Пробник катушек индуктивности
В данной небольшой статье хочу представить вам схему пробника катушек индуктивности. Пробник определяет наличие обрыва или короткого замыкания катушек индуктивности или обмоток трансформатора. К другим достоинствам можно отнести отсутствие необходимости выпаивать проверяемое устройство с платы. Что зачастую ускоряет процесс поиска неисправностей.
Сама идея принадлежит моему коллеге по работе. Мне пришлось лишь немного «отшлифовать». С его согласия схему выкладываю на ваше рассмотрение. Сама схема проста и содержит всего лишь несколько элементов.
В основе лежит дифференциальная схема на двух транзисторах VT1-VT2 p-n-p типа. Сравнивается напряжение, сформированное делителем на резисторах R1-R2 и напряжением, которое появляется в момент подключения щупов к катушке индуктивности на базе VT1. Конденсатор С1 вместе с подключенной индуктивностью образуют колебательный контур, колебания которого усиливаются транзистором VT1. Транзистор VT3 окончательно усиливает выходной сигнал до уровня достаточного для включения светодиода.
Конденсатор С2 убирает постоянную составляющую. Без конденсатора индикация будет срабатывать просто при короткозамкнутых щупах даже без генерации колебаний. Если точнее замыкание щупов приводит к закрытию транзистора VT3 и формированию на коллекторе напряжения фактически равному напряжению источника питания, что, при отсутствии конденсатора, повлечет за собой включение светодиода без надобности.
Диод выступает в качестве ограничителя напряжения для восстановления сигнала по постоянному току после нашей емкостной связи на конденсаторе С2 по переменному. Смысл решения показан на рисунке.
Подобный прием можно использовать в схемах, входы которых работают аналогично диодам (например, это могут быть транзисторы с заземленным эмиттером), в противном случае при наличии емкостной связи сигнал просто пропадает.
В итоге при подключении исправной катушки индуктивности на светодиоде получаем сигнал с достаточным уровнем амплитуды для включения индикации.
При обрыве или коротком замыкании катушки индикации нет. В остальных случаях появляется генерация колебаний – светится светодиод. Добиться идеальной формы сигнала задачи не было. Главное получить выходной сигнал достаточной амплитуды. Скажем прямо, при проверке катушек большой индуктивности выходной сигнал больше напоминает сигналы прямоугольной формы, верхушки синусоиды сильно режутся.
Для испытания пробника были взяты катушки большой и малой индуктивности.
При проверке универсальным тестером, так называемым ESR meter-ом, катушки малой индуктивности, на экране отобразилось только небольшое значение сопротивления катушки. Индуктивность прибор отказался измерять в виду ее незначительности.
При проверке второй катушки прибор показал индуктивность 15,9 Гн и сопротивление 43,9 Ом.
Как видно контраст между катушками существенный. Частота выходного сигнала пробника при проверке катушки больной индуктивности уменьшается до 20Гц, при этом с амплитудой проблем нет. Свечение светодиода пульсирующее. Т.е. пульсирующие сигналы светодиода могут говорить о том, что проверяемая катушка большой индуктивности.
У катушек малой индуктивности – частота сигнала растет (на моей малой катушке — в районе 1 кГц), выходная амплитуда уменьшается. Но яркость светодиода остается приемлемой.
Пробник сохраняет работоспособность также при большом развале напряжений источника питания. Обычный литиево-ионный аккумулятор, как в полностью заряженном состоянии, так и в разряженном до 3В, обеспечит сто процентную работоспособность схемы. При этом потребляемый ток в режиме проверки колеблется в зависимости от уровня заряда аккумулятора от 3 до 6 мА для катушек с низкой индуктивностью, от 3 до 4 мА – с высокой индуктивностью.
Схема не требует какой-либо настройки и работоспособна зразу после сборки. Но для тех, кто хочет подстроить под себя, ниже приведены некоторые замечания.
Уменьшение значения резистора R1 резко снижает частоту выходного сигнала для катушек с большой индуктивностью. При значении сопротивления 500 Ом и ниже генерация прекращается. Для катушек с низкой индуктивностью критическое значение около 200 Ом.
При уменьшении сопротивления резистора R2 уменьшается частота выходного сигнала. Для катушек большой индуктивности незначительно, малой – более чем в два раза.
Резистор R3 определяет коллекторный ток, следовательно задает усиление транзистора. Для транзистора 2n5551 с коэффициентом усиления β≈170 значение 1кОм является оптимальным. Уменьшение или увеличение значения приведет к уменьшению амплитуды.
С увеличением емкости конденсатора С1 исчезнет генерация для катушек с малой емкостью. Конденсатор С2 подобран так, чтобы оказывать меньше сопротивления для колебаний с низкой частотой.
Диод IN4148 — малосигнальный быстро переключающийся. На других не проверял.
Светодиоды лучше использовать либо красные, либо желтые. У них падение напряжение наименьшее, т.е. лучше чувствительность к слабым сигналам.
Цоколевка использованных транзисторов:
Собранная схема очень компактна, занимает мало места, можно даже приспособить в корпус обычного мультиметра:
