Đồng hồ đo trị số điện cảm và điện dung L - C meter

Đồng hồ đo trị số điện cảm và điện dung L - C meter: Giới thiệu về LC Meter Đây là một mạch điện có chức năng đo điện cảm (L) và điện dung (C) có độ chính xác rất cao và cấu tạo đơn giản để các bạn có thể tự mình xây dựng thành một đồng hồ đo chuẩn, giá rẻ. LC meter này cho phép đo những giá trị điện cảm rất nhỏ bắt đầu từ 10nH đến 1000nH, 1uH đến 1000uH, 1mH đến 100mH và điện dung từ 0.1pF đến 900nF. LC meter được thiết kế...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồng hồ đo trị số điện cảm và điện dung L - C meter Đồng hồ đo trị số điện cảm và điện dung L - C meterI : Giới thiệu về LC MeterĐây là một mạch điện có chức năng đo điện cảm (L) và điện dung (C) có độ chính xác rất cao vàcấu tạo đơn giản để các bạn có thể tự mình xây dựng thành một đồng hồ đo chuẩn, giá rẻ. LCmeter này cho phép đo những giá trị điện cảm rất nhỏ bắt đầu từ 10nH đến 1000nH, 1uH đến1000uH, 1mH đến 100mH và điện dung từ 0.1pF đến 900nF. LC meter được thiết kế để lựa chọnkhoảng đo một cách hoàn toàn tự động để bạn không phải tốn thời gian lựa chọn khoảng đo mộtcách thủ công. Máy có chức năng gọi là “zero out” chuyển đổi sẽ thiết lập lại hoàn toàn trạngthái số 0 ban đầu để đảm bảo số đo cuối cùng của LC meter được chính xác nhất.Sau đây là sơ đồ mạch điệnLàm thế nào để LC meter làm việc?Để xác định giá trị của một cuộn cảm/ tụ điện không rõ trị số chúng ta có thể dùng công thức tầnsố được đưa ra dưới đây. f = 1/(2*Pi*sqrt(LC)Lưu ý rằng có ba biến mà chúng ta có thể làm việc là; e, L và C (f đại diện cho một tần số, điệncảm L và điện dung C). Nếu chúng ta biết được giá trị của hai biến thì chúng ta có thể tính giá trịcủa biến thứ ba.Pic trong mạch LC meter thực hiện tính toán giá trị cuộn cảm/ tụ điện bằng cách gián tiếp thôngqua đo tần số cộng hưởng. Khi mạch làm việc ở chế độ đo điện cảm, một tụ điện có trị số biếttrước được mắc với một cuộn cảm cần đo và PIC sẽ tính toán giá trị thông qua tần số cộng hưởngvà đối với đo điện dung cũng tương tự, một cuộn cảm có giá trị biết trước sẽ được kết nối tới tụđiện cần đo tạo thành mạch cộng hưởng L-C.II : Áp dụng lý thuyết vào phần cứng của LC MeterBây giờ chúng ta cùng áp dụng lý thuyết trên để thực hiện. LC Meter sử dụng một IC LM311phổ biến và có chức năng như một máy phát tần số trong mạch và điều này là chính xác đối vớinhững gì chúng ta đang cần. Nếu các bạn muốn tính giá trị của một cuộn cảm không rõ thì chúngtôi sử dụng một tụ điện có độ chính xác cao Ccal có trị số 1000pF cùng với cuộn cảm không rõcộng hưởng với nhau và LM311 có thể tạo ra một tần số mà chúng tôi có thể đo với máy đo tầnsố. Sau khi có được kết quả này chúng ta sẽ sử dụng nó cùng với công thức để tính toán giá trịđiện cảm.Điều tương tự có thể được thực hiện để tính giá trị của một tụ điện không rõ trị số. Trường hợpnày LC Meter sẽ sử dụng một cuộn cảm có sẵn để cộng hưởng. Sau khi có được tần số cộnghưởng, chúng ta tiếp tục sử dụng công thức để tính toán giá trị.Chúng ta chọn dùng PIC 16F84A để thực hiện. Trong mạch, PIC 16F84A sẽ làm việc như mộtchiếc máy tính nhỏ và nó rất lý tưởng để thực hiện mạch điện vì nó cần rất ít linh kiện phụ xungquanh. Để PIC có thể làm việc cần có một chương trình HEX đã dược viết sẵn và chúng ta chỉcần lấy mã này để nạp vào cho Pic là được!Bước tiếp theo chúng ta sẽ sử dụng tần số tạo ra từ LM311 để cung cấp cho chân 17 của PICđể thực hiện tính toán rồi gửi kết quả tới màn hình hiển thị LCD 16x1 hoặc 16x2.III : Chức năng của các jump và công tắc trong mạch điệnSW1: Đây là công tắc chọn nguồn điện vào.SW2: Đây là công tắc chuyển đổi chế độ đo điện cảm / điện dungLK3: Jump này được sử dụng với màn hình LCD 16x2 và kết quả sẽ được chia ra làm 2 dòng.LK1: Hiển thị tần số dao dộng ban đầu của LM311 mà chúng ta cần đạt được khoảng 550KHzLK2: Là jump dùng để kích hoạt rơle dùng hiệu chuẩn tần số khi mới lắp xong.Nút ấn “Zero” ở chân 4 của PIC để lấy lại giá trị 0 của đồng hồ.IV : Những hình ảnh mà hoàn chỉnh mạch LC Meter* Thông số kỹ thuật của mạch.- Điện áp cung cấp: 7.5V~15V- Sai số cực đại: 1%- Tự động chọn khoảng đo.- Đo điện cảm:+ 10nH – 1000nH+ 1uH – 1000uH+ 1mH – 100mH- Đo tụ điện:+ 0.1pF – 1000pF+ 1nF – 900nFV : Những lưu ý khi thực hiện LC Meter- Độ chính xác của mạch điện phụ thuộc vào L (82uH) C(1000pF) và nhất là Ccal (1000pF +-0.5%). Các tụ 1000pF (1n) này cần sử dụng loại tụ điện có dạng như trong hình dưới ( các tụhình hộp màu vàng) [/p]Sử dụng các tụ điện này là bắt buộc vì nó có sai số thấp và độ ổn định với nhiệt độ. Tôi đã thửthay các loại tụ đất, tụ giấy thông thường thì thấy kết quả rất “trôi” và thậm chí còn không thểlấy chuẩn về giá trị 0 được.- Rơle trong hình có thể chọn dùng loại 6V khi không tìm mua được loại 5V- Transistor kích rơle có thể dùng C1815 hoặc bất kì loại nào.- Thạch anh trong mạch phải là loại 4MHz không cho phép các giá trị khác.- Các đường mạch in trong khu vực LM311 phải ngắn nhất có thể để tránh sai số điện dung.- Khi đo C cần dùng dây nối với linh kiện đo có lõi to và ngắn nhất có thể để tránh sai số.- Backlight của LCD tiêu thụ rất nhiều điện năng, Bạn nên ngắt nó ra khi sử dụng với pin 9V.- Cách hiệu chuẩn sau khi lắp ráp:Sau khi các bạn lắp ráp xong mạch, kiểm tra kĩ xem có lỗi nào không rồi nạp chương trình choPIC. Cấp điện, để công tắc ở chế độ đo điện dung (C ...