Как работает цифровой измеритель емкости конденсаторов. Какие схемы используются для создания измерителя емкости. Каковы основные характеристики и преимущества цифровых измерителей емкости. Как собрать простой цифровой измеритель емкости своими руками.
Принцип работы цифрового измерителя емкости конденсаторов
Цифровой измеритель емкости конденсаторов работает по принципу измерения времени заряда или разряда конденсатора через известное сопротивление. Основные этапы измерения:
- Подключение измеряемого конденсатора к схеме
- Подача напряжения на конденсатор через резистор известного номинала
- Измерение времени заряда конденсатора до определенного уровня напряжения
- Расчет емкости по формуле C = t / (R * ln(Vmax/V))
- Вывод результата на цифровой дисплей
Точность измерения зависит от стабильности опорного напряжения, точности измерения времени и качества используемых компонентов. Современные цифровые измерители емкости обеспечивают погрешность не более 1-2%.
Основные схемы цифровых измерителей емкости
Существует несколько распространенных схем построения цифровых измерителей емкости конденсаторов:
- На основе микроконтроллера (например, PIC или AVR)
- С использованием специализированных микросхем для измерения RC-цепей
- На логических элементах и счетчиках
- С применением АЦП для измерения напряжения на конденсаторе
Выбор конкретной схемы зависит от требуемой точности, диапазона измерений и сложности реализации. Наиболее универсальным вариантом является схема на микроконтроллере.
Характеристики современных цифровых измерителей емкости
Основные параметры цифровых измерителей емкости конденсаторов:
- Диапазон измерений: от единиц пФ до тысяч мкФ
- Погрешность: 0.5-2%
- Разрешение: до 0.1 пФ
- Время измерения: единицы секунд
- Автоматический выбор предела измерения
- Определение полярности электролитических конденсаторов
- Измерение ESR (эквивалентного последовательного сопротивления)
Современные модели оснащаются USB-интерфейсом для подключения к компьютеру и обработки результатов измерений.
Преимущества цифровых измерителей емкости
Цифровые измерители емкости имеют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми приборами:
- Высокая точность измерений
- Широкий диапазон измеряемых емкостей
- Автоматический выбор предела измерения
- Отсутствие механических подвижных частей
- Компактные размеры
- Возможность сохранения и обработки результатов
- Дополнительные функции (измерение ESR, тестирование диодов и т.д.)
Это делает цифровые измерители емкости удобным инструментом для разработки и ремонта электронной техники.
Схема простого цифрового измерителя емкости на микроконтроллере
Рассмотрим схему простого цифрового измерителя емкости на базе микроконтроллера PIC16F876A:
Данная схема позволяет измерять емкости в диапазоне от 1 пФ до 10 мкФ с точностью около 2%. Для расширения диапазона можно использовать несколько резисторов R2, переключаемых программно.
Калибровка цифрового измерителя емкости
Для обеспечения высокой точности измерений необходимо выполнить калибровку прибора. Основные этапы калибровки:
- Измерение емкости встроенного эталонного конденсатора
- Расчет поправочного коэффициента
- Измерение емкостей с известными номиналами
- Корректировка программы микроконтроллера
- Проверка точности на всем диапазоне измерений
Калибровку рекомендуется проводить при изменении температуры окружающей среды более чем на 5°C. Это позволит учесть температурный дрейф параметров компонентов.
Особенности измерения емкости электролитических конденсаторов
При измерении емкости электролитических конденсаторов необходимо учитывать следующие факторы:
- Полярность подключения конденсатора
- Наличие тока утечки
- Зависимость емкости от приложенного напряжения
- Изменение параметров со временем
Для точного измерения емкости электролитических конденсаторов рекомендуется использовать специальные режимы работы измерителя с учетом указанных особенностей. Это позволит получить корректные результаты и оценить качество конденсатора.
