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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medición de inductancia con un instrumento combinado. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El dispositivo combinado [1], modificado de acuerdo con [2, 3], carece de una función importante: medir la inductancia. Mientras tanto, los inductores son quizás los únicos elementos caseros con los que los radioaficionados tienen que lidiar en su práctica, ya sea dándoles cuerda ellos mismos o utilizando otros fabricados por otra persona. Y si los parámetros de los elementos de radio fabricados en fábrica se indican en sus carcasas o en la documentación, entonces la única forma de obtener información sobre la inductancia de una bobina casera es medirla. Por lo tanto, durante el siguiente perfeccionamiento del dispositivo, el autor introdujo en él un modo de medición de inductancia. El método elegido para medir la inductancia es el siguiente. Bobina de medición Lx forma un circuito oscilatorio paralelo con el condensador C, cuya capacitancia se conoce con precisión. Este circuito forma parte del generador de oscilaciones eléctricas, estableciendo su frecuencia F. Esta frecuencia se mide con un frecuencímetro y se determina el valor medido. fórmula de inductancia Lx = 25330/(C F2). Si la frecuencia se mide en megahercios y la capacitancia en picofaradios, la inductancia se obtendrá en microhenrios. Para reducir los costos de actualización del dispositivo combinado, la condición principal para la implementación práctica de este método en él, el autor estableció la no interferencia en el hardware existente. El dispositivo tiene un modo frecuencímetro y un microcontrolador que puede realizar con éxito los cálculos necesarios. Lo único que falta es un generador, que sería recomendable realizar en forma de un accesorio externo conectado al dispositivo a través de un conector que ya se encuentra en el mismo. Los radioaficionados suelen utilizar accesorios similares a los frecuencímetros para medir la capacitancia y la inductancia. En este caso, para simplificar los cálculos, a menudo se elige una capacitancia estándar de 25330 pF. En este caso, la fórmula anterior toma la forma Lx = 1/F2. En [4, 5] se dan ejemplos del uso de dichos prefijos. En el caso considerado, no es necesario utilizar un condensador de exactamente esta capacitancia, ya que el microcontrolador del dispositivo es capaz de realizar cálculos para cualquiera de sus valores. El diagrama esquemático del accesorio se muestra en la Fig. 1. Es similar al utilizado en [5], y las diferencias menores están asociadas con el uso de piezas de otros tipos. La señal de salida del decodificador es una secuencia de pulsos rectangulares con una amplitud de aproximadamente 3 V, seguidos de una frecuencia igual a la frecuencia de resonancia del circuito oscilatorio de medición L.xC 1. El propósito de los elementos del circuito y el funcionamiento del dispositivo se describen en [4, 5] y por lo tanto no se consideran aquí.
El decodificador se conecta al conector XS1 del instrumento combinado mediante un cable plano de tres hilos. El refinamiento del dispositivo en sí se redujo a cambiar el programa de su microcontrolador, que ahora, además de las funciones disponibles anteriormente, permite recibir la señal del decodificador, procesarla y mostrar el valor de la inductancia medida en el LCD. Principales características técnicas
El rango de valores permitidos de la inductancia medida está limitado por software. En principio es posible medir fuera de este intervalo, especialmente hacia valores mayores, pero allí el error aumenta significativamente. El decodificador utiliza únicamente componentes de montaje en superficie, lo que permitió colocarlos en una placa de circuito impreso de 22x65 mm, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2. Resistencias y condensadores: tamaño 1206.
