Огляд мультиметра VC9805.

Огляд мультиметра VC9805.

Приєднуйтесь до нашої групи у Facebook: https://www.facebook.com/groups/463937897339644

Вирішив я змінити свій цифровий мультиметр. В принципі, старий прилад мене влаштовував, але поступово почали зникати сегменти на індикаторі. У чому причина, знаю чудово, тому займатися відновленням - це марна трата нервів і часу. Тим більше, за нинішніх демократичних цін на подібну продукцію східних сусідів. Правда, у нас вона коштує все ж таки не так вже й дешево, якщо не брати до уваги зовсім прості «мильниці», але ніхто і не змушує купувати її тут, якщо існує відомий ebay.com, де ту ж продукцію можна купити рази в півтора -Двоє дешевше.

Отже, мені був потрібний звичайний цифровий мультиметр, з можливістю вимірювання крім напруг, струмів і опорів, ще ємності та індуктивності. І якщо ємність присутня в багатьох моделях, то вимірювання індуктивності - досить специфічна функція. Довелося пошукати.

Після довгого вивчення представлених на ebay.com моделей, мій вибір зупинився на мультиметрі Victor VC9805+, який задовольняв висунутим вище вимогам. Вартість його з доставкою до Білорусі становила 33$, що в порівнянні з нашими "радиринковими" цінами дешевше більш ніж у півтора рази. Тому я зробив замовлення і через два тижні мультиметр був у мене.

В інтернеті можна знайти огляди різних електронних вимірювальних приладів, у тому числі цього. Але більшість розповідають тільки про можливості приладів, що розглядаються, але мало йдеться про реальні метрологічні параметри. Так, в інструкції до приладу можна знайти формули, які показують похибку на тій чи іншій межі вимірів. А як все насправді? Наскільки можна довіряти показанням приладу?

Як ви знаєте, прилади, що експлуатуються в різних державних та комерційних структурах, повинні проходити обов'язкове державну або відомчу перевірку (калібрування)в акредитованих до виконання цих робіт лабораторіях. Але якщо прилад використовується для особистих цілей, робити це абсолютно необов'язково. Та й виконання перевірки, хоч і не дуже дорога, але досить тривала процедура. Крім того, щоб ваш прилад акредитована лабораторія офіційно взяла на перевірку, він повинен перебувати в Державний реєстр засобів вимірювань. Наш прилад, на жаль, до цього реєстру не входить. Тому я вирішив провести перевірку мультиметра самостійно, тим більше що акредитована лабораторія відомчої повірки на підприємстві, де я працюю, є. Ось про отримані результати, я хочу розповісти. Дані вимірів представлені як таблиць. Для перевірки використовувалися зразкові прилади з відповідним класом точності. Але спочатку наведу параметри, які можна вимірювати за допомогою мультиметра Victor 9805+, та кілька фотографій зовнішнього вигляду приладу. Мультиметр дозволяє вимірювати:

1. Постійний струм на межах 2 mA, 20 mA, 200 mA, 20 А

2. Змінний струм на межах 2 mA, 20 mA, 200 mA, 20 А

3. Постійна напруга на межах200 mV, 2 V, 20 V, 200 ВV, 1000 V

4. Змінна напруга на межах 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, 750 V

5. Опір на межах 200 Оm, 2 kОm, 20 kОm, 200 kОm, 2 МОm, 20 MОm

6. Місткість на межах 20 nF, 200 nF, 2 uF, 20 uF, 200 uF

7. Індуктивність на межах 2 мГн, 20 мГн, 200 мГн, 2 Гн, 20 Гн

8. Температура не більше -20…100 З повагою та 0…1832 Ф

9. Частота на межі 200 кГц

10. Режим коефіцієнта посилення транзисторів у діапазоні 0….1000

11. Режим перевірки діодів зі звуковим сигналом

Зовнішній вигляд приладу наведено на рис. 1 і 2. Прилад комплектується зручними вимірювальними щупами та виносним датчиком температури (рис. 3).

Мал. 1

Мал. 2

Мал. 3

Результати вимірів:

Постійний струм (DCA):

Змінний струм (ACA):

Постійна напруга (DCV):

Змінна напруга (ACV):

Опір (R):

Місткість (С):

Частота (F):

Показання та похибка приладу при вимірюванні індуктивності довелося відкласти через відсутність в даний час магазину індуктивності. Але обов'язково перевірю та про результати повідомлю.

