» » LIMP - программный измеритель RCL

 
 
 

LIMP - программный измеритель RCL

Разместил Chugunov 25 сентября 2010. Просмотров: 54 896

11
LIMP - программный измеритель RCL

Продолжу описание программы LIMP из пакета фирмы Arta Software. С ее помощью можно определять номиналы сопротивлений, индуктивностей, емкостей. Для этого достаточно компьютера, бесплатной программы и аппаратной части из одного резистора и нескольких шнуров.
Конечно, этот измеритель не может заменить специализированные приборы ни по удобству, ни по точности измерений, но покупать дорогостоящий прибор ради нескольких измерений не всегда целесообразно. Предлагаемый инструмент чисто радиолюбительский — измерения медленные и требуют определенной работы мозга и рук, зато бесплатно и своими руками.
LIMP - программный измеритель RCL


Аппаратная часть

Из деталей надо 2 разъема 3,5 мм для звуковой карты с экранированными проводами, резистор примерно 100 Ом, переключатель с одной группой контактов (или аналог. кнопка) любой, два крокодила или зажима.

Мне самому было интересно покопаться. ARTA пишет, что для точности желательно, чтобы Z было менее 100 Ом, гораздо меньше, чем входное сопротивление звуковой карты (якобы оно примерно 20 кОм). Думаю, что очень низкое Z при измерении очень больших емкостей, тоже ухудшает точность, но на практике мало интересно - емкость 20000 мкФ или 22000 мкФ, важнее знать, что эта емкость есть, не высохла, а если есть нужда в подборе одинаковых емкостей, то абсолютное значение тоже не так важно. Еще раз напоминаю - смотрите результат при фазе для конденсаторов около -90, а индуктивностей +90. Кстати, у конденсаторов с плохой термозависимостью видно как изменяется Z от тепла пальцев.

Можно проверить древние емкости из запасов (ESR не видно, а жаль), падение емкости из-за высыхания или обрыва, видно сразу.
Нет слов, специальные приборы в 1000 раз лучше, но они денег стоят и место занимают.

Измерения сопротивлений


Сначала я даже хотел опустить этот пункт — дешевые цифровые китайские тестеры есть у всех, но подумав, нашел случаи, когда данный метод может быть полезен.
Это измерение малых сопротивлений — до 0,1 Ом включительно. Сначала надо откалибровать прибор и замкнуть его щупы. С длинным шнуром у меня получилось 0,24 Ом. Эту величину будем вычитать из всех измерений низкоомных резисторов. У меня есть горсть резисторов С5-16МВ-5 на 3,9 Ом с точностью 1%.

Все проверенные резисторы дали такой результат. 4,14 – 0,24 = 3,9
Для проверки была измерена горсть других низкоомных резисторов, без замечаний. Самым низкоомным был на 0,51 Ом +- 5%. Измеренное значение 0,5 Ом. К сожалению, не смог найти в своих запасах 0,1 Ом, но я уверен, что и с ними не было бы проблем, нужны только зажимы с хорошими контактами.
Кроме измерения сопротивления низкоомных резисторов, интерес, особенно для фильтров акустических систем, представляет их индуктивность. Они же проволочные, намотаны в катушку. Насколько же существенна их индуктивность? Я проверял в основном низкоомные (до 20 Ом) резисторы (в акустику и усилители высокоомные не ставят) типов С5-16МВ, С5-37В, С5-47В, ПЭВР-25, С5-35В. Их индуктивность была в диапазоне 2…6 микроГенри. При измерениях резисторов в сотни Ом, их индуктивность была на порядок выше.

Измерения индуктивностей


Плавно переходим к индуктивностям. У меня сейчас нет точных индуктивностей, поэтому я просто проверил качественную, но не количественную работоспособность метода.

Это измерения дросселя ДМ-0,1 на 30 мкГн, получилось правдоподобно.

Вот дроссель из импульсного блока питания. Тоже похоже на правду. За точность не ручаюсь — здесь есть место для исследований.

Измерения емкостей


Самая интересная часть, есть непонятное, но результаты очень интересные. Диапазон измерений от 0,1 мкФ до 100 000 мкФ. Точность — несколько процентов. Более-менее терпимые результаты получаются от 0,01 мкФ, но измерения на низких частотах длинным шнуром с большой емкостью, малоцелесообразны. Я исходил из того, что интерес представляют емкости порядка долей-единиц мкФ для фильтров акустических систем и регуляторов тембра, разделительных конденсаторов УНЧ. Была надежда увидеть ESR (не оправдалась). Поскольку прецизионных емкостей я у себя не нашел, пришлось использовать статистический метод и здравый смысл. Сначала я сделал и хотел представить большую таблицу, но потом очевидная истина дошла и до меня, для вас только результаты.

