Измеритель индуктивности на ардуино: Измеритель емкости и индуктивности на Arduino: схема и программа

Измеритель индуктивности на базе Arduino

Измеритель индуктивности в действии. Он отображает резонансную частоту вместе с индуктивностью.

Недавно я завершил небольшой Arduino проект. Это шилд для Arduino Uno, который позволяет измерять индуктивность. Данная функциональность обычно отсутствует в стандартном цифровом измерительном приборе. Да, есть еще и специализированные измерители LCR, которые позволяют измерять индуктивность, но они обычно не измеряют напряжение или ток. Поэтому я решил самостоятельно изготовить измеритель индуктивности.

Плата без дисплея

Принципиальная схема шилда:

Основа схемы очень проста. Устройство представляет собой генератор Колпитца без катушки. Вы можете использовать измерительные щупы для подсоединения к катушке, которая будет обеспечивать резонанс. Далее Arduino измерит частоту, на которой генератор резонирует и вычислит индуктивность. Конденсаторы являются частью шилда и их емкость заранее известна.

При разомкнутых измерительных щупах генератор не может резонировать. Вместо этого отображается текущая калибровка/нулевое смещение.

На шилде установлена индуктивность величиной 1мкГн, которая подсоединена последовательно к измеряемой катушке. Она служит для двух целей: генератор может резонировать, когда вы закоротите измерительные щупы. Затем, когда вы нажмете кнопку на шилде, программа будет использовать текущее измерение в качестве нового значения калибровки. Индуктивность также устанавливает верхний предел для резонансной частоты. Это гарантирует, что программа остальной схемы сможет поддерживать работу генератора.

Нажатие данной синей кнопки обнуляет измеритель.

Как видно по схеме, генератор использует два конденсатора, емкостью 1нФ, соединенных последовательно. Вместе с индуктивностью 1мкГн, они ограничивают частоту до величины примерно 7.1МГц. На практике, генерируется частота величиной около 5.4МГц, когда измерительные щупы закорочены.

Вид снизу шилда Arduino

Выход генератора, за которым следует компаратор, превращает синусоидальный сигнал генератора в прямоугольный сигнал. Я использовал недорогой, но быстрый компаратор MCP6561R компании Microchip. Он имеет максимальную задержку прохождения сигнала величиной 80нс, что позволяет обеспечить максимальную частоту.

Вид сверху

Однако, естественно, частота 5.4МГц слишком высокая, чтобы поддерживаться Arduino. Arduino работает на частоте 16МГц и нуждается в нескольких дюжинах инструкций для обработки каждого импульса от шилда. Мое решение было таким – добавить 8-битный двоичный счетчик 74HC590, который делит частоту на 256. Его использование позволяет обеспечить теоретическую максимальную частоту 7.2МГц / 256 = 27.7кГц. А это уже то значение, с которым легко может справиться Arduino.

Весь шилд без дисплея

По очевидным причинам, на шилд также установлен дисплей. Есть еще и нажимная кнопка, дребезг контактов которой устраняется аппаратно с помощью низкочастотного RC-фильтра, а также буфера с триггером Шмидта. Кнопка используется для обнуления измерителя, т.е. текущее измерение используется как новое нулевое смещение.

Устройство может измерять даже очень маленькие значения индуктивности

Все сопутствующие файлы можно загрузить по ссылке ниже. В него входит исходный код для Arduino (также называемый скетч), а также файлы Eagle и PDF-файлы компоновки и схемы.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
IC1	Компаратор	MCP6561	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC2	Микросхема	MC74VHC1GT50	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
U$1	Специальная логика	SN74HC590A	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Q1	Транзистор	BFR92ASOT23	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	22 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2, С3, С9	Конденсатор	1000 пФ	3		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С4, С6-С8, С10, С11	Конденсатор	0. 1 мкФ	6		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5	Конденсатор	1 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	2.2 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	330 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3, R4, R6, R8, R11, R12	Резистор	10 кОм	6		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5	Резистор	3.3 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7, R13	Резистор	100 кОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	220 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Подстроечный резистор	10 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R14	Резистор	10 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
LCD1G$1	LCD-дисплей	LCD_16x2	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
LED1	Светодиод		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
S1	Тактовая кнопка		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1	Дроссель	1 мкГн	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Х3-1, Х3-2	Щуп для подключения к испытуемой детали		2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Digital1, Digital2, Power, Analog	Разьем		4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Arduino
• Eagle

ARDUINO – Измеритель LC | AlexGyver Community

Относительно простой и относительно дешевый измеритель емкости и индуктивности. Делюсь опытом своего повторения устройства и переводом программы на Arduino IDE.

