ток потребления, не более, мА……3.

Погрешность измерения индуктивности от 2 до 20 Гн зависит от собственной емкости катушки, ее активного сопротивления, остаточной намагниченности магнитопровода, а емкость от 2 до 20 мкФ зависит от активного сопротивления катушки в LC цепи и ESR (ESR) измеряемого конденсатора.

Принципиальная схема

Схема крепления показана на рис. 1. В положении «Lx» переключателя SA1 измерьте индуктивность катушки, подключенной к гнездам XS1, XS2, параллельно которой подключен конденсатор С1, а в положении «Cx» емкость конденсатора , параллельно которому подключен дроссель L1.

Рис. 1. Схема LC-метра для мультиметра, самодельного измерительного приспособления.

На транзисторах VT1, VT2 собран генератор измерения синусоидального напряжения, частота которого, как было сказано выше, определяется элементами LC-контура. Это усилитель с положительной обратной связью (POS).

Первый каскад усилителя собран по схеме с общим коллектором (эмиттерным повторителем), имеет большое входное сопротивление и низкое выходное, а второй по схеме с общей базой (Об) имеет низкое входное и высокое выходное сопротивление

Таким образом, достигается хорошее согласование, когда выход второго замыкается на вход первого. Оба каскада неинвертирующие, поэтому такое подключение на 100% перекрывает усилитель ПОС, что в сочетании с высоким входным сопротивлением эмиттерного повторителя и выходного каскада с ОБ обеспечивает работу генератора на резонансной частоте генератора цепь в широком диапазоне частот.

Рассмотрим работу LC-метра с катушкой индуктивности или конденсатором, подключенной к гнездам XS1, XS2 «Lx, Cx». Выходное напряжение генератора поступает на высокоомный усилитель, смонтированный на транзисторе VT3, который усиливает его в пять раз, что необходимо для нормальной работы блока стабилизации выходного напряжения генератора. Узел стабилизации собран на диодах VD1, VD2, конденсаторах С3, С5 и транзисторе VT4.

Он поддерживает выходное напряжение генератора на постоянном уровне около 100 мВ rms, при котором измерения можно проводить без выпайки элементов на плате, а также повышает стабильность 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 базовый ток, протекающий через резистор R7, открывает этот транзистор и на генератор подается полное напряжение питания +3 В (это напряжение необходимо подать на генератора для надежного пуска, а также путем измерения индуктивности 1,3 мкГн).

Если во время измерения амплитуда напряжения генератора превысит 150 мВ, на выходе выпрямителя появится напряжение полярности, которое закроет транзистор VT4.

Ток его коллектора уменьшится, что приведет к уменьшению напряжения питания генератора и восстановлению его амплитуды 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 эмиттерно-связанного триггера Шмитта. На его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой генератора, малым временем затухания (около 50 нс) и колебанием, равным напряжению питания.

Такое время спада необходимо для нормальной работы десятичных счетчиков DD1-DD3. Резистор R8 обеспечивает устойчивую работу триггера Шмитта на низких частотах. Каждый из счетчиков DD1 — DD3 делит частоту сигнала на 10. Выходные сигналы счетчиков поступают на концевой выключатель измерения SA2.

С подвижного контакта переключателя в зависимости от выбранного предела измерения «х1», «х102», «х104» прямоугольные импульсные сигналы Ui (рис. 2, а) поступают на преобразователь «период-напряжение», собранный в операционный усилитель DA1.1, полевые транзисторы VT7-VT9 и конденсатор С8.

С приходом очередного сигнального импульса длительностью 0,5 Тл 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 стабильный источник тока (ИТ).

Ток IT 140 мкА устанавливается подключением резисторов R16 и R17 параллельно при замкнутых контактах переключателя SA3 (положение «х1») и в десять раз меньше — 14 мкА — при резисторе R16, когда он разомкнут (положение «х10″).

Рис. 2. Импульсные сигналы прямоугольной формы.

