Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Измерительные приборы.

Сайт автора.
Чем интересен измеритель - возможностью достаточно точного измерения индуктивностей порядка единиц-десятка наногенри. Достигается это благодаря использованию в качестве образцовой катушки - индуктивности небольшого номинала.
Область возможного использования - измерение мелких индуктивностей при изготовлении всяческих "жучков".
Порядок использования:
1. Калибровка. Измерительные контакты замыкаем, нажимаем кнопку калибровки.
2. Измерение. Отпускаем кнопку, измеряем..
Я немного упростил "LMeterShield" - автор перемудрил с его схемотехникой. Использовал Arduino ProMini, питание 3.3V. Рассчитаные на 13nH вч-катушки прибор замерял как 14nH.
З.Ы. Платку с генератором следовало сделать длиннее - в виде "стика". Было-бы удобнее держать в руке. Но т.к. я уже перемерял все индуктивности, что меня интересовали, вряд-ли буду переделывать..

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 1354 )
 LMeterShield.zip

Как-то фантастически просто выглядит..

Обычно сравнивают с (поверенным - в идеале) заводским прибором.

У этого же автора есть проект и поновее
STAND-ALONE INDUCTANCE METER
Почему именно более старую собирали?

serg_svd,у этого же автора есть ещё более свежая версия,но она на пик контроллере вместо AVR ATMEGA,а принцип такой же Link
Ув.crocodil упростил шилд для Ардуинки с сохранением авторского функционала.

Это сообщение отредактировал indman - Mar 13 2019, 12:47 PM

Обратная сторона медали: на плате ардуинки заменен стаилизатор, установлен на 3.3V. На плате индикатора резистор R3 закорочен перемычкой - что-бы работал от 3.3V.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

crocodil, а как насчет стабильности показаний? За 1 мин большой уход?

Стабильность показаний в общем случае будет зависеть от стабильности образцовой индуктивномти и конденсаторов, входящих в измерительный контур. Что вы будете использовать - то и получите. Т.к. есть кнопка калибровки, вопрос стабильности не актуален.

Как бы не совсем так.

Если учесть, что L1 = L0 *( ((F0/F1)^2) - 1 ), то нетрудно видеть,
что точность отдельных измерений в большей степени зависит от точности измерения частоты,
при этом неточность катушки L0 вносит лишь постоянную неточность, которую легко учесть.
И катушка добавлена для того, чтобы генератор работал,
когда измерительные контакты замкнуты накоротко и была возможность калибровки.
О чем сам автор и написал:
There is 1uH of inductance included on the schield which is placed in series with the coil to be measured.
This serves two purposes: The oscillator can resonate when you short-circuit the test leads.
When you then press the push button on the shield, the software will use the current measurement as new calibration.

Надеюсь, не ошибся в расчетах

В известных LC- измерителях образцовая катушка имеет номинал около 100мкГн. Если ими измерять индуктивность 10нГн (что есть 0.01% от 100мкГн) разбежность по частоте будет невелика, как следствие и точность измерений. Для рассматриваемого прибора это будет 1%. Точность будет гораздо выше. Математика подобных измерителей весьма хорошо расписана и есть в сети интернет.

Дело-то не в этом - измерить изменение частоты можно с точностью, более чем достаточной, даже прямым счетом (а при желании незначительным усложнением схемотехники нетрудно получить и в 10...30 раз лучшее разрешение по частоте). Но вот то, что измеряемый номинал не только многократно меньше "эталонного", но даже и меньше его температурного дрейфа, делает фактически невозможным измерение столь малых величин. И, к тому же, сопротивление постоянному току тоже дает завышение результата (мы ведь это уже обсуждали, резистор малого номинала измеряется как индуктивность).

В этом плане предлагаемая схема лучше, несомненно. Но вот что до точности - ну да, 13 nHy от 14 (почти 10%) отличит, а вот лучше 1% - вряд ли. Вероятно, с проволочными катушками с достаточно высокой добротностью дело будет обстоять неплохо, а вот с SMD-многослойными будет хуже - выползет и паразитная емкость, и ESL. Не так давно на Электрониксе вопрос измерения малых индуктивностей обсуждался - выяснилось, что и приборы стоимостью в много-много зелени, с роскошными заявляемыми характеристиками, на практике дают гораздо большую ошибку измерения, именно из-за паразитных факторов.

Все верно.
1. Измеряемый номинал 10нГн для "эталонной" 100мкГн это +/-0.01% к ее индуктивности, что, как правило, будет меньше температурного дрейфа этих "эталонных" 100мкГн. (дрейф просто оттого, что вы на нее дышите).
2. Кроме того, вы видели катушку 100мкГн у которой индуктивность не поменяется на 100.01мкГн (или на 99.99мкГн) просто оттого, что вы поменяете ее ориентацию в пространстве?? (измениться ее положение в магнитном поле Земли).
3. Измеряемый номинал 10нГн для "эталонной" 1мкГн это +/-1% к ее индуктивности, что, как правило, будет больше температурного дрейфа "эталонной" катушки 1мкГн.
4. Сделать температурно-стабильную катушку на 1мкГн гораздо проще, чем на 100мкГн.
5. Коротко "отстреляться" не получилось, по мере необходимости буду подробничать .

По всем пунктам - точно так. И да, пункт 2 прямо-таки живьем наблюдал - поворачиваешь плату на столе, и ползет (индуктор на кольце 50ВЧ, причем он вообще в плоскости платы). И с температурой - да, от дыхания (может быть, правда, "гантели" в этом плане чуть лучше).

