Mesure d'inductance avec un instrument combiné. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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Le dispositif combiné [1], modifié conformément à [2, 3], est privé d'une fonction importante - mesurer l'inductance. Pendant ce temps, les inducteurs sont peut-être les seuls éléments faits maison avec lesquels les radioamateurs doivent composer dans leur pratique, soit en les enroulant eux-mêmes, soit en utilisant ceux fabriqués par quelqu'un d'autre. Et si les paramètres des éléments radio fabriqués en usine sont indiqués sur leur boîtier ou dans la documentation, alors le seul moyen d'obtenir des informations sur l'inductance d'une bobine artisanale est de la mesurer. Par conséquent, lors du perfectionnement suivant du dispositif, l'auteur y a introduit un mode de mesure d'inductance.

La méthode choisie pour mesurer l'inductance est la suivante. Bobine de mesure L_x forme un circuit oscillant parallèle avec le condensateur C dont la capacité est connue avec précision. Ce circuit fait partie du générateur d'oscillations électriques, fixant leur fréquence F. Cette fréquence est mesurée avec un fréquencemètre et la valeur mesurée est déterminée

formule inductance

L_x = 25330/(C F²).

Si la fréquence est mesurée en mégahertz et la capacité en picofarads, l'inductance sera obtenue en microhenry.

Afin de réduire les coûts de mise à niveau du dispositif combiné, condition principale pour la mise en œuvre pratique de cette méthode, l'auteur a fixé la non-interférence dans le matériel existant. L'appareil dispose d'un mode fréquencemètre et d'un microcontrôleur capable d'effectuer avec succès les calculs nécessaires. Il ne manque plus qu'un générateur, qu'il conviendrait de réaliser sous la forme d'une fixation externe reliée à l'appareil via un connecteur déjà présent sur celui-ci.

Les radioamateurs utilisent souvent des accessoires similaires aux fréquencemètres pour mesurer la capacité et l'inductance. Dans ce cas, pour simplifier les calculs, une capacité standard de 25330 pF est souvent choisie. Dans ce cas, la formule ci-dessus prend la forme

L_x = 1/F².

Des exemples d'utilisation de tels préfixes sont donnés dans [4, 5]. Dans le cas considéré, il n'est pas nécessaire d'utiliser un condensateur exactement de cette capacité, puisque le microcontrôleur de l'appareil est capable d'effectuer des calculs pour n'importe laquelle de ses valeurs.

Le diagramme schématique de l'accessoire est présenté sur la Fig. 1. Il est similaire à celui utilisé dans [5], et des différences mineures sont associées à l’utilisation de pièces d’autres types. Le signal de sortie du décodeur est une séquence d'impulsions rectangulaires d'une amplitude d'environ 3 V, suivies d'une fréquence égale à la fréquence de résonance du circuit oscillant de mesure L._xC 1. Le but des éléments du circuit et le fonctionnement du dispositif sont décrits dans [4, 5] et ne sont donc pas pris en compte ici.

Riz. 1. Schéma de principe du décodeur (cliquez pour agrandir)

Le décodeur est connecté au connecteur XS1 de l'instrument combiné à l'aide d'un câble plat à trois fils. Le raffinement de l'appareil lui-même se résumait à modifier le programme de son microcontrôleur, qui désormais, en plus des fonctions précédemment disponibles, permet de recevoir le signal du décodeur, de le traiter et d'afficher la valeur de l'inductance mesurée sur le Écran LCD.

Principales caractéristiques techniques

• Inductance mesurée, µH ....... 8... 999000
• Erreur de mesure, %, pas plus : de 8 μH à 15 μH ....... 5
• 15 µH à 20 mH .......2,5
• 20 mH à 150 mH.......5
• 150 mH à 999 mH.......20
• Résolution de lecture d'inductance, μH : de 8 à 999 μH .......0,1
• 1 à 999mH.......10
• Tension d'alimentation, V ....... 5
• Courant de consommation, mA....... 8

La plage des valeurs admissibles de l'inductance mesurée est limitée par le logiciel. En principe, il est possible de mesurer en dehors de cet intervalle, notamment vers des valeurs plus élevées, mais l'erreur y augmente considérablement.

Le décodeur utilise uniquement des composants montés en surface, ce qui a permis de les placer sur un circuit imprimé mesurant 22x65 mm, dont le dessin est illustré à la Fig. 2. Résistances et condensateurs - taille 1206.

Riz. 2. Circuit imprimé

Il est inacceptable d'utiliser un condensateur d'une capacité nominale différente de celle indiquée dans le schéma comme C1 (inclus dans le circuit oscillatoire de mesure), car cela pourrait entraîner des dysfonctionnements dans le programme. Mais il n’est pas nécessaire de sélectionner sa capacité avec une grande précision. La sélection a été remplacée par un calibrage logiciel de l'appareil. Cependant, il est conseillé d'installer ici un condensateur avec un TKE minimum, par exemple avec un diélectrique NPO.

Placez la planche finie dans une caisse aux dimensions appropriées. Pour connecter l'inductance mesurée, il est pratique d'utiliser une pince à ressort à deux broches pour les systèmes acoustiques.