Схемы цифровых измерителей емкости конденсаторов
Конденсаторы являются одними из наиболее распространенных пассивных электрических компонентов, которые широко используются во всех видах электронных схем. В рамках этого проекта мы будем рассматривать методику построения цифрового измерителя емкости с использованием PIC микроконтроллеров. Измеритель емкости может измерять емкость в диапазоне от 1 нФ до 99 мкФ, с разрешением 1 нФ. Метод основан на измерении времени, затраченного конденсатором на зарядку до заранее известного напряжения через резистор. Через RC цепь, как показано на рисунке ниже, подаваемое напряжение на конденсаторе возрастает экспоненциально.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Тег Измеритель емкости
- Измеритель емкости конденсаторов своими руками
- Цифровой измеритель ёмкости
- Схема. Цифровой измеритель емкости на микроконтроллере
- Измеритель емкости на Arduino
- Измеритель ёмкости конденсаторов на ОУ
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Измеритель ёмкости конденсаторов цифровой
Тег Измеритель емкости
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений.
В статье описаны схема и конструкция простейшего измерителя емкости конденсаторов от единиц пикофарад до десяти микрофарад. В качестве измерительной головки применен тестер ТЛ-4 или любой цифровой. Прибор используется более 10 лет. Приведены рисунок печатной платы и рекомендации по настройке. По мере того как у радиолюбителя накапливается опыт, начинают четко прослеживаться две тенденции.
С одной стороны, интуиция подсказывает пути решения многих задач без использования большинства измерительных приборов, достаточно тестера и Появляется желание и возможность произвести не только ремонт, но и исследование. В настоящее время в продаже появилось большое количество простейших цифровых тестеров, доступных радиолюбителям по цене.
Одновременно со стрелочным ТЛ-4 они уверенно входят в практику. Другие типы контрольно-измерительных приборов более дорогостоящие, поэтому применяются в практике реже.
Ниже приводится описание схемы и конструкции простейшего измерителя емкости конденсаторов, Хотя он был изготовлен более 10 лет назад, но с успехом используется в домашней лаборатории и сейчас. Аналогичная схема того времени [1] содержала ошибки и требовала доработки.
На DA1 выполнен задающий мультивибратор. На DA2 выполнен ждущий мультивибратор. Конденсаторы С2, СЗ могут быть и большей емкости. На работу устройства это не влияет. Она предотвращает сильные зашкаливания стрелки прибора при неправильно выбранном пределе измерений. Сопротивление резистора R11 выбирают при настройке с учетом сопротивления микроамперметра.
У тестера ТЛ-4 сопротивление головки составляет около Ом. Резистором R13 устанавливают стрелку прибора на нуль перед измерением. Подбору подлежат сопротивления резисторов R3-R9, а в некоторых случаях и R Первоначально подключаем к схеме микроамперметр на мкА гнезда РА.
На этом пределе измерений проще всего использовать ТЛ-4 Переключателем SA1 выбираем предел измерений прибора «мкФ» При этом в работе участвует резистор R2.
Нажимаем кнопку переключателя SA5, а ко входу прибора «Сх» подключаем любой конденсатор емкостью около 10 мкФ. Для обеспечения большой точности настройки прибора желательно подготовить несколько конденсаторов с заранее.
Их величины не имеют принципиального значения. Важно только, чтобы их значения находились в пределах под-диапозонов. Автор использовал произвольно выбранные и заранее проверенные по емкости конденсаторы. Как было сказано выше, первым подключаем конденсатор емкостью 9,7 мкФ.
Подбирая сопротивление резистора R9, добиваемся отклонения стрелки прибора ТЛ-4 на 97 делений по шкале мкА. Для этого не время настройки временно заменяем постоянные резисторы R5-R9 подстроенными. Измерив сопротивление подстроечного резистора, заменяем его постоянным. Далее переключатель SA4 устанавливаем на измерение емкостей до 1 мкФ.
При этом, естественно, SA5 отключаем. Подключив на вход прибораконденсатор емкостью 0,94 мкФ и изменив сопротивление резистора R8, добиваемся отклонения стрелки ТЛ-4 на 94 деления мкА.
Замкнув SA5, подключаем ко входу «Сх» конденсатор 96 нФ.
Для того чтобы стрелка прибора установилась на 96 делений мкА , подбираем сопротивление резистора R3. Замкнув SA4, подключаем ко входу «Сх» конденсатор емкостью пФ. Сейчас прибор должен показать деление 95 мкА Включаем SA3, а ко входу прибора, подключаем конденсатор емкостью пФ.
