Как проверить индуктивность катушки в домашних условиях. Измерение индуктивности подручными средствами. Процедура электрической проверки катушки индуктивности

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

Принципиальная схема индуктометра на 74HC14

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

Принцип действия индуктометра

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

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

Радиолюбителям, занимающиеся разработкой ВЧ-устройств и их схемотехникой, часто при настройке катушек индуктивности, обмоток трансформаторов, дросселей, различных контуров с сосредоточенными параметрами и пр. необходим прибор, позволяющий точно и с минимальной погрешностью измерить индуктивность.
Представляем Вам измеритель индуктивности HENRYTEST.

Это устройство разработано специально для радиолюбителей и специалистов. Однако, простота использования позволит даже новичкам получать великолепные результаты измерений. Высокое качество измерения достигается с помощью индивидуальной каллибровки и оригинального внутреннего программного обеспечения, которое позволяет снизить погрешность измерения до 1/1000.

В настоящее время имеется множество различных разработок частотометров и электронных шкал. На протяжении многих лет радиолюбители и профессионалы наблюдали их эволюцию от громоздкого и прожорливого агрегата использующего, жесткую логику до компактных экономичных устройств, собранных на микроконтроллерах. При этом, в основном, большая их часть довольно схожа по конструкции и различается лишь названием микроконтроллеров из которых они были собраны.

Так одной из популярнейших тем разработок являются различные комбинации измерителей индуктивности (генриметр), емкости (фарадиметр), сопротивления (омметр), частоты (частотомер). Однако, большая часть измерителей индуктивности, даже исполненные на микроконтроллерах, всё же имеют некоторую погрешность измерения связанную как с методом измерения, так и с качеством исполнения прибора.

Оставив качество изготовления и компоненты устройства на совесть разработчика, выделим несколько методов измерения индуктивности. Так часто используемый для измерения сравнительно больших индуктивностей (от 0,1 до 1000 гн), метод «вольтметр – амперметр», дает погрешность в 2-3%. При использовании мостового метода расчета, с измерительным мостом переменного тока на различных частотах в комплекте с образцовой емкостью, а иногда, еще и индуктивностью, погрешность может составить 1-3%. В резонансном методе расчета, основанном на использовании резонансных свойств колебательного контура, образованного измеряемой индуктивностью L и образцовой емкостью C, погрешность может составлять 2-5%. Также небольшую погрешность при измерении прибавляет меняющаяся температура измеряемого устройства во время измерения. В нашей разработке эта погрешность сведена к минимуму и в этом участвует как само устройство, так и разработанное программное обеспечение.

Сейчас набирает ход тенденция использования компьютера при разработке ВЧ устройств и их схем. Мы предлагаем вам для этого, наш измеритель индуктивности, который подключаясь через стандартный USB порт к компьютеру или ноутбуку выдает отличное качество измерения с минимальной погрешностью. Кроме того, это отсутствие дополнительных источников питания, влияющих на точность измерения, безопасность при работе с компьютером, простота в работе, точность формул расчета и быстрый результат гарантирует качество измерения. Так в диапазоне измерения от 1 нгн до 10 гн точность достигает 0,1% и это достигается тем, что во время расчета подсчитывается каждый 1 нгн.

Пользоваться нашим измерителем HENRYTEST очень просто, подключив его к компьютеру прилагаемым проводом USB, и предварительно один раз установив поставляемое в комплекте программное обеспечение, в дальнейшем нужно лишь закрепить оба конца измеряемого контура в нашем измерителе HENRYTEST, и нажать кнопку «ТЕСТ» на компьютере. В течение 5 секунд вам выдается результат.

Первое пришествие данного измерительного генератора в сферу моего радиолюбительского интереса состоялось под названием « ». Было необходимо в процессе изготовления настроить поисковую катушку металлодетектора «Tesoro Eldorado» вот модератор с сайта по изготовлению МД и предложил форуму панацею в его «лице», не дав, правда, подробного руководства по сборке, но заверив в повторяемости схемы.

Принципиальная схема

Скачать для увеличения

Для производства замеров подключаться данный генератор должен был к частотомеру. Сложной схему не назовёт даже начинающий любитель электроники, поэтому все дружно приступили к сборке, но тогда собрать удалось единицам причём из числа продвинутых. Меняли транзисторы, номиналы резисторов и конденсаторов, но всё как-то без результата. Повторяться схема не желала. Предложивший схему упирал на то, что повторяющими не достаточно точно подбирается номинал электронных компонентов.

