Profesionalus LCR-2 matuoklis

        Informacijos šaltinis randasi šiuo adresu:    ( http://www.rlc-esr.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=69&Itemid=82 )

 

 

                       

 

    Techniniai duomenys:

Matuojamas parametras

Test-signalo dažnumas

100Hz

1kHz

10kHz

R

 0.01 Ом – 100 МОм

 0.01 Ом – 100 МОм

 0.01 Ом – 10 МОм

C

 1pF – 22000μF

 0.1pF – 2200μF

 0.01pF – 220μF

L

 0.01μH – 20 kH

 0.1μH – 2 kH

 0.01μH   – 200H

 

Darbo ręžimai

§                                  test-signalo dažnumai 100Hz, 1kHz, 10kHz; 

§                                  test-signalo amplitudė  0.3v; 

§                                  nuosekli / lygiagreti (s/p) schema; 

§                                  matuojamo dažnumo diapazono rankinis/automatinis išrinkimas; 

§                                  duomenų išlaikymo ręžimas; 

§                                  SHERP ir OPEN parametrų kompensacija ; 

§                                  matavimo rezultatų pavaizdavimas: 

R + LC 

R + X  

Q + LC (kokybė) 

D + LC (tg kampinis nuostolis) 

 

§                                 0-30v pastovios įtampos padavimas testuojamam elementui (iš vidinio šaltinio); 

§                                 keitiklio įtampos matavimas (0.4v-44v); 

§                                 pastovios sroves padavimas testuojamam elementui  (iš išorinio šaltinio): 

§                                 derinimo ręžimas

 

Maksimalus  matavimo laikas prie

§                                 100Hz – 1.6sek;  

§                                 1kHz, 10kHz – 0.64sek.   

 

                    

Schema

Schema suskirstyta į tris dalis

analoginė dalis

skaitmeninė dalis

maitinimo blokas

 

                                                                                                             RLC -2 MATUOKLIO ELEKTRINĖ SCHEMA

                                                                                                     

                   

                                                                                    Analoginė dalis ( galima padidinti )

(

                    

                                                                                                     ( Skaitmeninė dalis )

 

                               

                                                                                            (  Maitinimo šaltinis )

 

           

                          paruoštos spausdintinės plokštės                                                                   išėzdinta pagrindinė plokštė

 

          

                              surinkta displėjinė plokštė                                                                       surinkta pagrindinė plokštė

    

                        maitinimo   šaltinis                                                                                     displėjinės dalies modulis

                                         

                                                            Pagrindinės plokštės takelių pusė  ( galima padidinti)

  

                                Varžos matavimas                                                                                              Kondensatorių matavimas

                                                     

                                                                                                      Induktyvumo matavimas

              

 

                                                                                  Bendras surinktų plokščių vaizdas

 

Čia rasite visų detalių  specifikaciją:  Detalės.xls

PIC kontrolerio programa:   LCR 2 - 16 mhz.hex

Plokščių  brėžiniai: LCR 2 .lay

 

  Taip gali atrodyti  dėžutė šiam prietaisui

 

 

          

                                                                                               Priekis

                        

                                                                                  Plokščių išdėstymas dėžutėje

                     

 

 

Blokinė prietaiso schema

alt

  

 

 Detalės

      

     Reikalavimai detalėms. 

     Skiriamieji kondensatoriai C6, C7, C17, C18, C29, C36, С34, С35, С30, С31 turi būti plėveliniai tipo  MKP10, MKP2, К73-9, К73-17 arba panašūs, pirmų keturių darbinė įtampa daugiau nei 250v, dėl С29, С36, С34, С35, С30, С31 užtenka 63v.. 

Pats kritiškiausias savo parametrais elementas yra integruojantis kondensatorius  C33. Jis turi turėti labai mažus dielektrinės absorbcijos rodiklius.  Tai turi būti polipropileninis arba su tefloniniu dielektriku. Plačiai paplitę  К73-17 jau duos 8-10 vienetų ACP paklaidą viduryje skalės , kas visiškai nepriimtina. Polipropileninių kondensatorių galima rasti senuose monitorių maitinimo blokuose. kompiuterių imp.maitinimo blokeliuose. Tai standartiškai rudos spalvos stambūs kondensatoriai. 