Модуль измерителя

Плата питания и Arduino Nano

Не стану излагать здесь всю теорию, ибо она хорошо описана в источниках. (советую почитать, интересно!)

Принцип измерения заключается в подаче меандра на измеряемый конденсатор или индуктивность и преобразовании тока разряда конденсатора (или тока индуктивности) в напряжение, которое сглаживается и подается на АЦП Arduino. При измерении емкости конденсатор во время положительного полупериода заряжается через резистор R6 и диод D5, во время отрицательного разряжается через резистор R6 и диод D1, и его разрядный ток поступает на вход 2 U1. При измерении индуктивности во время положительного полупериода ток в катушке нарастает до значения, определяемого номиналом резистора R7, а во время отрицательной – ток, создаваемый ЭДС самоиндукции через D2 и R2, RV2 также поступает на вход U1. Ток разряда конденсатора (а, значит, и напряжение на выходе измерителя) прямо пропорционален его емкости, если конденсатор успевает

полностью зарядиться за положительный полупериод и полностью разрядиться за отрицательный. Также и ток самоиндукции катушки прямо пропорционален ее индуктивности, если ток в ней успевает нарастать до максимального значения и спадать до нуля.

Для этого частота автоматически изменяется от 1 мегагерца до 15 герц в зависимости от значения напряжения на выходе измерителя. Прибор имеет 9 диапазонов измерения, и на каждом последующем диапазоне частота снижается, а предел измерения увеличивается в 4 раза. На первом диапазоне частота равна 1 МГц, и максимальное измеряемое значение ~90 пФ/мкГн.

//  |   Range  | frequency | max value
//  |   1(0)   | 1,000,000 |  89.2  
//  |   2(1)   | 250,000   |  356.8
//  |   3(2)   | 62,500    |  1427.2
//  |   4(3)   | 15,625    |  5,708.8
//  |   5(4)   | 3,906     |  22,835.2
//  |   6(5)   | 976       |  91,340.8
//  |   7(6)   | 244       |  365,363.2
//  |   8(7)   | 61        |  1,461,452.8
//  |   9(8)   | 15        |  5,845,811.2

Функционал. Я не стал отходить от первоначальной концепции, и функционал устройства можно описать вырезкой из первоисточника (в [] указаны обозначения на моей схеме):

“Кнопка SB1 [J2 Calibration] служит для программной коррекции нуля, что компенсирует начальное смещение нуля ОУ, а также емкость и индуктивность клемм и переключателя SA1 [SW1]. Нужный диапазон выбирается автоматически, причем после включения питания измерение начинается с 9 диапазона.

В процессе переключения диапазонов частота возбуждающего напряжения и результат преобразования АЦП отображаются в нижней строке индикатора. Это справочная информация, которая может помочь оценить корректность измерения параметров. Через несколько секунд после стабилизации показаний эта строка индикатора очищается, чтобы не отвлекать внимание пользователя.

Результат измерения отображается в верхней строке. Измеренное значение напряжения с выхода ОУ интерпретируется как емкость или индуктивность в зависимости от положения переключателя SA1 [J3 MODE]”

Настройка. Прибор имеет два подстроечных резистора, предназначенных для настройки правильности показаний значения емкости и индуктивности. Их надо настроить после сборки и в дальнейшем трогать их не нужно. Для этой процедуры требуется парочка конденсаторов и индуктивностей с точностью хотя бы 5% (какие были у меня).

330 нФ

10 мкГн 10%

Калибровка

Github проекта

Схема и печатная плата модуля измерителя KiCAD
Схема и печатная плата модуля питания и Arduino KiCAD

3D модель и чертежи корпуса FreeCAD

Источники:
https://ra4nal.ontvtime.ru/lc_arduino.shtml
Радио №3 1982

 

• lc_meter_v071B.ino

  11.8 KB Просмотры: 247

Изменено: 6 Ноя 2022

Как сделать измеритель индуктивности с помощью Arduino

Вас беспокоит расчет значения катушки индуктивности. Самый простой способ – использовать измеритель индуктивности. Измеритель индуктивности или LC-метр не имеет дешевой цены. Стоимость этого продукта составляет от 10 до 15 долларов.

Так вот, по этой причине новички в электронике не могут купить этот. Но в большинстве инверторов, преобразователей, усилителей и усилителей класса d требуется индуктор.

