Измеритель емкости конденсаторов своими руками: Страница не найдена — Портал электриков ProFazu — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Измеритель ёмкости конденсаторов своими руками

В данной статье мы дадим наиболее полную инструкцию, которая позволит сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками, без помощи квалифицированных мастеров.

К сожалению, аппаратура не редко выходит из строя. Причина чаще всего одна – появление электролитического конденсатора. Все радиолюбители знакомы с так называемым «высыханием», которое появляется из-за нарушения герметичности корпуса прибора. Возрастает реактивное сопротивление из-за снижения номинальной емкости.

Далее, во время эксплуатации начинают происходить электрохимические реакции, они разрушают стыки выводов. В результате контакты нарушаются, образовывая контактное сопротивление, которой исчисляется, порой десятками Oм. То же самое будет происходить при подключении к рабочему конденсатору резистора. Наличие этого самого последовательного сопротивления скажется негативно не работе электронного устройства, в схеме будет искажаться вся работа конденсаторов.

Из-за сильнейшего влияния сопротивления в диапазоне три-пять Ом, приходят в негодность импульсные источники питания, ведь в них перегорают дорогостоящие транзисторы, а также микросхемы. Если детали при сборке прибора были проверены, а при монтаже не допущены ошибки, то с его наладкой не возникнет проблем.

Кстати, предлагаем Вам присмотреть себе новый паяльник на Алиэкспресс — ССЫЛКА (отличные отзывы). Либо присмотреть себе что-нибудь из паяльного оборудования в магазине «ВсеИнструменты.ру» — ссылка на раздел с паяльниками.

к оглавлению ↑

Схема, принцип работы, устройство

Данная схема используется с применением операционного усилителя. Прибор, который мы собираемся сделать своими руками, позволит производить измерения ёмкости конденсаторов в диапазоне от пары пикoфарад до одного микрофарада.

Давайте разберемся с приведенной схемой:

Поддиапазоны. У агрегата есть 6 «поддиапазонов», у них высокие границы равняются 10, 100; 1000 пф, а также 0,01, 0,1 и 1 мкф. Отсчитывается емкость по измерительной сетке микроамперметра.

Назначение. Основой работы прибора является замер переменного тока, он проходит сквозь конденсатор, который необходимо исследовать.
На усилителе DА 1 находится генератор импульсов. Колебания их повтора подчиняется емкости С 1- С 6 конденсаторов, а также позиции тумблера «подстроечного» резистора R 5. Частота будет переменной от 100 Гц до 200 кГц. Подстроечному резистору R 1 определяем соразмерную модель колебаний при выходе генератора.
Указанные на схеме диоды, как D 3 и D 6, резисторы (налаженные) R 7- R 11, микроамперметр РА 1, составляют сам измеритель переменного тока. Внутри микроамперметра сопротивление обязано составлять не больше 3 кОм, с целью, чтобы погрешность при замере не превысила десяти процентов на диапазоне до 10 пФ.
К другим поддиапазонам параллельно Р A 1 подсоединяют подстроечные резисторы R 7 – R 11. Нужный измерительный поддиапазон настраивают при помощи тумблера S А 1. Одна категория контактов переключает конденсаторы (частотозадающие) С 1 и С 6 в генераторе, второй переключает в индикаторе резисторы.

Чтобы прибор получал энергию, ему нужен 2-полярный стабилизированный источник (напряжение от 8 до 15 В). У частотозадающего конденсатора могут на 20 % разниться номиналы, однако сами они обязаны иметь высокую стабильность временную и температурную.

Конечно, для обычного человека, не разбирающегося в физике, это всё может показаться сложным, но вы должны понимать, чтобы сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками, нужно обладать определенными знаниями и навыками. Далее поговорим о том, как наладить прибор.

к оглавлению ↑

Наладка измерительного прибора

Чтобы произвести правильную наладку, следуйте инструкции:

Сперва достигается симметричность колебаний при помощи резистора R 1. «Бегунок» у резистора R 5 находится посередине.
Следующим действием будет подключение эталонного конденсатора 10 пф к клеммам, отмеченным значком сх. При помощи резистора R 5, переставляют стрелу микроамперметра на соответственную шкалу ёмкости эталонного конденсатора.

Далее проверяется форма колебания при выходе генератора. Тарировка проводится на всех поддиапазонах, здесь применяют резисторы R 7 и R 11.