Tranzistorius  VT1-VT5 galima praktiškai pakeisti bet kokiais tos pačios NPN struktūros ir gabaritų tranzistoriais. Garso elementas panaudotas iš senos kompiuterio mot. plokštės. Detalės kurios patariamos parinkti poromis:

R41=R42, C30=C31

R28=R27, R22=R23  

R36=R37, R32=R33 

Detalės kurios patariamos parinkti tiksliais nominalais:

R6, R7, R8, R9 – nuo šių varžų stabilumo priklauso bendras prietaiso termo stabilumas;

C20, C21, C25, C26, C27, C28 – ypač atkreipti dėmesį į kondensatorius su talpumu 0,1 mkF;

 R48, R49, R57,R58 – nuo jų santykio priklauso mastelinio stiprintuvo stiprinimo koeficientas .LCD standartinis 2X16 simbolių.Kontroleris  HD44780 arba jam analogiškas. Pasitikrinkite displėjaus maitinimo kontaktus. Vizualiai ant plokštės arba pagal tikslią dokumentaciją. Sumaišius maitinimą LCD bus sugadintas !!!

 

Konstrukcija 

     Prietaisas surinktas ant trijų plokščių: 

a. Pagrindinė plokštė ,analoginė ir skaitmeninė dalis; 

b.  Displėjaus plokštė; 

c.  Maitinimo šaltinis. 

  

    Pagrindinė plokštė dvipusė.Viršutinė ištisinė, tarnauja kaip bendra žemė. Visas pažymėtus RLC2.lay   taškus "susiuvame" su bendru viršutiniu "žemės" sluoksniu.Visas skylutes kur montuosis  detalės su išvadais, praplėsti su 3mm grąžteliu.

LCD plokštę patartina sujungti su pagrindine plokšte ekranuotu šleifu. Ekranas sužeminamas tik iš pagrindinės plokštės pusės. Šleifą perkišti per feritinį žiedą nuo kompiuterinės technikos. Tokiu būdu iki minimumo sumažinami trukdžiai nuo LCD plokštės.

    Maitinimo bloko plokštė vienpusė.Plokštėje panaudotas takelių išvedžiojimas "žemė viename taške".Jei darysite kitaip plokštę, išsaugokite duotą konfigūraciją.

  

    

 

Pincetas dėl SMD 

        Pincetas pagamintas iš dvipusio stiklotekstolito 1,5 mm.Plokštelių brėžinys randasi prie visų plokščių Layoute. Antra pusė ištisinis ekranas. Išgręžiame dvi pereinamas kiaurymes 0,5-0,8 мм. .Dėl pinceto panaudotos relių kontaktų plokštelės. Surenkam pincetą, įstatome 6mm storio tarp puselių intarpą iš plastiko  .  Po patikrinimo , aptraukiame termoplastiku.

Plokštelės prieš surinkimą: 

 

Surinkto pinceto bendras vaizdas: 

 

Perėjimas dėl išvadinių detalių: 

     Dėl perėjimo pagaminimo buvo panaudota jungtis nuo kurios atpjauta  6-8 poros išvadų. Plokštelė padaryta iš 1,5 mm stiklotekstolito. Ekranas padarytas iš cinkuotos 0,15мм skardos.  Korpusėliui panaudotas senas kompiuterinis RS232 kištukas.

 

            

 

Mygtukų funkcijos

     

      Kiekvienas prietaiso mygtukas turi keletą funkcijų priklausomai nuo darbo ręžimo ir nuspaudimo laiko.Skiriasi trumpi paspaudimai ir ilgi.Trumpas tai mygtuko nuspaudimas trumpiau nei viena sekundė ir jų palydi vienas garsinis signalas. Jei mygtukas paspaudžiamas ilgiau nei viena sekundė , programa tai supras kaip ilgą paspaudimą ir išduos antrą garsinį signalą. Ilgi nuspaudimai reikalingi dėl prietaiso perjungimo į kitą ręžimą.

 

-  Matavimo ręžimas – pagrindinis prietaiso darbo ręžimas, įsijungia automatiškai po įtampos padavimo

S1 – keičia testuojamo signalo dažnumą (100Hz, 1kHz, 10kHz) ratu

S2 – nuosekli (s) / lygiagreti (p) schema

S3 – atvaizduojamų rezultatų ręžimas LC / X (antra displėjaus eilutė) 

S4 – atvaizdavimas R / Q / D (pirma eilutė) 

S5 – matavimo diapazonas Auto – ant ekrano išvedamas simbolis «А», Diapazonai išrenkami ratu 0...7.  Automatinis išrinkimas įjungiamas  ilgu paspaudimu S5  

S6 – duomenų užlaikymas (Hold), ekrane išvedamas simbolis «Н» 

 

-  Derinimo ręžimas (Service mode), įjungiamas ilgu paspaudimu S6 

 

S1 – keičia testuojamo signalo dažnumą (100Hz, 1kHz, 10kHz) ratu

S2 – perjungia R range varžą keitiklyje I/U (100; 1к; 10к; 100к) 

S3 – perjungia stiprinimo koef-tą (1х1; 10х1; 1х10 1х100) 

S4 – matavimas realios (Re), menamos (Im), abiejų kartu (RI) srovės ir įtampos sudedamųjų 

S5 – srovės arba įtampos matavimas

S6 – ilgas nuspaudimas – išėjimas iš derinimo ręžimo

 

-  Kalibravimo režimas OPEN/SHORT  įjungiamas ilgu paspaudimu S1 

 

S1 – perjungia kalibravimą (Open-Short-Open ir t.t.) 

