ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ L, С, R

May 17, 2010 by admin Комментировать »

Измерительный прибор (рис. 1) позволяет измерять индуктивности катушек в ди­апазоне 0,05 мкГ до 50 мГ (0,05 — 0,5 мкГ; 0,5 — 5 мкГ; 5 — 50 мкГ; 50 — 500 мкГ; 0,5 — 5 мГ; 5 — 50 мГ), емкости конденсаторов от 3 пф до 0,1 мкФ (3 — 100 пФ; 10 — 1000 пФ- 100 — 10 000 пФ; 1000 пФ — 0, 1 мкФ) и сопротивления от 1 Ома до 10 МОм (1 — 100 Ом; 10 — 1000 Ом; 1 — 100 кОм; 0,1 — 10 МОм).

Основные узлы прибора — генератор электрических колебаний, мост для измере­ния RC, индикаторное устройство и выпрямитель.

Генератор электрических колебаний используется при измерении индуктивностей катушек. Он собран на левом триоде Л1а лампы Л1 по схеме с индуктивной обрат­ной связью и работает в диапазоне частот 10,07 кГц — 10,07 МГц, который разбит на шесть поддиапазонов: 3,184-10,07 МГц (I); 1,007-3,184 МГц (II); 318,4-1007 кГц (III); 100,7 — 318,4 кГц (IV); 31,84 — 100,7 кГц (V) и 10,07 — 31,84 кГц (VI), Пере­ход с одного поддиапазона частот на другой осуществляется переключателем В1. Секциями В1б, B1в этого переключателя в анодную цепь триода включается один из контуров L1CI, L3C1, L5C1, L7CI, L9C1C2, LI1C1C2, а секцией В1а в цепь управляю­щей сетки лампы Л 1а включается соответствующая катушка обратной связи L2, L4, L6, L8, L10 или L12. Функции гридлика выполняет резистор R5 и конденсатор С10. Плавное изменение частоты в пределах первых четырех поддиапазонов производится секцией С1 сдвоенного блока конденсаторов переменной емкости С1С2. На последних дкух поддиапазонах (V и VI) обе секции соединяются параллельно.

Индуктивность катушек измеряется резонансным методом, суть которого кратко сводится к следующему. Измеряемая катушка Lx подключается к гнездам Гн1, Гн2 и вместе с образцовым конденсатором С8 образует колебательный контур LXC8. На этот контур через конденсатор С7 небольшой емкости подается переменное напряже­ние, снимаемое с анода лампы Л1а генератора. Если известна частота колебаний fo генератора, соответствующая резонансной частоте настройки контура LX,C8, то из­меряемую индуктивность Lx можно определить по формуле Lx=25355: fо2 С8. Из этой формулы следует, что каждому значению индуктивности Lx при данной величине конденсатора С8 = 5000 пФ соответствует определенная резонансная частота fо = 2,2519 :(LX )-2. Это позволяет шкалу блока конденсаторов С1С2 проградуировать в значениях индуктивности измеряемой катушки.

Если частоты генератора выбрать такими, чтобы при переходе с одного поддиапа­зона на другой они отличались друг от друга в 3,16 раза, то на всех пределах из­мерения индуктивности можно использовать обшую шкалу, отсчет по которой потре­буется умножить на коэффициенты: «XI», «Х10», «Х102», «Х103», «Х104» или «Х105», определяемые положениями переключателя В1. Именно исходя из этого и выбраны частоты поддиапазонов генератора.

О настройке генератора на резонансную частоту контура LXC8 судят по инди­каторному устройству, состоящему из усилителя напряжения (Л 16), детектора (ДЗ) и электронно-светового индикатора (Л2). Напряжение с контура LXC8, которое при резонансе достигает максимального значения, через секцию ВЗб переключателя рода работы ВЗ поступает на вход усилителя, смонтироганного на правом триоде лампы Л1 по резистивной схеме. Усиленное напряжение поступает на детектор ДЗ, детекти­руется им и через фильтр R13C11 в отрицательной полярности подается на сетку ин­дикатора Л2. В момент настройки генератора на резонансную частоту f0 контура LXC8 отрицательное напряжение на сетке лампы Л2 резко возрастает, и угол тенево­го сектора индикатора становится минимальным. Регулировка чувствительности инди­катора производится переменным резистором R12. л

Измеритель RC представляет собой сочетание моста Уитстона (при измерении сопротивлений) и моста Соти (при измерении емкостей конденсаторов). Измеряемое сопротивление Rх или конденсатор Сх подключаются к гнездам ГнЗ или Гн4. Как у исех мостов подобного типа, отсчет измеряемой величины производится по шкале реохорда R7 при балансе моста, который определяется по максимуму теневого сек­тора индикатора Л2. Баланс моста достигается изменением величин образцовых ре­зисторов R1 — R4 или образцовых конденсаторов СЗ — С6 и соотношения плеч реохор­да R7. Измеряемое значение Rx или Сх определяется как произведение показаний реохорда на множитель пределов измерения при балансе моста.

