§ 15-10]

Измерение индуктивностей

15-9. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТЕЙ

Метод вольтметра - амперметра

При частоте тока 50 ец применяется для измерения больших емкостей (С^; > 1 мкф).

Пределы измерений могут быть расширены путем повышения частоты тока и чувствительности миллиамперметра тА (рис. 15-16). Например, при частоте 1 ООО гц, напряжении 100 в и конденсаторе емкостью 1 500 пф в цепи пройдет ток около 1 ма.

Вольтметр V должен обладать большим внутренним сопротивлением.

Значение Сх определяется расчетом по показаниям приборов:

Рис. 15-16. Схема измерения емкостей методом вольтметра - амперметра.

160/

Резонансный метод

Примензгется для измерения малых емкостей (от нескольких пикофарад до нескольких тысяч пикофарад).

Коит5ф, слабо связанный с источником тока высокой частоты, состоит из измеряемой емкости Сх и эталонной индуктивности £э (рис. 15-17). Частоту генератора сигна-

Сагналов

Рис. 1517. Схема измерения емкостей резонансным методом.

лоб изменяют, настраивая его в резонанс с контуром. Момент резонанса определяется по максимальному показанию лампового вольтметра:

г - - 0° (кгц) э(мкгн)

Метод моста

Измерение производится при питании схемы от источника переменного тока с частотой 800-1 ООО гц. . Для конденсаторов с хорошим диэлектриком (с малыми потерями) применяется схема А, а для конденсаторов с большими потерями - схема Б (рис. 15-18). /?к - сопро-

Рис. 15-18. Мостовые схемы изме-

рения емкостей.

тИБленне, компенсирующее сдвиг фаз при балансе моста.

Момент баланса отмечается по минимуму показаний индикатора Й (миллиамперметра переменного тока, лампового прибора или телефона):

Сх ~ Са .

Метод биений

Применяется для измерения малых емкостей (от единиц до тысяч пикофарад).

Принцип измерения заключается в прослушивании биений, получающихся между колебаниями двух одина-

сагиалоб

0-0,

а г л

Рис. 15-19. Схема измерения емкостей по методу биений.

ковых высокочастотных генераторов, из которых в одном контур настраивается эталонной емкостью (градуированным конденсатором Сд), а в другом - измеряемой емкостью Сх (рис. 15-19). Поскольку индуктивности обоих контуров одинаковы, нулевые биения получаются в момент, когда эталонная емкость равна измеряемой.

15-10. ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТЕЙ

Метод вольтметра - амперметра

Применяется при измерении больших индуктивностей (обмотки дросселей и трансформаторов со стальными сердечниками) на технической и низкой частоте (рис. 15-20). -

Ток с частотой 50 (или 400- L-/ 1 ООО еч), регулируемый сопротивле- L>)g5>~ нием R, измеряется миллиампермет-ром переменного тока тА. Одновре- а менно вольтметром V измеряется па- L дение напряжения на испытываемой катушке Lx-

Вольтметр V должен обладать большим внутренним сопротивлением. Лучше всего применять для этой цели ламповый вольтметр.

Если активное сопротивление катушки г много меньше реактивного Xi - 6,28/, т. е. г < Xl, то

Рис. 15-20. Схема измерения индуктивностей по методу вольтметра - амперметра.

Если же величина г соизмерима с Xj; то

х (ги) -

(OMf

6,28/,

Резонансный метод

Применяется при измерении индуктивности высокочастотных катушек. Контур, состоящий нз измеряемой*

сигнатб

0 4

Рнс. 15-21. Схема измерения индуктивностей резонансным методом.

индуктивности Lx и известной (эталонной) емкости С^, слабо связывается с генератором сигналов (индуктивно или, как показано, через сопротивление R), который настраивается в резонанс с контуром (рис. 15-21). Мшент

резонанса определяется по максимальному показанию лампового вольтметра:

, . 2,53.10* 2,53-1010

x (мкен)

[2 г

{кгц) э (мкф)

(/сгч)Ч (пф)

Для уменьшения погрешности измерения емкость Cg должна быть много больше собственной емкости катушки Cq.

Собственная емкость катушки может быть определена двукратным измерением с разными эталонными емкостями Сэ1 и Cgg:

f 232-/131

. Метод моста

Измерение индуктивностей методом моста подобно измерению сопротивлений и производится при питании схемы переменным током с частотой 800-1 ООО гц.

Рис. 15-22. Мостовые схемы измерения емкостей.

В схеме А (рис. 15-22) с эталонной индуктивностью Lg

Lv - La

В схеме Б (рис. 15-22) с эталонной емкостью Cg

f-jc (мкгн) = g (м кф)R\ (ол)2 (ом)

Момент баланса отмечается по минимуму показаний индикатора И (миллиамперметра переменного тока, лампового прибора или телефона).

Сопротивление в схеме Б (на рис. 15-22) вводится для компенсации сдвига фаз при измерении катушек с большим активным сопротивлением.

15-11. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КУМЕТРА

Основное назначение куметра- измерение на высокой частоте добротности Q элементов колебательного контура - катушек и конденсаторов. Измерение основано на том, что напряжение на контуре при резонансе в Q раз превосходит напряжения U, введенного (рис. 15-23), т. е.

Ul=Uc= QU,.

величину в контур

Рис. 15-23. Принцип измерения добротности.