Висновок:за невеликої вартості, прилад має дуже непогані показники похибки. З плюсів можна відзначити великий індикатор із приємним матовим підсвічуванням, зручні щупи, які можна зафіксувати на задній панелі мультиметра, якісно виготовлений корпус. З мінусів - непродумана робота підсвічування - воно включається короткочасним натисканням кнопки B/L на 10 секунд, після чого відключається. У плані економії батареї, в якості якої використовується «Крона» це може і непогано, але іноді потрібно більше тривалий час роботи підсвічування при поганій освітленості, а щоразу натискати на кнопку не дуже зручно. Ще трохи напружує досить гучний звук у бузері продзвінку. У домашніх умовах це ні до чого. Але знову ж таки, це моє суб'єктивне сприйняття. У будь-якому випадку, переваг приладу VC9805+ більше, ніж недоліків. Особисто мені прилад дуже сподобався.

Поки мені не потрібно було займатися намотуванням вихідного трансформатора, тема вимірювань індуктивності котушок із сердечниками мене мало цікавила. Докучала, звичайно, ненадійність китайських коробочок, які претендують на звання "вимірник індуктивності", але тепер, коли я став заглиблюватися в це питання, то виявилося, що вони, ці коробочки, ще й дають різні свідчення при вимірах на різних межах вимірювань... А це наводить на погані думки, а головне – заважає систематичній роботі – незрозуміло, що ти виміряв. Ось приклад – я маю вихідник 10К, який повинен мати індуктивність первинки близько 30 Генрі. Подивіться, що показує тестер на межі 20 Генрі та що на межі 200 Генрі – ну що, як тут визначати правильну цифру – голосуванням?

Я б зрозумів, якби випробувальна частота була різною - але ні, частота виміру на цих межах одна і та ж - 100 Гц .... Ну а якщо і тестер помер (за 5 років зараз у мене вже третій) - то всі зроблені раніше виміри взагалі повисають у повітрі… Дійшов висновку – потрібен стандарт!
Ще кілька років тому, коли я купив вихідний трансформатор у одного старого японця, у нас виникла з ним суперечка з приводу індуктивності первинки. Я заміряв його своєю "китайською коробочкою" і отримав 70 Генрі, хоча японець стверджував, що там аж 160... Коли я запитав його, як він це виміряв, то надіслав мені ось таку зовсім простеньку від руки намальовану схемку вимірювань, сутність виміру якої в поясненнях не потребує.


Зробив все як мені сказав цей шановний японець-сан та вийшов точно 160 Генрі…. Що тоді заміряв “вимірник індуктивності” ? Я заміряв на осцилографі, що в межах 200 і 20 Генрі - китайський тестер генерує 100 Гц, а на всіх інших діапазонах - 1000 Гц. Тобто, з'ясовується, що результат вимірювань залежить від частоти випробувального приладу. І ще виявилося, що результат виміру ще й залежить від величини прикладеної напруги.
Все це на перший погляд якось не в'яжеться з теорією - відомо, що індуктивність котушки залежить від перерізу сердечника, від кількості витків і величини мю сердечника, але ніяк не від частоти і тим більше від величини прикладеної напруги. Але давайте не поспішатимемо. У фізиці магнітезму є така формула залежності магнітної індукції в осерді:

Bm = U * 10E (8) / (4,44 * F * N * S)

де U – прикладена напруга
F – частота змінного струму
N – кількість витків у котушці
S – перетин магнітопроводу.