Основной частью моста, определяющей точность измерения, являются магазины сопротивлений R1 — R4 и емкостей СЗ — Сб. Пределы измерения устанавливаются пе­реключателем В2. Реохорд R7 представляет собой переменный проволочный резистор с плотной намоткой. Для расширения шкалы к концам реохорда подключены два ре­зистора (R6 и R8), величины которых подобраны таким образом, чтобы крайним по­ложениям дзижка реохорда соответствовали отношения сопротивлений, равные «0,1» и «10». Примерная шкала реохорда приведена на рис. 2. От тщательности изготовления реохорда в большой степени зависит точность измерения R, С. Чем больше диаметр реохорда, тем точнее будут измерения.

При измерении величин сопротивлений или емкостей конденсаторов переключа­тель рода работ ВЗ устанавливается в положения Rx или Сх. В этом случае вход индикаторного устройства секцией ВЗб через конденсатор С9 подключается к одной из диагоналей моста, с которой снимается напряжение разбаланса. Мост питается напряжением от обмотки IV силового трансформатора Tpl. Чтобы выровнять величину тока на отдельных пределах измерений и предотвратить перегрузки испытуемых и эталонных резисторов, в цепь питания моста включается резистор R9.

Секции переключателя ВЗг служат для переключения концов реохорда при пе­реходе с измерения сопротивлений на измерение емкостей, что позволяет воспользо­ваться одной шкалой при измерении R и С. Секция ВЗд используется для включения и выключения прибора.

Выпрямитель собран по схеме удвоения напряжения на диодах Д1, Д2.

В приборе применен блок переменных конденсаторов (С1С2) с верньерным уст­ройством. Все переключатели — галетного типа: В1 — трехплатный на шесть поло­жений и три направления, В2 — одноплатный на восемь положений, ВЗ — трехплат­ный на четыре положения и шесть направлений (одно не используется). Детали ма­газина R1 — R4 и СЗ — С6 подбираются с допуском, не превышающим +2%. Образцо-ьый конденсатор С8 — типа КСО; СЗ — С6 — типа КТ и КСО.

Все контурные катушки и соответствующие им катушки обратной связи L1.L2; L3,L4; L5,L6 и т.. д, наматывают проводом ПЭЛШО 0,13 на каркасах, выточенных из оргстекла с внутренней резьбой, соответствующей резьбе сердечника. Щечки для отдельных катушек вырезают из пресс-шпана или плотного картона и приклеивают к каркасу. Данные, необходимые для намотки катушек, приведены в таблице и на рис. 3 (l1 — длина намотки катушек L1, L3; 12 — длина намотки катушек L2, L4).

Диапазон, МГц

Катушки

Требуемая индуктив­ность, мкГ

Число витков

Тип намотки

Расположе­ние обмо­ток (рис.)

3,184 — 10,07

L1

4,6

23

Рядовая l1=10

За

»

L2

17

» l2 = 5

1,007 — 3,184 .

1.3

46

80

» l1 = 15

»

L4

22

» l2 = 5

0,3184 — 1,007

1.5

460

160

«Универсаль»

36

»

L6

80

»

»

0,1007 — 0,3184

L7

4600

530

«Внавал»

Зв

»

L8

250

«Универсаль»

»

0,0318 — 0,1007

L9

23 000

970

«Внавал»

Зг

»

L10

Г.00

»

»

0,01 — 0,0318

L11

230 000

2000

Зд

»

L12

1400

»

Внутри каркаса катушек L1 — L10 размещаются сердечники СЦР-5, а внутри . Lll, L12 — СЦР-6. Конструкции катушек могут быть и другими, важно лишь, что­бы их индуктивности соответствовали величинам, указанным в таблице. Следует от­метить, что фактическое число витков катушки, требуемое для получения заданной индуктивности, зависит от плотности намотки, расстояния между сердечником и об­моткой и других причин, учесть которые при ручной намотке не представляется воз­можным. По этой причине приведенные в таблице числа витков катушек при налажи­вании прибора подлежат уточнению.