Это конденсатор 0,15 MKP X2. На какой частоте измерять? Arta освещает это невнятно. Говорят, что надо измерять при импедансе менее 100 Ом (одна клетка на графике слева 800 Ом)…
На 200 Гц получается 0,18 мкФ, на 20 кГц — 0,1 мкФ. Из основ электротехники известно, что ток в емкости опережает напряжение (-90 град), в индуктивности — наоборот (+90 град), поэтому руководствуемся серой кривой и числом сдвига фазы справа. Лучше, если сдвиг будет близок к 90 град. К сожалению, из-за ограниченного частотного диапазона, это не всегда получается, кроме того, нередко около 20 кГц сдвиг фазы уменьшается, не будем лезть в эту область!

Вот и пример. Это неполярный оксидный конденсатор 2,2 мкФ на 15 В. Есть сильное подозрение в его низком качестве и непригодности для аудиофилов. У неэлектролитических конденсаторов на большее напряжение фазовый график другой. Здесь же наиболее достоверные результаты в области 0,5…1 кГц.

Конденсатор 1 мкФ К10-47В на 50 В ТКЕ Н30. Достоверный и стабильный результат в диапазоне частот 1…20 кГц при фазовом сдвиге 85…90 град.
Любопытство потянуло меня посмотреть: а что будет, если измерять оксидные (электролитические) конденсаторы? Оказалось, что измерять можно! Результат абсолютно не зависит от полярности подключения, я измерил даже 4 банки по 10 000 мкФ соединенные параллельно и получил достоверный результат. О достоверности я могу судить потому, что до этого измерил десятки конденсаторов от 1 до 15 000 мкФ.

Получилось 44 миллиФарады. Обратите внимание на фазовую характеристику в области нескольких кГц, она приобретает характер индуктивности. Что это — несовершенство инструмента или действительно на таких частотах емкость обкладок работает хуже, а индуктивность рулона обмотки говорит все громче? Параллельное подключение небольшой пленочной емкости на график не повлияло.
В силу того, что загрузка графики в пост ограничена, я привожу минимум примеров, поэтому просто повторю, что измерять надо при максимально «правильной» фазе (при переходе через 0 вы из емкости получите «индуктивность» и наоборот).

Бывает и такое. Это одна из старых выпаянных оксидных емкостей. Явно, ей место на свалке. Представляете, что такая емкость сделает со звуком?!
Можно попасть и в такую ловушку.

Обратите внимание на фазовую характеристику. Это получилось при единственной настройке:

При любых других Sampling rate и FFT size фазовая характеристика имеет всплеск:

и значение емкости другое, правда, разница в 4%, главное не измерять на скачке фазы.
Итак, вы видите, что пища для размышлений и экспериментов есть, может быть попробовать сравнить «поющие» и «не поющие» конденсаторы. Я пробовал подключать обмотки сетевых трансформаторов, получил единицы и десятки Генри. Вот ТПП 259.

Может быть, для тьболюбов будет интересно посмотреть Z их трансформаторов? Я сделал «короткозамкнутый виток», вернее закоротил низковольтную обмотку. Z до 5 кГц упала очень сильно, как будет от одного витка и можно ли извлечь из этого пользу, не знаю. Все измерения здесь я делал с помощью приставки и усилителя, как в прошлой статье по измерениям параметров Тиля-Смолла, просто так мне было удобнее, не вижу проблем при измерениях без усилителя.

Подвожу итоги


Измерение RLC с помощью программы LIMP представляет интерес для радиолюбителя и является крохотной частью бесплатного программного пакета, который можно скачать с сайта фирмы. Там же есть подробные инструкции пользователю. Конечно, точность измерений будет радиолюбительской — несколько процентов, но в ряде случаев и этого будет достаточно.
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 28

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Простой измеритель индуктивности - приставка к цифровому мультиметру

Практически каждый, кто увлекается электроникой, будь то начинающий, или опытный радиолюбитель,...

Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832

Вряд ли будет преувеличением сказать, что тестер семейства М-83х есть у каждого радиолюбителя....

Программа Visual Analyser - измерительный комплекс на базе ПК

За неимением дорогой измерительной аппаратуры, некоторые умельцы используют возможности своего...

Определитель насыщения сердечников из феррита или как сделать дроссель для

«Делай с нами, делай как мы, делай лучше нас!» Предлагаю вашему вниманию простой прибор, который...

ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру

Статья о приборе для измерения ESR (ЭПС) конденсаторов появилась в журнале «Радио» №8 за 2011 год....

Коробочка для измерительного комплекса Arta. Тиль-Смолл с комфортом!

Я с детства увлекался динамиками и колонками. Поначалу делал акустику «по подобию», неграмотно,...

ESR / ЭПС измеритель на стрелочном индикаторе М4761

Перечень необходимых приборов для домашней лаборатории радиолюбителя был бы неполным без измерителя...

Простой пробник-измеритель полевых JFET транзисторов

Вот уж не думал, что придется развлекаться с полевыми транзисторами. Когда транзисторы попали...

LIMP Arta Software: измерение параметров Тиля-Смолла для начинающих

В интернете много статей на тему измерения параметров динамических головок в домашних условиях, но...

Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет.

Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. Малая энциклопедия...

Spectrum Lab - новый спектроанализатор на основе звуковой карты ПК

Радиолюбители, уделяющие должное внимание измерениям, хорошо знакомы с программой SpectraLAB фирмы...