Чтобы микроамперметр показал 93 деления мкА , подбираем сопротивление резистора R7. Аналогично на нижнем пределе измерений прибора включаем SA2 и при подключенном ко входу конденсаторе емкостью 98 пФ изменяем сопротивление резисторов R5, R6 добиваемся отклонения стрелки прибора на 98 делений. Практически настройка закончена. В ряде спучаев для облегчения подборе сопротивлений для уменьшения их количества можно несколько изменить сопротивление резистора R При этом, естественно, изменяются настройки всех поддиапазонов прибора.
Целесообразно проверить, как влияет величина напряжения источника питания схемы на точность измерений. Как было сказано выше, можно вместо стрелочного прибора использовать цифровой.
Для этого достаточно к выходным гнездам «РА» подключить резистор с эквивалентным стрелочному прибору сопротивлением. В данном случае это могут быть, например, два параллельно соединенных резистора МЛТ-0, кОм и 75 кОм. Их эквивалентное сопротивление около Ом.
Цифровой тестер, например, МВ включаем в режим измерения малых напряжений. Печатная плата прибора показана на рис. При этом резисторы R3, R12 выделены цветом, что подчеркивает их расположение со стороны печатной платы. Сама плата разработана для размещения в пластмассовой коробке от ЗИП промышленного прибора. Следует обратить внимание на то, что в зависимости от расстояния между входными гнездами прибора существует небольшая паразитная входная емкость около 10 пФ , поэтому на пределе » пф» ее будет показывать прибор даже без подключения ко входу измеряемого конденсатора.
Что-то не так? Пожалуйста, отключите Adblock. Как добавить наш сайт в исключения AdBlock. Измеритель емкости конденсаторов.
Измеритель емкости конденсаторов своими руками
Портал QRZ.
RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе.
Приведена схема измерителя емкости, сопротивления и частоты на Цифровой измеритель емкости электролитических конденсаторов (без.
Цифровой измеритель ёмкости
Прибор для измерения емкости электролитических конденсаторов с индикацией на 4-х разрядном ЖК-индикаторе. Питается от батареи типа «Крона». Конструкция устройства немного отличается от аналогичных устройств, найденных в сети Интернет. Целью моего не легкого труда было предоставить простое решение, которое легко собрать с первой попытки. Данные проект иллюстрирует применение всех шести инверторов в корпусе ИС для изготовления измерителя емкости с контуром обратной связи, циклическим режимом и отклонением на полную шкалу, с делением около одного пикофорада.
Этот прибор способен измерять ёмкость от 10 пФ до мкФ проверено. Способ измерения — полная разрядка ёмкости и подсчёт времени до полного заряда, через резистор. Применение электромеханических часов в измерительном устройстве.
Схема. Цифровой измеритель емкости на микроконтроллере
Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены.
В наше время, когда, практически, все источники питания радиоэлектронной аппаратуры строятся по импульсным схемам, одним из наиболее востребованных приборов ремонтника есть измеритель ESR электролитических конденсаторов или ESR метр.
Измеритель емкости на Arduino
Обнаружив в интернете статью Digital Capacitance Meter , я захотел собрать этот измеритель. Однако под рукой не оказалось микроконтроллера AT90S и светодиодных индикаторов с общим анодом. Выводов микроконтроллера как раз хватало на то, чтобы подключить его к ЖКИ напрямую. Таким образом, измеритель упростился всего до одной микросхемы на самом деле, есть и вторая — стабилизатор напряжения , одного транзистора, диода, горстки резисторов-конденсаторов, трех разъемов и кнопки.
Прибор получился компактный и удобный в использовании.
Измеритель ёмкости конденсаторов на ОУ
Сравнив статистику посещения сайта за два месяца ноябрь и декабрь года , в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины? Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs. Амбициозная цель компании MediaTek — сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик — порог входа очень низкий.
Измеритель сделан по простой схеме на двух микросхемах SN и SN Прибор предназначен для измерения емкости от 1,5пФ до 15мкФ.
Цифровой измерительный прибор в лаборатории каждого радиолюбителя сейчас не редкость. Но не все из них могут измерить характеристики конденсаторов.
Измеритель, электрическая схема которого изображена на рисунке ниже, специализирован для замера емкости конденсаторов в четырех поддиапазонах:. В роли устройства отображения применяется жидкокристаллический индикатор марки ИЖЦ
Добавить в избранное. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Измерение емкости конденсаторов. Прибор предназначен для измерения емкости от 1,5пФ до 15мкФ.