Я просто делаю усилитель класса d но не могу знать взятая катушка индуктивности в диапазоне 22uh или нет. Не знаю, по этой причине мой проект усилителя откладывается. Слишком много напряжения и печали случается со мной. В то время я планировал сделать необходимый мне измеритель индуктивности. Я думаю, что у всех любителей электроники должен быть этот измеритель индуктивности. Это поможет в выполнении нескольких проектов электроники.

• Тороидальная обмотка трансформатора по формуле
• Цепь домашней безопасности Pir Motion Sensor
• Схема фильтра нижних частот сабвуфера
• Как подключить светодиод непосредственно к переменному току
• Схема простого тестера непрерывности цепи

В настоящее время доступно несколько бесплатных схем для изготовления измерителя индуктивности. Но их очень сложно кодировать. IC серии Ex PIC 16. Но в этих схемах чистый код недоступен и ему нельзя доверять. Поэтому я решил сделать измеритель индуктивности с использованием Arduino Uno (IC Atmega328p). Плата Arduino очень дешевая, а цена микросхемы составляет около 120 рупий или 2 доллара. Да, отлично, по низкой цене мы можем построить счетчик для расчета индуктивности.

Я разработал код для измерителя индуктивности, используя программное обеспечение для программирования Arduino. В конце этой статьи я вставил свой рабочий код измерителя индуктивности. Этот код поможет вам, когда вы хотите.

Как измерить индуктивность

Механди Индуктивность определяется как способность катушки ограничивать прохождение через нее тока. Индуктивность может быть измерена в миллигенри или микрогенри. Индуктивность можно измерить с помощью генератора частоты или с помощью осциллографа.

Чтобы узнать индуктивность, основная формула описана как бактерия в зависимости от индуктивности x скорость изменения тока.

• 3 Схема схемы транзисторного FM-передатчика 100-метрового диапазона
• Простой однотранзисторный FM-передатчик
• Схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В 5 с печатной платой
• Схема аудиоусилителя мощностью 50 Вт

Катушка индуктивности, включенная параллельно конденсатору, называется у нас LC-контуром. Когда мы измеряем индуктивность, добавленный индуктор изменяет частоту генератора и вычисляет изменение частоты, мы анализируем точную индуктивность индуктора. Микроконтроллер купить Atmega 328 p для анализа аналоговых сигналов. На мега 328p можно сэмплировать аналоговый сигнал на 9600 Гц. Корабль, специально разработанный для преобразования аналогового сигнала в цифровой

LM 393 IC, представляет собой компаратор, который переключает сигналы быстрее, чем LM 741 IC. Разность напряжений в LC-цепи становится положительной, после чего микросхема LM 393 начинает плавать и дает подтягивание через резистор. Когда разница напряжений в цепи LC станет отрицательной, она подтянется к земле.

В этой схеме мы применяем частоту к цепи LC. Это около пяти вольт по сравнению с микросхемой на mega 328. После этого резонансную частоту можно рассчитать по формуле и отобразить на ЖК-дисплее с 16 крестами 2. 92в. f – резонансная частота. C — емкость, L — индуктивность.

• SG3525 ИНВЕРТОР НА БАЗЕ ШИМ-ИС
• ИНВЕРТОР 1000 ВТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
• SG3525 ИНВЕРТОРНЫЙ МОДУЛЬ C IRCUIT AND PCB
• ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ 500 ВАТТ С КОНСТРУКЦИЕЙ ПЛАТЫ
• ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ 300 ВАТТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ TL494

Необходимые компоненты

• Atmega328p
• Arduino Uno 91N4 007 Диод
• Резистор 150 Ом
• Резистор 330 Ом
• Конденсатор 1 мкФ
• 7805 Регулятор IC
• Резистор 1 кОм
• Светодиод
• Печатная плата с медным покрытием
• Хлорид железа
• Соединительный провод
• Соединительные провода

16*2 Подключение дисплея

Согласно электрической схеме ЖК-дисплея 60*2. Подключите первый контакт ЖК-дисплея к земле. Второй контакт подключен к положительному источнику напряжения 5 вольт. 53 — это регулировка яркости, которая будет подключена вместе с потенциометром 10k.

Rs,e,Db4,Db5,Db6 и Db7 подключены к контакту arduino для контактов A5, A4, A3, A2, A1, A0 микросхемы mega 328 IC.