Измерение добротности катушки Qi. Напряжение высокой частоты подается на эталониое| сопротивление /?д (порядка 0,04-0,05 ож)-и вводится в контур, состоящий из эталонного конденсатора Cg и испытываемой катушки Lx (рис. 15-24). Потери в конденсаторе Cg очень малы, и поэтому можно считать, что величина Q конту'ра CgL определяется только добротностью катушки Lx-

Если ток /о через /?э поддерживается постоянным, то напряжение, измеренное ламповым вольтметром, будет

прямо пропорционально Q. Поэтому гальванометр лампового вольтметра градуируется непосредственно в значениях Q.

Измерение дофотностн конденсатора Qc. Принцип измерения тот же. Вместо Lx включается эталонная индуктивность. При помощи Cg контур настраивается на нужную частоту; при этом отмечаются значения Сэ] и Qj. Затем параллельно Cg подключается Сх и емкость Cgi

Рис. 15-24. Принцип работы куметра.

уменьшают до получения резонанса;- при этом отмечаются значения Cgs и Qa.

Добротность конденсатора Сх определяется по формуле

QlQ2(Cgl-Cgg)

Изм^зенне индуктивности L. Контур из Lx и Cg настраивается в резонанс на какую-либо частоту /. При этом

, 2,53-1010

x (мкгн)

1(кгц)(пф)

Куметр типа КВ-1 имеет шкалу, градуированную в значениях индуктивности, позволяющую определять величину Lj; без пересчетов (при определенных частотах генератора).

Для уменьшения влияния собственной емкости катушки желательно выбирать возможно большую величину Cg.

Измерение емкости Сх сходно с измерением добротности конденсатора с той лишь разницей, что иет необходимости отмечать значение Q.

Емкость конденсатора Сх определяется из выражения

Сх - Сэ1 Сд2.

15-12. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ОСЦИЛЛОГРАФА

Определение чувствительности осциллографа

На вход вертикального отклонения В подается синусоидальное напряжение (например, от электросети), измеряемое вольтметром V (рис. 15-25). Напряжение развертки выключается. Измеряется длина / вертикальной линии, которая будет пропорциональна двойной амплитуде измеряемого напряжения. Таким образом,

е 0 е в с г -0 0 0

2,82L

Рис. 15-25. Схема для определения чувствительности осциллографа.

где а - чувствительность по вертикали, мм1в; I - длина вертикальной линии, мм;

и - измеряемое напряжение (действующее значение).

Если напряжение подается на вход усилителя, то величина а подсчитывается для определенных положений ручки регулировки чувствительности.

, Чувствительность по горизонтали измеряется так же, но при подаче напряжения на вход горизонтального отклонения Г.

Измерение переменного напряжения

Измеряемое синусоидальное напряжение подается на вход вертикального отклонения (рис. 15-26). Напряжение развертки выключается. Действующее значение напряжения

и= al,

где а - чувствительность по вертикали, мм1е; I - длина вертикальной линии, мм.

Рис. 15-26. Схема измерения переменных напряжений при помощи осциллографа.

Изм^зение переменного тока

В измеряемую цепь последовательно включается сопротивление R (рис. 15-27), величина которого известна, и осциллографом измеряется падение напряжения U на этом сопротивлении. Тогда измеряемый ток

ф

л \> л а а Нагрузка--0 0 и

Рис. 15-27. Схема измерения переменного тока при помощи осциллографа.

Определение частоты напряжения и сравнение двух частот

Напряжение развертки выключается. На вход (или усилитель) горизонтального отклонения Г подается напряжение неизвестной частоты fx (рис 15-28), а на вход верти-

Рис. 15-28. Схема для сравнения частсч-при помощи осциллографа.

кального отклонения В- напряжение известной частоты /г (например, от звукового генератора). Частоту генератора изменяют до получения на экране осциллографа одной из фигур Лиссажу. Неизвестная частота определяется по форме фигуры Лиссажу.

Общее правило: если напряжение измеряемой частоты подано на вход горизонтального отклонения, а напряжение известной частоты - на вход вертикального отклонения, то

где п - число точек касания фигуры с вертикальной линией;

m - число точек касания фигуры с горизонтальной линией.

Наблюдение резонансных характеристик усилителя промежуточной частоты

На вход усилителя промежуточной частоты подается напряжение от частотно-модулированного генератора. Вход усилителя вертикального отклонения В осцилло-

Частотно-моду- салатвльпра ларобаниый межуточноа генератор частоты

Рис. 15-29. Схема для наблюдения резонансных характеристик.

графа присоединяется к сопротивлению нагрузки детектора приемника. Синхронизирующее напряжение подается от генератора иа зажимы С внешней синхронизации осциллографа (рис. 15-29).

15-13. СХЕМЫ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

Авометр

Авометр (ампервольтомметр) - универсальный прибор для Измерения тока, напряжения и сопротивления.

В данной схеме (рис. 15-30) используется миллиамперметр магнитоэлектрической системы на 1 ма. Вольт-

Г X7D

=v i юов Ism

Ша Юма

{we гоов 500в

Т

В

0,25

-0 Х, 0-

Рис. 15-30. Схема любительского авометра.

метр С таким прибором обладает внутренним сопротивлением 1 ООО ом1в.

Для омметра предусмотрены две шкалы: до 10 ком и до 100 ком. Пределы измерений для остальных шкал указаны на схеме.

Значения сопротивлений, отмеченных звездочкой, указаны ориентировочно и должны быть подобраны точнее при градуировке прибора (их величина зависит от данных купроксного или германиевого выпрямителя). Выпрямитель В должен быть включен так, чтобы он ие пропускал тока при полярности, указанной на схеме.