Измеритель емкости конденсаторов своими руками — ниже представлена схема и описание как не прилагая больших усилий можно самостоятельно изготовить прибор для тестирования емкости конденсаторов. Такое устройство очень может пригодится при покупке емкостей на радиоэлектронном рынке.
Описываемый прибор позволяет измерять емкости конденсаторов, в том числе и полярных, на семи пределах — пФ, пФ и далее до мкф. Измеритель потребляет ток не более 8 мА при питании напряжением 9 В от аккумуляторной батареи 7Д-0,Д. Принцип действия измерителя основан на методе, описанном в [4], и состоит в следующем.
Измеряемый конденсатор периодически заряжается до некоторого напряжения с последующей разрядкой через образцовый резистор. Отношение среднего тока разрядки к амплитуде переменного напряжения на конденсаторе строго пропорционально его емкости и частоте независимо от напряжения, до которого заряжается и разряжается конденсатор. Принципиальная схема прибора приведена на рис.
Добавить в избранное. Передающий тракт радиосигнализации Противоугонное устройство сигнализации Высокочастотная приставка к частотомеру Мощные кварцевые генераторы для мостовых измерителей Схема брелка для электронного выключателя Квазианалоговый авто тахометр на двух микросхемах Шестиразрядный частотомер 1Гц-1МГц Ламповый Hi-Fi усилитель. Ру — Все права защищены.
Измеритель емкости конденсаторов сделать самому своими руками. Описание и настройка устройства
В электрических цепях применяются конденсаторы разного типа. В первую очередь они отличаются по емкости. Для того чтобы определить этот параметр, используются специальные измерители.
Указанные устройства могут производиться с различными контактами. Современные модификации выделяются высокой точностью замеров. Для того чтобы сделать простой измеритель емкости конденсаторов своими руками, необходимо ознакомиться с основными составляющими прибора.
Как устроен измеритель?
Стандартная модификация включает в себя модуль с расширителем. Данные о емкости конденсатора выводятся на дисплей. Некоторые модификации функционируют на базе релейного транзистора. Он способен работать на разных частотах. Однако стоит отметить, что такая модификация не подходит для многих типов конденсаторов.
Устройства низкой точности
Сделать низкой точности измеритель ЭПС емкости конденсаторов своими руками можно при помощи переходного модуля. Однако в первую очередь используется расширитель. Контакты для него целесообразнее подбирать с двумя полупроводниками. При выходном напряжении 5 В ток должен составлять не более 2 А. Для защиты измерителя от сбоев применяются фильтры.
Настройку осуществлять следует при частоте 50 Гц. Тестер в данном случае должен показывать сопротивление не выше 50 Ом. У некоторых возникают проблемы с проводимостью катода. В данном случае следует заменить модуль.
Описание моделей высокой точности
Делая измеритель емкости конденсаторов своими руками, расчет точности следует производить исходя из линейного расширителя. Показатель перегрузки модификации зависит от проводимости модуля. Многие эксперты советуют для модели подбирать дипольный транзистор. В первую очередь он способен работать без тепловых потерь. Также стоит отметить, что представленные элементы редко перегреваются. Контактор для измерителя можно использовать низкой проводимости.
Чтобы сделать простой точный измеритель емкости конденсаторов своими руками, стоит позаботиться о тиристоре. Указанный элемент должен работать при напряжении не менее 5 В. При проводимости 30 мк перегруженность у таких устройств, как правило, не превышает 3 А. Фильтры используются разного типа.
Устанавливать их следует за транзистором. Также стоит отметить, что дисплей можно подключать только через проводниковые порты. Для зарядки измерителя подойдут батареи на 3 Вт.
Как сделать модель серии AVR?
Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками AVR можно только на базе переменного транзистора. В первую очередь для модификации подбирается контактор. Для настройки модели стоит сразу замерить выходное напряжение. Отрицательное сопротивление у измерителей не должно превышать 45 Ом. При проводимости 40 мк перегрузка в устройствах составляет 4 А. Чтобы обеспечить максимальную точность измерений, используются компараторы.