Механизм устройства может быть разным. Параметры размеров зависят от типа микроамперметра. Каких-то особенностей при работе с прибором не выделяется.

к оглавлению ↑

Создание разных моделей измерителей

Далее поговорим о том, как сделать разные модели измерителей ёмкости конденсаторов.

к оглавлению ↑

Модель серии AVR

Сделать такой измеритель можно на базе переменного транзистора. Вот инструкция:

Подбираем контактор;
Замеряем выходное напряжение;
отрицательное сопротивление в измерителя емкости не больше 45 Ом;
Если проводимость 40 мк, то перегрузка составит 4 Ампера;
Для повышения точности измерения, нужно использовать компараторы;

Также есть мнение, что лучше использовать только открытые фильтры, так как для них не страшны импульсные помехи в случае большой загруженности;
Также рекомендуется использовать полюсные стабилизаторы, а вот для модификации устройства не подходят только сеточные компараторы;

Перед тем, как включать измеритель ёмкости конденсаторов, нужно выполнить замер сопротивления, который должен быть примерно 40 Ом для хорошо сделанных устройств. Но показатель может отличаться, в зависимости от частотности модификации.

к оглавлению ↑

Модель на базе PIC16F628A

Сделать такое устройство сложно самостоятельно, но вполне реально. Вот инструкция и правила для сборки:

Подбираем открытый трансивер;
Модуль на базе PIC16F628A может быть регулируемого типа;
Лучше не устанавливать фильтры высокой проводимости;
Перед тем, как начнем паять, нужно проверить выходное напряжение;
Если сопротивление слишком высокое, то меняем транзистор;

Применяем компараторы для преодоления импульсных помех;
Дополнительно используем проводниковые стабилизаторы;
Дисплей может быть текстовым, что проще всего и весьма удобно. Ставить их нужно через канальные порты;
Далее с помощью тестера настраиваем модификацию;
Если показатели емкости конденсаторов слишком высокие, то меняем транзисторы с малой проводимостью.

Более подробно о том, как сделать измеритель ёмкости конденсаторов своими руками можно узнать из видео ниже.

к оглавлению ↑

Видео инструкции

Благодарю за репост, друзья:

Самодельный прибор для измерения емкости конденсаторов. Вы здесь: Схема измерителя емкости конденсаторов

При ремонте радиоаппаратуры, часто приходится сталкиваться с высохшей емкостью и тогда на помощь приходить схема измерителя С

Тот, кто занимается ремонтом бытовой или промышленной радиоаппаратуры, знает, что исправность конденсаторов удобно проверять без их демонтажа. Однако многие измерители емкости конденсаторов такой возможности не предоставляют. При проектировании же нового измерителя решалась задача создания прибора с широким диапазоном, линейной шкалой и прямым отсчетом, чтобы можно было пользоваться им, как лабораторным.

Помимо этого, прибор должен быть диагностическим, т. е. способным проверять и конденсаторы, зашунтированные р-n переходами полупроводниковых приборов и сопротивлениями резисторов.

Принцип работы прибора таков. На вход дифференциатора, в котором проверяемый конденсатор используется в качестве дифференцирующего, подается напряжение треугольной формы. При этом на его выходе получается меандр с амплитудой, пропорциональной емкости этого конденсатора. Далее детектор выделяет амплитудное значение меандра и выдает постоянное напряжение на измерительную головку.

Амплитуда измерительного напряжения на щупах прибора примерно 50 мВ, что недостаточно для открывания р-n переходов полупроводниковых приборов, поэтому они не оказывают своего шунтирующего действия.

Прибор имеет два переключателя. Переключатель пределов «Шкала» с пятью положениями: 10 мкФ, 1 мкФ, 0,1 мкФ, 0,01 мкФ, 1000 пФ. Переключателем «Множитель» (Х1000, Х100, Х10, Х1) меняется частота измерения. Таким образом, прибор имеет восемь поддиапазонов измерения емкости от 10000 мкФ до 1000 пФ, что практически достаточно в большинстве случаев.

