Pomiar L powyżej 100mH multimetrem...

Przystawka do multimetru

LC Miarka (wg. projektu Phila Rice) jest jednym z najczęściej używanych przeze mnie przyrządów pomiarowych. Działa niezwodnie. Ma ona jednak pewne ograniczenia, które autor wyraźnie wskazuje w opisie projektu:

"...Wyświetlacz wyświetla 838nF / 83.88mH jeśli kondensator lub cewka jest był zbyt duża - (8388608 = 2 ^ 23)..."

/The display showed 838nF/83.88mH if the cap or the coil was too large - (8388608 = 2^23)/. 83,88 nie oznacza niczego dobrego...

Na stronie projektu udostępnia odpowiednie wersje "hex'ów" (wsadów) dla PIC16F84 lub PIC16F628. Zamiast błędnej wartości wyświetlają one komunikat ("MAX"), sygnalizujące przekroczenie wartości maksymalnej.

Ostatnio chciałem zmierzyć cewki (dławiki), których indukcyjność przekraczała 100mH. Oczywiście na rynku dostępnych jest wiele urządzeń umożliwiających mniej lub bardziej precyzyjny pomiar takich cewek. I nawet nie ich cena (od kilkadziesięciu zł) była przeszkodą. Powoli zaczyna mi już brakować miejsca na półkach.

Testowe łoże boleści...

Opisy filtrów pasmowych w torach akustycznych TRX (urządzeniach nadawczo-odbiorczych) bywają bardzo: zdawkowe (metoda filtrowa formowania sygnału) lub rozbudowane (formowanie sygnałów z wykorzystaniem przesuwników fazowych). I nie zawsze opisy dotyczyły zagadnień mnie interesujących.

Chciałem sprawdzić właściwości i przydatność akustycznych filtrów LC we własnym zakresie. Potrzebowałem czegoś co zmierzyłoby L w zakresie 100mH do 1H.

W Internecie znalazłem opis prostej przystawki do multimetru pozwalającego (po prostej modyfikacji układu) na pomiar indukcyjności w zakresie 200mH-2H.

Zrezygnowałem z możliwości pomiaru pojemności (tę funkcję posiada mój multimetr UNI-T70B), a po zaprojektowaniu płytki okazało się, że "w szufladzie" mam wszystkie potrzebne komponenty. Koszt: kilka złotych, więc inwestycja opłacalna.

Schemat

Nie będę opisywał zasady działania przystawki, gdyż została ona bardzo szczegółówo i zrozumiale omówina w niniejszym artykule.

Zwracam uwagę na istotny IMO szczegół wskazany przez autorów:

"Uwaga! W układzie nie mogą pracować układy bipolarne rodzin TTL Standard, S, F, LS, AS. Nie powinny też być stosowane kostki ‘HCT14, ‘ACT14 ze względu na obniżone wartości napięć progowych."

Prasowanka przystawki (lustro!)

W projekcie użyto (i ja też tak zrobiłem) układu 74AC14. Zaprojektowanie płytki PCB (technologia mieszana, głównie SMD: 0805, 1szt. 1206, itp.) zajęło chwilę.

Rozstaw wyprowadzeń (PAD1, PAD2) do miernika zaprojektowano tak by można było w płytkę wlutować bolce wtyczek "bananek". Ale potem ... wlutowałem przewody zakończone wtykami bananowymi. Zadecydowały względy praktyczne.

Układ elementówRysunek z prawej przedstawia ułożenie elementów na płytce. 

I po godzinie testowałem przystawkę. 

Kalibracja i pomiar

Układ zmodyfikowałem zgodnie z sugestiami zawartymi w artykule w sekcji pt.: "Dla dociekliwych i zaawansowanych".

Kondensator C1 i zworka JP1 dają możliwość ewentualnej skokowej zmiany częstotliwości. Przy pomocy potencjometru montażowego R2 zmienia się płynnie częstotliwość greneratora. W oryginalnym układzie jako kondensator C7 proponowano kondensator tantalowy. Zastosowałem kondensator SMD 1210 10uF/16V. Kondensator C8 (0805) daje możliwość skorygowania wartości kondensatora Prawidłowo zmontowany układ startuje od razu. Ze względu na fakt, że generator generuje sygnał o częstotliwości akustycznej (ok. 1,5kHz) to obecność sygnału można sprawdzić "na ucho". Ale ostrożnie, bo sygnał wyjciowy ma poziomy TTL. Nie każdy wzmacniacz, głośnik czy słuchawki wytrzymają taki sygnał.

Kalibracja i weryfikacjaNajlepszym rozwiązaniem jest oczywiście weryfikacja sygnału przy pomocy oscyloskopu.

Kalibrację (wykorzystałem cewki: 10mH, 160mH i 500mH, których indukcyjność ustalono na innym przyrządzie) układu przeprowadzono zgodnie z opisem zawartym w artykule.

Fotografie obok obrazują przebieg procesu.

Trzeba zaznaczyć, że ze względu na niską częstotliwość generatora oraz dużą stałą czasową pomiar za pomocą tej przystawki wymaga cierpliwości. Tzn. określenie indukcyjności np. 160mH trwa ok. 30s. Zmiana wartości po tym czasie nie przekraczała 5%.

Im indukcyjność większa tym czas będzie wydłużał się. Maksymalna wartość to (według opisu) ok. 2H. Ile czasu trwa pomiar takiej wartości nie sprawdziłem, bo nie miałem takiej cewki.

IMO prezentowana przystawka jest rozsądnym kompromisem pomiędzy: możliwością poprawnego oszacowania(!) wartości mierzonej indukcyjności, złożonością układu, jego kosztem a... użytecznością.

Użyteczność przystawki potwierdziła praktyczna realizacja filtrów akustycznych. Czas poświecony na dobór elementów indukcyjnych zadecydowanie ułatwił uruchamianie projektowanych układów. A ich charakterystyka była bardziej zbliżona do tej zasymulowanej przy użyciu programu np. RFSim99.

Oczywiście są projekty bardziej rozbudowane czy zaawansowane technicznie - ale ten mimo upływu nadal jest użyteczny.

Życzę powodzenia w uruchamianiu i używaniu opisanego układu !

Powrót