Некоторые эксперты рекомендуют подбирать только открытые фильтры. Они не боятся импульсных помех даже при большой загруженности. Полюсные стабилизаторы в последнее время пользуются большим спросом. Для модификации не подходят только сеточные компараторы. Перед включением устройства делается замер сопротивления. У качественных моделей данный параметр составляет примерно 40 Ом.
Однако в данном случае многое зависит от частотности модификации.
Настройка и сборка модели на базе PIC16F628A
Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками на PIC16F628A довольно проблематично. В первую очередь для сборки подбирается открытый трансивер. Модуль разрешается использовать регулируемого типа. Некоторые эксперты не советуют устанавливать фильтры высокой проводимости. Перед пайкой модуля проверяется выходное напряжение.
При повышенном сопротивлении рекомендуется заменить транзистор. С целью преодоления импульсных помех применяются компараторы. Также можно использовать проводниковые стабилизаторы. Дисплеи часто применяются текстового типа. Устанавливать их стоит через канальные порты. Настройка модификации происходит при помощи тестера. При завышенных параметрах емкости конденсаторов стоит заменить транзисторы с малой проводимостью.
Модель для электролитических конденсаторов
При необходимости можно сделать измеритель емкости электролитических конденсаторов своими руками.
Магазинные модели этого типа выделяются низкой проводимостью. Многие модификации производятся на контакторных модулях и работают при напряжении не более 40 В. Система защиты у них используется класса РК.
Также стоит отметить, что измерители данного типа отличаются пониженной частотностью. Фильтры у них применяются только переходного типа, они способны эффективно справляться с импульсными помехами, а также гармоническими колебаниями. Если говорить про недостатки модификаций, то важно отметить, что у них малая пропускная способность. Они показывают плохие результаты в условиях повышенной влажности. Также эксперты указывают на несовместимость с проводными контакторами. Устройства нельзя применять в цепи переменного тока.
Модификации для полевых конденсаторов
Устройства для полевых конденсаторов выделяются пониженной чувствительностью. Многие модели способны работать от прямолинейных контакторов. Устройства чаще всего используются переходного типа. Для того чтобы сделать модификацию своими руками, надо применять регулируемый транзистор.
Фильтры устанавливаются в последовательном порядке. Для проверки измерителя применяются сначала конденсаторы малой емкости. При этом тестером фиксируется отрицательное сопротивление. При отклонении свыше 15 % необходимо проверить работоспособность транзистора. Выходное напряжение на нем не должно превышать 15 В.
Устройства на 2 В
На 2 В измеритель емкости конденсаторов своими руками делается довольно просто. В первую очередь эксперты рекомендуют заготовить открытый транзистор с низкой проводимостью. Также важно подобрать для него хороший модулятор. Компараторы, как правило, используются низкой чувствительности. Система защиты у многих моделей применяется серии КР на фильтрах сеточного типа. Для преодоления импульсных колебаний используются волновые стабилизаторы. Также стоит отметить, что сборка модификации предполагает применение расширителя на три контакта. Для настройки модели следует использовать контактный тестер, а показатель сопротивление не должен быть ниже 50 Ом.
Модификации на 3 В
Складывая измеритель емкости конденсаторов своими руками, можно использовать переходник с расширителем. Транзистор целесообразнее подбирать линейного типа. В среднем проводимость у измерителя должна равняться 4 мк. Также перед установкой фильтров важно зафиксировать контактор. Многие модификации также включают в себя трансиверы. Однако данные элементы не способны работать с полевыми конденсаторами. Предельный параметр емкости у них равняется 4 пФ. Система защиты у моделей применяется класса РК.
Модели на 4 В
Собирать измеритель емкости конденсаторов своими руками разрешается только на линейных транзисторах. Также для модели потребуется качественный расширитель и переходник. Если верить экспертам, то фильтры целесообразнее применять переходного типа. Если рассматривать рыночные модификации, то у них может использоваться два расширителя. Работают модели при частоте не более 45 Гц. При этом чувствительность у них часто меняется.
Если собирать простой измеритель, то контактор можно использовать без триода.
У него малая проводимость, однако он способен работать при большой загруженности. Также стоит отметить, что модификация должна включать в себя несколько полюсных фильтров, которые будут уделять внимание гармоническим колебаниям.
