Oscill Support Forum

You are not logged in.

#1 2009-06-14 22:38:46

Anatoliy
Member

RLС-метр

Спасибо!Может разберусь
PS:Вот если-бы Вы предложили еще usb.LC-meter было бы совсем хорошо

 

#2 2009-11-01 07:03:53

Michael
Member

Re: RLС-метр

Солидарен с Anatoliy, было бы здорово!!!!

 

#3 2009-11-22 15:10:50

Gray Cat
Member

Re: RLС-метр

Несколько offtopic, но предложу в качестве RLC-измерителя (а точнее, даже измерителя полного комплексного импеданса) приставку к звуковой карте: http://deforg.free.fr/Zmeter.html . Детали следующие: 2 штекера "3.5mm jack" в звуковуху, кабель экранированный, коробочка, галетный переключатель, 4 резистора, "крокодильчики". При всей простоте, результат потрясающий! Для любительских целей вполне подойдет.
http://pro-radio.ru/user/uploads/226128.gif


Gray©at
 

#4 2009-11-22 18:05:32

Oscill
Oscill author

Re: RLС-метр

В концепцию oscill-а (один пассивный вход, и никаких других выводов) укладывается похожий вариант LC-метра: измеритель постоянной времени интегрирующей или дифференцирующей цепи при единичном воздействии (прямоугольный импульс достаточной длительности, амплитуда не важна). Зная постоянную времени цепи, вычисляется емкость или индуктивность (и в измерителе можно показывать сразу генри/фарады, приведенные к 1кОм).
Заодно, из постоянной времени цепи - можно и частоту среза легко посчитать.
В конечном счете, параметры цепи могут иметь большее значение, чем сама по себе емкость или индуктивность, входящая в цепь.

 

#5 2009-11-23 10:25:20

Gray Cat
Member

Re: RLС-метр

Думаю, в качестве добавочной "фишки" софта измеритель постоянной времени с пересчетом к L или C вполне полезен был бы. Только вот внешний девайс для подачи импульсов все равно городить придется, и тут уж теряется все преимущество простого решения.

Разве что, можно сигнал брать с выхода комповой звуковухи, но тогда уж логичнее (и гораздо полезнее с точки зрения измерений!) будет собрать именно вышеприведенную коробочку. У нее вся фишка в двухканальности входа компьютера, благодаря которой одновременно оцифровываются напряжение на измеряемом элементе и ток через него (как падение на шунтовом резисторе). Дальше - чистая [комплексная] математика : Z=U/I .


Gray©at
 

#6 2009-11-23 11:07:34

Oscill
Oscill author

Re: RLС-метр

Внешним девайсом может быть просто батарейка (для удобства - с кнопкой). Осциллограф - то запоминающий и с предвыборками. Чтобы определить постоянную времени цепи, достаточно одного перепада напряжения на входе, лишь бы oscill засинхронизировался по выходу этой цепи.

Двухканальность входа звуковой карты нужна по причине того, что выходные параметры этой карты неизвестны. Поэтому приходится выходной сигнал прининимать, и от него рассчитывать параметры цепи (то есть сравнивать сигнал на входе и выходе).

 

#7 2009-11-23 20:02:32

Halt
Moderator

Re: RLС-метр

Для тех кто в танке, дайте плиз формулу вычисления.
Дано - генератор меандра 1 кГц с крутыми фронтами. Подключена индуктивность, с помощью осцилла вычисляется длительность фронта. Как отсюда поиметь индуктивнось?

 

#8 2009-11-23 20:40:31

kvi
Member

Re: RLС-метр

Halt wrote:

Для тех кто в танке, дайте плиз формулу вычисления.
Дано - генератор меандра 1 кГц с крутыми фронтами. Подключена индуктивность, с помощью осцилла вычисляется длительность фронта. Как отсюда поиметь индуктивнось?

Для тех, кто плохо учил электротехнику:
TauRC=R*C;
TauRL=L/R.
Нужно обязательно сопротивление R, если его нет, то это неизвестно какое выходное сопротивление генератора импульсов. Поэтому лучше его задать много большим выходного сопротивления генератора.
Если L=1mH, R=1Kom, TauRL=1e-3/1e3=1e-6s=1uS=1мкСек
А вот если L=1H, R=1Kom, TauRL=1/1e3=1e-3s=1mS=1мСек. Т.е. на меандре 1KHz T/2=0.5mS сигнал провалится примерно на 1/2 начальной амплитуды.

 

#9 2009-11-23 20:46:12

Oscill
Oscill author

Re: RLС-метр

индуктивность подключается к генератору не сама по себе, а через сопротивление. Получается RL-цепь. У RC и LC цепей есть характеристика - постоянная времени:

Постоянной времени RL-цепи tL=L/R называют время, в течение которого свободная составляющая тока или свободная составляющая напряжения на элементах уменьшается в е раз

Нам удобнее не постоянную времени искать, а использовать уже имеющуюся характеристику сигнала - время нарастания напряжения на резисторе.
Теория например тут: http://www.ire.krgtu.ru/subdivision/rad … rt2/rl.htm

 

#10 2009-11-23 21:16:37

Halt
Moderator

Re: RLС-метр

Oscill wrote:

Нам удобнее не постоянную времени искать, а использовать уже имеющуюся характеристику сигнала - время нарастания напряжения на резисторе.

Так может добавите в софт и такую функцию. Гененратор можно собрать на рассыпухе - каждый сам себе.
В настройка выставляется частота и на выходе получаем индуктивность или емкость.

