Свежие обсуждения
Измерения

Измеритель RLC-2

1 788 1127

GM -  Радиолюбителям нужен простой недорогой измерительный прибор RLC-2 с точностью хотя бы до  0,25%.  RLC-2  надо просто доработать. А новый генератор синуса изобретать  для данной схемы - зачем? Он и так работает нормально. Китайскую схему посмотрите где всё очень просто сделано. Если вы хотите внести свой вклад в форум - то можно открыть например другую тему= RLC-3. Где можно применить МК PIC18F252(452)-I/SP , 40mHz, 32kb, Flash, 10-bit ADC. Как раз для него  ПО можно написать на СИ. И разработать лучшую по параметрам схему. Программа Китайского  RLC написана на СИ.  Можно из этой программы что то полезное взять.

 
 
АК: Уменьшил С30, С31 до 10 нанофарад, ошибки при измерениях нет (что по длинному нажатию четвертой кнопки, что по длинному нажатию шестой, цифры на индикаторе одинаковые), отлично.

https://pro-radio.ru/measure/6873-71

На колу мочало начинай сначала. laughing

А вот некоторые соображения авторов прибора:

GO: Здесь по времени расклад такой - постоянная времени RC=50к*0.1мкФ=5мс. Примерное время окончания переходных процессов 5*5=25мс, что можно наглядно увидеть на картинке http://s45.radikal.ru/i108/0811/4e/f8d53a2d21e7.gif По циклам работы АЦП это должно укладываться во время подстройки нуля (AZ), 10001 такт на частоте 250кГц - это чуть больше 40мс.Это условие выполняется
GO: Благодаря замечаниям АК, более внимательный анализ порядка переключения режимов работы прибора выявил одну потенциальную проблему. После выполнения 4-х измерений сразу выполнялся расчет и вывод результата. На расчет и вывод уходит примерно 25мс из имеющегося запаса 40мс. Тогда на переходные процессы для первого в следующем цикле измерения U(Re) в самом худшем случае остается всего лишь 15мс, что для выбранных значений R41,R42,C30,C31 недостаточно.
АК А вы и вообще без конденсаторов пробовали измерять, и ничего, получалось. laughing
 
GM: 1) Давным-давно, в начале темы, Олег GO меня попросил не лезть со своей критикой в их разработку. Я и не лезу, только спрашиваю.

Если меня память не подводит то GO уже вышел из игры и выложил исходники и сказал что больше не поддерживает эту разработку т.е. делайте чего хотите и как хотите, но без него. 

skb4: Если вы хотите внести свой вклад в форум - то можно открыть например другую тему= RLC-3.

Эту тему уже открыли, обсосали и сделали прибор для радиолюбителей которым не нужна точность.

https://pro-radio.ru/measure/6903

Сам приборчик который вышел в итоге  простой в сборке и довольно точный в середине диапазона, если подобрать номиналы резисторов. Я себе собрал его в корпусе нокии 1200.

Тута схема и фото....

https://radiokot.ru/circuit/digital/measure/108/

 
FR1: АК А вы и вообще без конденсаторов пробовали измерять, и ничего, получалось.

Да пробовал, вот здесь моя запись об этом. А какая разница для АЦП как накапливать напряжение на интегрирующем конденсаторе, постоянным током или пульсирующим. 

FR1, спасибо что напомнили как это было, с цитатами (я это помню). Там действительно была проблема с прошивкой, после чего GO доработал прошивку, но я на тот момент уже заменил конденсаторы (установил 0,01 мкФ), и с 0,1 мкФ больше не пробовал. Если у кого еще установлены 0,1 мкФ, можете проверить разницу чисел АЦП в статике и в динамике, так как я проверял.

Как видим из цитаты, GO вычисляет примерное время установления переходных процессов, умножив постоянную времени RC цепочки на 5: T*5 (T=RC=50к*0.1мкФ*5=5мс; 5мс*5=25мс). По этим данным для 5T доля неустановившейся величины напряжения 0,67% , это много для нас. В приборе же на переходные процессы между циклами измерения отводится чуть больше 40мс, для RC=50к*0.1мкФ=5мс это получается 8T (40/5=8), опять же таки по этим данным доля неустановившейся величины напряжения 0,034%. Может и хватило бы для кого-то.