СХЕМА ИЗМЕРИТЕЛЯ ИНДУКТИВНОСТИ

Скачать шестнадцатеричный файл для программирования измерителя индуктивности Arduino

Вы также можете проверить мой youtube: SCHOOL OF TECHNOLOGY

Небольшой измеритель индуктивности с подключением SCPI — электронные проекты для развлечения

становится слишком маленьким для стандартных компонентов или классических методов строительства, таких как намоточные тороидальные катушки или многовитковые катушки с воздушным сердечником. Вы всегда можете сказать, что в технологии SMD катушки индуктивности доступны для значений менее nH, что правильно, но их значения добротности настолько плохи (часто ниже 10), что их использование в фильтрах или резонаторах не работает. Итак, что нам нужно, так это безопасный способ создания катушек индуктивности в диапазоне от 10 нГн до нескольких 100 нГн, с разумной добротностью плюс метод измерения значения индуктивности с приемлемой точностью.

Немного базовой теории

В сети полно формул для расчета индуктивности катушек, как простых, так и очень сложных. Когда речь идет об катушках только с одной обмоткой, результаты этих формул становятся недостоверными. И вот почему:

1. Индуктивности, принятые в формулах, находятся в пустом пространстве, без заземления, выводов или других металлических или диэлектрических компонентов. Не очень реалистично, если смотреть на практические схемы
.
2. Теоретически катушка не имеет выводов. Индуктивность рассчитывается от начала спирального проводника до конца. На практике индуктор будет иметь дополнительные выводы для установки в цепи, и длина и ориентация этих выводов действительно влияют на индуктивность.
3. Формулы спирали не работают, если спирали вообще нет (одна проволочная петля) или если количество витков очень мало.
4. Самоиндукция рассчитывается с помощью интегралов, оценивающих магнитное поле, создаваемое током (плотностью) в определенном отрезке катушки, и взаимодействие этого магнитного поля с другим отрезком катушки, суммируемое со всеми отрезками проводника и между ними. . Сразу становится ясно, что провода и другие токопроводящие объекты нельзя оставлять без внимания, если мы хотим получить точный результат.
5. На практике имеет значение, находится ли катушка в пустом пространстве или в металлическом отсеке, таком как радиочастотная коробка из белой жести. Большинство формул катушек не учитывают этот эффект.

Что действительно необходимо, так это подход ЭМ (электромагнитного моделирования). Это прекрасно работает, но есть несколько ограничений, которые нельзя игнорировать:

1. Профессиональное программное обеспечение ЭМ очень дорого.
2. Бесплатное ПО ограничено очень небольшим числом компонентов и/или простыми геометриями.

Определение арены, на которой находится ваша катушка и другие компоненты, занимает чрезвычайно много времени и ни в коем случае не сравнимо с планом спайса. Что вам нужно, так это план специй плюс полная геометрия всех компонентов, и это становится реальной работой даже для небольших схем. Не имея программного обеспечения под рукой, я отказался от подхода EM.

Еще одним аспектом является точное измерение малых катушек индуктивности. На УКВ классические 4-проводные измерители импеданса просто больше не работают. Анализаторы импеданса премиум-класса могут работать на частоте до 120 МГц, но стоят несколько 10 тысяч евро и требуют специальных тестовых приспособлений с определенной геометрией. Помимо этого, ВАЦ — единственный выбор для измерения качества.

Прагматизм

Что, если бы мы могли работать следующим образом:

1. Мы используем программу для прогнозирования индуктивности конструкции с заданной геометрией (например, программу «Coil64»).
2. Создаем прототипы, включая монтажные выводы
3. Мы измеряем прототипы на ВАЦ и настраиваем их до тех пор, пока значение не установится там, где нам нужно

На мой взгляд, это решает проблему, но без изящества. Серьезное измерение VNA требует калибровки и создания надлежащего испытательного приспособления, которое, как мы надеемся, будет похоже на реальную среду, в которой будет использоваться катушка (например, с плоскостями заземления, переходными отверстиями и т. д.). С другой стороны, при использовании хорошего ВАЦ можно предположить, что погрешности измерения малы.

Мы бы предпочли, однако, небольшой измеритель, который может автономно измерять небольшие индуктивности от 10 нГн до нескольких 100 нГн без всякой подготовительной работы, с несколько меньшей точностью.