Будь-який тестер (випробувач) подає на вимірювану котушку певної величини і частоти напруга, створюючи в осерді деяку величину магнітної індукції B. Проблема в тому, що мю, тобто магнітна проникність сердечника, м'яко кажучи, не є величиною постійною, а точніше сильно залежить від величини магніної індукції. Ось тут і стає зрозуміло, чому результати вимірів так сильно залежать від величин, які прямо на індуктивність впливати не повинні - тобто від частоти і від величини прикладеної напруги. Так як величина мю зі зростанням величини магнітної індукції сильно збільшується (особливо за відсутності зазору в магнітопроводі), іноді в десятки разів, звідси з наведеної вище формули випливає просте правило - результат виміру індуктивності буде тим більшим, чим нижче частота і чим вище величина випробувального напруження . Тому завжди, коли йдеться про індуктивність первинної обмотки вихідного трансформатора, необхідно вказувати, в яких умовах проводилися вимірювання. Особливо це стосується трансформаторів для двотактників, де немає немагнітного зазору.
А якщо все це так, виходить є сенс зробити виміри індуктивності первинної обмотки трансформатора не при якихось абстрактних значеннях частоти (в тестерах – це 100 або 1000 Гц залежно від діапазону) та напруги, а при тих значеннях, які реально матимуть місце у працюючому трансформаторі. Як це і роблять японці - на частоті 50 Гц і подають невелику (так звану "малосигнальну") напругу на первичку. Загалом у мене з'явилося бажання зробити прилад за тією примітивною схемою від японця, але тільки з цифровою шкалою для зручності користування. Ось схема приладу:

На малюнку – вже зібраний вольтметр, який я купив на ринку у Ризі за 8 Лат (близько 11 Євро). У нього чотири розрядні цифри, розрядну точку треба поставити між третім та четвертим розрядом.

Деталі. Потрібен якісний здвоєний потенціометр 50К, кращий за логарифмічний, ідеально підійде ALPS або аналогічний для аудіозастосування. Також треба точно підібрати резистори R2 та R3. LM1085 можна замінити на LM317, напруга живлення вольтметра може бути будь-якою в межах 6.8 – 10 Вольт. Мережевий трансформатор – будь-який малопотужний із приблизно відповідними напругами на вторинній обмотці. Вимірювальний вольтметр може бути будь-який із вхідним опором не нижче 10М, з межею вимірювань від мінус 2 до плюс 2 вольта. На вторинному обмоку транфсорматора вказано на схемі номінальну напругу 6.3 вольта, але т.к. він працює майже на холостому ходу, то там є 7.1 вольта.

Як працює схема? Є два режими роботи - "БАЛАНС" - балансування опорів вимірювального потеціометра Р1 і індуктивності, що тестується, при цьому перемикач (тумблер з двома парами контактів) S2 знаходиться в положенні, вказаному на схемі. Коли досягнуто баланс (вольтметр показує нуль) , тоді перемикач S2 перетворюється на інше положення – “ЧИТАННЯ” і тоді можна прочитати значення індуктивності, оскільки потенціометр Р2, (здвоєний з Р1) буде показувати падіння напруги, точно дорівнює вимірюваної індуктивності. Межі змін - від 3,2 до 159 Генрі. Точність залежить від якості здвоєного потенціометра Р1/Р2 і від точного підбору резисторів R2 і R3.

Налаштування зібраного приладу. Спочатку треба відбалансувати вимірювальний міст. У режимі "БАЛАНС" підключають до клем індуктивність близько 10 - 20 генрі (будь-який дросель) і виставляють нуль на вольтметрі. Після цього вимірюючи тестером змінну напругу на дроселі і на потенціометрі Р1+ R2 і обертають двигун підстроєчника VR3, щоразу підлаштовуючи нуль на вимірювальному вольтметрі домагаються того, щоб вимірювальний вольтметр показував нуль при рівності вимірюваних тестером напруги на дро. Після цього переводять тумблер режиму роботи в положення "ЧИТАННЯ" і поставивши потенціометр Р2 на максимальний опір, підстроєчником VR2 встановлюють показання 159.2 (тобто 1.592 вольта) Генрі. На цьому налаштування закінчується.
Насамкінець – фотографії закінченого виробу.

