Приставка к мультиметру для измерения индуктивности схема

Рис. 2.41. К вопросу нахождения тангенса угла α

При переходе к частоте, не равной 50 Гц, в формулы (32) ~ (35) вводят вместо коэффициента
0,00318
множитель
1/2π
f
источника
питания схемы, где f

частота источника питания схемы.

Практически каждый, кто увлекается электроникой, будь то начинающий, или опытный радиолюбитель, просто обязан иметь в своём арсенале приборы для измерений. Наиболее часто приходится измерять, конечно же, напряжение, ток и сопротивление. Чуть реже, в зависимости от специфики работы, — параметры транзисторов, частоту, температуру, ёмкость, индуктивность.

Сейчас в продаже имеется множество недорогих универсальных цифровых измерительных приборов, так называемых мультиметров. С их помощью можно измерять практически все вышеназванные величины. За исключением, пожалуй, индуктивности, которая очень редко встречается в составе комбинированных приборов. В основном, измеритель индуктивности — это отдельный прибор, также его можно встретить совместно с измерителем ёмкости (LC — метр).

Обычно, измерять индуктивность приходится нечасто. В отношении себя я бы даже сказал — очень редко. Выпаял, например, с какой-нибудь платы катушку, а она без маркировки. Интересно же узнать, какая у неё индуктивность, чтобы потом где-нибудь применить.

Или сам намотал катушку, а проверить нечем. Для таких эпизодических измерений я посчитал нерациональным приобретение отдельного прибора. И вот я начал искать какую-нибудь очень простую схему измерителя индуктивности

Особых требований по точности я не предъявлял, — для любительских самоделок это не столь важно

В качестве средства измерения и индикации в схеме, описанной в статье, применяется цифровой вольтметр с чувствительностью 200 мВ
, который продаётся в виде готового модуля. Я же решил использовать для этой цели обычный цифровой мультиметр UNI-T M838
на пределе измерения 200 мВ
постоянного напряжения. Соответственно, схема упрощается, и в итоге приобретает вид приставки к мультиметру.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Я не буду повторять описание работы схемы, всё вы можете прочитать в оригинальной статье (архив внизу). Скажу только немного о калибровке.

Какие параметры есть у катушки

От того, где будет применяться индуктивный элемент и на какой частоте работать, зависит его исполнение. Имеются общие параметры:

  • L – индуктивность;
  • R пот – сопротивление потерь;
  • Q – добротность;
  • свой резонанс и паразитарная ёмкость;
  • коэффициенты ТКИ и ТКД.

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) L – это главная электрическая характеристика элемента, которая показывает количество накапливаемой дросселем энергии при передвижении тока. Величина энергии в катушки тем выше, чем больше её индуктивность. Единица измерений L – 1 Гн.

При взаимодействии тока и магнитного поля в обмотке возникают вредные явления. Они способствуют возникновению потерь, которые обозначают R пот. Формула потерь имеет вид:

R пот = rω + rd + rs + re.

Слагаемые формулы – это потери:

  • rω – в проводах;
  • rd – в диэлектрике;
  • rs – в сердечнике;
  • re – на вихревые токи.

В результате таких потерь импеданс индуктивного двухполюсника нельзя назвать целиком реактивным.

Добротность двухполюсника определяется по формуле:

Q = ω*L/R пот,

где ω*L = 2π*L – реактивное сопротивление.

При наматывании витков элемента между ними возникает ненужная ёмкость. Из-за этого дроссель превращается в колебательный контур с собственным резонансом.

ТКИ – показатель, описывающий зависимость L от Т0С.

ТКД – показатель, описывающий зависимость добротности от Т0С.

Информация. Изменение основных параметров индуктивного двухполюсника зависит от коэффициентов ТКИ, ТКД, а также от времени и влажности.

Способы расчёта

Существует несколько основных способов определить индуктивность катушки. Все формулы, которые будут использоваться в расчётах, легко можно найти в справочной литературе или интернете. Весь процесс вычисления довольно простой и не составит труда для людей, имеющих элементарные математические и физические знания.

