Прибор позволяет измерять сопротивление от 1 Ома до 10 МОм, емкость от 100 пФ до 1000 мкФ, индуктивность от 10 мГ до 1000 Г на семи диапазонах, выбираемых переключателем SA1 в соответствии с таблицей, изображенной на передней панели.
Принцип работы простого измерителя RCL, предложенного Александром Маньковским, основан на балансе моста переменного тока. Балансируют мост переменным резистором R11, ориентируясь на минимум показаний микроамперметра Р2 или внешнего вольтметра переменного тока, подключаемого к клеммам Р1. Измеряемый резистор, конденсатор или катушку индуктивности подключают к клеммам Х1, Х2, предварительно установив переключатель SA3 в положение R, С или L. В качестве R11 применен проволочный резистор ППБ-ЗА.
Градуировку его шкалы (см. эскиз передней панели прибора на рис.2) осуществляют следующим образом. SA3 переводят в положение «R», SA1 -«3», а к зажимам Х1, Х2 поочередно подключают образцовые резисторы сопротивлением 100, 200, 300, ... 1000 Ом и при каждом балансе моста ставят соответствующую отметку. Емкость конденсатора С1 подбирают по балансу моста (минимуму отклонения стрелки Р2), установив SA3 в положение «С», SA1 - «5», R11 - на отметку «1», а к зажимам Х1, Х2 подключив образцовый конденсатор емкостью 0,01 мкФ. Сетевой трансформатор Т1 должен иметь вторичную обмотку на 18 В при токе до 1 А.
Прибор позволяет измерять сопротивление от 1 Ома до 10 МОм, емкость от 100 пФ до 1000 мкФ, индуктивность от 10 мГ до 1000 Г на семи диапазонах, выбираемых переключателем SA1 в соответствии с таблицей, изображенной на передней панели рис.2
Радиолюбитель №9/2010, с. 18, 19.
В последнее время выход из стоя электролитических конденсаторов стал одной из основных причин поломок радиоаппаратуры. Но для правильной диагностики не всегда достаточно иметь только измеритель емкости, поэтому сегодня мы поговорим об еще одном параметре - ESR.
Что это, на что влияет и чем измеряют, я попробую рассказать в этом обзоре.
Для начала скажу, что этот обзор будет кардинально отличаться от предыдущего, хотя оба этих обзора об измерительных приборах радиолюбителя.
1. В этот раз не конструктор, а скорее «полуфабрикат»
2. Паять в этом обзоре я ничего не буду.
3. Схемы в этом обзоре также не будет, думаю что к концу обзора будет понятно, почему.
4. Данный прибор очень узконаправленный, в отличии от предыдущего «многостаночника».
5. Если о предыдущем приборе знало очень много людей, то этот почти никому неизвестен.
6. Обзор будет маленьким
Для начала, как всегда, упаковка.
К упаковке прибора претензий не возникло, простенько и компактно.
Комплектация совсем спартанская, в комплекте только сам прибор и инструкция, щупы и батарейка в комплект не входят.
Инструкция также не блещет информативностью, общие фразы и картинки.
Технические характеристики прибора, указанные в инструкции.
Ну и более понятным языком.
Сопротивление
Диапазон - 0,01 - 20 Ом
Точность - 1% + 2 знака.
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)
Диапазон - 0,01 - 20 Ом, работает в диапазоне конденсаторов от 0.1мкФ
Точность - 2% + 2 знака
Емкость
Диапазон - 0,1мкФ - 1000мкФ (3-1000 мкФ измеряются на частоте 3КГц, 0.1-3мкФ - 72КГц)
Точность - зависит от частоты измерения, но составляет около 2% ± 10 знаков
Индуктивность
Диапазон - 0-60 мкГн на частоте 72КГц и 0-1200 мкГн на частоте 3КГц.
Точность - 2% + 2 знака.
Для начала я расскажу что же это такое - ESR.
Многие довольно часто слышали слово - конденсатор, а некоторые даже их видели:)
Если не видели, то на фото ниже наиболее часто встречающиеся в технике представители.
В реальной жизни эквивалентная схема конденсатора выглядит примерно так, как показано на рисунке ниже.
На картинке показаны -
C
- эквивалентная емкость, r
- сопротивление утечки, R
- эквивалентное последовательное сопротивление, L
- эквивалентная индуктивность.
А если упрощенно, то
Эквивалентная емкость
- это конденсатор в «чистом» виде, т.е. без недостатков.
Сопротивление утечки
- это то сопротивление, которое разряжает конденсатор помимо внешних цепей. Если провести аналогию с бочкой воды, то это естественное испарение. Оно может быть больше, может быть меньше, но оно будет всегда.
Эквивалентная индуктивность
- Можно сказать что это дроссель, включенный последовательно с конденсатором. Например это обкладки конденсатора свернутые в рулон. Этот параметр мешает конденсатору при работе на высоких частотах и чем выше частота, тем больше влияние.
Эквивалентное последовательное сопротивление, ESR
- Вот и тот параметр, который мы и рассматриваем.
Его можно представить как резистор, включенный последовательно с идеальным конденсатором.
Это сопротивление выводов, обкладок, физические ограничения и т.д.
В самых дешевых конденсаторах это сопротивление обычно выше, в более дорогих LowESR ниже, а ведь есть еще Ultra LowESR.
А если просто (но очень утрированно), то это все равно, что набирать воду в бочку через короткий и толстый шланг или через тонкий и длинный. Заправится бочка в любом случае, но чем тоньше шланг, тем это будет происходить дольше и с большими потерями во времени.
Из-за этого сопротивления невозможно конденсатор мгновенно разрядить или зарядить, кроме того при работе на высоких частотах именно это сопротивление греет конденсатор.
Но самое плохое то, что обычный измеритель емкости его не измеряет.
У меня часто были случаи, когда при измерении плохого конденсатора прибор показывал нормальную емкость (и даже выше), но устройство не работало. При измерении ESR-метром сразу становилось понятно, что внутреннее сопротивление у него очень высокое и работать нормально он не может (по крайней мере там, где стоял до этого).
Некоторые наверняка видели вспухшие конденсаторы. Если отсечь случаи, когда конденсаторы пухли просто лежа на полке, то остальное будет являться следствием повышения внутреннего сопротивления. При работе конденсатора постепенно увеличивается внутреннее сопротивление, происходит это от неправильного режима работы или от перегрева.
Чем больше внутреннее сопротивление, тем больше начинает греться конденсатор изнутри, чем больше нагрев изнутри, тем больше растет сопротивление. В итоге электролит начинает «кипеть» и из-за повышения внутреннего давления конденсатор вспухает.
Но вспухает конденсатор не всегда, иногда на вид он абсолютно нормальный, емкость в порядке, а нормально не работает.
Подключаешь его к ESR метру, а у него вместо привычных 20-30мОм уже 1-2 Ома.
Я пользуюсь в работе самодельным ESR метром, собранным много лет назад по схеме с форума ProRadio, автор конструкции - Go.
Этот ESR метр попадается в моих обзора довольно часто и меня часто спрашивают о нем, но когда я увидел в новых поступлениях магазина уже готовый прибор, то решил заказать его для пробы.
Еще подогревало интерес то, что информации по этому прибору я нигде не нашел, ну тем интереснее:)
Внешне прибор выглядит как «полуфабрикат», т.е. собранная конструкция, но без корпуса.
Правда для удобства производитель установил всю эту конструкцию на такие вот пластиковые «ножки», даже гаечки пластиковые:)
С правого торца прибора расположены клеммы для подключения измеряемого элемента.
К сожалению схема подключения двухпроводная, а значит что чем длиннее будут провода щупов (если их использовать) тем больше будет погрешность показаний.
В более правильных конструкциях используется четырехпроводное подключение, по одной паре конденсатор заряжается/разряжается, по другой происходит измерение напряжения на конденсаторе. в таком варианте провода можно сделать хоть метр длиной, глобальной разницы в показаниях не будет.
Также рядом с клеммами находятся два контакта печатной платы, они используются при калибровке прибора (это я понял уже потом).
Снизу предусмотрено место для установки батареи питания типа 6F22 9 Вольт (Крона).
Прибор также может питаться и от внешнего источника питания, подключаемого посредством разъема MicroUSB. при подключении питания к этому разъему батарея отключается автоматически. при частом использовании я бы советовал питать прибор от USB разъема, так как батареи разражаются довольно ощутимо.
На фото также видно, что стяжка, при помощи которой крепится батарея, многоразовая. Замок стяжки имеет язычок, при нажатии на который ее можно открыть.
В собранном виде конструкция выглядит как то так.
Включается и управляется прибор всего одной кнопкой.
Включение - нажатие дольше 1 сек.
Нажатие в рабочем режиме переключает прибор между измерениями L и С-ESR.
Выключение - нажатие кнопки более чем 2 секунды.
При включении прибора высвечивается сначала название и версия прошивки, затем идет надпись, предупреждающая о том, что конденсаторы надо обязательно разрядить перед проверкой.
