RLC измерители

Пинцет -мультиметры НВ

 

Плата и детали. 
     Детали смонтированы на печатной плате из двухстороннего фольгированного текстолита. Плата выполнена по технологии “лазерного принтера и утюга”. Вкратце о примененной технологии изготовления двухсторонних плат: вырезается плата с размерами 5x15 см.  Защищается мелкозернистой шкуркой. Обезжиривается. Переводится одна из сторон печатки на плату. На противоположных краях платы сверлятся два отверстия A (см. рис. 4) сверлом 0.4-0.5 мм. Эти же отверстия прокалываются на переводимой бумаге второй стороны.  Бумагу кладем на плату и 2 иголками через проколотые отверстия ловим просверленные отверстия на плате. Переводим вторую сторону печатки. Травим.  Не на сквозь сверлим переходные отверстия с одной стороны.  Досверливаем их с другой стороны( сначала под прямым углом потом можно при необходимости немного наклонить). При такой технологии удается компенсировать не совпадение осей отверстий и разрывов проводников при выходе сверла из платы. В переходные отверстия  монтируются отрезки луженого провода. Рисунки печатных плат в файле . Их необходимо распечатать без масштаба, т. е 1:1.
В устройстве использованы в основном элементы для поверхностного монтажа: резисторы типоразмеров 0805; конденсаторы 0603, 0805,1210; оксидные конденсаторы – танталовые  для поверхностного монтажа. Конденсаторы C51, C65 типа К73-17 на 63В. Микроконтроллер ATmega88 заменим на ATmega168. Дифференциальный усилитель INA126 заменим на INA128, INA129, AD620 без переделки платы. В этом случае необходимо подобрать сумму резисторов R43 и R44 (при применении INA126 они не устанавливаются) для получения усиления 5. Усилители TL072, TL071 заменимы на TL082, TL081. Резисторы R30, R29, R28 ,сумма R23 и R32  имеют отклонение от номинала 0.1%. Отношение резисторов R49/R50, R55/R56, R59/R60 и R55/R56 должно быть в пределах 8.99…9.01. Преобразователь AM1D-0507D заменим на AM2D-0507D или аналогичный с частотой преобразования выше 100 кГц и токами +-50 мА. Разъемы, соединяющие платы изготовлены из PLD-14 и PBD-14. Их необходимо разрезать и обработать края напильником для получения 3-х и 9-и контактных разъемов.  Предохранители  F1, F2 типа ESF.
Верхняя и нижняя крышка корпуса сделана из одностороннего текстолита. Боковая состоит из двух полосок железа (банка сгущенки) шириной 12 мм , соединенных винтами( рис.18).
Монтаж и настройка.
Прибор состоит из двух плат соединенных между собой через разъемы (рис.18, 19). Через них же производится программирование микроконтроллеров . Нумерация выводов для программирования ,соответствующая рис. 3, а также расположение элементов показано на рис. 4, 5.
рис.3
Рис.4
рис.5
Монтаж устройства производим в следующей последовательности:
1.      DD1 и обвязка. Прошиваем DD1 прошивкой AVR309_ATmega8.hex.
рис.6                                                              рис.7
Конфигурационные ячейки на рис .6 и 7. Подключаемся к порту USB. Компьютер должен увидеть подключенное устройство как  “AVR309:USB to UART protocol convertor”. Устанавливаем драйвера из папки Driver. Более подробная информация по установке  драйверов и устройству  AVR309  в файле http://www.gaw.ru/data/Atmel/avr/AVR309.zip .
2.      DA2 и обвязка. Убеждаемся в наличии питания +-7.2…9 В. 
3.      Монтируем  оставшиеся элементы на маленькую плату.
4.      Соединяем платы. Монтируем  VT1, C13, C7, C9, C14, R9, C12, C8, VD7, R54, C64, C66, C52, C53, R40. Проверяем стабилизированное питание +5В, +2.5В.
5.      Монтируем дополнительные  фильтры питания R11, C20, C17, R12, C18, C21 и т.д. Убеждаемся в наличии питания на выводах питания аналоговых микросхем +-7.2…9 В.
6.      DD3, R22, ZQ2, C34, C35. Прошиваем DD3 прошивкой Uotladka.hex. Новый  ATmega88 можно прошить AVRprog V1.40, встроенным AVR Studio 4. Для этого в настройках выбираем ATmega8. Конфигурационные ячейки на рис. 8 и 9.
рис.8                                                                         рис.9
7.      DA5. Контролируем синус на выводе 1.
8.      DA3, DA4 и обвязка. Контролируем синус на выводе 6 DA3 с размахом 1.0 В. Подбираем резистором R21.
9.      DA1, R4, R5, R6, R7, F1, R1, R24, R8, VD2, R31, DA8, R42. Замыкаем временно P1 и P2, также P3 и P4 садим на землю. Контролируем синус на выводе 5 DA8 и 3 выв.DA10.
10.   DA10, DA11, DA9 и обвязка. Контролируем прохождение сигнала на выв. 6 DA10,  выв.1, 7 DA7, выв.1, 7 DA9. На выв. 7 DA9 должен быть неискаженный синус с амплитудой около 2.3 В относительно +2.5 В. Припаиваем DA12, R51, VD6, C65.
11.   Прошиваем DD3 прошивкой Jotladka.hex. P3 и P4 отсоединяем от земли. Замыкаем P1, P2, P3, P4 между собой. Монтируем DA7, DA6 и обвязка. Убеждаемся в прохождении сигнала на верхнем выводе C65. Напряжение на выводе 2 DA6 должно быть близко к нулю.
12.   Прошиваем DD3 рабочей прошивкой LCR_USB_V1.*.hex. 
13.   Монтируем входные разъемы. Конструкция входных разъемов взята с http://www.pro-radio.ru/measure/6873/.  Внешний вид на рис. 10, 11, 12, 13. Пинцет сделан из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Разводка рисунка в файле. Вторая сторона - сплошной экран. 
рис.10
рис.11
рис.12                                                                   рис.13
 
Работа с прибором.
             Подключив  прибор,  запускаем программу RLC_USB_V1.4. Запуститься окно на рис.14. В окошке "Частота измерения" выбираем частоту сигнала, а в окошке правее - размах синуса, подаваемого на измеряемый элемент. На каждой частоте при разомкнутых контактах нажимаем на кнопку “с разомкнутыми щупами”. Замкнув входные выводы, также на каждой частоте нажимаем на туже кнопку. Данные о входном импедансе щупов сохранятся. Далее подключаем измеряемые элементы к входным разъемам!! В нижнем правом углу отображается текущий режим. После "срабатывания" фильтра  бегущего среднего, цвет окна текущего режима поменяется на желтый. Для более точных показаний прибор можно дополнительно прокалибровать. 
рис.14                                                                                                           рис.15

Корректировка.
 
Страничка настройки:
  Измененные данные этой странички сохраняются при переходе на страницу показаний.
 
  Окно "Выбор режима" позволяет выбрать режимы измерений  вручную. 
  Описание корректирующих коэффициентов:
      Корр.R  -- корректирует неточность образцовых резисторов. Влияет как на показания R, так и на показания L, C.
      Корр.LC -- корректирует неточность установки частоты. Влияет только на показания L, C.
      Фаза     -- корректирует задержку сигнала тока. Данные заносятся автоматически прикорректировке фазы. Можно менять и вручную.
      Корр.R, Корр.LC, Фаза -- на каждой частоте свои. Сделано для большей "свободы" в корректировках.
 
  Окно "Корректировка фазы":
      max        -- показания максимального значения синуса тока. 
      Фаза     -- показания расчетного угла поворота вектора тока для получения Xs=0 (Cp=0,Ls=0).
 
Последовательность настроек:
1. Необходимо 8 SMD резисторов известного номинала: 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм, 1 МОм, 10 МОм.
2. На частоте 1кГц корректировкой  "Корр.R" добиваемся совпадения показаний на каждом режиме.
3. На частотах 100, 10 кГц, 50 кГц вручную забиваем.  Корр.R, полученные для частоты 1 кГц.
Исключения на частоте 50 кГц:  Корр.R(5 режим)=Корр.R(4 режим, частота 1кГц),Корр.R(6 режим)=Корр.R(5 режим, частота 1кГц).
    p.s. 7 режима на частоте 50 кГц нет, а на 10 кГц выбрать только вручную!!
4. Калибровку фазы рекомендую проводить в автоматическом выборе режимов! Перед калибровкойобязательно провести калибровку "С замкнутыми щупами " и ''С разомкнутыми щупами". При калибровке "С разомкнутыми щупами" щупы должны находится на расстоянии длины SMD резистора. На каждой частоте и режиме, возможно, калибровать 2 способами. В каком - на ваше усмотрение. Когда расчетный угол поворота вектора тока для получения  Xs=0 прыгает в больших пределах, рекомендую калибровать  для получения постоянной фазы на режиме.
  А) Калибровка для получения постоянной фазы на выбранном режиме:
      Для калибровки необходим один резистор на режим.
      а. Подключаем SMD резистор.
      б. Нажимаем на кнопку А. Данные фазы перенесутся в соответствующий графу фазы режима.
 
       Режимы  отображается желтым цветом.
 
  Б) Калибровка для получения фазы изменяющейся по линейному закону на выбранном режиме:
      Для калибровки необходимо два резистора -- в начале диапазона и в конце.
      а. Подключаем SMD резистор больший по номиналу.
      б. Нажимаем на кнопку А.
      в. Подключаем SMD резистор меньший по номиналу.
      г. Нажимаем на кнопку В. Данные фазы перенесутся в соответствующую графу фазы режима.
  
      На режимах 6 (частота 10 кГц и 50 кГц) , 0 и 7. 
      а. Подключаем SMD резистор больший по номиналу.
      б. Вручную забиваем фазу  и нажимаем на кнопку А.
      в. Подключаем SMD резистор меньший по номиналу 
      г. Вручную забиваем фазу  и нажимаем на кнопку В.
 
       Режимы отображаются зеленым цветом.
 
5. После корректировки фазы, возможно, придется подкорректировать коэффициенты Корр.R на частотах 10 кГц и 50 кГц.
6. По известным номиналам корректируем показания емкости и индуктивности коэффициентами корр.LC.
рис.16
рис.18 (нажмите на картинку для увеличения)
рис.19 (нажмите на картинку для увеличения)
 
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top