Dans le dispositif combiné lui-même, il est nécessaire d'effectuer la modification décrite dans [3], si cela n'a pas été fait auparavant. Après cela, une tension de +2 V doit être présente sur la broche 1 du connecteur XS5. Les codes du fichier ci-joint Osc-L-_2_04.hex doivent être chargés dans la mémoire FLASH du microcontrôleur.

Après avoir connecté le décodeur et mis sous tension, le menu principal apparaîtra sur l'écran LCD de l'appareil (Fig. 3). Pour accéder au mode de mesure d'inductance, vous devez appuyer deux fois sur la touche "GN". Le premier fera passer l'appareil en mode générateur et le second en mode mesure d'inductance. Le nom du mode sera affiché en haut de l'écran LCD, et dans sa ligne inférieure il y aura un indice, d'où il résulte que la touche 2 doit être enfoncée pour effectuer l'étalonnage, et la touche D doit être enfoncée pour mesurer l'inductance. .

Riz. 3. Menu principal

Un calibrage est requis avant la première utilisation de l'appareil. À l'avenir, cela ne devrait être effectué qu'après réparation de l'appareil ou de l'accessoire, ainsi qu'en cas de doute sur l'exactitude des résultats de mesure.

Quelques mots sur le contenu de l'étalonnage. Pour calculer l'inductance à l'aide de la formule évoquée au début de l'article, vous devez connaître la valeur exacte de la capacité du circuit oscillant. Mais en plus de la capacité du condensateur C1, il comprend également d'autres composants - les capacités parasites d'autres composants et la capacité de montage. Au premier lancement du programme, la valeur réelle de la capacité du circuit est inconnue du programme et celui-ci fonctionne avec la valeur nominale de la capacité du condensateur C1 de 22000 XNUMX pF. La tâche de l'étalonnage consiste à calculer la véritable capacité du circuit oscillant du décodeur afin d'utiliser cette valeur dans les mesures futures.

Pour ce faire, vous devez vous connecter à la console en tant que L_x bobine d'inductance L connue avec précision_arr. Après avoir mesuré la fréquence du signal généré par le décodeur avec une telle bobine, calculez la véritable capacité du circuit oscillant à l'aide de la formule

C = 25330/(L_arr.F²)

Le programme écrit la valeur de cette capacité obtenue lors de l'étalonnage dans l'EEPROM du microcontrôleur et l'utilise ensuite pour calculer l'inductance. La précision de l'étalonnage, et donc des mesures ultérieures, dépend de la précision de la valeur de l'inductance de référence. Par conséquent, vous devez le connaître avec une erreur ne dépassant pas 1...2 %, par exemple en le mesurant avec un instrument vérifié de la classe de précision appropriée.

Lorsque l'étalonnage est lancé, un message s'affiche à l'écran (Fig. 4) avec une proposition de connecter une inductance de référence au décodeur, de saisir sa valeur et d'effectuer l'étalonnage, ou de le refuser. Il est recommandé de sélectionner une inductance de référence dans les limites indiquées sur l'écran, car dans ce cas l'erreur de mesure est minime. Si une erreur est commise lors de la saisie d'une valeur, vous pouvez appuyer sur la touche # pour la saisir à nouveau.

Riz. 4. Message lors du démarrage de l'étalonnage

Après calibrage, l'appareil mesure automatiquement l'inductance de référence et affiche sa valeur sur l'écran (Fig. 5). Si l'étalonnage est refusé, la mesure de l'inductance de référence sera également effectuée, mais avec un appareil non calibré avec un résultat peu fiable.

Riz. 5. La valeur de l'inductance mesurée sur l'écran de l'appareil

Pour mesurer une inductance inconnue, vous devez la connecter à l'accessoire et appuyer sur la touche D de l'appareil. Si vous essayez de mesurer une inductance dont la valeur est en dehors des limites admissibles pour l'appareil, un message s'affichera à l'écran indiquant que la mesure a été rejetée pour cette raison.

Quittez le mode mesure d'inductance en appuyant sur l'une des touches OS, LA ou GN, ce qui fait passer l'appareil dans les modes de fonctionnement correspondants.

Programme de microcontrôleur modifié : ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip.

littérature

1. Savchenko A. Dispositif combiné basé sur le microcontrôleur ATxmega. - Radio, 2014, n°4, p. 18-22 ; N°5 p. 22-25.
2. Savchenko A. Amélioration de l'instrument combiné basé sur le microcontrôleur ATxmega. - Radio, 2015, n°3, p. 29-34.
3. Savchenko A. Nouveaux modes dans un appareil de mesure combiné. - Radio, 2015, n°9, p. 17-19.
4. Belenetsky S. Accessoire pour mesurer l'inductance dans la pratique des radioamateurs. - Radio, 2005, n°5, p. 26-28.
5. Zorin S., Koroleva I. Fréquencemètre radioamateur. - Radio, 2002, n°6, p. 28, 29 ; N° 7, p. 39, 40.

Auteur : A. Savchenko

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