Es inaceptable utilizar un condensador con una capacidad nominal diferente a la indicada en el diagrama como C1 (incluido en el circuito oscilatorio de medición), ya que esto puede provocar mal funcionamiento en el programa. Pero no es necesario seleccionar su capacidad con gran precisión. La selección ha sido reemplazada por la calibración del software del dispositivo. Sin embargo, aquí es recomendable instalar un condensador con un TKE mínimo, por ejemplo, con un dieléctrico NPO. Coloque el tablero terminado en una caja de dimensiones adecuadas. Para conectar la inductancia medida, es conveniente utilizar una abrazadera de resorte de dos clavijas para sistemas acústicos. En el propio dispositivo combinado es necesario realizar la modificación descrita en [3], si no se ha hecho previamente. Después de esto, en el pin 2 del conector XS1 debe haber una tensión de +5 V. Los códigos del archivo adjunto Osc-L-_2_04.hex deben cargarse en la memoria FLASH del microcontrolador. Después de conectar el decodificador y suministrar energía, aparecerá el menú principal en la pantalla LCD del dispositivo (Fig. 3). Para ingresar al modo de medición de inductancia, debe presionar la tecla "GN" dos veces. El primero cambiará el dispositivo al modo generador y el segundo al modo de medición de inductancia. El nombre del modo se mostrará en la parte superior de la pantalla LCD, y en su línea inferior habrá una pista, de la cual se deduce que se debe presionar la tecla 2 para realizar la calibración y la tecla D para medir la inductancia. .
Se requiere calibración antes del primer uso del dispositivo. En el futuro, esto debe realizarse solo después de la reparación del dispositivo o accesorio, así como si existen dudas sobre la exactitud de los resultados de la medición. Algunas palabras sobre el contenido de la calibración. Para calcular la inductancia utilizando la fórmula comentada al principio del artículo, necesita saber el valor exacto de la capacitancia del circuito oscilante. Pero además de la capacitancia del capacitor C1, también incluye otros componentes: capacitancias parásitas de otros componentes y capacitancia de montaje. Cuando se inicia el programa por primera vez, el programa desconoce el valor real de la capacitancia del circuito y opera con el valor nominal de la capacitancia del capacitor C1 de 22000 pF. La tarea de calibración es calcular la capacitancia real del circuito oscilante del decodificador para utilizar este valor en futuras mediciones. Para hacer esto, necesita conectarse a la consola como Lx bobina de inductancia L conocida con precisiónarr. Habiendo medido la frecuencia de la señal generada por el decodificador con dicha bobina, calcule la capacitancia real del circuito oscilante usando la fórmula C = 25330/(Larr.F2) El programa escribe el valor de esta capacitancia obtenido durante la calibración en la EEPROM del microcontrolador y posteriormente lo utiliza para calcular la inductancia. La precisión de la calibración y, por tanto, de las mediciones posteriores, depende de la precisión del valor de la inductancia de referencia. Por lo tanto, es necesario conocerlo con un error de no más del 1...2%, por ejemplo midiendo con un instrumento verificado de la clase de precisión adecuada. Cuando se inicia la calibración, se muestra un mensaje en la pantalla (Fig. 4) con una propuesta para conectar una inductancia de referencia al decodificador, ingresar su valor y realizar la calibración, o rechazarla. Se recomienda seleccionar una inductancia de referencia dentro de los límites indicados en pantalla, ya que en este caso el error de medición es mínimo. Si se comete un error al ingresar un valor, puede presionar la tecla # para ingresarlo nuevamente.
Después de la calibración, el dispositivo mide automáticamente la inductancia de referencia y muestra su valor en la pantalla (Fig. 5). Si se rechaza la calibración, también se realizará la medición de la inductancia de referencia, pero con un dispositivo no calibrado con un resultado poco confiable.
Para medir una inductancia desconocida, debe conectarla al accesorio y presionar la tecla D del dispositivo. Si intenta medir una inductancia cuyo valor está fuera de los límites permitidos para el dispositivo, aparecerá un mensaje en la pantalla indicando que la medición fue rechazada por este motivo. Salga del modo de medición de inductancia presionando una de las teclas OS, LA o GN, que cambia el dispositivo a los modos de funcionamiento correspondientes. Programa de microcontrolador modificado: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/osc-L-2-04.zip. Literatura
Autor: A. Savchenko
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