В момент прихода импульса длительностью 0,5Т транзистор VT8 через цепь дифференциатора C7R15 открывается на 5,7 мкс, разряжая за это время конденсатор С8, после чего он закрывается и конденсатор С8 начинает заряжаться устойчивым тока ТТ (рис. 2, б).

По окончании импульса открывается транзистор VT7, закрывается резистор R13, и ток ИТ становится равным нулю. В течение следующего интервала 0,5 Тл напряжение U1 на конденсаторе С8 остается неизменным до прихода следующего импульса и равно:

Из этого выражения следует, что напряжение на заряженном конденсаторе С8 пропорционально периоду Т поступающих импульсов. При этом максимальному значению измеряемого параметра на каждом пределе измерения соответствует напряжение 2 В.

Конденсатор подключен ко входу буферного усилителя в ОУ DA1.2 с единичным коэффициентом усиления, входной ток которого пренебрежимо мал (несколько пикоампер) и не влияет на разряд (и заряд) конденсатора С8.

С выхода буферного усилителя он поступает на следующий преобразователь: «напряжение-ток» на ОУ DA2.1. На этом операционном усилителе и резисторах R18-R21 собран еще один ИТ (ИТ2).

Ток этого ИТ определяется входным напряжением, подаваемым на левый вывод резистора R18 по схеме, и его сопротивлением, причем знак зависит от того, какой из резисторов (в нашем случае это R18 или R20) включен в Вход. ТИ заряжается на конденсаторе С9.

Во время действия входного импульса длительностью 0,5 Тл транзистор VT10 открыт, а напряжение U2 на конденсаторе С9 равно нулю (рис. 2, в).

По окончании импульса транзистор закрывается, и конденсатор начинает заряжаться постоянным током от напряжения, подаваемого на резистор R18 с буферного усилителя на операционный усилитель DA1.2.

Как видно из диаграммы (рис. 2, в), напряжение на конденсаторе возрастает линейно в виде «пилы» до появления следующего импульса через время 0,5 Тл. К моменту его появления напряжение конденсатора достигнет значения (формула):

где К1, К2 — постоянные коэффициенты; К2 = 1/(2 х R18 х С9).

Из этого выражения следует, что амплитуда напряжения на конденсаторе С9 пропорциональна квадрату периода приходящих импульсов, т е линейно зависит от измеряемой индуктивности или емкости.

Такое преобразование «в квадрат периода» логично понятно и без вышеприведенного выражения, так как напряжение на конденсаторе С9 одновременно линейно зависит как от периода, так и от напряжения на входе ИТ, которое также линейно зависит от период.

При этом напряжение U2max, равное 2 В, соответствует максимальному значению измеряемого параметра на каждом пределе измерения. Вход буферного усилителя на операционный усилитель DA2.2 подключен к конденсатору С9. С его выхода пилообразное напряжение, уменьшенное до необходимого уровня делителем R22R23, поступает на вход «ВОм мА» мультиметра (разъем ХР2).

RC-микросхема мультиметра, подключенная ко входу АЦП (постоянная времени 0,1 с), и внешняя — R22C12 сглаживают пилообразные импульсы до среднего значения за период, равный четверти амплитуды.

Так, при амплитуде «пилы» на разъеме XP2 «VΩ mA» 0,8 В напряжение на входе АЦП мультиметра составляет 200 мВ, что соответствует верхней границе измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ.

Детали и печатная плата

Приставка крепится на плату из ламинированного с двух сторон стеклотекстолита. Чертеж печатной платы показан на рис. 3, а расположение элементов на ней — на рис. 4. Фотографии печатной платы представлены на рис. 5, 6. Пин ХР1 «NPNc» — подходит от разъема.

Рис. 3. Печатная плата устройства.

Рис. 4. Печатная плата устройства: расположение деталей.