При удержании кнопки более двух секунд высвечивается надпись - Выключение питания и при отпускании кнопки прибор отключается.
Как я выше писал, прибор имеет два рабочих режима.
1. измерение индуктивности
2. измерение емкости, сопротивления (или ESR).
В обоих режима на экране отображается напряжение питания прибора.
Естественно посмотрим что из себя представляет начинка этого прибора.
На вид она заметно сложнее чем у предыдущего тестера транзисторов, что косвенно говорит либо о непродуманности схемы либо о лучших характеристиках, мне кажется что в данном случае скорее второй вариант.
Ну дисплей особо описывать смысла нет, классический 1602 вариант. Единственно что удивило - черный цвет текстолита.
Общее фото печатной платы я сделал в двух вариантах, со вспышкой и без, вообще прибор очень не хотел фотографироваться, мешая мне всеми возможными способами, потому заранее приношу извинение за качество.
На всякий случай напоминаю, что все фото в моих обзорах кликабельны.
«сердцем» прибора является микроконтроллер 12le5a08s2, информации по конкретно этому контроллеру я не нашел, но в даташите другой его версии проскакивала информация что он собран на ядре 8051.
Измерительная часть содержит довольно много элементов, кстати заявлено что процессор имеет 12 бит АЦП, который используется для измерения. Вообще такая разрядность весьма неплохая, скорее интересно насколько это реально.
Изначально думал начертить схему всего этого «безобразия», но потом понял, что особого смысла это не имеет, так как характеристики прибора в плане диапазона измерения не очень большие. Но если кому интересно, то можно попробовать перечертить.
Также в измерительной схеме задействован операционный усилитель, как по мне довольно неплохой, я такой использовал в усилителе сигнала с токового шунта электронной нагрузки.
Судя по всему это узел переключения питания между батареей и USB разъемом.
Снизу платы почти ничего интересного, кроме кнопки компонентов никаких нет:(
Но я нашел интересное даже на пустой печатной плате:)))
Дело в том, что когда я получил прибор и игрался с ним, то категорически не мог заставить его отображать емкость конденсатора выше 680мкФ, он упорно показывал OL и все.
Осматривая плату я не мог не заметить три пары контактов для подключения кнопок (судя по маркировке).
Сначала я ткнул key2, на что получил на экране - калибровка нуля (вольный перевод) - ОК.
Ха, думаю, ну щаззз мы тебя.
А вот и нет, калибровка заняла у меня уйму времени, так как из-за редкости прибора информации по нему нет, вообще. Единственное упоминание со словом калибровка было .
Замыкание других пар контактов выводит на экран значения констант (судя по всему).
причем были еще варианты, с другими буквами, а также иногда при замыкании key3 проскакивала надпись - Сохранено ОК (на англ ессно).
Но вернемся к калибровке.
Прибор сопротивлялся всем своими силами.
Для начала я попробовал коротнуть клеммы пинцетом и калибровать так, но прибор в итоге показывал правильную емкость и отрицательное сопротивление у конденсаторов.
После этого я коротнул два тестовых пятачка на плате, прибор стал показывать корректное сопротивление, но диапазон измерения емкости сузился до 220-330 мкФ.
И уже после долгих поисков в инете я наткнулся на фразу (ссылка есть чуть выше) - Use 3cm thick copper wire for short circuit to clear
В переводе это означало - используйте медный провод толщиной 3см. я подумал что толщина в 3см это как то круто и скорее всего имелось в виду 3см длины.
Отрезал кусочек провода длиной около 3см и коротнул патчки на плате, стало работать гораздо лучше, но все равно не так.
Взял провод подлиннее раза в два и повторил операцию. После этого прибор стал работать уже вполне нормально и дальнейшие тесты я проводил уже после этой калибровки.
Для начала я подобрал разных компонентов, при помощи которых буду проверять как работает прибор.
На фото они уложены в соответствии с порядком тестирования, только дроссели лежат наоборот.
Все компоненты проверялись от меньшего номинала к большему.
Перед тестами я посмотрел осциллографом что выдает прибор на свои измерительные клеммы.
Судя по показаниям осциллографа частота установлена примерно на 72КГц.
В плане измерения индуктивности показания вполне сошлись с указанными на компонентах.
1. индуктивность 22мкГн
2. индуктивность 150мкГн
Кстати, в процессе калибровки я заметил, что никакие манипуляции не влияли на точность измерения емкости и индуктивности, а отражались только на точности измерения сопротивления.
С индуктивностью 150мкГн форма сигнала на клеммах выглядела так
С конденсаторами небольшой емкости также не возникло проблем.
