Medidor de Inductancias

Desde hacía mucho tiempo sentía el deseo de llegar a disponer de un medidor de inductancias. Hace poco me cayó en las manos un libro, el ARRL HANDBOOK 1994, y en el capítulo de instrumentación venía expuesto este apartado con toda clase de detalles constructivos, y la verdad es que no me lo pensé dos veces y puse manos a la obra.

Intentaré exponer toda la experiencia la cual recomiendo para todos aquellos que hayan sentido la misma necesidad e inquietud.

El artículo que presenta el libro lo define como un medidor relativo de Q e inductancia; la verdad, es que prescindí del primer término y me planteé el poder hacer mediciones de inductancias solamente, no en valores absolutos, por supuesto, sino a un nivel comparativo, con lo cual me daba por satisfecho.

El circuito que se detalla está fundamentado en cuatro generadores de RF correspondientes a cada gama de medición, a saber:

• GAMA A...0,10 microH a 1,8 microH
• GAMA B...1,5 microH a 18 microH
• GAMA C...15 microH a 180 microH
• GAMA D...0,15 mH a 2,2 mH

Cada generador de RF consiste en un oscilador Hartley, simplicidad y bajo costo, con salida de señal de 0,4 Vpp en los cuales la estabilidad de frecuencia no es muy grande pero sí aceptable para esta función. La forma de onda a la salida de cada oscilador es relativamente senoidal con lo cual no requiere ningún tipo de filtro adicional. Los potenciómetros de ajuste a la salida permiten ajustar el nivel de señal en las 4 gamas de medición.

El amplificador o Buffer es un amplificador de clase A (Q5) con realimentación negativa, lo cual contribuye a disponer de una señal más limpia. La salida de colector se acopla al primario del transformador T1 sobre una carga de 32 Ohms en secundario. Dicha señal de RF se aplica a la inductancia en prueba o bornes LX en serie con el condensador variable CV, que establece el punto de resonancia y la máxima señal, la cual se aplica al transistor FET (Q6), amplificador de corriente con alta impedancia de entrada. Ello produce máxima corriente de surtidor con la correspondiente deflexión del microamperímetro. La sensibilidad del cual se puede variar con el potenciómetro R21.

NOTAS:

L1 - T50-6 AMARILLO 16 esp. Toma a 4 esp. (tierra) hilo 0.50 mm Ø.
L2 - T50-2 ROJO 27 esp. Toma a 6 esp. (tierra) hilo 0.40 mm Ø.
L3 - T50-2 ROJO 41 esp. Toma a 10 esp. (tierra) hilo 0.30 mm Ø.
L4 - T50-2 ROJO 60 esp. Toma a 19 esp. (tierra) hilo 0.30 mm Ø.
T1 - NÚCLEO BALUN UHF PEQUEÑO. Primario: 23 esp. hilo 0.30 mm Ø. Secundario 1 esp. hilo 0.60 mm Ø.
(*) - R 5.1 Ohms. dos de 10 Ohms. 1/4 W en paralelo.
(**) - R 0.33 Ohms. Tres de 1 Ohm. 1/4 W.
CV - Condensador variable 1 x 410 eje 6 8/8 1/ desmultiplicador y botón c/ Indicador tipo grande CS.
μA - Microamperímetro c/m 100 μA escala 0-100.
7805 - Regulador de Tensión +5V 1/ disipador.
LX - Bornes montados sobre placa de baquelita.
S1 - Selector Rotativo 4 posiciones 2 circuitos eje Ø 4 ELMA.
- Todos los condensadores de los osciladores de STIROFLEX si es posible.
- R3 R5 R7 R9 - Potenciómetros de ajuste 1K LIN PHIER.
- R21 - Potenciómetro 10K LINEAL eje Ø 0.4 PHIER.
- LED ROJO pequeño con soporte y tuerca.

CONSTRUCCIÓN:

El problema real de dicho instrumento fueron las escalas de medición. Me planteé el prescindir de los datos que dan los autores en el libro por la sencilla razón de que no podía utilizar el mismo condensador variable que ellos prescriben, de aire 365 pF. Yo utilicé uno de 410 pF de los que se encuentran todavía algunos en el mercado. Por razones de espacio no pude utilizar desmultiplicador y tuve que acoplar el botón del mando directamente al eje de 6 mm de las placas móviles del condensador variable.