Вам это будет интересно Особенности изоленты ПВХ

Через силу тока

Этот расчёт считается самым простым способом определения индуктивности катушки. Формула через силу тока вытекает из самого термина. Какова индуктивность катушки — можно определить по формуле: L=Ф/I, где:

  • L — индуктивность контура (в генри);
  • Ф — величина магнитного потока, измеряемого в веберах;
  • I — сила тока в катушке (в амперах).

Соленоид конечной длины

Соленоид представляет собой тонкую длинную катушку, где толщина обмотки значительно меньше диаметра. В этом случае расчёты ведутся 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, определяющаяся по справочным таблицам (для воздуха, который принимается по умолчанию в большинстве расчётов, она равна 0,00000126 генри/метр);
  • N — количество витков в катушке;
  • S — площадь поперечного сечения витка, измеряемая в квадратных метрах;
  • l — длина соленоида в метрах.

Коэффициент самоиндукции соленоида можно рассчитать и исходя из способа определения энергии магнитного потока поля. Это более простой вариант, но он требует наличия некоторых величин. Формула для нахождения индуктивности — L=2W/I 2 , где:

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

Катушка с тороидальным сердечником

В большинстве случаев тороидальная катушка наматывается на сердечник, изготовленный из материала, обладающего большой магнитной проницаемостью. В этом случае для расчётов индуктивности можно использовать формулу для прямого соленоида бесконечной длины. Она имеет такой вид: L=N µ0 µS/2 πr, где:

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

Вам это будет интересно Особенности конденсатора

Длинный проводник

Большинство таких квазилинейных проводников имеет круглое сечение. В этом случае величина коэффициента самоиндукции будет определяться по стандартной формуле для приближённых расчётов: L= µ0l (µelnl/r+ µi/4)/2 π. Здесь используются следующие обозначения:

  • l — длина проводника в метрах;
  • r — радиус сечения провода, измеряемый в метрах;
  • µ0 — магнитная постоянная;
  • µi — относительная магнитная проницаемость, характерная для материала, из которого изготовлен проводник;
  • µe — относительная магнитная проницаемость внешней среды (чаще всего принимается значение для вакуума, которое равняется 1);
  • π — число Пи;
  • ln — обозначение логарифма.

Последовательность действия

Порядок проверки следующий:

  1. включается тумблер Вк. При этом стрелка мультиметра должна отклониться до середины шкалы;
  2. в зависимости от индуктивности катушки, устанавливается положение движка переменного резистора R5. Левое положение соответствует меньшей, а правое – большей индуктивности. При проверке катушек с индуктивностью менее 15 мГн, необходимо дополнительно нажать кнопку Кн2;
  3. к клеммам Lx подключаются выводы дросселя и замыкается кнопкой контакт Кн1. При этом, если в обмотке нет витков, короткозамкнутых между собой, стрелка мультиметра должна отклониться в сторону больших значений или же незначительно отклониться в сторону меньших. Если в обмотке есть хоть одно замыкание между витками, стрелка возвращается на нуль.

Иногда причиной неисправности катушки может стать разрушившийся или поврежденный сердечник. Материал, из которого выполнен сердечник, его размер и положение относительно катушки, влияют на индуктивность.

Приставка к мультиметру для измерения малых индуктивностей без дополнительного источника питания

Имеющийся у меня уже несколько лет мультиметр М8908 измеряет индуктивности, но малые величины (менее 100 мкГн) на низшем пределе 2000 мкГн измерить практически невозможно, так как результат становится соизмерим с погрешностью прибора

Мое внимание привлекло ВИДЕО Артема Касицына «Приставка для измерения индуктивности к мультиметру на таймере 555». Здесь прямой отсчет измеряемой величины индуктивности, без пересчета по формулам

Правда, имея осциллограф С1-49, автор не указал никаких данных (потребляемый ток, частота и амплитуда импульсов генератора), необходимых для повторения и настройки конструкции. Чтобы измерить эти параметры пришлось собрать задающий генератор по схеме автора на макете. Оказалось: частота генератора около 50 кГц, амплитуда импульсов на выходе 3,5 вольта при питании 5 вольт.

Основной задачей было избавиться от источника питания приставки 9 вольт. После обследования моего мультиметра выяснилось, что на гнездах «Е» — эмиттер p-n-p колодки транзисторов присутствует стабилизированное напряжение +3 вольта (относительно вывода «COM»).

Из трех имеющихся у меня мультиметров в режиме измерения «200 мв» на выходе транзисторов в гнезде «Е» p-n-p на двух имелось напряжение +3 вольта. Это М8908 и MAS830L. В мультиметре DT830B напряжение +3 вольта появлялось только в режиме измерения усиления транзисторов – он не подходил для питания приставки. Получилась вот такая схема с питанием от самого мультиметра.

Задающий генератор из-за низкого напряжения питания 3 вольта пришлось собрать на двух элементах микросхемы К561ЛН2, остальные элементы микросхемы работают как буферные каскады. Правая часть схемы осталась без изменений, за исключением диода Д18ВП. Он показал себя значительно более чувствительным и линейным из полутора десятков различных типов диодов. Для получения точных показаний при измерении индуктивностей ниже 30 мкГн параллельно резистору 8,2 кОм следует подобрать конденсатор 4,7 – 6,8 пФ в уже готовой конструкции. Отверстий на печатной плате для него нет, пришлось досверливать. На эмиттерах транзисторов амплитуда меандра составила 2 вольта при частоте 55 кГц. Увеличение емкости в базовой цепи транзисторов с 1000 пФ до 4700 пФ позволило поднять напряжение на индуктивности во время проведения измерений более, чем на 10%. Напряжение меандра 2 вольта на эмиттерах оказалось достаточным для калибровки приставки. Так, при измерении заводской (эталонной) индуктивности 100 мкГн на милливольтметре можно было выставить переменным резистором 50 кОм напряжение до 130 мВ, то есть запас по чувствительности 30%. Работоспособность задающего генератора сохраняется при снижении напряжении питания до 2,4 вольта – это для справки. В мультиметре стабилизированное напряжение 3 вольта.

После всех доработок приставка точно показывала величину заводских (эталонных) индуктивностей (в пределах их допустимой погрешности) от 5 до 140 мкГн . Ниже двух мкГн импульсы на катушке малы и не открывают даже германиевый Д18. Измерить такую катушку можно включив ее последовательно с заведомо известной 10-20 мкГн. Настройка такая же, как в оригинале – по имеющейся заводской индуктивности выставить с помощью переменного резистора 50 кОм ее величину на милливольтметре мультиметра. В моем случае это 100 мкГн.

Приставка собрана в корпусе от старого аккумулятора фонарика размерами 45*25*21 мм и снабжена тремя проволочными выводами: «+3вольта», «общий СОМ» и «вход милливольтметра». Ток, потребляемый приставкой без подключенной индуктивности менее 0,5 мА, а наибольший (до трех мА) – при измерении индуктивности менее 15 мкГн, что совершенно не нагружает внутренний стабилизатор напряжения мультиметра.

Такая конструкция получилась в итоге.

В заключении хочется отметить, что в приставке важна стабильность задающего генератора по частоте и амплитуде, а не значение самой частоты. Теоретически при повышении частоты до 500 – 700 кГц значения измеряемых индуктивностей сдвинутся в пределы 0 – 20 мкГн.

Неисправности светильников с ЭМПРА

Лампа не зажигается

  • Неисправность электросети — проверить наличие напряжения на контактах патрона.
  • Плохой контакт между лампой и контактами патрона или между стартером и контактами держателя — пошевелить лампу и стартер. Возможно надо подогнуть контакты патрона для лучшего прилегания.
  • Неисправность лампы — проверить целостность нитей накала или заменить на заведомо исправную. Для проверки нитей накала выставляем мультиметр на минимальное сопротивление или на прозвонку и поочередно прозваниваем выводы цоколя с одной стороны и с другой. При исправной лампе должно быть небольшое сопротивление. В случае обрыва мультиметр покажет бесконечное сопротивление.
  • Неисправность стартера — не замыкает цепь накала электродов лампы. Заменить стартер.
  • Неисправность дросселя — обрыв в обмотке дросселя или межвитковое замыкание. Обрыв дросселя можно определить с помощью мультиметра.