Модификации с однопереходным расширителем
Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками на базе однопереходного расширителя довольно просто. В первую очередь рекомендуется подобрать для модификации модуль с низкой проводимостью. Параметр чувствительности при этом должен составлять не более 4 мВ. У некоторых моделей имеется серьезная проблема с проводимостью. Транзисторы применяются, как правило, волнового типа. При использовании сеточных фильтров быстро нагревается тиристор.
Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется устанавливать сразу два фильтра на сеточных переходниках. В конце работы останется только припаять компаратор. Для повышения работоспособности модификации устанавливаются канальные стабилизаторы. Также стоит отметить, что существуют устройства на переменных контакторах.
Они способны работать при частоте не более 50 Гц.
Модели на базе двухпереходных расширителей: сборка и настройка
Сложить на двухпереходных расширителях цифровой измеритель емкости конденсаторов своими руками довольно просто. Однако для нормальной работы модификаций подходят только регулируемые транзисторы. Также стоит отметить, что при сборке нужно подбирать импульсные компараторы.
Дисплей для устройства подойдет строчного типа. При этом порт разрешается использовать на три канала. Для решения проблем с искажением в цепи применяются фильтры низкой чувствительности. Также стоит отметить, что модификации нужно собирать на диодных стабилизаторах. Настройка модели осуществляется при отрицательном сопротивлении 55 Ом.
Простой измеритель емкости с использованием микросхемы CD4093
На его выходе обычно высокий уровень, появляется отрицательный импульс с шириной, пропорциональной емкости. Скважность выходного сигнала и среднее напряжение указывают на значение емкости на измерителе. Для точности напряжение питания должно быть стабильным, поэтому мы используем другую ИС, которая представляет собой ИС регулятора напряжения 5 В.
Калибровка цепи:
Для калибровки цепи установите цифровой вольтметр на диапазон 2 В и удалите конденсатор Cx. Отрегулируйте P1, чтобы получить нулевое показание (в этой точке будет показан очень узкий импульс из-за присущей IC1C задержки). Для диапазонов от 2 до 6 подключите конденсатор того же номинала и допуска от C2 до C5 в положение Cx. Отрегулируйте переменные резисторы и установите переключатель частоты на считывание правильного значения на дисплее измерителя.
Это следует повторить пять раз, подключив каждый конденсатор к позиции Cx и соответствующим образом отрегулировав переменный резистор. Для калибровки первого диапазона для конденсатора 200 пФ установите переключатель частоты в первое положение и подключите конденсатор 100 пФ в качестве Сх. Теперь отрегулируйте R1 так, чтобы на дисплее счетчика отображалось значение 100.
Похожие сообщения:
Как собрать простой аналоговый измеритель емкости
Введение
Различные модели цифровых мультиметров, представленных на рынке, оборудованы для измерения большинства электронных величин. Но, что удивительно, почти все они не включают средства измерения емкости. Счетчики, которые имеют это, могут быть слишком дорогими, чтобы приобретать их для новых электронных энтузиастов и инженеров. Схема простого измерителя емкости, представленная здесь, аналогична в работе, но определенно может оказаться очень полезным инструментом для измерения конденсаторов с достаточно хорошим переменным диапазоном.
Принцип работы довольно прост. Прямоугольные волны, создаваемые КМОП-генератором ИС, используются для попеременной зарядки и разрядки неизвестного конденсатора. Средний ток, необходимый для процедуры, напрямую отображается на аналоговом измерителе с подвижной катушкой. Ток, будучи прямо пропорциональным скорости зарядки конденсатора, всегда дает равнозначное показание на счетчике (после надлежащей калибровки) и, таким образом, может быть считано напрямую.
Прежде чем приступить к этапу сборки, будет полезно ознакомиться со следующими подробностями функционирования схемы.
Описание схемы
Обратитесь к рисунку, чтобы можно было понять работу схемы с данными точками:
(Щелкните изображение, чтобы увеличить)
CMOS IC 4049, который содержит 6 инверторов в одном корпусе, образует основной активный элемент часть всей цепи.
Два его затвора N1 и N2 настроены как нестабильный мультивибратор, где VR1, R1 и S1 (переменная) определяют частоту генератора.
Сигнал на выходе N2 всегда прямоугольный. Прямоугольные волны в основном представляют собой непрерывную и попеременную генерацию положительного напряжения и нулевого напряжения.
