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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA misuratore LC. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Voglio offrire un misuratore LC a lettura diretta. Questa sonda, nonostante la sua semplicità, ha un grande potenziale. Ti permette di misurare:
Sugli elementi DD1 e DD2 è assemblato un generatore, il cui elemento di temporizzazione è la capacità o induttanza misurata. Sugli elementi DD3 e DD4 è assemblato un divisore di frequenza con un rapporto di divisione massimo di 16777211. L'intera scala della sonda comprende 25 valori che differiscono l'uno dall'altro di 2 volte. Quando la sonda è in funzione, viene determinato visivamente quale frequenza di lampeggio del LED è più vicina a 1 Hz. Le letture opposte sono il risultato della misurazione. Il diodo VD2 protegge il dispositivo dall'inversione di tensione. Misurazione della capacità. Il condensatore deve essere scaricato prima della misurazione. Impostare l'interruttore S1 in posizione aperta (misurazione della capacità). A seconda della precisione richiesta, la misurazione può essere eseguita in tre modi. specifiche tecniche:
Metodo 1. Il condensatore misurato è collegato alle sonde della sonda (non è possibile saldarlo dal circuito) ed è determinato quale LED lampeggia a una frequenza di circa 1 Hz. Sulla scala contro di essa, viene letto il valore della capacità. Metodo 2. Per una misurazione della capacità più accurata, devi fare tutto come nel metodo 1, guardare solo il LED che lampeggia a una frequenza maggiore di 1 Hz, contare il numero di lampeggi in 10 secondi e calcolare la frequenza di lampeggio dividendo il numero contato per 10. Lettura opposta a questo LED divisa per la frequenza ricevuta. Il risultato sarà il valore di capacità del condensatore. Metodo 3. Per una determinazione ancora più accurata della capacità, è possibile utilizzare un oscilloscopio o un frequenzimetro. Inoltre, quando si utilizza un oscilloscopio, è anche possibile valutare la qualità del condensatore testato (determinare la tangente di perdita). Dopo aver collegato un oscilloscopio o un frequenzimetro alle sonde della sonda, è necessario toccare il condensatore testato con le stesse sonde. Se il condensatore ha basse perdite, la forma d'onda sarà quella mostrata in Fig. 2a. Per grandi perdite, l'oscillogramma apparirà come in Fig. 2b. Determina il valore del periodo T e, usando la formula (1), calcola la capacità del condensatore: C=T/40-5*10-9 (F). (uno) Quando si riparano apparecchiature radio, è sufficiente misurare la capacità del condensatore secondo il metodo 1. Se il valore di capacità ottenuto è inferiore di 2 o più volte al valore nominale indicato sul condensatore, tale condensatore deve essere sostituito.
Misura dell'induttanza. L'induttanza, come la capacità, può essere misurata in tre modi. Metodo 1. È simile al metodo 1 per le misure di capacità. Solo l'interruttore S1 deve essere chiuso. Metodo 2. Simile al metodo 2 per misurare le capacità dei condensatori. Interruttore S1 messo in posizione per la misura dell'induttanza (chiuso). Metodo 3. Simile al metodo 3 per le misure di capacità. L'induttanza è calcolata dalla formula L \u40d 2 * T (H), (XNUMX) e la forma degli oscillogrammi per bobine con perdite basse e alte è mostrata in Fig. Per e 3b, rispettivamente. I valori delle capacità dei condensatori e delle induttanze delle bobine con perdite, determinati utilizzando una sonda, conterranno un errore: maggiore è, maggiori sono queste perdite.
Misurazione della frequenza del segnale. La sonda consente di misurare la frequenza di un segnale di livello TTL, a condizione che l'alimentazione della sonda sia galvanicamente isolata dall'alimentazione del circuito in prova. L'interruttore S1 deve essere impostato sulla posizione per misurare l'induttanza. Toccare il filo comune con una sonda e la sorgente del segnale con l'altra. Di fronte al LED che lampeggia con una frequenza di circa 1 Hz, leggere l'indicazione della frequenza del segnale. Per una determinazione più accurata della frequenza, è possibile utilizzare il metodo 2. Determinazione della tangente di perdita dei condensatori. La tangente di perdita (tg d) può essere determinata con precisione utilizzando un oscilloscopio. Metodo 1. Per fare ciò, è necessario collegare un oscilloscopio e il condensatore in prova alle sonde della sonda. Se la forma d'onda appare come in Fig. 2b, il condensatore presenta delle perdite il cui valore può essere calcolato. Un condensatore con perdita può essere sostituito da un circuito equivalente: un condensatore e una resistenza di perdita collegati in serie. Allora la tangente di perdita è: tg d = Rp/Xc = Rp/(2*pi*f*C), (3) dove Rp - resistenza alla perdita (Ohm); Xc - reattanza del condensatore (Ohm); f è la frequenza alla quale opera il condensatore (Hz); C è la capacità del condensatore (F). Per questa sonda: Rp \u0,03d su / 4 (Ohm). (quattro) Up - misurato su un oscilloscopio, secondo fig. 2b. Quando un condensatore è collegato alla sonda, il periodo T, tenendo conto della resistenza di perdita Rp, è pari a: T \u3,33d 12 * (5-Rp) * (C + 10 * 9-5) (s) (XNUMX) Sostituendo Rp=0 in questa formula, si ottiene la formula (1). Metodo 2. Misurare la capacità del condensatore utilizzando una sonda. Se la sonda ha mostrato una capacità 2 o più volte inferiore al valore del condensatore (indicato su di essa), questo condensatore ha una grande resistenza alla perdita Rp e, di conseguenza, un grande tg d. Quindi, secondo la formula (5), si può trovare la resistenza alla perdita. I risultati del calcolo sono riassunti nella tabella:
Nella riga superiore della tabella - la molteplicità delle letture della sonda (quante volte la capacità del condensatore è inferiore alla capacità indicata sulla custodia del condensatore. Nella riga inferiore - la resistenza di perdita corrispondente. Determinazione del fattore di qualità degli induttori. Determinare l'induttanza della bobina L1. Utilizzando un ohmmetro (preferibilmente digitale), misurare la resistenza attiva della bobina R. Calcolare la reattanza ad una data frequenza. XL= 2*pi*f*L (ohm), (6) dove XL è la reattanza della bobina (Ohm); f - frequenza operativa (Hz); L - induttanza della bobina (H). Il fattore di qualità dell'induttore è calcolato dalla formula; Q=XL/R. (7) Su questa sonda, le letture sono evidenti a Q> 11.
Determinazione della permeabilità magnetica di un nucleo di ferrite. Considera tre tipi di core (Fig. 4). Calcoliamo i valori necessari per determinare la permeabilità magnetica dei nuclei. lM \u2d (D + d) * pi / 9 (XNUMX) SM \u2d (D - d) * h / 10 (XNUMX) lM=2*(LA+B-2*C) (11) SM=h*c (12) lM=2*(h+а+с)+3/2*а (13) SM \u14d a * b (XNUMX) Le formule (9) e (10) sono utilizzate per l'anello, (11) e (12) per il nucleo a forma di U, e (13) e (14) per il nucleo a forma di W. Tutte le dimensioni nelle formule (9)...(14) sono prese in centimetri. Avvolgere almeno 15 spire di filo (alla rinfusa) sul nucleo e misurare l'induttanza risultante con una sonda (per un nucleo a forma di E, le spire devono essere avvolte nella dimensione a). L'effettiva permeabilità magnetica del nucleo è calcolata dalla formula ue=(L*lM)/(u0*n2*SM) (15) dove L è l'induttanza della bobina avvolta su questo nucleo (H); lm è la lunghezza della linea media del campo magnetico (cm); SM - area della sezione trasversale del circuito magnetico (cm2); u0 - permeabilità magnetica del vuoto (u0=4*pi*10-9 H/cm); n è il numero di giri. Identificazione delle spire in cortocircuito. Per determinare la presenza di spire in cortocircuito in bobine avvolte su nuclei ad anello, a U e a W, è necessario confrontare l'induttanza misurata dalla sonda e quella calcolata: L=u0*ue*n2*Sm/lm, (16) dove ue è la permeabilità magnetica effettiva per i materiali di ferrite (indicata su di essi). Se non è noto, può essere determinato come descritto sopra. Se l'induttanza determinata dalla sonda è 2 o più volte inferiore a quella calcolata, allora ci sono spire in cortocircuito nella bobina. Dettagli. Le formule (1, 2, 4, 5) sono valide solo per una sonda montata su microcircuiti 74HC00. Se il generatore di sonde è assemblato su microcircuiti di altre serie, comprese quelle domestiche, nelle formule appariranno fattori di correzione. Quando scegli i chip, devi ricordare che:
L'autore ha testato i microcircuiti delle serie K155, K555, K531, K131, KR1533, 7400, 74LS00, 74NS00. Il chip KR1533LAZ ha soddisfatto soprattutto tutti i requisiti. Aveva un'oscillazione di tensione sulle sonde di circa 0,02 V. Ma a causa di ciò, si è rivelata troppo sensibile alle interferenze e alle interferenze delle mani. È stato necessario applicare misure speciali che hanno ridotto drasticamente il campo di misurazione. IC K155LAZ ha avuto una grande oscillazione di tensione, che ha aperto giunzioni p-n anche di transistor e diodi al silicio. K555LAZ ha aperto le giunzioni p-p solo di transistor e diodi al germanio. Quindi da queste serie è meglio usare il chip 74HCOO. È insensibile alle interferenze e alle interferenze delle mani, non apre giunzioni p-n nemmeno di transistor e diodi al germanio. Inoltre, ha un basso consumo energetico. Per i contatori, è anche meglio usare i chip della serie CD74HCT4040, perché. sono sufficientemente ad alta frequenza, hanno una corrente di uscita sufficiente per una buona luminosità dei LED e consumano poca energia. La tensione di alimentazione deve essere stabile. È selezionato come 4,4 V. Quando si sceglie la tensione di alimentazione, è necessario ricordare che la sua modifica comporta una modifica dei coefficienti nelle formule (1, 2, 4, 5) e quindi influisce sulle letture della sonda. Modificando Un, è possibile modificare l'intervallo dei valori misurati in una direzione o nell'altra. La modifica della tensione di alimentazione influisce anche sulla sensibilità della sonda ai condensatori con perdite. Se lo diminuisci, la sensibilità diminuisce, se lo aumenti, aumenta. LED nella sonda: qualsiasi, bagliore rosso. Non è possibile installarli tutti, ma installarli, ad esempio, tramite uno. È vero, in questo caso il gradino aumenterà. registrazione. La sonda è posizionata su una tavola di 105x30 mm. La scala della sonda viene calcolata secondo le formule 1 e 2 ed è vera solo quando si utilizza il chip 74NSOO e una tensione di alimentazione di 4,3 V. Si consiglia di installare il chip DD2 nella presa, perché. se si tocca accidentalmente la sonda con un condensatore non scaricato ad alta tensione, il microcircuito potrebbe bruciarsi. Pertanto, è imperativo scaricare i condensatori prima della misurazione. Le sonde della sonda dovrebbero essere le più corte possibile. anche un'induttanza molto piccola delle sonde influisce sulle sue prestazioni. Nella versione dell'autore, la lunghezza di una sonda (insieme al cavo) è di 22 cm e l'altra di 10 cm. Autore: S.Volodko, Gomel.
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