1. 100нФ 1%
2. 0.39025 мкФ 1%
Форма сигнала при измерении конденсатора 0.39025 мкФ
Дальше пошли электролиты.
1. 4.7мкФ 63В
2. 10мкФ 450В
3. 470мкФ 100 Вольт
4. 470мкФ 25 В lowESR
Отдельно скажу насчет конденсатора 10мкФ 450 Вольт. Меня очень удивили показания и это не дефект конкретного элемента, так как конденсаторы новые и у меня их два одинаковых. показания также были одинаковые у обоих и другие приборы показывали именно емкость около 10мкФ. мало того, даже на этом приборе пару раз проскочили показания со значением около 10мкФ. почему так, мне непонятно.
1. 680мкФ 25 Вольт низкоимпедансный
2. 680мкФ 25 Вольт lowESR.
3. 1000мкФ 35 Вольт обычный Samwha.
4. 1000мкФ 35 Вольт Samwha RD серия.
Форма сигнала на контактах при тестировании обычного 1000мкФ 35 Вольт Samwha.
По идее, при измерении емких электролитов, частота должна была упасть до 3КГц, но на осциллограмме явно видно, что частота не менялась в процессе всех тестов и составляла около 72КГц.
1000мкФ 35 Вольт Samwha RD серии иногда выдавал и такой результат, проявлялось это при плохом контакте выводов с измерительными клеммами.
Уже после того как сделал групповое фото, измерил и сложил детали по своим местам я вспомнил, что забыл измерить сопротивление резисторов.
Для измерения я взял пару резисторов
1. 0.1 Ома 1%
2. 0.47 Ома 1%
Сопротивление второго резистора несколько завышено и явно вылазит за предел 1%, скорее даже ближе к 10%. но я думаю что это скорее сказывается то, что измерение проходит на переменном токе и влияет индуктивность проволочного резистора, так как мелкий резистор на 2.4 Ома показал сопротивление 2.38 Ома.
Когда искал информацию по прибору, то пару раз натыкался на фото этого прибора, где показано одновременное измерение с разными частотами, но мой прибор такое не выводит, опять же непонятно почему:(
То ли другая версия, то ли еще что, но разница есть. У меня вообще сложилось впечатление, что измеряет он только на частоте 72КГц.
Высокая частота измерения это хорошо, но всегда удобно иметь альтернативу.
Резюме
Плюсы
В работе прибор показал довольно неплохую точность (правда после калибровки)
Если не учитывать то, что мне пришлось его калибровать, то можно сказать что конструкция готова к работе «из коробки», но допускаю что это мне так «повезло».
Двойное питание.
Минусы
Полное отсутствие информации по калибровке прибора
Узкий диапазон измерения
У меня прибор нормально начал работать только после калибровки.
Мое мнение. Если честно, то у меня создалось стойкое двоякое впечатление о приборе. С одной стороны я получил вполне неплохие результаты, а с другой я получил больше вопросов чем ответов.
Например я так на 100% и не понял как его правильно калибровать, также не понял почему мой конденсатор на 10мкФ отображается как 2.3, ну и кроме того непонятно, почему измерение проходит только на 72КГц.
Я даже не знаю, рекомендовать его или нет. Если паять совсем не хочется, то можно использовать этот или транзистор тестер из прошлого обзора, а если хочется лучших характеристик (в основном в сторону расширения диапазона) и не нужно измерять индуктивности, то можно собрать C-ESR метр от Go.
Очень расстроил верхний диапазон измерения емкости в 1000мкФ, хотя я спокойно измерял и 2200 мкФ, но точность прибора падала, он начинал явно завышать показания емкости.