Контакты XP2 «VΩ mA» и XP3 «COM»: от вышедших из строя щупов мультиметра. Входные розетки XS1, XS2 — клеммная колодка DINKLE серии 350 с винтовыми зажимами 350-02-021-12 Ползунковые переключатели: SA1 — SS12D07; SA2, SA3 — серии MSS, MS, IS, такие как MSS-23D19 (MS-23D18) и MSS-22D18 (MS-22D16) соответственно.

Катушка L1: самодельная, содержит ориентировочно (уточнить при настройке) 160 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных четырьмя секциями по 40 витков на кольцевом магнитопроводе размером 10х6х4,5 из стали 2000НМ1, 2000НМ3 или Н48 феррит (EPCOS).

Ферриты этих марок имеют низкий температурный коэффициент магнитной проницаемости. Использование ферритов других марок, например Н87, приведет к увеличению погрешности измерения емкости при изменении температуры уже в пределах 5-10°С.

Конденсаторы С1, С8 и С9 — пленочные импортного производства на напряжение 63 В (например, WIMA, EPCOS). Отклонение емкости конденсаторов С8, С9 не должно быть более 5%. Остальные — для накладного монтажа: С2, С10, С11 — размер 0805; С4, С6, С7-1206; оксид С3, С5, С12 — тантал В. Все резисторы типоразмера 1206.

Резисторы R13, R14, R16-R21 следует применять с допуском не более 1 %, а резисторы R18, R20 и R19, R21 подбирать мультиметром с максимально близкими сопротивлениями в каждой паре. Часто для выбора достаточно ленточной упаковки резисторов серии 10.20 E24 с пятипроцентным классом точности.

Транзисторы VT1 -VT5 должны иметь коэффициент передачи тока не менее 500, VT6 — от 50 до 200. Транзисторы БСС84 заменяемы на ИРЛМЛ6302, а ИРЛМЛ2402 на ФДВ303Н.

Для другой замены следует учесть пороговое напряжение транзисторов не более 2В, сопротивление открытого канала не более 0,5 Ом, а входная емкость не более 200пФ при напряжении сток-исток напряжением 1 В. Микромощные ОУ АД8542АРЗ взаимозаменяемы, например, отечественные МСР602 или QF1446УД4А.

Последнюю целесообразно выбирать при нулевом напряжении смещения не более 2 мВ для снижения погрешности измерения, когда его результат не превышает 10 % от установленного предела.

Высокоскоростные логические десятичные счетчики 74HC4017D могут быть заменены на аналогичные NXP (PHILIPS) серии 4000B — HEF4017B. Аналогичные счетчики других фирм, особенно отечественные К561ИЭ8, применять не следует.

При напряжении питания 3 В входная частота измерительного генератора 1 МГц для таких счетчиков слишком велика, а длительность спада импульсов на его входе (50 нс) мала. Они могут не «почувствовать» такой сигнал».

Выводы конденсаторов С8, С9, идущие к общему проводу, припаяны с обеих сторон печатной платы. Таким же образом припаиваются выводы выключателя SA3 и вывод, идущий от подвижного контакта SA2, а также гнезда ХР1-ХР3. Также ХР2 и ХР3 крепятся сначала пайкой, а потом сверлится отверстие «по месту» и припаивается штекер ХР1.

Кусочки луженой проволоки вставляются в отверстия контактных площадок возле истока транзистора VT10 и резистора R14 и припаиваются с обеих сторон. Перед монтажом на микросхемы DD2, DD3 необходимо отогнуть или удалить вывод 4.

СА2	СА3	Предел измерения
х1	х1	200 мкГн	200пФ
х1	х10	2 мГн	2 нФ
х10^2	х1	20 мГн	20 нФ
х10^2	х10	0,2 часа	0,2 мкФ
х10^4	х1	два часа	2 мкФ
х10^4	х10	20 г	20 мкФ

При работе с LC-метром тип рабочего переключателя мультиметра устанавливается в положение для измерения прямого напряжения на пределе «200 мВ». Пределы измерения счетчика Lc, соответствующие положениям переключателей SA2, SA3, приведены в таблице.

