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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Misura dell'induttanza con uno strumento combinato. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Il dispositivo combinato [1], modificato secondo [2, 3], è privato di una funzione importante: la misurazione dell'induttanza. Nel frattempo, gli induttori sono forse gli unici elementi fatti in casa con cui i radioamatori devono occuparsi nella loro pratica, avvolgendoli da soli o utilizzando quelli realizzati da qualcun altro. E se i parametri degli elementi radio prodotti in fabbrica sono indicati sulle loro custodie o nella documentazione, l'unico modo per ottenere informazioni sull'induttanza di una bobina fatta in casa è misurarla. Pertanto, durante il successivo perfezionamento del dispositivo, l'autore ha introdotto al suo interno una modalità di misurazione dell'induttanza. Il metodo scelto per misurare l'induttanza è il seguente. Bobina di misura Lx forma un circuito oscillatorio parallelo con il condensatore C, la cui capacità è nota con precisione. Questo circuito fa parte del generatore di oscillazioni elettriche, impostandone la frequenza F. Questa frequenza viene misurata con un frequenzimetro e il valore misurato viene determinato induttanza della formula Lx = 25330/(C F2). Se la frequenza viene misurata in megahertz e la capacità in picofarad, l'induttanza sarà ottenuta in microhenry. Al fine di ridurre i costi di aggiornamento del dispositivo combinato, condizione principale per l'implementazione pratica di questo metodo in esso, l'autore ha stabilito la non interferenza nell'hardware esistente. Il dispositivo ha una modalità frequenzimetro e un microcontrollore in grado di eseguire con successo i calcoli necessari. Manca solo un generatore, che sarebbe opportuno realizzare sotto forma di attacco esterno collegato al dispositivo tramite un connettore già presente su di esso. I radioamatori utilizzano spesso accessori simili ai frequenzimetri per misurare capacità e induttanza. In questo caso, per semplificare i calcoli, viene spesso scelta una capacità standard di 25330 pF. In questo caso, la formula sopra assume la forma Lx = 1/F2. Esempi dell'uso di tali prefissi sono forniti in [4, 5]. Nel caso in esame, non è necessario utilizzare un condensatore esattamente di questa capacità, poiché il microcontrollore del dispositivo è in grado di eseguire calcoli per qualsiasi suo valore. Lo schema dell'attacco è mostrato in Fig. 1. È simile a quello utilizzato in [5] e piccole differenze sono associate all'uso di parti di altro tipo. Il segnale di uscita del set-top box è una sequenza di impulsi rettangolari di ampiezza di circa 3 V, seguiti da una frequenza pari alla frequenza di risonanza del circuito oscillatorio di misura LxC 1. Lo scopo degli elementi circuitali e il funzionamento del dispositivo sono descritti in [4, 5] e pertanto non vengono qui considerati.
Il set-top box si collega al connettore XS1 dello strumento combinato tramite un cavo piatto a tre fili. Il perfezionamento del dispositivo stesso si è ridotto alla modifica del programma del suo microcontrollore, che ora, oltre alle funzioni precedentemente disponibili, prevede di ricevere il segnale dal set-top box, elaborarlo e visualizzare il valore dell'induttanza misurata sul display. schermo LCD. Principali caratteristiche tecniche
L'intervallo di valori consentiti dell'induttanza misurata è limitato dal software. In linea di principio è possibile misurare al di fuori di questo intervallo, soprattutto verso valori più grandi, ma lì l'errore aumenta notevolmente. Il set-top box utilizza solo componenti a montaggio superficiale, che hanno permesso di posizionarli su un circuito stampato di 22x65 mm, il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Resistenze e condensatori - dimensione 1206.