Трансформатор Tpl выполнен на сердечнике Ш!9, набор 28 мм с площадью ок­на 7,82 см2. Обмотка Iа содержит 1270 витков провода ПЭЛ 0,25; 16 — 930 витков ПЭЛ 0,2; обмотка II — 1400 витков ПЭЛ 0,18; обмотка III — 65 витков ПЭЛ 0,9; обмотка IV — 500 витков провода ПЭЛ 0,2. Габариты прибвра зависят от размеров шкал для измерения L, С, R, а также габаритов блока конденсаторов С1С2, При использовании типовых деталей подобный прибор легко размещается на П-образном шасси из оцинкованной стали толщиной 1 мм размером 220X140X55 мм. Переднюю панель, на которой располагают органы управления, изготовляют из дюралюминия толщиной 1,5 — 2 мм. Ее размер 235×145 мм. Расположение деталей на шасси и пе­редней панели существенного значения не имеет, однако следует придерживаться сле­дующих рекомендаций.

Переключатель В1, все катушки индуктивности и блок конденсаторов лучше все­го смонтировать в отдельном отсеке, который сверху и снизу шасси отделяется от остального монтажа экраном. Необходимо учесть, что при измерении индуктивности в диапазоне 0,05 — 0,5 мкГ большую роль играет индуктивность проводов между гнез­дами Гн1, Гн2 и конденсатором С8, искажающая конечный результат. Для уменьше­ния этой погрешности желательно использовать гнезда диаметром не более 8 мм. Кроме этого, конденсатор С8 припаивают непосредственно к гнездам Гн!, Гн2 с уко­роченными до минимума концами. Емкость конденсатора С8 подбирается такой, что­бы она вместе с емкостью монтажа, гнезд Гн1. Гн2 и входной емкостью триода Л16 составила 5000 пФ с точностью 0,1 — 0,2% (измеряется с гнезд Гн1. Гн2 при выклю­ченном приборе).

Налаживание прибора начинают с измерителя RC. Убедившись в отсутствии оши­бок в схеме и работоспособности индикаторного устройства, переключатель рода ра­боты ВЗ устанавливают в положение «Rx» и переходят к градуировке шкалы рео­хорда. Для этой цели лучше всего воспользоваться внешним магазином сопротивлении на 1 — 1000 Ом. Сначала на шкале реохорда R7 намечают три основные точки: начало (0,1), середину (1) и конец (10). Для этого переключатель В2 устанавлива­ют в положение 2 («-102 Ом»), магазин сопротивлений подключают к гнездам ГнЗ, Гн4 и, набрав на нем сопротивление 10 Ом, вращением ручки указателя реохорда R7 добиваются баланса моста — наибольшего теневого сектора на экране лампы Л2 (чувствительность индикатора переменным резистором R12 устанавливается вблизи максимума). Это положение указателя реохорда соответствует началу шкалы, т. е. отметке 0,1 («1»). Если эта точка окажется на правом конце шкалы реохорда, то концы проводов, которыми он подключается к резисторам R6, R8, надо поменять местами.

Затем на магазине устанавливают сопротивление 100 Ом и снова балансируют мост. Указатель при этом окажется в середине шкалы, которая соответствует отмет­ке «1» (рис. 2). Отметка «10» на шкале реохорда соответствует измеряемому сопро­тивлению 1000 Ом. Пссле этого на магазине сопротивлений поочередно устанавлива­ют 20, 30, 40 Ом и т. д. и, каждый раз балансируя мост, наносят на шкалу реохорда промежуточные значения отношения плеч реохорда («-2», « 3», «-4»….). Если образцовые резисторы R1, R3, R4 и конденсаторы СЗ — С9 выбраны с отклонением от номинала не более чем на 1 — 2%, то никаких дополнительных градуировок на других шкалах при измерении Rx или Сх делать не нужно.