S2 – Paleidžiamas išrinktas kalibravimo tipas (Open arba Short). 

Bet kuris kito mygtuko paspaudimas -išėjimas iš kalibravimo

 

- Koreguojamų koeficientų keitimas,  įjungiamas ilgu paspaudimu S3.  Koeficiento numeris atitinka diapazono numeriui,  , pavyzdžiui, nulinis koeficiantas naudojamas dėl nulinio diapazono derinimo. Koef-tas №8  koreguoja voltmetro įtampos parodymus.

 

S1 - ženklas į kairę

S2 - žemyn (ženklo reikšmės mažinimas) 

S3 - į viršų (ženklo reikšmės didinimas) 

S4 - ženklas į dešinę 

S5 - sekantis koeficientas 

S6 -   išėjimas iš koeficientų redagavimo ręžimo

 

-  „Ilgi” mygtukų paspaudimai 

 

S1 – įjungia kalibravimo ręžimą

S2 – nepanaudotas 

S3 – įjungia koeficientų korekcijos ręžimą 

S4 – įjungia  / išjungia   įtampos ir srovės parodymus ACP.Naudojama tik derinimo metu

S5 –  įjungia automatinį diapazono išrinkimą matavimo metu

S6 –  įjungia / išjungia derinimo ręžimą

 

 

Prietaiso paleidimas

    

                 Patirtis rodo, kad dažnai radijo mėgėjai padaro įrenginį visiškai ir pajungia maitinimą. Tai, mūsų nuomone, blogas požiūris, ypač jei jūs naudojate lituotus komponentus , arba įrenginys su klaidomis. Tai paprastai sukelia daugiau žalos, ir pailgina paleidimo laiką . Todėl mes rekomenduojame paleisti atskirai RLC blokais. Ir jei yra galimybė prieš dėdami į  plokštę, patikrinkite visas detales, kurias galite patikrinti.
     
Pirmiausia patikrinkite, ar transformatoriuje  įtampos  antrinėse apvijose maždaug 8-9V.  Pajunkite transformatorių ir patikrinkite elektros tiekimą - turėtų būti ± 5 V ir VI 29,5-30,5  Prijunkite LCD displėjų  Pirmoji eilutė turėtų trodyti juodus stačiakampius. Tai rodo, kad normali iniciacija LCD  ir  reguliuojasi kontrastas.
   
IC gali būti programuojama su beveik bet programatoriais, kurie palaiko PIC16F876A. IC gali būti programuojamas atskirai - programuoti galima ir plokštėje per jungtį ISCP. Šiuo atveju Jmp1 trumpiklis turi būti pašalintas. Prijunkite maitinimą pagrindinėja plokštėje be jokių mikroschemų . Patikrinkite +5 V ir-5V atitinkamų  mikroschemų išvaduose. Įsitikinkite, kad įėjimai operacinių stiprintuvų kur diodai yra sumontuoti, ar nėra įtampos. Patikrinkite, "atraminę" ACP- +0,5 V
   
Įstatome  MC prijungiame LCD displėjų ir pajungiame maitinimą -> ekrane turėtų pasirodyti sveikinimas "RLC metr v1.0". Nors ACP nėra įdiegtas, prietaisas nerodo kitą informaciją, ir nereaguoja į mygtukų paspaudimus. Tai rodo teisingą kontrolerio darbą. Patikrinkite, 250kHz miandrą - AdcClk "ir miandra" SinClk  - 100kHz . Nuosekliai įstatome mikroschemas pagal lentelę (nepamirškite, išjungti  maitinimą!) Ir tikriname pagal lentelę:

 

Įstatome

  Tikriname

1

PIC16F876A

  Meandra 250кГц „AdcClk”; Meandra100кГц „SinClk” 