Плюс - нестабильность контактного сопротивления переключателей, тоже пакостит (надо бы герконы туда).

К сожалению, из "генераторного" метода все равно много не выжать, даже радикальным уменьшением номинала "эталонного" индуктора.

Если интересно - то, что обсуждалось на Электрониксе, https://electronix.ru/forum/index.php?app=f...comment=1590514

И, возможно, на эту тему заинтересует https://www.mdpi.com/1424-8220/12/3/3105 и другие публикации тех же авторов.

Большое спасибо автору crocodil.
После некоторых "мытарств" удалось запустить вашу схему на Arduino UNO с TFT ILI4341 дисплеем. Пришлось долго искать соответствующую библиотеки для дисплея. Но теперь все позади. Удивила неплохая точность измерения, после подбора емкостей и индуктивности с малым температурным дрейфом. Конструкция на "проводках" прошла обкатку, теперь надо делать Shield с немного меньшим дисплеем (пробовал на 2,8"), жалко такой дисплей применять на данной конструкции L-метра.

Подскажите пожалуйста пределы измерений? На авторском сайте тоже ничего не нашел.

Пока придет нужный дисплей решил "на скорую" сделать шилд из неудавшегося. Поэтому много дырок ненужных, дисплей пока временный от другого прибора.
В измерителе пока не делал никаких электронных и программных подстроек. Только выставлял "0" при закороченных клеммах.
Пределы измерений нано и микро Генри.
Вот примеры измерений...

Это сообщение отредактировал Yuriy_K - Apr 29 2019, 10:06 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

В версии автора генератор на BFR92.
Но если частота менее 7МГц, то логичнее наверно в генераторе что-то попроще взять, вроде ВС847, а?

В собранном измерителе использована схема генератора от crocodil на 74HC4060. Смотрите L-metr.GIF из архива первого поста...

Это сообщение отредактировал Yuriy_K - Apr 30 2019, 05:11 AM

В таком варианте можно применить и любой быстрый CMOS-инвертор (74HC), а при достаточно высокой частоте тактирования процессора (10+ MHz при <5 MHz для указанных номиналов по схеме с 4060) и делитель на 256 не нужен (при соответствующем изменении программы).

Это сообщение отредактировал rx3apf - Apr 30 2019, 01:05 PM

Если еще актуально, были просьбы в личку...
При проверке на стабильность показаний выяснил, что длинные провода сильно мешают. Цветной дисплей очень медленный, попались дисплеи от Nokia. мелковато, но скорость в разы выше. Для минимизации длины проводов собрал на
ATMega328 DIP, в свое время заказал лишние в Китае. Получилось вот такое:
Если нужно, могу продолжить...

Это сообщение отредактировал Yuriy_K - Oct 30 2019, 04:13 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Извините, небольшое уточнение в схеме...

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 605 )
 LmetrNokia.spl7

Открывается чистый лист. Схемы нет.

Уменя в sPlan 7.0 открывается нормально. Вот Вам вариант .ipg

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Спасибо. А прошивку под дисплей PCD8544 можете выложить?

Вот архив с нужными исправлениями библиотек и сам .hex файл для прямой прошивки, я заливал AVRDUDE :

Это сообщение отредактировал indman - Nov 8 2019, 07:02 PM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 487 )
 LMetr_Nokia.zip

Спасибо автору и Yuriy_K за прибор. Это самое тонкое место измерить такие индуктивности. Пару вопросов:
- Yuriy_K образцовую индуктивность снизил для точности, или просто такая была? И до каких пределов целесообразно снижать индуктивность и емкости?
- Yuriy_K, измеренные индуктивности на фото были откалиброваны на каком приборе?

Индуктивности для калибровки подбирал на MS5308. Предварительно прогревая последний не менее 15 минут и питание от внешнего стабилизированного блока. Обязательно калибровка перед измерениями. Из катушек (дросселей) отбирались экземпляры с наименьшими колебаниями показаний на частотах 10 кГц и 100 кГц.
Как у ув. Ocela https://vrtp.ru/index.php?showtopic=26915&v...ndpost&p=834669
Наиболее стабильными являются дроссели намотанные на керамических или специальных каркасах от военных радиостанций. Намотка проводом "внатяг".
Намотка дросселя 1 uH выполнена проводом 0.06 мм на очищенном от краски и проводящего слоя резисторе. Величина подобрана по середине диапазона измеряемых индуктивностей нано - микро Генри.
Ёмкости 1000 пФ подбираются по минимальному ТКЕ. Монтаж понятен из фото с одной стороны фольгированный слой, плюс металлический заземленный экран с другой стороны.

Это сообщение отредактировал Yuriy_K - Dec 7 2019, 08:35 PM

Yuriy_K, объясните пожалуйста строчку кода выложенную в скриншоте. (Почему значения установленной индуктивности умножается на число 1.083?) И что это за условие?

Это сообщение отредактировал Ocela - Dec 14 2019, 09:32 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Это было при экспериментах с разными величинами L1, C12, C13.
Вот последний вариант для моих значений (выделено красным) - программная корректировка отсутствует...

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Повторил прибор, варианта Yuriy_K, с немного своей импровизацией в плане ПП. Также добавил Li-Ion АБ и зарядку от USB. Прибор работает достаточно стабильно. Можно даже в дальнейшем не делать калибровку, если свои значения калибровки вбить в прошивку.
Большое спасибо коллегам за предоставленный вариант прибора!
Если верить моим эталонным индуктивностям, присутствует определенная нелинейность (похожая на синус)
100nH погрешность 3.1%

Это сообщение отредактировал Ocela - Dec 14 2019, 10:47 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)