 

#11 2009-11-23 21:55:13

Oscill
Oscill author

Re: RLС-метр

Конечно, добавим. Это даже не функция, по-сути: это просто калькулятор, где измеренная длительность фронта будет умножаться на коэффициент и на введенное пользователем сопротивление.

Даже и калькулятор не нужен, в сущности: можно подобрать такое сопротивление параллельно входу осциллографа, при котором искомая индуктивность будет численно равна времени нарастания, измеренному осциллографом. Например, измерили нарастание 200мкс - значит, индуктивность 200 мкГн. Формула такая: L=t*R/2,197 (если берем время нарастания по уровням 0,1 - 0,9). Однако, 2 Ома - неудачный выбор: источник тестового импульса нужен с очень малым выходным сопротивлением (хотя, аккумулятор большой с толстым проводом - подойдет). Можно взять резистор 2,2 кОм. Тогда измеренной длительности фронта 70 мкс будет соответствовать индуктивность 70 мГн.


В качестве источника совсем не обязателен генератор - достаточно единичного импульса. Частота сигнала не важна, она не входит в формулу. Нужно лишь, чтобы период испытательного сигнала был больше нескольких постоянных времени исследуемой цепочки, то есть частота может быть и один герц, и еще много меньше.

 

#12 2009-11-23 22:06:33

Gray Cat
Member

Re: RLС-метр

Halt wrote:

Гененратор можно собрать на рассыпухе - каждый сам себе.

Раз уж что-то "собирать" - так уж сразу вышеописанную "коробочку" к звуковухе. Увидеть своими глазами Z в полосе (хотя бы звуковых) частот - практичнее любой теории! wink

Но режим пересчета постоянной времени в значение L/C в софте осциллографа все равно не помешает - например, если в исследуемом девайсе RL/RC-цепочка уже есть.

Last edited by Gray Cat (2009-11-23 22:09:17)


Gray©at
 

#13 2009-11-23 22:21:27

Gray Cat
Member

Re: RLС-метр

Oscill wrote:

Двухканальность входа звуковой карты нужна по причине того, что выходные параметры этой карты неизвестны. Поэтому приходится выходной сигнал прининимать, и от него рассчитывать параметры цепи (то есть сравнивать сигнал на входе и выходе).

Я так понял, что в той разработке программа вообще не интересуется выходом звуковухи. Согласно определению комплексного импеданса двухполюсника, достаточно замерить комплексные ток и напряжение на нем. По-моему, там в программе предусмотрена даже подача внешнего "независимого" синуса на исследуемый элемент, для метода это неважно.

Где-то я видел и микроконтроллерную реализацию подобного "математического" метода, уж современные-то чипы это позволяют.

Большое преимущество метода, по сравнению с "осциллографическим",  заключается в возможности измерения ESR элементов - это просто действительная часть полученного Z smile . Например, для "больших" индуктивностей (порядка Генри; например, первичные обмотки сетевых трансформаторов) четко наблюдается рост ESR с частотой. То ли скин-эффект, то ли потери в железе... wink


Gray©at
 

#14 2009-11-24 16:18:10

Anatoliy
Member

Re: RLС-метр

Gray Cat wrote:

Несколько offtopic, но предложу в качестве RLC-измерителя (а точнее, даже измерителя полного комплексного импеданса) приставку к звуковой карте: http://deforg.free.fr/Zmeter.html . Детали следующие: 2 штекера "3.5mm jack" в звуковуху, кабель экранированный, коробочка, галетный переключатель, 4 резистора, "крокодильчики". При всей простоте, результат потрясающий! Для любительских целей вполне подойдет.
http://pro-radio.ru/user/uploads/226128.gif

Прошу прощения,но перечитал все что удалось найти по этой теме,но вопросы остались.Подозреваю,что галетным переключателем переключаем резистор Rref и вводим в соответствующее поле программы и нажимаем "Старт".А переключатель S1 - для переключения в режим калибровки?
Это так или нет?
"Результат потрясающий" - это в смысле высокая точность?

 

#15 2009-11-24 18:30:32

Oscill
Oscill author

Re: RLС-метр

Anatoliy wrote:

"Результат потрясающий" - это в смысле высокая точность?

в принципе, высокую точность получить можно (используя не два входа звуковой карты, а один переключаемый), сравнивая сопротивление для переменного тока у неизвестной емкости и образцового сопротивления. Поскольку в формуле R=1/(2*Pi*F*C) частота однозначно определяет зависимость сопротивления от емкости (индуктивности), а у звуковых карт опорная частота (и следовательно - частота дискретизации) кварцована. Также, звуковые карты достаточно линейны и с высокой разрешающей способностью - минимум 16бит, причем, усреднением в условиях небольших шумов разрешающую способность можно еще значительно повысить.

 

#16 2009-12-10 23:56:00

Gray Cat
Member

Re: RLС-метр

Anatoliy wrote:

Подозреваю,что галетным переключателем переключаем резистор Rref и вводим в соответствующее поле программы и нажимаем "Старт".А переключатель S1 - для переключения в режим калибровки?

У меня получается один "галетник" выбирает Rref, и он же замыкает Zx для калибровки.

"Результат потрясающий" - это в смысле высокая точность?

Ну, точность я прямым образом оценить не могу ввиду отсутствия "первичных" приборов wink но, например, если измерить ESR конденсатора, а потом последовательно с ним включить резистор, то ESR вырастет ровно на номинал резистора.

"Потрясность" в смысле наблюдения собственными глазами графиков комплексного сопротивления в полосе частот - как бы красиво не рисовали в книжках, пока собственными глазами не увидишь - не поверишь wink . Разница с обычным L/C-метром - примерно как при переходе от тестера к осциллографу wink


Gray©at
 

Forum Tools