Слід зазначити, що цей прилад не претендує на високу точність вимірів. Він придатний для приблизної оцінки індуктивності первинки вихідного трансформатора або індуктивності дроселя за прийнятим стандартом - 50 Гц і напрузі 5 вольт RMS на індуктивності, що тестується. Метод не враховує активного опору обмотки, Але навіть якщо активний опір не враховувати, все одно для більшості реально існуючих вихідних трансформаторів помилка не перевищить 2 - 3%, що цілком достатньо для поставленого завдання. У разі потреби можна поправку на активний опір внести, враховуючи, що Lcorret=Ract/(2*3,14*50), де Ract – виміряна величина активного опору обмотки, і Lfact=L – Lcorrect, де L показання вимірювача.
Також, для підвищення точності вимірювань первички двотактних трансформаторів (або будь-яких індуктивностей без немагнітного зазору) бажано прилад включати в мережу через стабілізатор напруги, або хоча б через ЛАТР. Для вимірювання дроселів та індуктивності первинки однотактних трансформаторів у цьому немає. Наприклад, я провів пробний вимір індуктивності первинної обмотки трансформатора TW60SE, так ось при зміні напруги мережі (я користувався ЛАТРом) від 200 до 237 вольт (18 %) розбіжності у показанні вимірювача склало менше 3 %.

*************************************************************************************************

Перше наступ даного вимірювального генератора у сферу мого радіоаматорського інтересу відбулося під назвою «». Було необхідно в процесі виготовлення налаштувати пошукову котушку металодетектора "Tesoro Eldorado" ось модератор із сайту з виготовлення МД і запропонував форуму панацею в його "обличчі", не давши, щоправда, докладного посібника зі складання, але запевнивши у повторюваності схеми.

Принципова схема

Завантажити для збільшення

Для виробництва вимірів підключатися цей генератор повинен був до частотоміру. Складною схему не назве навіть любитель електроніки-початківець, тому всі дружно приступили до збірки, але тоді зібрати вдалося одиницям причому з числа просунутих. Змінювали транзистори, номінали резисторів і конденсаторів, але якось без результату. Повторюватися схема не хотіла. Запропонував схему наголошував на тому, що повторюючими мало точно підбирається номінал електронних компонентів.

Коли з'явився варіант друкованої плати частково на СМД компонентах, які, як відомо, не складно придбати і з 1% допуском за точністю номіналу - не встояв перед спокусою. Зібрана схема відразу не запрацювала, а ось коли почав міняти транзистори беручи до уваги коефіцієнт посилення у бік збільшення, ставити неполярні конденсатори з числа термостабільних, та порадили на виході підстроєчник 1 кОм для регулювання рівня вихідної змінної напруги, щось зрушило з мертвої точки, Проте остаточного позитивного результату отримав. Сила вихідного сигналу мала, віртуальний частотомір комп'ютера видавав не стабільні показання. На тому все і закінчилося.

А нещодавно побачив знайому схему в дещо іншій інтерпретації, з докладним описом складання та налаштування, під назвою «Приставка для вимірювання індуктивності». Відразу стало зрозуміло, що її попередній варіант – це невдала кастрація схеми. Необхідність виміру індуктивності пошукової котушки для зібраного металодетектора К-158 (варіант всім відомого «») зненацька не застала.

Враховуючи попередній досвід, відразу доопрацював запропоновану друковану плату під свої електронні компоненти, по суті схема залишилася незмінною. Постійний резистор R8 номіналом 270 Ом замінив на підстроювальний 5 кОм (для встановлення потрібної величини вихідної змінної напруги в інтервалі від 0 до більш ніж 5 вольт), резистор R9 і конденсатор С7 встановив як у схемі, а не як на запропонованій друкованій платі.

Загалом складання даного варіанту клопоту не завдало, бо основні рекомендації складання та налаштування були тепер відомі:

• транзистори VT 1 і 2 виключно КТ326Б, VT3 краще КТ3107Г з коефіцієнтом посилення більше 50, а VT4 потрібен КТ3102В з/посилення виключно більше 150, VT5 також КТ3102В з/посилення більше 50
• конденсатор С1 набирається з трьох (менше не вийде) загальною ємністю строго 25330 пікофарад. Допуск відхилення бажаний менше 0,5%, від цього залежить точність індуктивності, що вимірювається. Усі конденсатори повинні бути з хорошим ТКЕ (термостабільні - тобто їх ємність повинна якнайменше залежати від зміни температури їхнього корпусу)
• після подачі напруги 12 В, не підключаючи котушки до роз'єму Х1 заміряти напругу на емітері VT5 яка повинна дорівнювати половині живлення, якщо відхилення велике, підібрати резистора R4. Струм споживання буде в межах до 20 мА - на виході має бути змінна напруга необхідна для вимірювання наявним частотоміром, наприклад для китайського частотоміра-конструктора воно становить 2 вольти (або трохи більше). Його рівень встановлюється підстроювальним резистором R8.