Лампа не зажигается. Свечение по краям лампы

Неисправность стартера. Если вынуть стартер из держателя, свечение прекратится. Заменить стартер.

Лампа мигает, но не зажигается

  • Неисправен стартер — заменить стартер.
  • Низкое напряжение сети — проверить мультиметром напряжение.
  • Потеря эмиссии электродов лампы — заменить лампу.


Стартер в лампе.

На концах включенной лампы появляется и пропадает оранжевое свечение, лампа не зажигается

В лампу попал воздух — заменить лампу.

Лампа зажигается, но через некоторое время наблюдается потемнение на концах лампы

  • Замыкание на корпус светильника — проверить изоляцию.
  • Неисправен дроссель — несоответствие пускового и рабочего токов вольт-амперной характеристики. Амперметром проверить значение пускового и рабочего токов.

Лампа периодически зажигается и гаснет

  • Неисправна лампа — заменить лампу
  • Неисправен стартер — заменить стартер

Лампа зажигается, но на некоторых участках наблюдается свечение в виде оранжевой змейки

  • Неисправен дроссель — проверить значение пускового и рабочего токов.
  • Неисправна лампа — заменить лампу.

При включении лампы перегорают, потемнение на концах лампы

Пробой изоляции дросселя — заменить дроссель

При работе светильника слышно гудение

Колебание пластин дросселя — заменить дроссель

Изменение цвета свечения лампы – частичное выгорание люминофора вследствии длительного срока службы лампы — заменить лампу.

2.32. Измерение индуктивностей низкочастотных катушек

2) устанавливают с помощью автотрансформатора АТ напряжение на уровне 10 В и замечают показание U1 вольтметра, то есть падение напряжения на исследуемой катушке;

3) переводят ползунок переключателя из положения 1—3 в положение 1—2, присоединяя таким образом вольтметр параллельно резистору, и подбирают такое значение сопротивления R = R2, при котором падение напряжения на резисторе также равно U1.

4) вычисляют индуктивность катушки по формуле:

L’x = 0,00318 √RR2 Гн, (32)

где R1 и R2 — сопротивления резистора (Ом) при нахождении ползунка переключателя в положениях 1—3 и 1—2.

При отсутствии переменного резистора индуктивность катушки измеряют с помощью постоянного резистора. Схема и процесс измерения остаются прежними, формула же для подсчета Lх — дополняется множителем U1/U2, то есть приобретает вид:

L»x = 0,00318 R(U1/U2) Гн, (33)

где R — сопротивление резистора, Ом,

U1 и U2 — показания вольтметра в положениях 1—3 и 1—2 ползунка переключателя.

В большинстве случаев индуктивные сопротивления обмоток намного превышают их активные сопротивления, поэтому приведенные выше формулы дают достаточно точные значения индуктивности.

Однако если число витков катушки мало, а сопротивление постоянному (или переменному) току велико (несколько десятков или сотен Ом), то L’x и L»x вычисляют по другим, более точным формулам, а именно:

(34)

где R — сопротивление резистора при нахождении ползунка переключателя в положении 1—2; U — напряжение на последовательно соединенных R иLx; U2 — напряжение на резисторе равное напряжению U1 на катушке Lх;

Lx» = 0,00318 R0 / tg α,

где R — активное сопротивление обмотки;

α — угол, образованный стороной ВС треугольника ABC (рис. 2.40) и перпендикуляром, опущенным из точки В на продолжение стороны ЛС.

Варианты измерения

Индуктивность катушки в физике определяется путём выполнения вычислений. Однако эту величину можно не только рассчитать, но и измерить. Делается это при помощи прямого или косвенного метода.

Прямой метод

Для измерения индуктивности катушки этим методом необходимо использовать специальные мостовые или прямопоказывающие устройства. С их помощью можно получить максимально точные данные, которые помогут выбрать требуемую катушку для схемы.

Порядок проведения измерений включает в себя следующие этапы:

  1. К прямопоказывающему приспособлению подключают катушку.
  2. После этого постепенно изменяют диапазоны измерений. Это делается до тех пор, пока получаемый результат не будет находиться примерно в середине интервала.
  3. Полученный результат фиксируют и высчитывают с учётом цены деления прибора, а также коэффициента, соответствующего положению переключателя.

Измерение выполняют путём проведения таких действий:

  1. Включённый мостовой прибор подсоединяют к катушке, индуктивность которой необходимо определить.
  2. Аналогично прямопоказывающему устройству проводят переключение интервалов измерений.
  3. После каждого такого действия ручку регулятора балансировки моста поочерёдно перемещают в одно и другое предельное положение.
  4. Как только удалось определить диапазон, в котором мост будет сбалансирован, можно выполнять дальнейшие действия.
  5. На следующем этапе измерений выполняется постепенное перемещение стрелочного индикатора.
  6. После того как в динамике прибора исчезнет звук, необходимо зафиксировать показатели.
  7. Затем их рассчитывают в соответствии с ценой деления шкалы и предусмотренным коэффициентом.

Вам это будет интересно Генератор из асинхронного двигателя своими руками

Косвенное определение

Для того чтобы измерить коэффициент самоиндукции, необходимо провести несколько подготовительных мероприятий. В первую очередь нужно собрать измерительную цепь по стандартной схеме, а также подготовить все необходимые приспособления (генератор синусоидального напряжения, частотомер, а также миллиамперметр и вольтметр, рассчитанные на переменный ток).

Порядок определения параметра:

  1. К выходу генератора параллельно подключают вольтметр. Он должен быть переключён в режим, при котором верхнее предельное значение будет соответствовать напряжению в 3−5 вольт.
  2. Аналогично подсоединяют и частотомер.
  3. Отдельно собирают вторую цепь. В ней последовательно соединяют миллиамперметр и катушку, индуктивность которой нужно определить.
  4. Затем обе цепи подключают параллельно друг к другу.
  5. Подключённый генератор устанавливают в режим выработки синусоидального напряжения.
  6. Путём изменения частоты добиваются такой работы приборов, при которой вольтметр будет показывать примерно 2 вольта. При этом сила тока на миллиамперметре будет постепенно уменьшаться.
  7. После этого ручку частотомера перемещают в положение, соответствующее частоте измерений.
  8. Как только эти действия будут выполнены, можно фиксировать значения.

Полученные данные переводятся в СИ, а затем выполняются все необходимые расчёты. Первым делом определяется индуктивное сопротивление. Для этого значения приборов подставляются в следующую зависимость: X=U/I, где U — напряжение, а I — сила тока. Результат расчётов будет выражен в омах.

После этого вычисляется индуктивность по формуле L=X/2 πF. В ней используются такие условные обозначения:

  • X — индуктивное сопротивление;
  • π — математическая постоянная (примерно 3,14);
  • F — частота в герцах, при которой проводились измерения.

Индуктивность — это важный физический параметр, позволяющий определить магнитные свойства электроцепи. При точном его измерении и правильном проведении предусмотренных расчётов можно получить достоверные данные, которые понадобятся при выборе катушки.

Косвенный метод (ваттметр, вольтметр, амперметр)(рис.2)

Этот метод наиболее прост по своей реализации, так как не требует специальных схем включения, а требует всего лишь трех приборов – амперметра, ваттметра и вольтметра. Измерив действующие значения напряжения U и тока I, мы можем получить полное сопротивление . Измерив активную мощность Р получим активное сопротивление элемента: Соответственно реактивное будет равно: Если искомое сопротивление индуктивное: Емкостное:

Где ω – циклическая частота сети .

Схема установки: Этот метод проще мостового, но для его применения необходимо три измерительных прибора, что не всегда удобно.