Если поискать в Интернете, можно обнаружить множество таких устройств, подавляющее большинство из которых работает с процессором на основе ПОС, который измеряет индуктивность путем измерения частоты LC-генератора, в котором неизвестное ИУ L является частью резонаторного резервуара. В счетчиках используются лабораторные кабели и зажимы типа «крокодил», а некоторые шутники утверждают, что можно надежно измерить даже один nH. Что ж – верится с трудом. Некоторые причины для скептицизма:

1. Лабораторные кабели настолько длинные, что их индуктивность намного выше, чем у маленьких катушек индуктивности, которые мы хотим измерить. Индуктивность полной цепи примерно пропорциональна всей площади, покрытой проводами, а значения проводов 2×10 см плюс зажимы, расположенные по кругу, составляют примерно порядка более 100 нГн, в зависимости от геометрии.
2. Генератор работает от нестабилизированного источника питания и использует компоненты низкого качества. Вероятно, он сильно дрейфует в зависимости от напряжения питания и температуры.
3. В большинстве интернет-предложений не используется процедура калибровки с катушками индуктивности с известным значением. В лучшем случае идет «короткая» калибровка.

Практический подход

Что нам нужно улучшить, чтобы простой подход стал применимым? Мы должны

1. Сделать печатную плату с абсолютно минимальными измерительными проводами тестируемого устройства (я использую клеммную колодку с дорожками печатной платы в диапазоне 1 см). Это создает определенную геометрию для всех ИУ и калибровочных катушек индуктивности.
2. Составить схему генератора со стабилизированным источником питания, исключающую зависимость амплитуды и частоты от напряжения питания. Это чрезвычайно важно, если мы хотим питаться от USB (разрешено 4,5-5,5 В, с большим количеством помех).
3. Используйте термостабильные компоненты в баке (пленочные конденсаторы, качественная фиксированная катушка).
4. Обеспечьте средства калибровки с использованием катушек индуктивности с известными значениями (т. е. проверенными с помощью ВАЦ).

Схемы PIC в Интернете обычно автономны и не имеют процедур калибровки; Чтобы облегчить себе жизнь, я перешел на платформу Arduino, чтобы реализовать все вышеперечисленное. Теперь решение обеспечивает (все на плате Arduino для Arduino Leonardo):

1. Стабильный LC-генератор с хорошими компонентами, регулируемым источником питания и частотой колебаний ок. 5-6МГц. Добавление индуктивности ИУ снизит эту частоту.
2. Драйвер ЖК-дисплея для отображения индуктивности. Допустимый диапазон составляет от 10 нГн до 1 мкГн.
3. Частотомер
4. USB-соединение с главным компьютером. Этот компьютер может дистанционно управлять Arduino с помощью команд SCPI. Он также используется для калибровки.
5. Кнопка для выполнения «короткой» калибровки.

Первая попытка тестового генератора показана ниже:

На стороне Arduino сигнал подается на контакт 12, где алгоритм времени/счетчика извлекает текущую частоту (спасибо Paul Stoffregen и его библиотеке FreqCount). Когда у нас есть частота, мы можем вычислить индуктивность Lx.

Короче говоря, изменения частоты, вызванные катушками индуктивности тестируемого устройства с низким значением, очень малы и находятся в диапазоне теплового дрейфа или других воздействий. Выход — «короткая» калибровка «нулевой» катушкой индуктивности по Lx. Имейте в виду: даже 1 см толстого провода имеет индуктивность около 10 нГн (включая клеммы…). Таким образом, «ноль» обычно означает около 10 нГн.

Есть еще одна популярная схема, использующая генератор на основе компаратора с LM311, но она тоже работает со смещением частоты. Это работает так (с сайта electronics-diy.com):

Проблемы на нижнем уровне сравнимы с другими подходами.

Подход, оптимизированный для малых индуктивностей

Как уже упоминалось, единственным надежным инструментом, который у нас есть, является анализатор импеданса с определенной тестовой оснасткой (дорого) или приемлемым ВАЦ (также дорого). Их использование допустимо с точки зрения измерения, но требует некоторой настройки и поэтому нецелесообразно. Однако мы могли бы сделать калиброванные детали для самодельного измерителя индуктивности.

Когда мы фиксируем частоту измерения (не слишком низкую, чтобы даже небольшая индуктивность вызывала измеримый эффект, и не слишком высокую, чтобы собственные резонансы еще не играли роли), мы можем измерить падение напряжения на индуктивности ИУ. с использованием определенного переменного тока.