Поверка счетчика LC проводится в зависимости от наличия необходимых приборов и квалификации. В простейшем случае вам понадобится катушка с точно известной индуктивностью, значение которой близко к соответствующему пределу измерения, и такой же конденсатор с измеренной емкостью.

Чтобы исключить погрешность входной емкости LC-метра, емкость конденсатора должна быть не менее 1800 пФ (например, 1800 пФ, 0,018 мкФ, 0,18 мкФ).

Дешифратор сначала подключают к автономному источнику питания с напряжением 3 В и измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, а затем подключают к мультиметру. Далее переключатель SA1 установить в положение «Lx» и подключить катушку с известной индуктивностью к гнёздам XS1, XS2 «Lx, Cx.

Переключатели SA2 и SA3 устанавливают на соответствующий предел и добиваются на индикаторе показаний, численно равных индуктивности (точка индикатора не учитывается), при необходимости подключением дополнительной емкости до 3300 пФ параллельно с конденсатор С1.

Конденсаторы С1, С8, С9 имеют на плате площадки для выпайки дополнительных типоразмеров 0805 для поверхностного монтажа.

Более точная коррекция показаний возможна изменением сопротивления резистора R22 или R23 в небольших пределах. Аналогично LC-метр калибруется измерением емкости, но соответствующие показания на манометре устанавливаются изменением числа витков катушки L1.

При измерении емкости с приставкой необходимо учитывать ее входную емкость, которая в авторской выборке равна 41,1 пФ. Это значение отображается на дисплее мультиметра, если перевести переключатель SA1 в положение «Сх», а переключатель SA2 и SA3 в положение «х1». При изменении топологии печатной платы соединения выводов конденсаторов С8 и С9 с выводами транзисторов VT9 и VT10 необходимо выполнять отдельными проводниками.

Рис. 5. Фотография готового аксессуара измерителя LC.

Приставку можно использовать как генератор синусоидальной и прямоугольной фиксированной частоты. С эмиттера транзистора VT3 снимается синусоидальный сигнал напряжением 0,1 В, с подвижного контакта переключателя SA2 — прямоугольный амплитудой 3 В. Нужные частоты получаются подключением конденсаторов соответствующей емкости ко входу дешифратора в положении «Сх» переключателя SA1. В 16:00 На обложке показана работа LC-метра с мультиметром.

Настройка и функции

Сердцем устройства является микроконтроллер PIC18F2520. Для стабильной работы генератора лучше использовать неполярные или танталовые конденсаторы типа С3 и С4. Можно использовать любое реле, подходящее по напряжению (3-5 вольт), но желательно с минимально возможным контактным сопротивлением в замкнутом положении. Для звука используется зуммер без встроенного генератора или обычный пьезоэлемент.

При первом запуске собранного устройства программа автоматически запускает режим регулировки контрастности экрана. С помощью кнопок 2/4 установите приемлемый контраст и нажмите кнопку OK (3). После выполнения этих действий устройство следует выключить и снова включить. Для некоторых настроек работы счетчика в меню есть раздел «Настройки». В подменю «Конденсатор» нужно указать точное значение используемого калибровочного конденсатора (С_cal) в пФ. Точность указанного значения напрямую влияет на точность измерения. Контролировать работу самого генератора можно с помощью частотомера в контрольной точке «Б», но лучше воспользоваться уже встроенной системой контроля частоты в подменю «Генератор».

Подбором L1 и C1 необходимо добиться стабильных показаний частоты в районе 500-800 кГц. Большая частота положительно влияет на точность измерения, в то же время с увеличением частоты может ухудшаться стабильность работы генератора. Частота и стабильность генератора, как я уже говорил ранее, удобно регулируются в разделе меню «Генератор». Если у вас есть внешний откалиброванный счетчик, вы можете откалибровать счетчик LC-метра. Для этого необходимо подключить внешний частотомер к контрольной точке «В» и кнопками +/- в меню «Генератор» выбрать константу «К» так, чтобы показания обоих частотомеров совпадали».

