Буквой C. Вот отсюда и пошло название прибора. Или иными словами, LC-метр – это прибор для измерения значений индуктивности и емкости.
На фото он выглядит примерно вот так:
LC-метр на вид напоминает . Он также имеет два щупа для измерения значений катушки индуктивности и емкости. Выводы конденсаторов можно пихать либо в отверстия для конденсаторов, там где написано Cx, а можно и напрямую к щупам. Проще и быстрее все-таки подсоединять к щупам. Индуктивность и емкость измеряются очень просто, выставляем предел измерения, покрутив крутилку, и смотрим обозначение на дисплее LC-метра
. Как говорится, даже маленький ребенок без труда освоит эту “игрушку”.
Как измерить емкость LC-метром
Вот у нас четыре испытуемых конденсатора. Трое из них – неполярные, а один – полярный (черный с серой полосой)
Погнали
Давайте разберемся с обозначениями на конденсаторе. 0,022 мкФ – это его емкость, то есть 0,022 микрофарад. Далее +-5% – это его погрешность. То есть измеряемое значение может быть на плюс или минус 5% больше или меньше. Если больше или меньше 5 % – значит конденсатор у нас плохой, и его желательно не использовать. Пять процентов от 0,022 – это 0,001. Следовательно, конденсатор можно считать вполне рабочим, если его измеряемая емкость будет находится в диапазоне от 0,021 до 0,023. У нас значение 0,025. Если даже учесть погрешность измерения прибора – это не есть хорошо. Выкидываем его куда подальше. Ах да, обратите внимание на вольты, которые пишутся после процентов. Там написано 200 Вольт – это значит, что он рассчитан на напряжение до 200 Вольт. Если у него в схеме будет на выводах напряжение больше 200 Вольт, то он, скорее всего, выйдет из строя.
Если, например, на конденсаторе указано 220 В, то это – максимальное значение напряжения . С учётом того, что в сетях переменного тока указываются , то такой конденсатор не подойдёт для применения при напряжении сети 220 В, так как максимальное значение напряжения в этой сети = 220 В х 1,4 (то есть корень из 2) = 310 В. Конденсатор надо выбрать такой, чтобы он был рассчитан на напряжение намного превышающее 310 Вольт.
Следующий советский конденсатор
0,47 микрофарад. Погрешность +-10 %. Это значит 0,047 в ту и другую сторону. Его можно считать нормальным в диапазоне 0,423-0,517микроФарад. На LC-метре 0,489 – следовательно, он вполне работоспособный.
Следующий импортный конденсатор
На нем написано,22 – это значит 0,22 микрофарад. 160 – это предел напряжения. Вполне нормальный конденсатор.
И следующий электролитический или, как его называют радиолюбители, электролит. 2,2 микрофарада на 50 Вольт.
Все ОК!
Как измерить индуктивность LC-метром
Давайте замеряем индуктивность катушки индуктивности . Берем катушку и цепляемся к ее выводам. 0,029 миллигенри или 29 микрогенри.
Таким же образом можно проверить другие катушки индуктивности.
Где купить LC-метр
В настоящее время прогресс дошел до того, что можно купить универсальный R/L/C/Transistor-metr , который умеет замерять почти все параметры радиоэлектронных компонентов
Ну для эстетов все таки есть нормальные LC-метры, которые в один клик можно приобрести с Китая в интернет-магазине Алиэкспресс;-)
Вот страничка на LC-метры.
Вывод
Катушки индуктивности и конденсаторы – незаменимая вещь в электронике и электротехнике. Очень важно знать их параметры, потому как малейшее отклонение параметра от значения написанного на них может сильно изменить работу схемы, особенно это касается приемопередающей аппаратуры. Измеряйте, измеряйте и еще раз измеряйте!
LC-метр
Радиолюбителю очень часто приходится измерять емкость, реже - индуктивность. Емкость позволяют мерять многие мультиметры, а вот с индуктивностью дела обстоят хуже. Дешевых приборов для этого не существует, а дорогие не всем по карману.
Выходом из этой ситуации может быть очень простой и полезный LC-метр, описанный . Я только дополнил его автоматическим отключением через 1 мин. и индикатором разряда батарейки ниже 7 В, а также отказался от входного переключателя:
Он измеряет емкость от 0,1 пФ до 5 мкФ и индуктивность от 0,1 мкГн до 5 Гн с точностью 2-3 %. Емкости больше 5 мкФ удобно мерять ESR-метром . Эти приборы дополняют друг друга.
Резистор R7 (в исходной схеме из архива) я заменил транзистором КП103Е в режиме стабилизации тока. Так экономится несколько миллиампер потребляемого тока. В этих же целях можно заменить транзистор КТ361 на какой-нибудь p-канальный полевой и избавиться от тока базы и резистора на 5,1к.
