четверг, 13 января 2011 г.

Мостовой измеритель импеданса на коленке

В силу необходимости провести кое-какие магнитные измерения своих нанокристаллических ленточек, реально оказался в затруднении как же это быстро и с наименьшими затратами (по времени и по деньгам) сделать. Наиболее простой способ, это измерить относительную магнитную проницаемость используя RLC-метр и ячейку-катушку с исследуемым материалом. Но RLC стоит хороших денег, от 3000 до 6000 (и выше) рублей.  К счастью нашел на схемотехнике статью о приставке к компьютере, которая заменяет собой нужный мне приборчик. Было приведено обстоятельное описание приставки и ссылки на оригинальные статьи [1, 2] профессора из университета Висконсин-Мэдисон Джорджа Стебера, автора изобретения. К небольшой схеме была нужна специальная компьютерная программа и хорошая (полнодуплексная, с малыми искажениями) звуковая карта. К сожалению на сайте ARRL этой программы уже не было, но на торрентах она есть, если поискать. За новогодние каникулы спаял несложный девайс, потратив на это около 150-200 рублей. Купил аудиокабель миниджек-тюльпан стерео, хорошие разьемы с тюльпана на BNC, резисторы, операционник LM2904 (вместо того что использовал доктор Стебер). Также меня спасли еще не выброшенное барахло из запчастей и деталей (я всегда буду стоять насмерть против выбрасывания их из экспериментальной лаборатории!), так сказать технический каннибализм рулит. А сколько бы времени потратил если бы барахла не было? Закупал бы все по ФЗ 94? Целых полгода?
В итоге сегодня схема заработала, получил хорошие предварительные результаты. Использовал в качестве звуковой карты встроенную в мать VIA High Definition Audio (на Sound MAX Integrated Digital HD Audio девайс не заработал).
Девайс дома

Девайс в лабе

Девайс с измерительной ячейкой в коробке из под конфет

То же, виден блок питания из 4-х батарей ААА

Попробовал измерить параметры ячейки с аморфной лентой и с отожженной лентой. Хотя коэффициент заполнения был очень мал и я не проводил предварительной калибровки и испытаний на калибровочном образце, полученные результаты очень показательные:
Для пустой ячейки Rs=374 Xs=703 |Z|=797 ang_Z=62 Ls=91mH Q=1,8
Для 5БДСР аморфного Rs=420 Xs=1156 |Z|=1220 ang_Z=70 Ls=150mH Q=2,7
Для 5БДСР нанокристаллического Rs=421 Xs=1769 |Z|=1818 ang_Z=76 Ls=230mH Q=4,2
Для 5БДСР поликристаллического Rs=374 Xs=760 |Z|=847 ang_Z=63 Ls=99mH Q=2
Для 2НСР аморфного Rs=409 Xs=1011 |Z|=1085 ang_Z=68 Ls=140mH Q=2,48
Для 2НСР оттожженного Rs=378 Xs=723 |Z|=816 ang_Z=62 Ls=94mH Q=1,9
Прекрасно видно, что нанокристаллический 5БДСР обруливает все остальные материалы по своим магнитным свойствам. Вот так можно изучать наноматериалы на коленке и совершенно не обязательно задействовать для этого супердорогие технические решения. Вообще считаю, что исследователь должен минимизировать расходы и пользоваться поручными средствами. В современных условиях кстати это гораздо проще делать, чем лет 20 назад. Новая бытовая техника содержит в себе так много полезных вещей. Ням-ням. :)))


Комментариев нет:

Отправить комментарий