Порядок настройки

• — Измерьте напряжение питания микроконтроллера (выводы 19-20). Это опорное напряжение «V.ref”
• — Измерить напряжение на резистивный делитель = U1
• — Измерить напряжение питания после делителя = U2
• — Рассчитать вероятность деления «C.div» = U1/U2
• — Введите полученные цифры в соответствующие разделы меню, сохранив их нажатием кнопки «ОК».

Также введите напряжения «V.max» — максимальное напряжение батареи (все сегменты отображаемой батареи заряжены) и соответственно «V.min» — минимальное напряжение батареи (все сегменты отображаемой батареи) сигнализирует о необходимости замены или зарядки аккумулятора). Значения напряжения питания для отображения промежуточных сегментов на значке батареи будут рассчитаны автоматически после ввода информации о «V.max» и «V.min”.

Использование стабилизатора для питания схемы обязательно, так как опорное напряжение должно быть стабильным и не изменяться при разрядке аккумулятора.

Работа с устройством

Меню ЖК-метра также содержит разделы Свет, Звук, Память. В разделе «Подсветка» вы можете включить или отключить подсветку ЖК-дисплея. Раздел Звук, чтобы активировать/деактивировать звук. В разделе Память можно посмотреть результаты последних 10 измерений, а также (для новичков) посмотреть результат в разных единицах измерения. Назначение кнопок описывается значками, расположенными внизу экрана.

• (F) — Изменить «Функция» в меню «Настройки
• (M) – «Память» сохранение результатов измерений в памяти
• (☼) – Подсветка вкл./выкл. «Подсветка
• (C) – Калибровка «Калибровка

Основной экран содержит условную шкалу погрешности измерения, которую необходимо своевременно контролировать и при необходимости калибровать.

Измерение емкости

1. Переключить прибор в режим измерения емкости. Выполните калибровку. Убедитесь, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторите калибровку.

2. Подсоедините измеряемый конденсатор к клеммам. Результат измерения появится на экране. Чтобы сохранить результат в памяти, нажмите (M).

Измерение индуктивности

1. Переключить прибор в режим измерения индуктивности. Закрыть терминалы. Выполните калибровку. Убедитесь, что погрешность измерения находится в допустимых пределах. В случае больших отклонений повторите калибровку.

2. Подключите измеренную индуктивность к клеммам. Результат измерения появится на экране. Чтобы сохранить результат в памяти, нажмите (M).

Как измерить индуктивность мультиметром

Аналоговый мультиметр

Этот тип мультиметра отображает показания измерений стрелкой, под которой установлен маркер с разными шкалами значений. Каждая шкала показывает показания для определенного измерения, которые подписаны непосредственно на маркере.

А вот для новичков такой мультиметр будет не лучшим вариантом, так как разобраться во всех символах, которые есть на циферблате, достаточно сложно. Это может привести к неправильному пониманию результатов измерений.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых мультиметров, этот мультиметр позволяет легко определять интересующие величины, при этом точность его измерений намного выше по сравнению со стрелочными.

Кроме того, наличие переключателя между разными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, так как пользователю не нужно разбираться в градациях шкалы отсчетов.

Результаты измерений выводятся на экран (в старых моделях — светодиодный, а в современных — жидкокристаллический). Благодаря этому цифровой мультиметр удобен для профессионалов и прост и удобен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Хотя при работе с электроникой индуктивность определяют редко, но иногда это необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности трудно найти. В этой ситуации поможет специальный аксессуар для мультиметра, позволяющий измерить индуктивность.