2

HC390 и HC164 

  Meandra1кГц 0_Clk и 90_Clk; fazinis pasukimas 90º 

3

MAX293

  ant C19 žemės atžvilgiu 1 kHz sinusinis signalas 0,6v amplitudė 

4

DA3 (TL081)

 ant jungties Zx kontakto „I”   1kHz sinusinis signalas 0,6v amplitudė 

5

DA4 

 Išėjime 1 DA4 - 1kHz sinusinis signalas 3v amplitudė ;  К stipr.=5

6

Zx = 100кОм DA1, DA2 

sinusinis signalas   I/U išėjime 3 DA2 amplitudė 0.6v 

8

DA5

  Išėjime 1 DA5 -1 kHz sinusas 3v Кstipr.=5

9

DA7 и DA8 

   1kHz sinusas ,amplitudė 3v ant C29 žemės atžvilgiu (dirba kanalas U)

10

DA9 

  skirtingo poliariškumo įtampos ant C30, C31 

 

    Įstatome ACP, su prijungta Zx=100kOm, displėjuje turime pamatyti panašų vaizdą:

 

Tai rodo, kad visas prietaisas dirba normaliai.

 

 

Papildomas versijos 1.3 aprašymas ir prietaiso kalibravimas 

Pagrindinis skirtumas nuo ankstesnės v1.3 - perėjimas į kitą, ištaisyti OPEN/SHORT/LOAD (OSL). K OPEN и SHORT kalibravimas,pridėta LOAD kalibravimo elementas (standartinis), parametrų tiksli vertė yra žinoma iš anksto. Teoriškai, kaip nuoroda, galite pasirinkti bet kurį elementą (rezistorius, kondensatorius, induktorius), tačiau dėl praktinių priežasčių, buvo pasirinktas RLC-2 rezistorius. OSL kalibravimo gautos vertės yra saugomos  atmintinėje ir naudojami atitinkamai koreguoti matavimo rezultatas pagal formulę:

 

 , kur 

Zo     – varža, išmatuota su prietaiso atviru įėjimu ( gnyptai nesujungti);

Zs      – varža, išmatuota su sujungtais prietaiso gnyptais;

Zsm   –etaloninė varža, išmatuota prietaisu;

Zstd  – tikroji etalono varža;

Zxm  – išmatuota reikšmė DUT (Device under test, testuojamas elementas);

Zdut  – sukoreguota  DUT reikšmė.

Visos reikšmės formulėje – kompleksinės.

 

Tai kad prietaise 8 diapazonai, jie visi reikalauja LOAD kalibravimo. Taigi dėl pilno prietaiso suderinimo reikia pasiruošti 8 etalonines varžas. Reikalingos sekančios etaloninės varžos:

 

Diapazonas

Zstd

Schema

 

Rstd

Xstd

0

0.005μH

nuosekli

1

10Ω

0.005μH

nuosekli

2

200Ω

0.005μH

nuosekli

3

2kΩ

0.08pF

paralelinė

4

20kΩ

0.08pF

paralelinė

5

200kΩ

0.08pF

paralelinė

6

2MΩ

0.08pF

paralelinė

7

15*

0.08pF

paralelinė

* įraše  10, bet dėl prietaiso stabilesnio darbo 7 diapazone, geriau paimti varžą su nominalu artimu 15.

 

Rp 10.0MΩ         1k

CpA 0.08pF        !A7

 

(simbolis virš eilutės A reiškia L arba C automatinį išrinkimą .Šauktukas  ! rodomas, jeigu dėl išrinkto diapazono reikalingas LOAD kalibravimas)

 

Kad prietaisas pradėtų ką nors matuoti , reikia kaip minimumą  pravesti  OPEN kalibravimą! Taip pat nepamirškite pravesti ir SHORT kalibravimą.


 

LOAD kalibravimo eiliškumas

 

Первоначально необходимо ввести в энергонезависимую память прибора истинные значения сопротивления и индуктивности (емкости) эталонных резисторов (через меню Edit-Rstd (L/Cstd). Делать это проще, предварительно подключив на вход прибора образцовый резистор соответствующего диапазона, тогда при входе в меню редактирования, будет автоматически выбран эталон для текущего диапазона. «Длинным» нажатием кнопки S6 можно изменить тип вводимой паразитной реактивности эталона (индуктивность или емкость).

Собственно калибровка.

Подключаем эталонный резистор на вход прибора. Убеждаемся, что включился необходимый диапазон. Если калибровка проводится первый раз, необходимо проверить, чтобы при переключении частоты диапазон не менялся. Иначе для данного диапазона необходимо подобрать эталонный резистор с другим значением сопротивления.

«Длинное» нажатие S2, затем короткое S2 для старта калибровки. Прибор выполнит по 10 измерений на каждой частоте, результаты будут сохранены в таблице Zsm. После окончания калибровки R эталона должно быть очень близко к значению Rstd (правильно выбирайте схему замещения).