Генератор треугольных колебаний собран на ОУ микросхемы DA1.1, DA1.2, DA1.4 (рис. 1). Один из них, DA1.1, работает в режиме компаратора и формирует сигнал прямоугольной формы, который поступает на вход интегратора DA1.2. Интегратор преобразует прямоугольные колебания в треугольные. Частота генератора определяется элементами R4, С1-С4. В цепи обратной связи генератора стоит инвертор на ОУ DA1.4, который обеспечивает автоколебательный режим. Переключателем SA1 можно устанавливать одну из частот измерения (множитель): 1 Гц (Х1000), 10 Гц(х100), 100 Гц(х10), 1 кГц(х1).

Скачать схему

Рис. 1

ОУ DA2.1 — повторитель напряжения, на его выходе сигнал треугольной формы амплитудой около 50 мВ, который и используется для создания измерительного тока через проверяемый конденсатор Сх.

Так как емкость конденсатора измеряется в плате, на нем может находиться остаточное напряжение, поэтому для исключения повреждения измерителя параллельно его щупам подключены два встречно-параллельных диода моста VD1.

ОУ DA2.2 работает как дифференциатор и выполняет роль преобразователя ток — напряжение. Его выходное напряжение: Uвых=(R12…R16) Iвх=(R12…R16)Cх dU/dt. Например, при измерении емкости 100 мкФ на частоте 100 Гц получается: Iвх=Сх dU/dt=100 100 мВ/5 мс=2мА, Uвых= R16 Iвх=1 кОм мА=2 В.

Элементы R11, С5-С9 необходимы для устойчивой работы дифференциатора. Конденсаторы устраняют колебательные процессы на фронтах меандра, которые делают невозможным точное измерение его амплитуды. В результате на выходе DA2.2 получается меандр с плавными фронтами и амплитудой, пропорциональной измеряемой емкости. Резистор R11 также ограничивает входной ток при замкнутых щупах или при пробитом конденсаторе. Для входной цепи измерителя должно выполняться неравенство: (3…5)СхR11

Если это неравенство не выполнено, то за половину периода ток Iвх не достигает установившегося значения, а меандр — соответствующей амплитуды, и возникает погрешность в измерении. Например, в измерителе, описанном в , при измерении емкости 1000 мкФ на частоте 1 Гц постоянная времени определяется как Cх R25=1000 мкФ 910 Ом=0,91 с. Половина же периода колебаний Т/2 составляет лишь 0,5 с, поэтому на данной шкале измерения окажутся заметно нелинейными.

Синхронный детектор состоит из ключа на полевом транзисторе VT1, узла управления ключом на ОУ DA1.3 и накопительного конденсатора С10. ОУ DA1.2 выдает управляющий сигнал на ключ VT1 во время положительной полуволны меандра, когда его амплитуда установлена. Конденсатор С10 запоминает постоянное напряжение, выделенное детектором.

С конденсатора С10 напряжение, несущее информацию о величине емкости Сх, через повторитель DA2.3 подается на микроамперметр РА1. Конденсаторы С11, С12 — сглаживающие. С движка переменного резистора калибровки R22 снимается напряжение на цифровой вольтметр с пределом измерения 2 В.

Источник питания (рис. 2) выдает двухполярные напряжения ±9 В. Опорные напряжения образуют термостабильные стабилитроны VD5, VD6. Резисторами R25, R26 устанавливают необходимую величину выходного напряжения. Конструктивно источник питания объединен с измерительной частью прибора на общей монтажной плате.

Рис. 2

В приборе использованы переменные резисторы типа СПЗ-22 (R21, R22, R25, R26). Постоянные резисторы R12-R16 — типа С2-36 или С2-14 с допустимым отклонением ±1 %. Сопротивление R16 получено соединением последовательно нескольких подобранных резисторов. Сопротивления резисторов R12-R16 можно использовать и других типов, но их надо подобрать с помощью цифрового омметра (мультиметра). Остальные постоянные резисторы — любые с мощностью рассеяния 0,125 Вт. Конденсатор С10 — К53-1 А, конденсаторы С11-С16 — К50-16. Конденсаторы С1, С2 — К73-17 или другие металлопленочные, СЗ, С4 — КМ-5, КМ-6 или другие керамические с ТКЕ не хуже М750, их необходимо также подобрать с погрешностью не более 1 %. Остальные конденсаторы — любые.

Переключатели SA1, SA2 — П2Г-3 5П2Н. В конструкции допустимо применить транзистор КП303 (VT1) с буквенными индексами А, Б, В, Ж, И. