Измеритель индуктивности на ATmega48

В настоящее время очень многие малогабаритные пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности обозначаются не в привычных цифро-буквенных значениях параметра, а в виде каких-то кодов, цветных точек, полос, а так же и вообще могут не иметь никакой маркировки Если сопротивление резистора или емкость конденсатора можно легко определить, измерив с помощью мультиметра, то с определением индуктивности проблем больше, так как в продаже крайне редко встречаются недорогие мультиметры, позволяющие измерять индуктивность.

Не следует забывать и о том, что многие радиолюбители делают дроссели самостоятельно, наматывая их на корпусах высокоомных резисторов или ферритовых сердечниках. Как показывает практика, расчетные значения индуктивности самодельных дросселей, полученные по известным упрощенным формулам могут отличаться от реальных на 20% и более Конечно, можно пользоваться громоздкими, не упрощенными формулами, но практически, более удобно подогнать самодельную индуктивность к нужной величине делая пробные измерения. Поэтому, необходимо чтобы в лаборатории радиолюбителя или мастера-ремонтника https://eco-service.kz/ был достаточно точный измеритель индуктивности.

На рисунке показана схема цифрового измерителя индуктивности, способного измерять индуктивности в пределах от 0,1 uH до 99,9 mН с погрешностью не более 3%.

Принцип действия прибора. Датчиком индуктивности является LC-генератор на операционном усилителе А1. Схема генератора такова, что позволяет ему работать с очень большим различием в соотношениях L и С составляющих контура. Это позволяет без переключений работать во всем диапазоне измерений.

Поскольку измеряемая индуктивность входит в состав LC-контура, определяющего частоту генератора, период колебаний на выходе генератора будет пропорционален значению этой индуктивности.

Далее следует микроконтроллер, задача которого в том, чтобы измерить период колебаний на выходе генератора и из него вычислить значение индуктивности. Отображение параметра - на однострочном жидкокристаллическом цифро-буквенном индикаторе.

Измерительный генератор выполнен на операционном усилителе А1 - AD8099 с низковольтным питанием (минимум ±2V, по техническим данным). Делитель из резисторов R1 и R2 создает среднюю точку на входах ОУ, позволяя ему работать при однополярном питании. Этот операционный усилитель выбран потому, что он имеет высокое входное сопротивление и хорошо работает на частотах до 8 МГц и выше. Это позволяет схеме датчика индуктивности (схема на А1) работать в широком диапазоне индуктивности без переключений емкостей.

Поскольку, для данного микроконтроллера 20 МГц - максимальная частота задающего генератора, максимальная входная частота не может быть более 8 МГц. Это максимальное значение частоты, которое может быть на выходе А1. Яркость жидкокристаллического индикатора регулируется подстрочным резистором R5, изменяющим напряжение на его выводе 3.

Источником питания служит гальваническая батарея «Крона» напряжением 9V. Порт РС0 контроллера запрограммирован для работы компаратором и служит для контроля напряжения батареи питания. При снижении напряжения питания ниже 7V на дисплее будет сообщение «LOW BATTERY». Схема питается напряжением 5V от интегрального стабилизатора А2.

Для калибровки прибора нужны две образцовые катушки индуктивностью 22uН и 0,22mН. Они должны быть точными, так как от этого зависит точность измерения прибором. При включении прибора на дисплее: «OVER». Нужно замкнуть входы и появится: «N0 VALUE».
Чтобы перевести прибор в режим калибровки нужно нажать кнопку S1 и удерживая её нажатой включить прибор. Затем, отпустите S1. На дисплее появится «PLACE L1 = 22.0uH». Подключите к входу катушку 22uН Нажмите S1. Отключите катушку 22uН и подключите 0,22mН. Снова нажмите S1. На дисплее должно появиться сообщение «COLIBRATION ОК». Калибровка закончена.

Фото готового устройства: