Принципиальная схема устройства (рис. 1)

Схема LC измерителя приведена на рис. 1. Желающие могут ознакомиться, также, с работами [1], [2], [3] . Кратко изложу принцип работы. В состав LC метра входят измерительный LC-генератор, выполненный на компараторе DD2 LM311N, и узел на контроллере DD3 PIC16А84(А), который измеряет частоту на входе TMR и вычисляет значение измеряемой величины. В связи с его популярностью, подробно описывать данный контроллер не имеет смысла (подробную информацию по нему вы можете найти здесь). Схема практически целиком позаимствована из интернета. Принцип основан на измерении частоты LC генератора и ее изменения при подключении к контуру генератора с помощью реле К1 образцовой емкости С2. Зная величину этой емкости, нетрудно вычислить параметры LC контура генератора [2]. При этом емкость контура складывается из емкости собственно конденсатора, паразитной емкости катушки индуктивности и емкости монтажа. Аналогично с индуктивностью – учитываются индуктивность монтажа и паразитная индуктивность конденсатора.

Так как принцип измерения L и С одинаков, рассмотрим процесс измерения емкости.

Перед измерением нажимаем клавишу калибровки S3, контроллер вычисляет значение L1 и C1 контура генератора и заносит их в память. Затем подключаем параллельно контуру генератора измеряемый конденсатор и включаем режим измерения (клавиша S4). Контроллер вычисляет новые значения параметров контура и выводит на индикатор величину емкости измеряемого конденсатора. При этом и процесс измерения, и процесс калибровки происходят аналогично, с использованием калибровочного конденсатора С2. Это позволило исключить влияние паразитной индуктивности измеряемого конденсатора на точность измерения.

Так как калибровочный конденсатор тоже не является идеальным, в приборе предусмотрена возможность скорректировать его емкость программным способом. Практически это можно сделать так: запастись горстью точно измеренных на промышленном LC-метре конденсаторов и катушек разных номиналов. Затем подбирая значение константы для режима измерения "Сх", добиться соответствия емкости измеряемого конденсатора показаниям индикатора. Убедиться, что прибор не "врет" во всем диапазоне измерения. Затем перейти в режим измерения "Lx" и аналогично подобрать константу для измерения катушек индуктивности. На практике с калибровочным конденсатором КСО 1500 пФ константа для режима "Cx" - 1550, для режима "Lx"- 1360. К подбору констант нужно отнестись очень серьезно, так как от этого зависит точность прибора. Константы достаточно подобрать один раз, они автоматически заносятся во FLASH память контроллера.

На начальной стадии разработки предполагалось, что прибор будет питаться от собственной 9ти вольтовой батареи. Для этого в нем реализована функция сохранения энергии: после 4,5 минут простоя процессор при помощи транзистора VT1 отключает питание генератора DD2, а сам входит в режим SLEEP. Те, кто захочет собрать устройство с внутренней батареей, оценят данную функцию. Потребляемый ток в этом режиме около 300мкА + Iпот. DD1.

Содержание раздела