Измеритель RLC представляет собой радиоизмерительный прибор. Его основным предназначением является определение параметров полной проводимости или полного сопротивления электрической цепи.
Принцип действия
Специалистам, которые по роду своей деятельности связаны с радиоизмерительной аппаратурой, необходимо получение базовых знаний о том, как работает измеритель RLC или измеритель иммитанса. Дело в том, что эти приборы широко используются в лабораториях, в ремонтных мастерских и на производствах, где с их помощью получают данные о комплексной проводимости цепей и их сопротивления. Очень часто измеритель RLC применяется для того, чтобы протестировать источники переменного тока.
Мостовые измерители RLC работают с использованием измерительного моста, который уравновешивается с помощью наборов образцовых реактивных (емкостных) и активных сопротивлений. Подобные приборы воспринимают только фиксированные частоты.
Измерители, использующие соотношения закона Ома, обладают более простыми схемами технической самореализации и автоматизированной выдачи результатов измерения. Принцип их действия основан на анализе прохождения синусоидального тестового сигнала через измеряемую цепь с заданной частотой. При этом с внутреннего генератора рабочее напряжение подается на объект измерения. Оно подлежит определению на выбранном участке цепи, где одновременно анализируются величины фазового сдвига и тока. Полученные данные используются при расчете необходимых параметров.
Основное предназначение
В настоящее время существуют самые различные измерители иммитанса, обладающие отличными друг от друга техническими характеристиками, а также типом индикации, которые, помимо выполнения своих основных функций, способны определить и такие параметры, как:
- фазовый угол (сдвиг) между напряжением и током;
- работоспособность индикаторной катушки;
- величину тангенса угла потерь;
- параметр сопротивления, который определяется на основании полученных данных о силе тока и напряжении;
- некоторые иные параметры.
Разновидности и технические характеристики
Измерители RLC иммитанса подразделяются на:
- стрелочные;
- цифровые;
- комбинированные.
Помимо диапазонов погрешности основными характеристиками таких приборов служат:
- частотный диапазон, в котором подается тестовый сигнал (чем он шире, тем большие границы имеют измерения C и L);
- наличие внешнего и внутреннего смещения постоянным напряжением тестового сигнала (такая характеристика важна при измерении емкости варикапов);
- функция, позволяющая таким приборам связаться с персональным компьютером, что необходимо для документирования полученных результатов измерения, а также для их программной обработки (построения графиков, указывающих на зависимость индуктивности или емкости от температуры, и т. д.);
- возможность подключения к прибору механического манипулятора, а также программирование измерителя для отбраковки и сортировки компонентов производственного процесса.
Современные разработки
На сегодняшний день производители измерителей RLC добавляют в разрабатываемые ими приборы USB-интерфейсы, дающие возможность подключения к внешним портативным блокам памяти или к компьютеру, а кроме того, постоянно совершенствуют технические характеристики подобных устройств.
Например, измеритель RLC E7-20, выпускаемый белорусским заводом «Калибр», работает в частотном диапазоне от 25 до 105 Герц. При этом погрешность его измерений не превышает 0,1 %.
Прибор обладает широким диапазоном частот от 0,1 до 105 Гц. При этом погрешность его измерений составляет всего 0,01-0,002%.
Портативные приборы
Производители измерителей RLC предлагают малогабаритные устройства, имеющие автономное (батарейное) питание. Эти приборы обладают меньшим функционалом, массой, габаритами, а также стоимостью. Погрешность их измерений составляет порядка двух процентов.
Например, современный портативный измеритель RLC предлагает приобрести американская компания Agilent Technologies Inc. Этот производитель представил на рынок новую линейку ручных приборов, позволяющих специалистам и инженерам с максимальной быстротой, точностью и удобством определять необходимые параметры. Сюда входят модели U1733C. U1732C и U1731C. Новшеством этих приборов является их возможность измерять частоты до десяти в пятой степени Герц, обеспечив при этом погрешность измерений всего 0,2 %. Кроме того, в модели U1730C этой линейки существует функция, благодаря которой производится автоматическая идентификация компонентов. Результатом этой работы является отображение на экране типа устройства, а также подробного анализа полученных параметров.
