Mierniki LC-100A, LC-200A

W poniższym artykule omawiam mierniki, wykorzystujące genialną zasadę pomiaru, które mierzą pojemność i indukcyjność z rewelacyjną wręcz rozdzielczością. Teoretycznie mogą mierzyć z dokładnością ułamka procenta, ale niestety mnóstwo egzemplarzy chińskich wersji ma bardzo istotne wady.

Historia amatorskich mierników LC-100A zaczyna się mniej więcej w połowie lat 90. Podstawowa idea pochodzi od Billa Carvera, z artykułu z czasopisma Communications Quaterly (Winter, 1993), gdzie Autor wskazuje, iż taka koncepcja była wykorzystana już w latach 60., w profesjonalnym mierniku LC Tektronix 130. Na rysunku 1 pokazana jest jego przystawka do częstościomierza. Jest to generator Hartley’a z tranzystorem JFET. Częstotliwość drgań wyznaczona jest oczywiście przez iloczyn LC. Pomysł polega na tym, żeby mierzyć pojemność i indukcyjność na podstawie zmiany częstotliwości.

Tylko teoretycznie łatwe jest określenie L czy C na podstawie pojedynczego pomiaru częstotliwości. Nie wchodząc w liczne szczegóły, głównym problemem przy prostym, jednokrotnym pomiarze pojemności byłaby konieczność użycia wzorcowej cewki o dokładnie określonej indukcyjności. A to jest wymaganie nie do zrealizowania dla amatora!

Sprytny pomysł polega na tym, że w układzie można wykorzystać niemal dowolną cewkę i nie trzeba znać jej indukcyjności. Jej indukcyjność o tyle nie ma znaczenia, że może być wyliczona na podstawie różnicy częstotliwości, powodowanej dołączeniem do obwodu rezonansowego kondensatora o znanej, ściśle określonej pojemności. I właśnie ten kondensator staje się jedynym wzorcem. Dokładność pomiaru zależy od jego dokładności i stabilności. Stosunkowo łatwo jest wejść w posiadanie dobrych, stabilnych kondensatorów o wąskiej tolerancji i niewielkiej pojemności.

W rozwiązaniu z rysunku 1 użytkownik musi przeprowadzić pomiary, zapisać wyniki i dokonać dość pracochłonnych obliczeń za pomocą kalkulatora. I tu przechodzimy do następnego kroku: w czerwcu roku 1996 Neil Heckt w czasopiśmie Electronics Now opisał swój projekt miernika LC. Schemat widoczny jest na rysunku 2. Generator zrealizowany jest na komparatorze LM311. Tu wyraźnie widać, że przekaźnik RY1 dołącza do C1 (680 pF) dodatkową pojemność C2 o wartości 1000 pF. I właśnie C2 to pojemność wzorcowa, od dokładności której zależą wyniki pomiarów. Natomiast tolerancja C1 i cewki L1 nie mają znaczenia, byle były to elementy w miarę stabilne. Oczywiście obliczenia przeprowadza mikrokontroler PIC16C61.

Co ciekawe, w roku 1996 Neil Heckt opublikował w czasopiśmie Radio-Electronic podobny, dokładniejszy miernik, o takiej samej zasadzie działania, także z generatorem na LM311, ale bez mikroprocesora, tylko z pamięcią EPROM – rysunek 3. „Na obciętym dole” są tylko dekodery 4056 i wyświetlacz LCD.

Na rysunku 3 widać mnóstwo trymerów, które są tu potrzebne z uwagi na brak mikrokontrolera, który mógłby uwzględnić potrzebne poprawki.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w lipcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 7/2025). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 7/2025 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać – Postaw kawę za:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – Własna kwota. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dodać dedykację/Wiadomość dla Twórcy” i tu zawsze wpisać, który numer lub numery ZE mam wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 7/2025.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (Smash) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.