Для 10 нГн, скажем, на частоте 1 МГц и токе 10 мАр мы получаем падение напряжения 628 мкВпик-пик, что соответствует импедансу 62,8 мОм. 10 мкГн даст 628 мВ или 62,8 Ом. Линейный детектор не является хорошим выбором для этого из-за низкочастотного шума, но логарифмический детектор не будет иметь проблем с диапазоном, соответствующим (в 50 Ом) диапазону от -60 дБм до 0 дБм. Для AD8307 это как раз середина его линейного диапазона, поэтому он идеален. Выходной логарифм детектора становится мерой индуктивности ИУ, которая, при условии, что мы можем использовать катушки индуктивности с известными значениями, может быть откалибрована для получения приемлемой погрешности измерения даже при низких индуктивностях.

Тестовая частота может генерироваться генератором на логическом кварце (74HC4060), за которым следует пи-фильтр. Если мы выберем системный импеданс пи-фильтра достаточно высоким (скажем, 220 Ом), мы можем уменьшить нагрузку на выходе HCMOS и получить выходной импеданс 220 Ом, который мы можем эффективно использовать для создания схемы возбуждения квазипостоянного тока для нашего дросселя ИУ. При 10 мкГн (62,8 Ом индуктивное последовательно с 220 Ом резистивное) погрешность тока будет ниже 1%. Это примерно конец значимого диапазона измерения.

Важным моментом является создание эталонов калибровки, которые каким-то образом учитывают влияние испытательного приспособления, которое мы хотим использовать в готовом приборе. В то же время стандарты должны поддаваться измерению на стандартном ВАЦ. Конечно компромисс, я использовал клеммную колодку в качестве приспособления ИУ и розетки SMA с размыканием, замыканием и нагрузкой в ​​качестве эталонов калибровки. Использование самой клеммной колодки в качестве эталонной плоскости не является хорошей идеей, потому что из-за присущих паразитных характеристик здесь нет пригодных для использования коротких замыканий или нагрузок. Что можно сделать, так это измерить клеммную колодку, подключенную к разъему SMA, с клеммами, закороченными проволочной перемычкой. Это дает не короткое замыкание, а минимальную индуктивность, которую можно измерить, включая выводы печатной платы клеммной колодки, сами металлические блоки, плюс проволочный шлейф, замыкающий их. Индуктивность этой части была измерена как 7,7 нГн, что, на мой взгляд, является правдоподобным значением.

Детали калибровки показаны ниже:

Слева направо: обрыв, короткое замыкание, нагрузка и ИУ.

Вся схема реализована в виде шилда Arduino. Печатная плата выглядит так:

Кварцевый генератор слева вверху. микросхема генератора/делителя рядом с ним справа. Тестовую частоту можно выбрать с помощью перемычек. Затем сигнал проходит через фильтр Pi и резистор Rt2, создавая эффективный токовый режим для тестовой катушки индуктивности, расположенной на клеммной колодке. Напряжение тестируемого устройства снимается AD8307 под клеммной колодкой, а отфильтрованный выход постоянного тока измеряется аналоговым входом A0 Arduino. Результаты отображаются на 2-строчном ЖК-дисплее, подключенном к разъему плоского кабеля DIG Port в правом верхнем углу.

Значения фильтра зависят от частоты, выбранной перемычкой рядом с 74HC4060. Я выбрал кварц 16 МГц и использовал верхнюю перемычку, что дало частоту сигнала 1 МГц. Чтобы не нагружать 74HC4060 слишком сильно, выходное сопротивление было выбрано равным ок. 220 Ом (Rt1A и Rt1B — 430 Ом, Rt2 — 220 Ом). Компоненты фильтра составляли 820 пФ для Cf1 и Cf2, а Lf составлял ок. 44 мкГн (11 витков на FT50-43), что дает отсечку ниже 1 МГц. Здесь не нужна сверхточность. Перемычка шунтирована конденсатором (керамическим 100 нФ), чтобы избежать постоянного тока на катушке ИУ.

Можно использовать Arduino UNO или Leonardo, а соединение USB используется для отправки команд SCPI для установки значений калибровки и считывания результатов. Хорошо то, что, в отличие от бюджетных LC-метров, представленных на рынке, перед измерениями не требуется повторная калибровка. Имманентная температурная стабильность логарифмического детектора AD8307, а также дополнительная регулировка напряжения питания 74HC4060 независимо от напряжения питания USB с помощью TL431A делают напряжение привода достаточно стабильным, чтобы предположить, что оно является постоянным в широком диапазоне температур и напряжениях питания USB где-либо между 4,5 и 5,5 В.