 

.
Prijunkite etaloną prie įrenginio. Įsitikinkite, kad  diapazonas tinka. Jei kalibravimas atliekamas pirmą kartą, jūs turėtumėte patikrinti, kad perjungimo dažnis asortimentas nepasikeitė.
"Ilgai" paspauskite S2, ir tada trumpai S2 pradėti kalibravimą. Priemonė atliks 10 matavimų kiekvienu dažniu, rezultatai bus saugomi lentelės ZSM. Po kalibravimo pabaigoje standartas R turėtų būti labai arti vertės Rstd.

 

Mygtukų paskirtis ir meniu struktūra truputį, šioje versijoje, pasikeitė:

Mygtukas

«Trumpas» paspaudimas

«Ilgas» paspaudimas

«Superilgas» paspaudimas

Matavimo ręžimas

Derinimo ręžimas

(įjung. – ilgas paspaudimas S6)

S1

Dažnumo perjungimas testiniam signalui(100Hz, 1kHz, 10kHz) ratu

Taip pat

Įjungia kalibravimo ręžimą  Open/Short

 

S2

nuosekli (s) / paralelilnė (p) pakeitimo schema

perjungia R range keitiklio varžą I/U (100; 1к; 10к; 100к)

įjungia kalibravimo ręžimą  LOAD

 

S3

rezultatų atvaizdavimo ręžimas LC / X (displėjaus antra eilutė)

L arba C išrenkami automatiškai

perjungia stiprinimo koeficiantą(1х1; 10х1; 1х10 1х100)

Nuosekliai perjungia prietaisą į fiksuotą atvaizdavimą  C arba L. Trumpas S3 paspaudimas  --grįžimas į automatinį darbą

 

S4

atvaizdavimas R / Q / D (pirma eilutė)

realus išmatavimas(Re), menamas (Im), abiejų kartu (RI) įtampos ir srovės sudedamųjų

įjungia ir išjungia įtampos ir srovės atvaizdavimą skaičiais ACP pagrindiniame darbo ręžime. Naudojama derinimui

 

S5

Matavimo diapazonas Auto – ant displėjaus  greta diapazono išvedamas simbolis«А», po nuspaudimo diapazonai išrenkami ratu nuo esamo iki 7, toliau 0...7 perjungimas atgal į automatinį diapazonų išrinkimą - ilgas paspaudimas  S5

srovės ir įtampos matavimo ręžimas

įjungia automatinį matavimų diapazono išrinkimą

Garsinio signalo  įjungimas / išjungimas

S6

Duomenų užlaikymas ekrane (Hold)  ekrane išvedama raidė "H"

Ilgas paspaudimas-išėjimas iš derinimo ręžimo

įjungia / išjungia derinimo ręžimą

etalonų redagavimo ręžime perjungia (L/C)reaktyvumo tipą

Įėjimas į prietaiso meniu

 


 

                                                             Meniu struktūra:

Pavadinimas

Aprašymas -veiksmas

Settings

Nustatymai

Save auto

Automatinis darbo ręžimų išsaugojimas EEPROME. EEPROM resursai 1000000 nutrynimų/įrašymų. Pagal nutylėjimą automatinis išsaugojimas  išjungtas

*Save now

Esamo darbo ręžimo išsaugojimas EEPROM.Išstatykite labiausiai naudojamus parametrų ręžimus dėl matavimo ir naujai įjungus prietaisą  bus atstatyti išsaugoti nustatymai

*Sound on

Įjungti garsą

Sound off

Išjungti garsą

*ADC 250kHz

ACP taktininis dažnumas dėl  1 ir 10 kHz ręžimo

ADC 100kHz

ACP taktinis dažnumas.

*OSL on

Įjungta. OSL korekcija

OSL off

Išjungti OSL koregavimą. Šis ręžimas numatytas naudoti pirmą kartą paleidžiant prietaisą

Reset to def

 

Open/Short

open/short kalibravimo rezultatų numetimas

Settings

Numetimas į pirminius prietaiso nustatymus.

Edit

 Redagavimas

Rstd

Etaloninės aktyvios varžos redagavimas

L/Cstd

Etalonų parazitinių parametrų redagavimas

Coeff U bias

Koeficianto redagavimas dėl Ubias matavimo

 

Versijoje  v1.3 paduodamas garsinis signalas kai nusistovi matavimo parodymai. Kriterijus- trys iš eilės matavimai,  kurių nukrypimas nedaugiau 30 ACP vienetų.

 

Na ir viskas .  Sveikinu su nauju geru prietaisu.!!!