Non è accettabile utilizzare un condensatore con capacità nominale diversa da quella indicata nello schema come C1 (incluso nel circuito oscillatorio di misura), poiché ciò potrebbe causare malfunzionamenti nel programma. Ma non è necessario selezionarne la capacità con grande precisione. La selezione è stata sostituita dalla calibrazione software del dispositivo. Tuttavia, qui è consigliabile installare un condensatore con un TKE minimo, ad esempio con un dielettrico NPO. Posizionare la tavola finita in una custodia di dimensioni adeguate. Per collegare l'induttanza misurata è conveniente utilizzare una pinza a molla a due poli per sistemi acustici. Nel dispositivo combinato stesso è necessario effettuare la modifica descritta in [3], se non è stata eseguita in precedenza. Successivamente sul pin 2 del connettore XS1 dovrebbe essere presente una tensione di +5 V. I codici del file allegato Osc-L-_2_04.hex dovrebbero essere caricati nella memoria FLASH del microcontrollore. Dopo aver collegato il set-top box e fornito alimentazione, il menu principale verrà visualizzato sul display LCD del dispositivo (Fig. 3). Per accedere alla modalità di misurazione dell'induttanza, è necessario premere due volte il tasto "GN". Il primo commuterà il dispositivo in modalità generatore e il secondo in modalità di misurazione dell'induttanza. Il nome della modalità verrà visualizzato nella parte superiore dello schermo LCD e nella riga inferiore sarà presente un suggerimento, da cui ne consegue che per eseguire la calibrazione è necessario premere il tasto 2 e per misurare l'induttanza è necessario premere il tasto D .
La calibrazione è necessaria prima del primo utilizzo del dispositivo. In futuro, dovrebbe essere eseguito solo dopo la riparazione del dispositivo o dell'accessorio, nonché in caso di dubbi sulla correttezza dei risultati della misurazione. Qualche parola sul contenuto della calibrazione. Per calcolare l'induttanza utilizzando la formula discussa all'inizio dell'articolo, è necessario conoscere il valore esatto della capacità del circuito oscillante. Ma oltre alla capacità del condensatore C1, include anche altri componenti: capacità parassite di altri componenti e capacità di montaggio. Al primo avvio del programma, il valore reale della capacità del circuito è sconosciuto al programma e funziona con il valore nominale della capacità del condensatore C1 di 22000 pF. Il compito della calibrazione è calcolare la vera capacità del circuito oscillante del set-top box per utilizzare questo valore nelle misurazioni future. Per fare ciò, è necessario connettersi alla console come Lx bobina di induttanza L esattamente notaarr. Dopo aver misurato la frequenza del segnale generato dal set-top box con tale bobina, calcolare la vera capacità del circuito oscillante utilizzando la formula C = 25330/(Larr.F2) Il programma scrive il valore di questa capacità ottenuto durante la calibrazione nella EEPROM del microcontrollore e successivamente lo utilizza per calcolare l'induttanza. L'accuratezza della calibrazione, e quindi delle misurazioni successive, dipende dall'accuratezza del valore dell'induttanza di riferimento. Pertanto, è necessario conoscerlo con un errore non superiore all'1...2%, ad esempio misurandolo con uno strumento verificato della classe di precisione appropriata. Quando si avvia la calibrazione, sullo schermo viene visualizzato un messaggio (Fig. 4) con la proposta di collegare un'induttanza di riferimento al set-top box, inserirne il valore ed eseguire la calibrazione, oppure rifiutarla. Si consiglia di selezionare un'induttanza di riferimento entro i limiti indicati sullo schermo, poiché in questo caso l'errore di misurazione è minimo. Se viene commesso un errore durante l'immissione di un valore, è possibile premere il tasto # per inserirlo nuovamente.
Dopo la calibrazione, il dispositivo misura automaticamente l'induttanza di riferimento e ne visualizza il valore sullo schermo (Fig. 5). Se la calibrazione viene rifiutata, verrà eseguita anche la misura dell'induttanza di riferimento, ma con un dispositivo non calibrato con un risultato inaffidabile.
Per misurare un'induttanza sconosciuta, è necessario collegarla all'accessorio e premere il tasto D del dispositivo. Se si tenta di misurare l'induttanza, il cui valore non rientra nei limiti consentiti per il dispositivo, sullo schermo verrà visualizzato un messaggio che indica che la misurazione è stata rifiutata per questo motivo. Uscire dalla modalità di misurazione dell'induttanza premendo uno dei tasti OS, LA o GN, che commuta il dispositivo nelle modalità operative corrispondenti. Programma del microcontrollore modificato: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip. Letteratura
Autore: A. Savchenko
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