Так выглядит готовое устройство:
Сделал как то себе этот крайне полезный и не заменимый прибор, из-за острой необходимости в измерении емкости и индуктивности. Обладает на удивление очень хорошей точностью измерения при этом схема довольно простая базовым компонентом которой является микроконтроллер PIC16F628A.
Схема:
Как видно, основные компоненты схемы это PIC16F628A, знакосинтезирующий дисплей (можно использовать 3 типа дисплея 16х01 16х02 08х02), линейный стабилизатор LM7805, кварцевый резонатор на 4 Мгц, реле на 5В в DIP корпусе, двух секционный переключатель (для переключения режимов измерения L или C).
Прошивки для микроконтроллера:
Печатная плата:
Файл печатной платы в формате sprint layout:
Исходная плата разведена под реле в DIP корпусе.
У меня такого не нашлось и я использовал что было, старое компактное как раз подходящее по размерам реле. В качестве танталовых конденсаторов использовал совковые танталовые. Переключатель режима измерения, выключатель питания и кнопку калибровки использовал, снятые когда то со старых совковых осциллографов.
Провода измерительные:
Должны быть как можно короче.
Во время сборки и настройки руководствовался вот этой инструкцией:
Соберите плату, установите 7 перемычек. Установите в первую очередь перемычки под PIC и под реле и две перемычки рядом с контактами для дисплея.
Используйте танталовые конденсаторы (в генераторе) — 2 шт.
10мкф.
Два конденсатора 1000пФ должны быть полиэстеровые или лучше (прим. допуск не более 1%).
Рекомендуется использовать дисплей с подсветкой (прим. ограничительный резистор 50-100Ом на схеме не указан контакты 15, 16).
Установите плату в корпус. Соединение между плату и дисплей по вашему желанию можно припаять, или сделать используя разъем. Провода вокруг переключателя L/C сделайте как можно короткими и жесткими (прим. для уменьшения «наводок» и для правильной компенсации измерений особенно для заземленного конца L).
Кварц следует использовать 4.000MHz, нельзя использовать 4.1, 4.3 и т.п.
Проверка и калибровка:
- Проверьте установку деталей на плате.
- Проверьте установку всех перемычек на плате.
- Проверьте правильность установки PIC, диодов и 7805.
- Не забудьте – «прошить» PIC до установки в LC — метр.
- Осторожно включите питание. Если есть возможность, используйте регулируемый источник питания в первый раз. Измерять ток при увеличении напряжения. Ток должен быть не более 20мА. Образец потреблял ток 8мА. Если ничего не видно на дисплее покрутите переменный резистор регулировки контраста. На дисплее должно быть написано «Calibrating », затем C=0.0pF (или С= +/- 10пФ).
- Подождите несколько минут («warm-up»), затем нажмите кнопку «zero» (Reset) для повторной калибровки. На дисплее должно быть написано C=0.0pF.
- Подключите «калибровочный» конденсатор. На дисплее LC – метра увидите показания (с +/- 10% ошибкой).
- Для увеличения показаний емкости замкните перемычку «4» см. картинку ниже (прим. 7 ножка PIC). Для уменьшения показаний емкости, замкните перемычку «3» (прим. 6 ножка PIC) см. картинку ниже. Когда значение емкости будет совпадать с «калибровочным» удалите перемычку. PIC запомнит калибровку. Вы можете повторять калибровку множество раз (до 10,000,000).
- Если есть проблемы с измерениями, вы можете с помощью перемычек «1» и «2» проверить частоту генератора. Подсоедините перемычку «2» (прим. 8 ножка PIC) проверьте частоту «F1» генератора. Должно быть 00050000 +/- 10%. Если показания будут слишком большие (near 00065535), прибор выходит в режим «переполнение» и показывает ошибку «overflow» . Если показание слишком низкие (ниже 00040000), вы потеряете точность измерения. Подсоедините перемычку «1» (прим. 9 ножка PIC) для проверки калибровки частоты «F2». Должно быть около 71% +/- 5% от «F1» которые вы получили подсоединяя перемычку «2».
- Для получения максимально точных показаний можно регулировать L до получения F1 около 00060000. Предпочтительней устанавливать «L» = 82 мкГн на схеме 100мкГн (вы можете не купить 82мкГн;)).
- Если на дисплее 00000000 для F1 или F2, проверьте монтаж около переключателя L/C — это означает, что генератор не работает.
- Функция калибровки индуктивности автоматически калибруется, когда происходит калибровка емкости. (прим. калибровка происходят в момент срабатывания реле когда замыкаются L иC в приборе).
Тестовые перемычки
- Проверка F2
- Проверка F1
- Уменьшение C
- Увеличение C
Как проводить измерения:
Режим измерения емкости:
- Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «C»
- Нажимаем кнопку «Zero»
- Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «C = 0.00pF»
Режим измерения индуктивности:
- Включаем прибор, ждем пока загрузится
- Переводим переключатель выбора режима измерения в положение «L»
- Замыкаем измерительные провода
- Нажимаем кнопку «Zero»
- Появляется надпись «Setting! .tunngu.» ждем пока не появится «L = 0.00uH»
Ну вроде все, вопросы и замечания оставляйте в комментариях под статьей.