рис.2рис.3 рис.4

Мостовой метод

Данная схема обычно применяется в лабораториях, где есть образцовые элементы. Схемы приведены ниже – для измерения индуктивности (R1 и L1):

Плечи моста имеют сопротивления в комплексных числах: Выразив это через общее уравнение моста мы получим: Приравняв мнимые и вещественные составляющие мы сможем получить формулы для определения R1 и L1, а именно:

На рис.4.показана схема для измерения емкости:

Проведя те же действия что и для индуктивности получим:

Калибровка измерителя индуктивности

Аналогично — в остальных диапазонах. Естественно, что для калибровки нужны точные индуктивности, либо образцовый прибор, которым необходимо измерить имеющиеся у вас индуктивности. У меня, к сожалению, с этим были проблемы, так что нормально откалибровать не получилось. В наличии у меня есть десятка два катушек, выпаянных из разных плат, большинство из них без какой-либо маркировки.

Их я измерил на работе прибором (совсем не образцовым) и записал на кусочках бумажного скотча, которые прилепил к катушкам. Но тут ещё проблема и в том, что у любого прибора тоже есть какая-то своя погрешность.

Есть ещё один вариант: можно использовать . Из деталей нужен всего один резистор, два штеккера и два зажима. Также нужно научиться пользоваться данной программой, как пишет автор, измерения «требуют определённой работы мозга и рук». Хотя точность измерений здесь тоже «радиолюбительская», у меня получились вполне сравнимые результаты.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

  1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
  2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
  3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки.

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

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363. Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей. Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h21Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%. Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

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

Приставка миллиомметр к мультиметру

Работа схемы приставки миллиомметра основана на определении падения напряжения на предмете измерения, при протекании через него фиксированного тока. Ток формируется генератором на транзисторе. Работой транзистора управляет усилитель на микросхеме TL062, которая питается стабилизированным напряжением от микросхемы 78L05. Предел измерений изменяется при помощи переключателя SA1. Диод, подключённый параллельно объекту измерения предохраняет мультиметр при включении приставки без измеряемого компонента. Особо следует заметить, что кнопка SB1 включается только исключительно на время проведения измерений. От себя добавил в схему светодиод с ограничивающим резистором номиналом 1,2 кОм для индикации включения. Подробнее здесь…

Как видите, купить такой себе супер-универсальный измеритель в стиле «швейцарский многофункциональный нож», где была бы возможность мерять всё и вся — невозможно. Но возможно потратить немного времени и деталей, собрав на базе даже самого бюджетного мультиметра, достаточный для своих целей прибор. А если у вас есть и свои наработки по этой теме, то присылайте на почту — добавим в статью, пополнив общую копилку знаний.

Форум по измерительным приборам

Примеры измерений

DC 200 mV
15 Вольт

Результаты измерений индуктивности 100 мкГ

Первый диапазон

Второй диапазон

Третий диапазон

С помощью программы LIMP

Недостатки схемы:
нужны дополнительно мультиметр и внешний блок питания, несколько сложная и непонятная калибровка (особенно, когда нечем калибровать), невысокая точность измерений, маловат верхний предел.

Я считаю, что этот простой измеритель индуктивности может быть полезен начинающим радиолюбителям, а также тем, у кого не хватает средств на покупку дорогостоящего прибора.

Применение данного измерителя оправдано в тех случаях, когда к точности измерений абсолютных значений индуктивности не предъявляется строгих требований.

Измеритель может, например, пригодиться для контроля индуктивности обмоток при намотке дросселей сетевых фильтров, подавляющих синфазные помехи. При этом важна идентичность двух обмоток дросселя, чтобы не допустить насыщение сердечника.

Источники

1. Статья. В помощь радиолюбителю. Выпуск 10. Информационный обзор для радиолюбителей / Сост. М.В. Адаменко. — М.: НТ Пресс, 2006. — С. 8.

Измерение индуктивности и емкости с помощью мультиметра и компьютера

Сегодня на рынке много сравнительно дешевых цифровых мультиметров измеряющих сопротивления в широких пределах и емкости конденсаторов до 20 мкФ и более. Однако приборы, измеряющие индуктивности сравнительно дороги, да и нужны они не каждый день.

Электрику-ремонтнику довольно частот приходится измерять индуктивность катушек реле, обмоток трансформаторов и т. п. для определения их исправности. При этом самостоятельное изготовление прибора или приставки для измерения индуктивности затрудняется том, что для него требуется источника питания и частотомер для настройки генератора. Надо отметить, что в таких приборах (приставках) предлагаемых в различных источниках стабильность частоты и амплитуды генератора не высока. Отсюда и точность измерений также не высока.