В общем на этом пока все, очень буду рад любой информации по прибору и с удовольствием добавлю ее в обзор. Допускаю что у кого нибудь он тоже есть, хотя и очень маловероятно, так как я не нашел по нему ничего, хотя часто все приборы являются повторением каких то уже известных конструкций.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +45 Добавить в избранное Обзор понравился +48 +115- 08.10.2014
Стереофонический регулятор громкости, баланса и тембра на ТСА5550 имеет следующие параметры: Малые нелинейные искажения не более 0,1% Напряжение питания 10-16В (12В номинальное) Ток потребления 15…30мА Входное напряжение 0,5В (коэффициент усиления при напряжении питания 12В единица) Диапазон регулировки тембра -14…+14дБ Диапазон регулировки баланса 3дБ Разница между каналами 45дБ Отношение сигнал шум …
- 29.09.2014
Принципиальная схема передатчика показана на рис.1. Передатчик (27МГц) выдает мощность около 0,5Вт. В качестве антенны используется провод 1 м длиной. Передатчик состоит из 3-х каскадов — задающего генератора (VT1), усилителя мощности (VT2) и манипулятора (VT3). Частота задающего генератора задается кв. резонатором Q1 на частоту 27 МГц. Нагружен генератор на контур …
- 28.09.2014
Параметры усилителя: Суммарный диапазон воспроизводимых частот 12…20000Гц Максимальная выходная мощность СЧ-ВЧ каналов(Rн=2,7Ом, Uп=14В) 2*12Вт Максимальная выходная мощность НЧ канала(Rн=4Ом, Uп=14В) 24Вт Номинальная мощность СЧ-ВЧ каналов при КНИ 0,2% 2*8Вт Номинальная мощность НЧ канала при КНИ 0,2% 14Вт Максимальный ток потребления 8 А В данной схеме А1 — ВЧ-СЧ усилитель, а …
- 30.09.2014
УКВ-приемник работает в диапазоне 64-108МГц. Схема приемника основана на 2-х микросхемах: К174ХА34 и ВА5386, дополнительно в схеме присутствуют 17 конденсаторов и всего 2-а резистора. Колебательный контур один, гетеродинный. На А1 выполнен супергетеродинный УКВ-ЧМ без УНЧ. Сигнал от антенны поступает через С1 на вход ПЧ микросхемы А1(вывод12). Настройка на станцию производится …
Программа для измерения сопротивления, индуктивности и емкости неизвестных электронных компонентов.
Требует изготовления простейшего переходника для подключения к звуковой карте компьютера (два штеккера, резистор, провода и щупы).
Download the single-frequency version - Скачать программу v1.11
(архив 175 кБ, одна рабочая частота).
Download the double-frequency version - Скачать программу v2.16
(архив 174 кБ, две рабочих частоты).
Это еще один вариант, пополняющий и без того обширную коллекцию аналогичных программ. Здесь не воплощены все задумки, работа над которыми продолжается. Функционирование «основы» вы можете оценить прямо сейчас.
В основу заложен общеизвестный принцип определения амплитудных и фазовых соотношений между сигналами с известного (образцовогоо) компонента, и с компонента, параметры которого надо определить. В качестве тестового используется сигнал синусоидальной формы, генерируемый звуковой картой. В первой версии программы использовалась только одна фиксированная частота 11025 Гц, в следующей версии к ней добавилась вторая (в 10 раз меньшая). Это позволило расширить верхние границы измерений для емкостей и индуктивностей.
Выбор именно этой частоты (четверть от частоты сэмлинга) является главной «инновацией», отличающей этот проект от остальных. На такой частоте алгоритм интегрирования по-Фурье (не путать с БПФ - быстрым преобразованием Фурье) максимально упрощается, а нежелательные побочные эффекты, приводящие к росту шума в измеряемом параметре, полностью пропадают. В итоге кардинально улучшается быстродействие и снижается разброс показаний (особо ярко выраженный на краях диапазонов). Это позволяет расширить диапазоны измерений и обойтись только одним образцовым элементом (резистором).
Собрав схему согласно рисунку и установив регуляторы уровня Windows в оптимальное положение, а также произведя начальную калибровку по закороченным между собой щупам («Cal.0»), можно сразу же приступать к измерениям. С такой калибровкой без труда ловятся низкие сопротивления, в том числе ESR, порядка 0,001 ом, а СКО (среднеквадратическое отклонение) результатов измерений в этом случае составляет порядка 0,0003 ом. Если зафиксировать положение проводов (чтобы не менялась их индуктивность), то можно «ловить» индуктивности порядка 5 нГн. Калибровку «Cal.0» желательно проводить после каждого старта программы, поскольку положение регуляторов уровня в среде Windows может быть, в общем случае, непредсказуемым.
Чтобы расширить диапазон измерений в область больших R, L и малых C, требуется учитывать входное сопротивление звуковой карты. Для этого служит кнопка «Cal.^», нажимать на которую надо при разомкнутых между собой щупах. После такой калибровки можно достичь следующих диапазонов измерений (при нормировании случайной составляющей погрешности на краях диапазонов на уровне 10%):
- по R - 0.01 ом... 3 Мом,
- по L - 100 нГн... 100 Гн,
- по C - 10 пФ... 10 000 мкФ (для версии с двумя рабочими частотами)
Минимальная погрешность измерения определяется допуском образцового резистора. Если предполагается использование обычного ширпотребовского резистора (и даже с номиналом, отличным от указанного), в программе предусмотрена возможность его калибровки. Соответствующая кнопка «Cal.R» становится активной при переходе в режим «Ref.» Величина резистора, который будет использоваться в качестве эталонного, задается в файле *.ini в качестве значения параметра «CE_real». После калибровки уточненные характеристики образцового резистора запишутся в виде новых значений параметров «CR_real» и «CR_imag» (в 2-х частотной версии параметры измеряются на двух частотах).