Часто для такого дешифратора используется цифровой мультиметр, настроенный на измерение напряжения с порогом точности измерения 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине радио- и электротехники в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку для цифрового мультиметра.

Сборка платы приставки

Собрать тестовую приставку к мультиметру для измерения индуктивности можно без проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме на плате транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 можно использовать с любыми буквенными маркировками, но для более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363.

Эти транзисторы установлены на плате на позициях VT1 и VT2. В позицию VT3 необходимо установить кремниевый транзистор с p-n-p структурой, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей.

Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h21E у одного не менее 150, а у другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдет любой высокочастотный кремниевый диод.

Сопротивление можно выбрать МЛТ 0,125 или подобное. Конденсатор С1 берется номинальной емкостью 25330 пФ, так как он отвечает за точность измерений, и его номинал следует выбирать с отклонением не более 1%.

Такой конденсатор можно изготовить, комбинируя термостабильные конденсаторы разной емкости (например, от 2 до 10 000 пФ, от 1 до 5 100 пФ, от 1 до 220 пФ). Для других позиций подходят любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым удлинением в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) могут быть припаяны или соединены пружинными зажимами для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения дешифратора к мультиметру (частотомеру).

Кабель для «бананов» и «крокодилов» лучше брать короче, чтобы уменьшить влияние собственной индуктивности на показания измерений. В месте припайки проводов к плате соединение необходимо дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулировки диапазона измерения на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из заранее изготовленной коробки подходящего размера или сделать коробку самостоятельно. Вы можете выбрать любой материал, например, пластик или тонкое стекловолокно. Короб изготавливается по размеру доски, для его крепления готовятся отверстия. Также сделаны отверстия для проводки. Все крепится маленькими шурупами.

Декодер питается от сети через блок питания 12В.

Настройка измерителя индуктивности

Для калибровки прибора для измерения индуктивности вам потребуется несколько индукционных катушек с известной индуктивностью (например, 100 мкГн и 15 мкГн).

Катушки по очереди подключаются к приспособлению и в зависимости от индуктивности резистивным мотором триммера на экране мультиметра устанавливается значение 100,0 для катушки 100 мкГн и 15 для катушки 15 мкГн с точностью 5%.

Таким же методом прибор настраивается на другие диапазоны. Важным фактором является то, что для точной калибровки приспособления необходимы точные значения испытательных катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот метод требует некоторой подготовки и понимания программы.

Но и в первом, и во втором случае точность таких измерений индуктивности будет не очень высокой. Этот измеритель индуктивности не подходит для работы с высокоточной аппаратурой, но для домашнего использования или для радиолюбителей он будет большим подспорьем.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку мультиметра необходимо протестировать. Есть несколько способов проверить устройство:

1. Определение индуктивности измерительной принадлежности. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к катушке индуктивности. Например, при длине каждого вывода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Эта катушка имеет индуктивность 0,1 — 0,2 мкГн. При определении индуктивности выше 5 мкГн эта погрешность в расчетах не учитывается. В диапазоне 0,5 — 5 мкГн при измерении необходимо учитывать индуктивность прибора. Показания ниже 0,5 мкГн являются ориентировочными.
2. Измерение неизвестного значения индуктивности. Зная частоту катушки, по упрощенной формуле расчета индуктивности можно определить это значение.
3. В том случае, если порог срабатывания кремниевых p-n переходов больше амплитуды измеряемой электрической цепи (70 — 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой цепи (после ее обесточивания).).). Поскольку большое значение имеет собственная емкость дешифратора (25330 пФ), погрешность таких измерений будет не более 5% при условии, что измеряемая емкость цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении дешифратора непосредственно к расположенным на плате катушкам используется проводка длиной 30 см с зажимами для фиксации или щупами. Нити скручивают с расчетом один виток на сантиметр длины. При этом индуктивность приставки формируется в пределах от 0,5 до 0,6 мкГн, что также необходимо учитывать при измерении индуктивности.