Когда появился вариант печатной платы частично на СМД компонентах, которые как известно не сложно приобрести и с 1% допуском по точности номинала - не устоял перед искушением. Собранная схема сразу не заработала, а вот когда начал менять транзисторы беря в расчёт коэффициент усиления в сторону увеличения, ставить неполярные конденсаторы из числа термостабильных, да посоветовали на выходе подстроечник 1 кОм для регулировки уровня выходного переменного напряжения, что-то сдвинулось с мёртвой точки, но окончательного положительного результата не получил. Сила выходного сигнала была мала, виртуальный частотомер компьютера выдавал не стабильные показания. На том тогда всё и закончилось.

А не так давно увидел знакомую схему в несколько иной интерпретации, с подробнейшим описанием сборки и настройки, под названием «Приставка для измерения индуктивности». Сразу стало понятно, что её предыдущий вариант это неудачная кастрация схемы. Необходимость замера индуктивности поисковой катушки для собранного металлодетектора К-158 (вариант всем известного « ») врасплох не застала.

Учитывая предыдущий опыт, сразу доработал предложенную печатную плату под свои электронные компоненты, по сути же, схема осталась неизменной. Постоянный резистор R8 номиналом 270 Ом заменил на подстроечный 5 кОм (для установления нужной величины выходного переменного напряжения в интервале от 0 до более чем 5 вольт), резистор R9 и конденсатор С7 установил как в схеме, а не как на предложенной печатной плате.

В целом сборка данного варианта хлопот не доставила, ибо основные рекомендации сборки и настройки были теперь известны:

• транзисторы VT 1 и 2 исключительно КТ326Б, VT3 лучше КТ3107Г с коэффициентом усиления более 50, а VT4 нужен КТ3102В с к/усиления исключительно более 150, VT5 также КТ3102В с к/усиления более 50
• конденсатор С1 набирается из трёх (меньше не получится) общей ёмкостью строго 25330 пикофарад. Допуск отклонения желателен менее 0,5%, от этого зависит точность измеряемой индуктивности. Все конденсаторы должны быть с хорошим ТКЕ (термостабильные - то есть их ёмкость должна как можно меньше зависеть от изменения температуры их корпуса)
• после подачи напряжения 12 В, не подключая катушки к разъему Х1 замерить напряжение на эмиттере VT5 которое должно быть равным половине питающего, если отклонение большое, подобрать резистора R4. Ток потребления будет в пределах к 20 мА - на выходе должно быть переменное напряжение необходимое для производства измерения имеющимся частотомером, например для китайского частотомера-конструктора оно составляет 2 вольта (или чуть более). Его уровень устанавливается подстроечным резистором R8.

Подключение катушки производится как можно ближе к виткам намотки, (минуя соединительный кабель), соединительные провода приставки не более 30 мм. Показатель частотомера в килогерцах. Величина на фото проходная, в результате всех манипуляций с катушкой (отмотки - домотки) она была получена в размере 71,626 Гц.

Результат замера обрабатывается в программке (программа в архиве, лист №10) - данные заносятся в разделе «Основной расчёт» в графе «Исходные данные», далее щелчок курсором вне основных полей программы и получаем результат - индуктивность составляет 195 мкГн. Первый расчёт нужно начать с заполнения раздела «Вспомогательный расчёт», для этого потребуется подключение параллельно поисковой катушке конденсатора ёмкостью более 1000 пФ (лучше 4500 пФ) фактический номинал которого известен с абсолютной точностью.

Универсальный LC генератор - схема

Собранной приставкой остался доволен, когда разберешься во всех, кажущихся на первый взгляд, хитросплетениях всё просто. Однако уже захотелось иметь более мобильный вариант измерителя индуктивности, без всяких там вычислений. Заказал на AliExpress электронный конструктор - прибор с функцией измерения индуктивности (да и много чего вообще и всего-то за 600р). Ну а пока он до меня добирается, решил посмотреть в интернете приставку для мультиметра. И вот самым неожиданным образом нашёл схему под названием «Универсальный LC генератор», которая как выяснилась, была предшественницей предыдущих схем. Рекомендуемое напряжение питания к этой схеме указано 5 вольт, во время съёмки видеодемонстрации работы приставки попробовал запитать этим напряжением уже собранную но, к сожалению, не получилось, не помог даже подстроечный резистор регулировки (возможно его номинал необходим более 5 вольт), однако от напряжения в 10 вольт устройство работало нормально.

Видео

Кому интересно - вся подборка материалов по всем трём схемам в архиве . Автор Babay iz Barnaula

Обсудить статью ПРИСТАВКА К ЧАСТОТОМЕРУ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ

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.