 
А если установить конденсаторы 0,01мкФ, то для RC=50к*0.01мкФ=0.5мс и временем отведенным на переходные процессы 40 мс, получаем 40/0.5=80T, такого даже нет в той таблице, и этого я думаю более чем достаточно. Это же измерительный прибор!

 

Похоже, есть смысл в СД применить полипропиленовые конденсаторы вместо допустимых лавсановых.

А если тупо добавить время на завершение "устаканивания"? 

Есть ещё идея, заменить в масштабирующем усилителе один каскад, использовав в качестве ключа мультиплексор 8х1. Это позволит уменьшить кратность между диапазонами с десяти до двух. Свободные ноги для управления мультиплексором у МК имеются. Это даст возможность загнать измеряемые величины в верхнюю часть значений АЦП, что в 5 раз уменьшит погрешность дискретизации, и, кроме того, уменьшит разброс напряжений между измерениями токов и напряжений, что, опять же способствует уменьшению погрешности.

Ну и открыт вопрос по поводу применяемых в ДУ операционников. ТЛки далеко не идеал в плане КОСС и шумов. Стоит всё-таки подобрать им альтернативу.

 
Тетраэдр: Похоже, есть смысл в СД применить полипропиленовые конденсаторы вместо допустимых лавсановых.

Согласен.

Тетраэдр: А если тупо добавить время на завершение "устаканивания"? 

Тупо не получится, надо с умом переписывать программу, после чего уменьшится частота обновлений дисплея.

Тетраэдр: Есть ещё идея, заменить в масштабирующем усилителе один каскад, использовав в качестве ключа мультиплексор 8х1. Это позволит уменьшить кратность между диапазонами с десяти до двух.

И добавится количество диапазонов, что приведет к увеличению времени прохода диапазонов от одного края к другому.

 

RLC-2 полон компромиссами. laughing

 

Нашел, как рассчитать долю неустановившейся величины напряжения для любого выбранного времени заряда:

(2.718-t/RC)*100%

где число в степени, это со знаком минус отношение выбранного времени заряда t к постоянной времени RC цепочки. Информация отсюда и отсюда .

Делаю два расчета в инженерном калькуляторе Windows для 8T и 80T:

(2.718-8)*100% = 0.0335 % (совпадает с данными в таблице для времени 8T=40мс/5мс)

(2.718-80)*100% = 1.819e-33 % (80T=40мс/0.5мс)


Как видим, время заряда 80T излишне большое, так что емкости C30, C31 можно увеличить. 
Я тут посчитал, если за неустановившуюся величину напряжения принять единицу младшего разряда от полной шкалы (1/20000), это 0.005%. Такой процент получается с интервалом времени 9.9T. T=40мс/9.9=4.04мс.
И пришли мы почти к тем емкостям C30, C31, какие были первоначально, с небольшим отличием.


http://tel-spb.ru/rc.html

Если взять емкость 0,068 мкФ, то:

Получается время установления 40/3.4=11.7T, при этом доля неустановившейся величины напряжения 0,00083%. Осталось испытать с конденсаторами 0.068 мкФ работу СД в статике и в динамике. Полоса СД сузится, по сравнению с 0,01 мкФ, помехоустойчивость должна повысится.
Надо бы проверить работу в статике и динамике с 0,1 мкФ, может и с ними будет нормально, программа то дорабатывалась (изменялись интервалы), а я после этого не пробовал 0,1 мкФ.

Спасибо GM за наставление на путь истинный.

  

 
АК: Тупо не получится, надо с умом переписывать программу, после чего уменьшится частота обновлений дисплея.

Тупо - потому что это решение "в лоб". В этом смысле.

АК: И добавится количество диапазонов, что приведет к увеличению времени прохода диапазонов от одного края к другому.

За всё приходится платить. В данном случае временем. Думаю, это не большая плата. К тому же, алгоритм можно изменить: сначала измеряем на среднем диапазоне, грубо определяем, где находятся измеряемые величины, а вторым заходом включаем наиболее подходящий диапазон.

 

Всё это последнее надо бы в другую тему.