Предлагается предельно простой прибор на базе компьютера и цифрового вольтметра позволяющий измерять индуктивности от 10 мкГн до 1 Гн и емкости от 10 пФ до 1 мкФ с достаточно высокой точностью, которая определяется точностью вольтметра.

Как известно, импеданс индуктивности описывается формулой:

Перепишем формулу следующим образом:

ZL = kL где k = 2πf — коэффициент пропорцио­нальности.

Для упрощения процесса измерения, рассчитаем f таким образом чтобы k равнялся ровно 100000:

f = к/2π = 100000/6,2831853 = 15915,4943 Гц.

Как видим, для k = 10000 необходима частота 1591,5 Гц, а для k = 1000 — 159,15 Гц.

Принцип работы измерителя индуктивностей показан на рис.1, а на рис.2 — измерителя емкости. В обоих случаях компьютер (точнее его зву­ковая карта) выступает в качестве генератора высокостабильного по частоте и напряжению тестового сигнала, а мультиметр — в качестве вольтметра переменного тока.

Если сопротивление источника сигнала превышает сопротивление нагрузки в 10 раз и более можно считать что данный источник сигнала является источником тока. Для выполнения этого условия, комплексное сопротивление измеряемой индуктивности не должно превышать 1/10 резистора R1.

Выходное напряжение генератора должно быть равно 1 В (действующее значение), при этом напряжение на измеряемой индуктивности не должно превышать 100 мВ.

Милливольтметр U2 используется на пределе 100 мВ. В качестве источника сигнала используется звуковая карта компьютера (ноутбука). При этом, в качестве тестовых сигналов используются wav-файлы записанные с помощью аудиоредактора (например, GoldWav) с уровнем 0 дБ. Выходное напряжение звуковой карты как правило несколько больше 1 В. Требуемое напряжение выставляют регулятором громкости. Если оно все же меньше 1 В (что может быть в некоторых ноутбуках), то придется использовать поправочный коэффициент, что вносит некоторые неудобства при измерениях. Предположим выходное напряжение звуковой карты равно 0,91 В. В этом случае поправочный коэффициент равен k = 1/0,91 = 1,1.

Упрощенный вариант прибора показан на рис.З, на котором включенный как вольтметр цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов показан как стрелочный прибор.

Пределы измерения с помощью этого прибора сведены в таблицу.

Для оперативного переключения резисторов можно использовать переключатель на 3 положения. Пределы измерения можно расширить если дополнительно использовать резисторы 100 кОм и 1 МОм.

При показаниях вольтметра меньше 10 мВ и больше 100 мВ для повышения точности измерений следует перейти на другой диапазон. Это может быть сделано двумя способами: изменением частоты и переключением номинала резистора.

Если при измерении индуктивности напряжение на проверяемой индуктивности больше 100 мВ, то необходимо увеличить резистор или снизить частоту сигнала и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Если при измерении емкости показания прибора больше 100 мВ, то необходимо уменьшить резистор или повысить частоту и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Частота тест сигнала, Гц Диапазон измерения индуктивностей и емкостей при сопротивлении резистора R1
100 10к
15915 10…100 мкГн 0,1…1 мГн 1…10 мГн
1…10 нф 100…1000 пф 10…100 пф
1591,5 0,1…1 мГн 1…10 мГн 10…100 мГн
10…100 нФ 1…10 нф 10…1000пФ
159,15 1…10 мГн 10…100 мГн 0,1…1 Гн
0,1…1 мкФ 10…100 нф 1…10 нф

Конструкция упрощенного измерителя

Для его изготовления понадобится кабель с разъемом minijack, например, от вышедших из строя телефонов плеера. Если требуется измеритель индуктивности в пределах 0,1… 100 мГн то можно обойтись всего одним резистором 1 кОм и тремя файлами указанных выше сигналов.

На рис.4 показан такой измеритель с двумя резисторами типа СМД номиналами 1 кОм и 10 кОм, при этом пределы измерения расширяются на порядок.

Источник