Підключення котушки здійснюється якомога ближче до витків намотування, (минаючи з'єднувальний кабель), з'єднувальні дроти приставки не більше 30 мм. Показник частотоміра в кілогерцях. Величина на фото прохідна, внаслідок усіх маніпуляцій з котушкою (відмотки - домотки) вона була отримана у розмірі 71,626 Гц.

Результат виміру обробляється в програмі (програма в архіві, аркуш №10) - дані заносяться в розділі «Основний розрахунок» у графі «Вихідні дані», далі клацання курсором поза основними полями програми і отримуємо результат - індуктивність становить 195 мкГн. Перший розрахунок потрібно розпочати із заповнення розділу «Допоміжний розрахунок», для цього потрібно підключення паралельно до пошукової котушки конденсатора ємністю понад 1000 пФ (краще 4500 пФ) фактичний номінал якого відомий з абсолютною точністю.

Універсальний LC генератор - схема

Зібраною приставкою залишився задоволений, коли розберешся у всіх, здавалося б на перший погляд, хитросплетіннях все просто. Проте вже захотілося мати мобільніший варіант вимірювача індуктивності, без будь-яких там обчислень. Замовив на AliExpress електронний конструктор - прилад з функцією вимірювання індуктивності (та й багато чого взагалі і всього за 600р). Ну а доки він до мене добирається, вирішив подивитися в інтернеті приставку для мультиметра. І ось несподіваним чином знайшов схему під назвою «Універсальний LC генератор», яка, як з'ясувалося, була попередницею попередніх схем. Рекомендована напруга живлення до цієї схеми вказано 5 вольт, під час зйомки відеодемонстрації роботи приставки спробував запитати цією напругою вже зібрану але, на жаль, не вийшло, не допоміг навіть підстроювальний резистор регулювання (можливо його номінал необхідний більше 5 вольт), проте від напруги в 10 вольт пристрій працював нормально.

Відео

Кому цікаво - вся добірка матеріалів за всіма трьома схемами в архіві. Автор Babay iz Barnaula

Обговорити статтю ПРИСТАВКА ДО ЧАСТОТОМІРА ВИМІРЮВАЧ ІНДУКТИВНОСТІ

Переважна більшість аматорських вимірювачів індуктивності на контролерах вимірює частоту генератора працюючого на частотах близько 100кГц, і хоча вони нібито мають дозвіл 0.01мкГн, але насправді при індуктивностях 0.5 і нижче являють собою хороший генератор випадкових чисел, а не прилад. три шляхи:

1. обламатися


2. купити промисловий вимірник імпедансу та деякий час поголодати


3. зробити щось більш високочастотне та широкосмугове.

Наявність безлічі онлайн калькуляторів кардинально спрощує завдання, можна обійтися одним лише генератором, що підключається до частотоміру, не сильно втративши у зручності, зате вигравши у функціоналі.

Приставка може вимірювати індуктивність від 0,05 мкГн. Вихідна напруга близько 0.5В. Власна індуктивність висновків 0,04 мкГн. Діапазон вихідних частот: хз...77МГц.

Широкосмуговий генератор виконаний за відомою двоточковою схемою і мало чутливий до добротності частотоздатного контуру.

Для вимірювання найменших індуктивностей ємність обрана 82пф, разом із вхідною ємністю розрахункова (для калькулятора) виходить близько 100пф (круглі числа зручніші), а макс. частота генерації близько 80МГц. З контуру напруга подається на повторювач vt2, а з нього на емітер vt1, таким чином реалізована ПОС. Застосовуваний іноді безпосередній зв'язок затвора з контуром призводить до нестійкої роботи генератора на частотах 20-30Мгц, тому застосований конденсатор роздільний с1. Польовий транзистор повинен мати початковий струм стоку не менше 5мА, інакше транзистор потрібно відкрити опором кілька сотень ком з плюсу на затвор. Краще застосувати транзистор у високій крутості, це збільшить вихідну напругу, що знімається з початку. Хоча сам по собі генератор практично не чутливий до типів транзисторів.

Для розрахунку застосовуються онлайн калькулятори
найбільш зручний
найбільш незручний
гламурний, але з характером

Задаюча ємність у приладі може бути будь-яка, навіть китайська глина. Краще мати еталонні котушки, а виміряну ємність вже підставляти в калькулятор, хоча насправді це не обов'язково.

Фольга зі зворотного боку використовується як екран.
Висновки на котушку виконуються у вигляді гнучких плоских повідців з обплетення довжиною 2см. з крокодилами.

http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6

Особливості застосування.

Для живлення краще передбачити відповідну клему на частотомірі.

Висновки на котушку повинні бути максимально прямими, якщо вимірюються надмалі індуктивності. Від результату слід відібрати власну індуктивність висновків 0.04мкГн. Мінімально вимірювана індуктивність приблизно така сама.

Для вимірювання індуктивностей до 100мкГн годиться штатна ємність, краще використовувати додаткові ємності від 1н, інакше буде похибка від міжвиткової ємності котушки.

Для вимірювання міжвиткової ємності потрібно виміряти справжнє значення індуктивності з 10-100н, потім вимірюється частота зі штатною ємністю (100пф), вноситься в калькулятор, далі вважається сумарна ємність, від якої потрібно відібрати 100пф.
приклад. аксіальний дросель 3.8 мГн, зі штатною ємністю частота 228 кГц, сумарна ємність 128пф, міжвіткова 28.
Так само обчислюються ємності в контурах.

Для вимірювань дроселів на низькочастотних магнітопроводах ПН вони повинні мати досить велику кількість витків, наприклад на кільцях 2000НН не менше 20, інакше частота може бути вищою за робочу для них (до 400кГц), і генерація буде в кращому випадку зриватися, а в гіршому імпульсна, як у блокінг генераторі, із частотою в кілогерці. Для маловиткових потрібна додаткова ємність.

Прилади безпосередньої оцінки та порівняння

До вимірювальних приладів безпосередньої оцінки значення вимірюваної ємності відносяться мікрофарадметри, дія яких базується на залежності струму або напруги в ланцюзі змінного струму від значення включеної до неї. Значення ємності визначають за шкалою стрілочного вимірювача.

Більш широко для вимірювання та індуктивностей застосовують врівноважені мости змінного струму, що дозволяють отримати малу похибку виміру (до 1%). Живлення моста здійснюється від генераторів, що працюють на фіксованій частоті 400-1000 Гц. Як індикатори застосовують випрямні або електронні мілівольтметри, а також осцилографічні індикатори.

Вимірювання проводять балансуванням моста в результаті поперемінного підстроювання двох його плечей. Відлік показань береться по лімбах рукояток тих плечей, якими збалансовано міст.

Як приклад розглянемо вимірювальні мости, що є основою вимірювача індуктивності ЕЗ-3 (рис. 1) та вимірювача ємності Е8-3 (рис. 2).

Мал. 1. Схема мосту для вимірювання індуктивності

Мал. 2. Схема мосту для вимірювання ємності з малими (а) та великими (б) втратами

При балансі моста (рис. 1) індуктивність котушки та її добротність визначають за формулами Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.

При балансі мостів (рис. 2) вимірювана ємність та опір втрат визначають за формулами

Вимірювання ємності та індуктивності методом амперметра-вольметра

Для вимірювання малих ємностей (не більше 0,01 - 0,05 мкФ) і високочастотних котушок індуктивності в діапазоні їх робочих частот широко використовують резонансні методи. Резонансна схема зазвичай включає генератор високої частоти, індуктивно або через ємність пов'язаний з вимірювальним LС-контуром. Як індикатори резонансу застосовують чутливі високочастотні прилади, що реагують на струм або напругу.

Методом амперметра-вольтметра вимірюють порівняно великі ємності та індуктивності при живленні вимірювальної схеми джерела низької частоти 50 - 1000 Гц.

Для виміру можна скористатися схемами рис. 3.

Малюнок 3. Схеми вимірювання великих (а) та малих (б) опорів змінному струму

За показаннями приладів повний опір

де

з цих виразів можна визначити

Коли можна знехтувати активними втратами в конденсаторі або котушці індуктивності використовують схему рис. 4. У цьому випадку

Мал. 4. Схеми вимірювання великих (а) та малих (б) опорів методом амперметра – вольтметра

Вимірювання взаємної індуктивності двох котушок