В данной статье приведен LC метр, который можно собрать своими руками. Он построен на пяти транзисторах и, несмотря на свою простоту, позволяет в широких пределах измерять емкость конденсаторов и индуктивность катушек. Для измерения использовано 4 диапазона для конденсаторов и 5 диапазонов для катушек. После несложной калибровки, с использованием двух подстроечных резисторов, максимальная погрешность измерения во всех диапазонах составляет не более 3%.
Описание работы транзисторного LC метра
Ниже приведена принципиальная схема транзисторного LC метра. Основой схемы LC метра является генератор, построенный на транзисторах VT1, VT2 и сопутствующих им элементах. Его рабочая частота задается LC контуром, состоящим из измеряемого конденсатора Cx и параллельно подключенной катушки L1 (при измерении емкости — контакты X1 и X2 должны быть соединены) либо измеряемой индуктивности Lx соединенной последовательно с катушкой L1 и параллельно соединенному конденсатору C1.
С подключением к LC метру измеряемого элемента (конденсатор или катушка), начинает работать генератор на определенной частоте, которая измеряется простым частотомером, состоящим из транзисторов VT3 и VT4. Это измерение преобразуется в постоянный ток, который приводит к отклонению стрелки микроамперметра со шкалой 100 мкA.
При сборке , необходимо использовать короткие соединительные провода для подключения измерительных элементов. После окончательной сборки нужно откалибровать устройство во всех диапазонах измерения.
Это делается путем подбора сопротивлений подстроечных резисторов R12 и R15 при подключении к входу компонентов с заранее известными значениями. Так как в одном диапазоне значение сопротивлений подстроечных резисторов будет одно, а в другом оно будет иное, то необходимо найти компромисс для всех диапазонов, при этом погрешность измерения не выйдет за рамки 3%. Напряжение питания LC метра должен быть стабильным. Ток потребления не превышает 12 мА.
Несколько лет назад, как часто бывает, искал в Интернете одно, а случайно натолкнулся на одном из американских сайтов на статью "Very accurate L/C Meter based on PIC16F84A" - "Очень аккуратный (компактный) LC-метр на основе PIC16F84A". Неплохо зная английский язык, я ознакомился с описанием этого прибора и загорелся желанием незамедлительно его повторить. Тем более, в моей домашней измерительной лаборатории так не хватало цифрового мультиметра, измеряющего индуктивность катушек и ёмкость неполярных конденсаторов.
По тем временам ничего подобного в продаже не было, а по ссылке в статье можно было бесплатно скачать самое главное - файл прошивки микроконтроллера, что я тут же сделал.
С того времени у меня сохранилась принципиальная схема прибора:
Чтобы повторить конструкцию, необходимо было иметь в наличии: операционный компаратор LM311, естественно, микроконтроллер PIC16F84A, программатор для его прошивки, однострочный LCD- дисплей, переключатель на 2 положения и два направления, малогабаритное реле с напряжением катушки 5 В, несколько конденсаторов и резисторов.
Для того, чтобы этот мультиметр измерял с минимальной погрешностью, требовалось с максимально возможной точностью подобрать калибровочные ёмкость и индуктивность, что я сделал на измерительных приборах промышленного изготовления своего товарища.
Разработать печатную плату, вытравить её, просверлить и спаять для меня уже не составляло большого труда. Вот что у меня получилось:
На виде сбоку можно разглядеть следующее. Слева PIC-контроллер в своей "кроватке", кварцевый резонатор, несколько радиодеталей. Посередине - электромагнитное реле от старого модема. Слева от него - подобранный с возможной точностью конденсатор. Справа от реле - самодельный дроссель, намотанный на резисторе МЛТ-100 кОм; 0,5 Вт и откалиброванный на образцовом LC-метре. Совсем справа - переключатель. Сверху закреплён и подпаян к плате ЖКИ-дисплей от матричного принтера Bul итальянского производства.
До сих пор прибор работоспособен, о чём свидетельствуют фотогафии:
LC-метр включен для измерения ёмкостей и показывает 0,1 пФ (пикофарад) - ёмкость входной измерительной цепи
Прибор в режиме измерения индуктивности. В данном случае показывает 33,32 мкГн.
Индуктивность этой же катушки увеличилась, когда в непосредственной близости от неё положил свой незаменимый нож стальным лезвием к катушке.
LC-метр измерил конденсатор. Его ёмкость оказалась 4,772 нФ или 4772 пикофарады..
Если ёмкость конденсатора или индуктивность катушки больше максималього предела измерения, на дисплее высвечивается Over Range - вне диапазона измерения.
До сих пор прибор занимает в моей измерительной лаборатории своё почётное место.