Белорусским заводом «Калибр» выпущен портативный измеритель E7-18. Он работает в широком диапазоне частот, находящемся в пределах от 20 до 1000 Гц. Погрешность измерений модели - 0,08%.
Виртуальные устройства
Под этой разновидностью приборов принято понимать устройства, которые созданы на базе ПК. Именно компьютером обеспечиваются функции управления, обработки полученных данных, а также графического представления и вывода информации. На сегодняшний день подобные приборы серийно не выпускаются. Единственным таким устройством является виртуальный измеритель, созданный московским Институтом проблем управления им. Трапезникова РАН РФ.
Прибор имеет несколько модификаций и используется в ряде ВУЗов и НИИ. Его рабочий диапазон частот находится в пределах от 10 до 2х10 в шестой степени Гц, обеспечивая измерение показателей комплексного сопротивления в диапазоне от десяти в минус третьей до десяти в девятой степени Ом. Погрешность измерений при этом находится в пределах 0,2 %.
Проблемно-ориентированные устройства
Омским ООО «НТЦ Транспорт» выпускается цифровой измеритель RLC «Имметр». Он позволяет уточнить параметры индуктивности сопротивления постоянному току и добротности, которые существуют в катушках автоматической сигнализации локомотивов, применяемой в том числе и в метрополитенах. Кроме того, с помощью данного устройства возможно уточнение величины наведенной ЭДС, а также сопротивления току постоянного значения. Прибором допускается измерение параметров объектов при синусоидальном напряжении. При этом возможна как параллельная, так и последовательная двухэлементная схема замещения, находящаяся в частотном диапазоне от 20 до 1000 Гц. Погрешность измерения подобного устройства составляет 0,06 %.
В последнее время методика измерения иммитанса в данной сфере получила свое широкое распространение в связи с универсальностью и надежностью. Так, с помощью приборов BacTrac 4300 может быть зарегистрировано два параметра. Один из них –иммитанс среды (М-параметр), а второй – электронный (Е-параметр). Эти два показателя могут быть учтены как в комбинации, так и отдельно. Подобная измерительная система проявляет высокую чувствительность к микробным метаболитам, позволяя определить необходимые параметры даже в питательных селективных средах.
Серия RLC E
Модели этой марки выпускаются как отечественной, так и зарубежной промышленностью. Ранее, еще во времена СССР, широкое применение находили измерители иммитанса моделей E7-14, а также E7-5. Что известно о них?
Значения основных параметров в количестве 5 инструкция RLC-измерителя E7 14 указывает следующие:
- рабочая частота 100 Гц, а также 1 и 10 кГц;
- 0,1 мОм – 1 ГОм;
- 0,001 пФ – 1 Ф;
- возможность самокалибровки;
- осуществление управления микропроцессором.
Вес этой модели прибора составляет 10 кг.
RLC измеритель Е7 5 инструкция наделяет следующими характристиками:
- 1 мОм – 20 Мом;
- 0,1 пФ – 20 мФ;
- наличие двух частот измерения – 1 кГц и 100 Гц;
- возможность управления процессором;
- 0,1 мГн – 16 кГн.
Что еще можно сказать о приборе? Инструкция к RLC-измерителю Е7 5 отмечает, что вес этой модели составляет 5 кг.
В настоящее время в связи с выпуском новых, усовершенствованных устройств, измерители RLC E-14 и RLC E-5 больше не выпускаются. Из этой линейки приборов у специалистов наиболее востребованы измерители более поздних конструкций, обладающих большим количеством функций и возможностей.
Е7 22 измеритель RLC
Этот портативный прибор обладает достаточно широким спектром функциональных возможностей. Какие из них считаются наиболее ценными? Для специалистов важны функции, предоставляющие возможность осуществления допускового контроля по различным параметрам.
Так, измеритель RLC Е7 22:
- способен работать при частоте измерения 1 кГц или 120 Гц, а также при последовательной или параллельной схеме замещения;
- обладает автоматическим выбором предельных границ измерения и возможностью фиксации предварительно выбранного предела;
- имеет два индикатора – для указания основных и вспомогательных параметров;
- обладает возможностью выбора индикации и измерения добротности, тангенса потерь, а также омического сопротивления;
- фиксирует максимальные, средние и минимальные значения;
- обладает функцией допускового контроля;
- определяет среднее значение из полученного массива данных;
- проводит относительные измерения;
- оснащен программной компенсацией режимов холостого хода и короткого замыкания.