Все вентили с N3 по N6 организованы как буферы для снижения зависимости схемы от нагрузки, C7 и R2 действуют как интеграторы для стабилизации стрелки измерителя.
Измеряемый конденсатор CX подключается к выходу буферов, как показано на рисунке.
Во время положительного пика меандра неизвестный конденсатор СХ заряжается до напряжения питания и при следующем нулевом импульсе напряжения почти мгновенно разряжается через D1.
Перечень деталей
Все резисторы мощностью ¼ Вт, углеродная пленка, допуск 5 % (если не указано иное)
R1 = 100 K
R2 = 10 K,
VR1 = 10 K, 90 470 п, C2 = 4,7 n, C3 = 0,047 мк, C4 = 0,47 мк, C8 = 104 (керамический диск),
C5 = 4,7 мк/ 25 В, C6 = 47 мк/ 25 В, C7, C9 = 10 мк/ 25 В, C10 = 100 мк/ 25 В (полностью электролитический),
D1 = 1N4148,
N1–N6 = IC 4049,
Общая печатная плата согласно размеру, 9 шт.
0007
Амперметр с подвижной катушкой = 100 мкА, полное отклонение
Связь между током и емкостью
Перед изучением того, как проверить конденсатор, было бы интересно сначала узнать о математике, используемой в процессе тестирования. Давайте прочитаем краткое объяснение.
Заряд Q конденсатора можно выразить по следующей формуле:
Q = CV, где C — емкость, а V — напряжение питания.
Теперь, поскольку ток, задействованный в процессе, определяется как:
I = Q × F, где F — частота прямоугольной волны.
Заменив Q = CV в вышеприведенной формуле, получим:
I = CVF, что однозначно указывает на то, что емкость C прямо пропорциональна току I при условии, что частота постоянна.
Также, поскольку напряжение питания 9 вольт, окончательно имеем:
I = 9CF; эта величина тока дойдет до счетчика и будет отвечать за соответствующие показания.
Таким образом, путем расчетов по приведенной выше формуле микроамперметр изначально калибруется для прямого считывания рассматриваемых значений конденсатора.
Советы по сборке
С помощью показанной схемы можно легко построить схему, выполнив следующие шаги:
Начните с вставки микросхемы где-то в середине основной печатной платы и припаяйте все ее выводы.
Расположите связанные компоненты в наилучшей возможной ориентации вокруг ИС и припаяйте их соединения.
Аналогичным образом завершите сборку блока питания на печатной плате и выполните необходимые соединения.
Подключите соответствующий амперметр к собранной цепи.
Поместите всю сборку в подходящую пластиковую или деревянную коробку с необходимыми вырезами для крепления счетчика, разъемами конденсатора и выходом сетевого шнура (щелкните изображение, чтобы увеличить)
На этом вывод порядок строительства; Теперь давайте узнаем, как настроить устройство.
Калибровка
Калибровка этого измерителя емкости выполняется с помощью следующих инструкций:
Возьмите конденсатор относительно небольшой емкости, номинал которого точно известен (например, керамический диск емкостью 0,1 мкФ).
Закрепите его в разъеме конденсатора, предназначенном для проверки номиналов неизвестных конденсаторов.Включите питание — выберите подходящее положение на S1, чтобы отклонение на измерителе было близко к полной шкале. Точно настройте VR1, чтобы показания точно соответствовали полной шкале.
Благодаря линейному поведению схемы показания будут точно реагировать на другие значения конденсаторов пропорционально на протяжении всей калибровки счетчика.
Эти усилия должны позаботиться о калибровке, и теперь ваш измеритель готов к использованию.
Закрепите его в разъеме конденсатора, предназначенном для проверки номиналов неизвестных конденсаторов.Все еще задаетесь вопросом, как проверить конденсатор? Что ж, теперь нужно просто вставить клеммы неизвестного конденсатора в данное гнездо и получить прямое показание на счетчике. Просто не правда ли? Но не забудьте отрегулировать переключатель S1 так, чтобы максимальный диапазон был выбран соответствующим образом.
Не забудьте разрядить (закоротить провода) большие конденсаторы перед проверкой, иначе накопленный заряд может повредить ваш измеритель.