С регуляторами уровня программа напрямую не работает - пользуйтесь стандартным микшером Windows или аналогичным. Шкала «Level» служит для настройки оптимального положения регуляторов. Здесь можно порекомендовать такую методику настройки:
1. Определиться, какой регулятор отвечают за уровень воспроизведения, а какой - за уровень записи. Остальные регуляторы желательно заглушить для минимизации вносимых ими шумов. Регуляторы балланса - в среднее положение.
2. Исключить прегрузку по выходу. Для этого, установив регулятор записи в положение ниже среднего, с помощью регулятора воспроизведения найти ту точку, где ограничивается рост столбика «Level», а затем немного отступить назад. Скорее всего перегрузки вообще не будет, но для надежности регулятор лучше не выводить на отметку «макс».
3. Исключить прегрузку по входу - регулятором уровня записи сделать так, чтобы столбик «Level» не доходил до конца шкалы (оптимальное положение - 70...90%) в отсутствии измеряемого компонента, т.е. при разомкнутых щупах.
4. Замыкание щупов между собой не должно приводить к сильной просадке уровня. Если это так, то выходные усилители звуковой карты слишком слабы для данной задачи (иногда решается настройками карты).
Требования к системе
- ОС семейства Windows (тестировалась под Windows XP),
- поддержка звука 44,1 ksps, 16 bit, stereo,
- наличие одного аудио устройства в системе (если окажется несколько, то программа будет работать с первым из них, и не факт, что у веб-камеры окажутся гнезда «Line In» и «Line Out»).
Особенности измерений, или чтобы не попасть впростак
Любой измерительный инструмент требует знания его возможностей и умения правильно интерпретировать результат. Например, при использовании мультиметра стоит задуматься, а какое переменное напряжение он, собственно, меряет (при отличии формы от синусоидальной)?
В 2-х частотной версии для измерения больших емкостей и индуктивностей используется низкая (1,1 кГц) частота. Граница перехода отмечена сменой цвета шкалы с зеленого на желтый. Аналогично меняется и цвет показаний - с зеленого на желтый при переходе к измерениям на низкой частоте.
Стереофонический вход звуковой карты позволяет организовать «четырехпроводную» схему подключения только для измеряемого компонента, схема же подключения эталонного резистора остается «двухпроводной». При таком раскладе любая нестабильность контакта разъема (в нашем случае - земляного) может исказить результат измерения. Ситуацию спасает относительно большая величина сопротивления эталонного резистора по сравнению к нестабильностью сопротивления контакта - 100 ом против долей ома.
И последнее. Если измеряемый компонет - конденсатор, то он может оказаться заряженным! Даже разряженный электролитический конденсатор со временем может «собрать» оставшийся заряд. Схема не имеет защиты, так что вы рискуете вывести из строя свою звуковую карту, а в худшем случае - сам компьютер. Сказанное относится и к тестированию компонетов в устройстве, тем более - необесточенном.
Этот прибор измерительной лаборатории с достаточной для радиолюбительской практики точностью позволяет измерять: сопротивление резисторов-от 10 Ом до 10 МОм, емкость конденсаторов - от 10 пФ до 10 мкФ, индуктивность катушек и дросселей- от 10 ..20 мкГн до 8… 10 мГн. Метод измерения - мостовой. Индикация балансировки измерйтельного моста - звуковая с помощью головных телефонов. Точность измерений во многом зависит от тщательности подбора образцовых деталей и градуировки шкалы.
Принципиальная схема прибора изображена на рис. 53. Измеритель состоит из простейшего реохордного измерительного^ моста, генератора электрических колебаний звуковой частоты и усилителя тока. Питается прибор постоянным ♦напряжением 9 В, снимаемым с нерегулируемого выхода блока питания лаборатории. Прибор можно питать и от автономного источника, например батареи «Крона», аккумуляторной батареи 7Д-0,115 или двух соединенных последовательно батарей 3336J1. Прибор сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 3… 4,5 В, однако громкость сигнала в телефонах, особенно при измерении небольших емкостей, в этом случае заметно падает.