La construcción de osciladores fue bastante simple. Utilicé toroides T50 según se indica en el esquema. Las frecuencias resultantes son las que se especifican en el libro. Los transistores FET según el autor deberían ser 2N5486 o 2N5484, pero el no encontrarlos en el mercado utilicé el BF256 que es similar. No tuve ningún problema.

Otra cuestión que modifiqué es el condensador de paso a la salida de señal de cada oscilador, me vi obligado a condicionar el valor de la capacidad con la frecuencia y la amplitud de señal. En el circuito original se utiliza el mismo condensador en todos los osciladores (0,1 microF). Tuve problemas con el oscilador de máxima frecuencia, no me oscilaba, supongo que sería por la propia reactancia del condensador de 0,1 microF. No quise complicarme la vida; ya tenía bastante trabajo pensando en las escalas de medición.

Para la resistencia de carga en el secundario de T1 que debe ser de 0,33 Ohm dispuse de 3 de 1 Ohm en paralelo; y también con la de 5,1 Ohm utilicé dos de 10 Ohm igualmente en paralelo.

El instrumento de cuadro móvil debía ser de 200 microA y usé uno de 100 que tenía de recuperación. Variando el shunt y la resistencia serie pude dejarlo a satisfacción.

Todos los componentes los monté en la placa de CI según Pattern que viene en el artículo original. Debo confesar que no es mi fuerte hacer circuitos impresos. Suelo tener problemas casi para todo: fotolito, baño, tiempo de atacado de la placa. En fin, una pesadilla.

La caja donde ubiqué todo el montaje es de la marca Supertronic Mod. 53N.

Referente a la escala de medición opté por confeccionarla en versión ampliada al doble de tamaño y con índice más largo. Fui indicando valores normalizados de inductancias en cada una de las escalas.

Posteriormente hice una reducción a la mitad, que era el tamaño acorde con la caja. Esto se consigue con cualquier fotocopiadora que sea fiable y se puede hacer en transparencia o papel blanco, colocando luego un plástico transparente de protección encima y el botón de mando grande con falda indicadora de plástico, tal como puede apreciarse en la foto.

Las inductancias fijas que utilicé como patrón son de la marca CR y 5% de tolerancia suministradas por Onda Radio, en Barcelona. Debo indicar al respecto que según la capacidad distributiva de la propia inductancia varía el punto de medida. Es por esta razón que este instrumento no es de gran precisión como he comentado al principio, pero sí de gran utilidad a título orientativo.

Otro comentario que quería hacer es referente a la disposición del condensador variable con respecto a los bornes de prueba LX, y es que las conexiones deben ser lo más cortas posibles, pues afectan a las frecuencias más altas y por consiguiente a las mediciones de pequeña inductancia.

La alimentación se puede hacer desde cualquier fuente estabilizada de 12V, exceptuando el amplificador de corriente Q6, el cual se alimenta a 5V a través del regulador 7805 que ya está contemplado en el circuito.

AJUSTE Y MEDICIÓN:

Para tal operación sería recomendable disponer de un frecuencímetro, osciloscopio u otro medio que nos permita verificar la frecuencia, amplitud y forma de onda de la señal que entregan cada uno de los osciladores de RF. Dentro de un orden deberá comprobarse que la señal de salida esté dentro del margen de frecuencia, según se indica en el esquema, para lo cual hay que variar la capacidad fija en paralelo con cada toroide correspondiente, o variar la inductancia de los mismos hasta conseguir el objetivo, con un poco de paciencia, evidentemente. Una vez conseguido (cada oscilador en su frecuencia) es aconsejable sellar las espiras de los toroides con poliestireno líquido o bien con metacrilato líquido (se puede encontrar en SERVICIO ESTACIÓN, Barcelona), con ello evitaremos que varíe la capacidad distributiva entre espiras y por consiguiente la frecuencia.

En cuanto a la amplitud, el autor, recomienda no pasar de 0,4 Vpp, con ello se asegura que la linealidad de Q5 sea buena. Se ajustan los potenciómetros de 1K, R3, R5, R7 y R9 al mismo nivel de señal de salida.

Sobre la aplicación o mediciones no hay ningún comentario a añadir, solo insistir en que se trata de un instrumento para efectuar mediciones de tipo comparativo.

73, 72 suerte, QRV. Joan Borniquel, EA3EIS

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