Высококачественные ламповые усилители звуковой частоты. Г.С. Гендин

Высококачественные ламповые усилители звуковой частоты. Г.С. Гендин, МРБ, 2-е издание дополненное,...
<
  • Гражданин
26 сентября 2010 02:09

Сергей / Yamazaki

  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 137 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
Ого, мощное исследование! Надо будет такое попробовать, хотя-бы ради эксперимента.

<
  • Гражданин
26 сентября 2010 18:28

Владимир / vladmir

  • С нами с 28.03.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо, нужная информация. И хорошая экономия денег.

<
  • Гражданин
27 сентября 2010 00:55

Владимир / bleaze

  • С нами с 25.05.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 6 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо за статью, то что надо!

<
  • Гражданин
27 сентября 2010 04:35

Андрей / s_myth

  • С нами с 6.08.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 17 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Похоже, эта софтина отнимает-таки часть рынка у производителей аппаратных RLC-метров smile Спасибо за статью!

<
  • Гражданин
27 сентября 2010 15:56

Дмитрий / stslam

  • С нами с 7.08.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 23 комментария
  • 1 публикация
 
  • 0
Есть более мощная другая программа Visual Analyser
тут:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

<
  • Гражданин
27 сентября 2010 17:47

Константин / HuMMeR

  • С нами с 6.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 14 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
В журнале радио проскакивала статья про RLCметр схемка на операционниках, несколько резюкав для переключения диапазона измерений (при необходимости могу покапаться), суть дела в том, что на работе ради интереса собирал и тестил измеритель (в качестве эталона был дорогущий RLC метр) в общем схема из статьи АБСОЛЮТНО рабочая и точность измерений зависит от точности постоянных резисторов, погрешность измерений можно уменьшить, если в програмке которая предоставляеться ставить точное значение сопротивления (скажем измеренное тестером)

<
  • Гражданин
27 сентября 2010 18:27

Сергей / Chugunov

  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 306 комментариев
  • 30 публикаций
 
  • 0
Есть много программ для измерений с помощью звуковой карты, но не надо забывать, что сама карта - ахиллесова пята таких измерителей.
- Диапазон измерений ограничен 22 кГц (сейчас полно карт с повышенной частотой дискретизации, но успешных измерений хотя бы на частоте 50...100 кГц я пока не видел, а любой простенький ламповый вольтметр легко работает на мегагерцах, самый наихудшайший настольный осциллограф - 5 Мгц),
- звуковая карта нуждается в "защите от дурака" - её легко повредить, у специальных измерительных приборов такая защита обычно есть,
- звуковая карта не работает на постоянном токе (это можно обойти переделкой карты или преобразователями, но овчинка выделки не стоит),
- ограниченная точность измерений (для любителей должно хватать, советую иметь точные элементы для калибровки),
- при соединении с устройствами, питающимися от сети 220 В надо соблюдать меры предосторожности!!
***
Вместе с тем, у программных измерителей много достоинств:
- почти бесплатность (компьютер уже есть и годится даже древний),
- наглядность, возможность распечатывать и сохранять результаты измерений в файлах,
- экономия места (важно для горожан),
- возможность обмена документированными данными через интернет (попробуйте на пальцах показать спектрограмму или хотя бы АЧХ),
- возможность создавать уникальные инструменты и приборы, которые "нигде не купишь" даже за большие деньги (есть люди, которые это делают),
- замена очень дорогим приборам (те же спектроанализаторы), которые радиолюбитель просто не может купить,
- многое другое.
***
Так что, если знать "за и против", программные измерители (ARTA только в качестве примера из множества программ) представляют для радиолюбителя, особенно занимающегося низкочастотной слаботочной техникой, немалый интерес, который я и хотел подогреть парой своих статей.

<
  • Прохожий
28 сентября 2010 20:24

/ ALEXIN88

  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо за статью! Программу возьму на вооружение.

<
  • Гражданин
12 октября 2010 05:20

Андрей / andrew_spb

  • С нами с 21.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 128 комментариев
  • 2 публикации
 
  • 0
Большое спасибо! Несмотря даже на имеющиеся дома приборы "эталонного класса" некоторые вещи действительно проще сделать такой штукой....

<
  • Гражданин
23 февраля 2011 00:52

Александр / ShuriG

  • С нами с 11.03.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 2 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 0
Ув. автор не могли бы вы добавить в статью как этой программой измерять(скриншоты куда нажимать)

и как её калибровать, а то как обзор программы статья получилась, а самого главного нет

<
  • Гражданин
28 февраля 2011 04:53

Сергей / Chugunov

  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 306 комментариев
  • 30 публикаций
 
  • 0
ShuriG, в предыдущей моей публикации "Измерение параметров Тиля-Смолла для начинающих" я дал ссылки на другие сайты на русском языке где подробно и хорошо расписаны вопросы калибровки и измерений. Повторять или копировать эти описания я не вижу смысла. Вместо этого я постарался дополнить их, осветить тёмные места и привести практические примеры.
Советую собрать измерительную приставку и установить программу, тогда отпадут вопросы.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.