Генератор, питающий измерительный мост, представляет собой симметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Конденсаторы С1 и С2 создают между коллекторными и базовыми цепями транзисторов положительную -обратную связь по переменному току, благодаря чему мультивибратор самовозбуждается и генерирует электрические колебания, близкие по форме к прямоугольным. Резисторы и конденсаторы мультивибратора подобраны таким образом, что он генерирует колебания частотой около 1000 Гц. Напряжение такой частоты воспроизводится телефонами (или динамической головкой) примерно как звук «си» второй октавы.
Рис. 53. Принципиальная схема измерителя RCL
Электрические ’колебания мультивибратора усиливаются усилителем на транзисторе VT3 и с его нагрузочного резистора R5 поступают в диагональ питания измерительного моста. Переменный резистор R5 выполняет функции реохорда. Плечо сравнения образуют образцовые резисторы R6-R8, конденсаторы СЗ-С5 и катушки индуктивности L1 и L2, поочередно включаемые з мост переключателем SA1. Измеряемый резистор R x или катушку индуктивности L x подсоединяют к зажимам ХТ1, ХТ2, а конденсатор С х - к зажимам ХТ2, ХТЗ. Головные телефоны BF1 включают в измерительную диагональ моста через гнезда XS1 и XS2 При любом виде измерений мост балансируют реохордом R5, добиваясь полного пропадания или наименьшей громкости звука в телефонах. Сопротивление R XJ емкость С х или индуктивность L x отсчитывают по шкале реохорда в относительных единицах.
Множители возле переключателя вида и пределов измерений SA1 показывают, на сколько ом, микрогенри. или ликофарад надо умножить отсчитанное по шкале показание, чтобы определить измеряемое сопротивление резистора, емкость конденсатора или индуктивность катушки. Так, например, если при балансе моста считанное со шкалы реохорда показание равно 0,5, а переключатель SA1 находится в положении «ХЮ 4 пФ», то емкость измеряемого конденсатора С х равна 5000 пФ (0,005 мкФ).
Резистор R6 ограничивает коллекторный τόκ транзистора VT3, возрастающий при измерении индуктивности, и тем самым предотвращает возможный тепловой пробой транзистора.
Конструкция и детали. Внешний вид и конструкция прибора показаны на рис. 54. Большая часть деталей размещена на монтажной плате из гетинакса, закрепленной в корпусе на П-образных кронштейнах высотой 35 мм. Под монтажной платой можно установить батарею автономного питания прибора. Переключатель SA1, выключатель питания Q1 и колодка с гнездами XS1, XS2 для подключения головных телефонов закреплены непосредственно на передней стенке корпуса.
Разметка отверстий в передней стенке корпуса показана на рис. 55. Прямоугольное отверстие размерами 30X15 мм в нижней части стенки, предназначено для выступающих вперед зажимов ХТ1-ХТЗ. Такое же отверстие в правой части стенки является «окном» шкалы, круглое отверстие под ним предназначено для валика переменного резистора R5. Отверстие диаметром 12,5 мм предназначено для выключателя питания, функции которого выполняет тумблер ТВ2-1, отверстие диаметром 10,5 мм - для галетного переключателя SA1 на 11 положений (используется только восемь) и одно направление. Пять отверстий диаметром 3,2 мм с зенковкой служат для винтов крепления гнездовой колодки, полочки с зажимами ХТ1-ХТЗ и кронштейна резистора R5, четыре отверстия диаметром 2,2 мм (также с зенковкой) - для заклепок крепления уголков, к которым привинчивают крышку.
Надписи, поясняющие назначение ручек управления, зажимов и гнезд, выполнены на плотной бумаге, которая затем накрывается пластиной из прозрачного органического стекла толщиной 2 мм. Для крепления этой накладки к корпусу использованы гайки выключателя питания Q1, переключателя SA1 и
Рис. 54. Внешний вид и конструкция измерителя RCL
три винта М2Х4, ввинченные в резьбовые отверстия в накладке с внутренней стороны корпуса.
Конструкция зажимов для подключения к прибору резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, параметры которых надо измерить, показана на рис. 56. Каждый зажим состоит из деталей 2 и 3, закрепленных на гетинахсовой плате 1 заклепками 4 Соединительные провода припаивают к монтажным лепесткам 5. Детали зажимов изготавливают из твердой латуни или бронзы толщиной 0,4… 0,5 мм. При работе с прибором нажимают на верхнюю часть детали 2 до совмещения отверстия в ней с отверстиями в нижней части этой же детали и детали 3 и вставляют в них вывод измеряемой детали. Необхо
Рис. 55. Разметка передней стенки корпуса
Рис. 56. Устройство колодки с зажимами для подсоединения выводов радиодеталей:
1-плата; 2, 3 - пружинящие контакты; 4 -заклепки; 5 - монтажный лепесток; 6 - -уголок
Рис. 57. Устройство шкального механизма:
лей желательно проверить на измерительном приборе заводского изготовления.
Образцовая катушка L1, индуктивность которой должна быть равна 100 мкГн, содержит 96 витков провода ПЭВ-1 0,2, намотанного виток к витку на цилиндрическом каркасе внешним диаметром 17,5 мм, или 80 витков такого же провода, намотанного на каркасе диаметром 20 мм. В качестве каркаса можно использовать картонные гильзы патронов для охотничьих ружей 20или 12-го калибра. Каркас катушки насажен на кружок, выпиленный из гетинакса и приклеенный к монтажной плате клеем БФ-2.
Индуктивность образцовой катушки L2 в десять раз больше (1 мГн). Она содержит 210 витков провода ПЭВ-1 0,12, намотанного на унифицированном трехсекционном полистироловом каркасе, и помещена в карбонильный броневой магнитопровод СБ-12а. Ее индуктивность подгоняют подстроечником, входящим в комплект магнитопровода. Последний приклеен к монтажной плате клеем БФ-2.
Индуктивность обеих катушек желательно подогнать до установки в измеритель. Лучше всего это сделать с помощью прибора заводского изготовления. Следует отметить, что если первую катушку изготовить точно по описанию, та она будет иметь близкую к необходимой индуктивность и по ней в собранном измерителе можно будет подогнать индуктивность второй катушки.
Налаживание прибора, градуировка шкалы. Если в измерителе использованы предварительно проверенные и отобранные транзисторы, резисторы и конденсаторы, мультивибратор и усилитель должны нормально работать без какого-либо налаживания. В этом нетрудно убедиться, соединив проволочной перемычкой зажимы ХТ1 и ХТ2 или ХТ2 и ХТЗ. В телефонах должен появиться звук, громкость которого изменяется при перемещении движка реохорда из одного крайнего положения в другое. Если звука нет, значит, допущена ошибка в монтаже мультивибратора или неправильно подключен источник питания.
Желательную высоту (тон) звука в телефонах можно подобрать изменением емкости конденсатора С1 или С2. С уменьшением их емкости высота звука повышается, а с увеличением - понижается.
Рис. 59. Шкала измерителя RCL
Поскольку шкала прибора общая для всех видов и пределов измерений, ее можно отградуировать на одном из пределов’ с помощью магазина сопротивлений. Допустим, что шкала прибора градуируется на поддиапазоне, соответствующем образцовому резистору R8 (10 кОм). Переключатель SA1 в этом случае устанавливают в положение «ХЮ 4 Ом», а к зажимам ХТ1 и ХТ2 подключают резистор сопротивлением 10 кОм. После этого мост балансируют, добиваясь пропадания звука в телефонах, и на шкале реохорда напротив стрелки делают исходную риску с отметкой 1. Она будет соответствовать сопротивлению 10 4 Ом, т. е. 10 кОм. Далее к прибору поочередно подключают резисторы сопротивлением 9, 8, 7 кОм и т. д. и делают на шкале отметки, соответствующие долям единицы. В дальнейшем отметка 0,9 на шкале реохорда при измерении сопротивлений этого поддиапазона будет соответствовать сопротивлению 9 кОм (0,9-10 4 Ом = 9000 Ом=9 кОм), отметка 0,8 - сопротивлению 8 кОм (0,8· 10 4 0м = 8000 Ом=8 кОм) и т. д. Далее к прибору подключают резисторы сопротивлением 15, 20, 25 кОм и т. д. и на шкале реохорда делают соответствующие отметки (1,5; 2; 2,5 и т. д). В результате получится шкала, образец которой показан на рис. 59.
Отградуировть шкалу можно также с помощью набора резисторов с допускаемым отклонением от номиналов не более ±5%. Соединяя резисторы параллельно или последовательно, можно получать практически любые значения «образцовых» резисторов.
Отградуированная таким способом шкала пригодна для других видов и пределов измерений только в том случае, если соответствующие им образцовые резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности будут иметь параметры, указанные на принципиальной схеме прибора.
Пользуясь прибором, надо помнить, что при измерении емкости оксидных конденсаторов (вывод их положительной обкладки подключают к зажиму ХТЗ) баланс моста ощущается не так четко, как при измерении сопротивлений, поэтому и точность измерений в этом случае меньше. Объясняется такое явление утечкой тока, свойственной оксидным конденсаторам.