Измеритель RLC E7-22 обладает некоторыми особенностями и функциональными возможностями, не имеющими аналогов среди даже более сложных и дорогих приборов RLC. Именно этот момент и сделал устройство весьма популярным для широкой аудитории. Им пользуются не только любители, но и профессионалы, работающие в области разработки радиоэлектронной аппаратуры.
В своей работе E7-22 измеритель RLC использует самые разные частоты измерения. При этом устройство способно автоматически выбирать пределы измерения. Такая функция используется в том случае, когда необходимые параметры находятся в самом широком диапазоне, а также когда неизвестно значение измеряемого показателя. Именно в таких ситуациях и возникает необходимость в правильном выборе предельных границ измерения. В тех устройствах, где предусмотрен ручной выбор, время исследования значительно увеличивается. Однако даже при индикации результата нельзя быть уверенным в правильном определении предела измерения. Необходим последовательный перебор этих границ, пока нельзя будет убедиться в достоверности полученного результата. Минимальное время измерения займут при автоматическом выполнении данной функции.
Еще одной полезной характеристикой, которой обладает E7-22 измеритель RLC, является фиксация максимальных, средних и минимальных значений. Подобная функция широко распространена в цифровых мультиметрах. В измерителях RLC ее можно встретить весьма редко. Какие же преимущества при этом появляются у прибора?
Чем еще удобен для исследователя измеритель RLC E7-22? Инструкция содержит сведения о наличии у прибора еще одной интересной функции, которой нет в устройствах аналогичного класса. Она заключается в вычислении средних арифметических значений. Находясь в этом режиме, прибор способен зафиксировать до 3000 результатов измерений. В таких случаях на основном индикаторе появляются средние арифметические значения показателей, а на вспомогательном – число проведенных измерений.
Измерители «АКИП»
Данная торговая марка принадлежит АО «ПриСТ». Эта компания заказывает у производителей Америки, Азии и Европы изготовление различных средств измерения. До заключения договора подрядчик-поставщик проходит тщательную процедуру отбора, нормативно-технического оформления и согласования.
На сегодняшний день предлагает своим потребителям торговая марка «АКИП» измерители RLC, генераторы сигналов, приборы, необходимые для измерения показателей энергобезопасности, вольтметры и многое другое.
Какие устройства пользуются неизменным спросом у потребителей? Это измерители RLC «АКИП 6107». Они представляют собой компактные приборы-пинцеты. С их помощью определяются параметры пассивных SMD-радиоэлементов. Измерители этой модели обладают эргономичным дизайном, удобством настройки и управления. Приборы позволяют работать с ними одной рукой. При этом они оснащены измерителями, что значительно сокращает время диагностики неисправностей и дальнейшей отладки самых сложных плат.
Еще одной популярной моделью является измеритель RLC P5030. Он служит для установления параметров активного сопротивления, емкости и индуктивности, обеспечивая при этом следующее:
- полнейшую автоматизацию процесса получения данных;
- режим слежения;
- четырехзажимное присоединение объекта измерения;
- режим получения средних данных.
Измерители APPA
Приборы этой тайваньской фирмы также пользуются популярностью у потребителей. Одной из самых востребованных моделей является измеритель RLC APPA-701. Прибор способен:
- работать днем и ночью, автоматически включая подсветку при недостаточном освещении;
- полностью автоматизировать процесс получения данных благодаря функции выбора режима измерений;
- подключиться к ПК при помощи оптоизолированного USB-порта;
- производить внутреннюю программную калибровку.
Это сверхнадежный прибор имеет эргономичный корпус, который заключен в многофункциональный защитный чехол, имеющий дополнительную подставку. В измерителе RLC APPA-701 предусмотрено автономное питание, в связи с чем он может быть использован в жестких промышленных и полевых условиях. Прибор обладает противоударным исполнением. Его можно уронить на бетонный пол с высоты 1,3 метра. При этом никакой утраты работоспособности у модели не будет.