После этого переходят к налаживанию измерителя индуктивности. Прежде всего надо убедиться в работоспособности генератора. Для этого последовательно с резис­тором R16 (в точке «А») включают миллиамперметр на 5 — 10 мА, а переключатель В8 устанавливают в положение 2(«LX»). Если при замыкании управляющей сетки триода Л1а на катод анодный ток несколько увеличивается, генератор работает. Та­кую проверку производит в нескольких точках каждого из поддиапазонов. Если ге­нерация отсутствует, надо поменять местами выводы у соответствующей контурной катушки или катушки обратной связи.

Далее переходят к установке частот на каждом из поддиапазонов, которую про­изводят с помощью гетеродинного волномера и ГСС по методу биений. Установку на­чинают с наиболее низкочастотного диапазона (10,07 — 31,84 кГц). На этом диапазоне контролировать частоту можно с помощью звукового генератора и осциллографа, используя метод Лиссажу (по фигурам, наблюдаемым на экране трубки). Уменьше­ние коэффициента перекрытии по частоте достигается подключением постоянного кон­денсатора соответствующей, величины параллельно контурной катушке (на схеме они не показаны).

Установку границ поддиапазонов производят з положениях подвижных пластин блока конденсаторов С1С2, при которых они входят в неподвижные пластины на 10 и 170°.

Закончив установку частоты генератора на всех поддиапазонах, приступают к градуировке шкалы индуктивностей. Проводят ее на высокочастотном поддиапазоне (I). Если имеются образцовые индуктивности от 0,05 до 0,5 мкГ, их поочередно под­ключают к гнездам Гн1, Гн2 и, вращая ручку с визиром блока конденсатора С1С2, добиваются минимального теневого сектора индикатора ЛЗ. Значение измеряемой индуктивности проставляют на шкале. При указанных в начале листовки значениях частот на отдельных поддиапазонах используется только одна шкала, показания ко­торой, в случае перехода с одного предела измерения на другой, умножаются нг соответствующие множители: «X1», «Х10», «Х102», «Х103», «Х10Ь» или «Х105».

Может оказаться, что по ряду причин значения частот на отдельных поддиапа­зонах будут отличаться от рекомендованных. В этом случае прибор должен иметь отдельные шкалы для измерения индуктивности на различных пределах (всего шесть). Наличие отдельных шкал, несколько усложняет градуировку прибора, но зато зна­чительно упрощает его налаживание и повышает точность измерения, так как отпа­дает необходимость добиваться нужного соотношения частот на отдельных поддиапа­зонах. Именно по этой причине многие радиолюбители отдают предпочтение много­шкальному измерителю индуктивности.

При отсутствии образцовых индуктивностей (независимо от числа шкал) можно использовать другой метод градуировки прибора. Сначала определяют пределы из­менения частоты на высокочастотном диапазоне (I), например, 10,07 — 3,560 Мгц. Затем по формуле Lx (мкГ) = 5,071 : f2(МГц) рассчитывают пределы измерения ин­дуктивностей (в нашем случае Lмакс = 0,4 мкГ; LМИН=0,05 мкГ). После этого, зада ваясь значениями индуктивностей катушки Lx, равными 0,1: 0,15; 0,2…0,35, по фор­муле f(МГЦ) =2,2519 : (Lx)-2 (мкГ) рассчитывают частоты генератора, при которых контур Lx C8 настраивается в резонанс. Устанавливая эти частоты генератора с помощью гетеродинного волномеоа или ГСС, на шкале блока С1С2 проставляют соответствую­щие им значения индуктивности LХ

Для ориентировки приводим величины индуктивностей Lx (в мкГ) и соответст­вующие им частоты (в скобках в МГц), рассчитанные для первых двух поддиапазо­нов генератора: 0,05 (10,07); 0 1 (7,121)- 0,15 (5,814); 0,2 (5,035); 0,25 (4,504); 0.3 (4,14); 0,35 (3,806): 0,4 (3560); 0,45 (3,357); 0.5 (3,184): 1,0 (2,252); 1,5 (1,839); 2 (1.592); 2,5 (1,425); 3 (1,3); 3,5 (1,204); 4 (1,126); 4,5 (1,062); 5 (1,007).

Как показал опыт градуировки прибора без образцовых индуктивности, получае­мая при этом точность измерения вполне достаточна для радиолюбительской прак­тики.

clip_image002

Г-80779 от 23/X1I-1976 г. Изд. № 2/900-3 Формат 60Х90 1/б Ордена «Знак Почета» Издательство ДОСААФ СССР, 107066, Москва, Б-66, Новорязанская ул., д. 26 Типография Издательства ДОСААФ. Зак. 860

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты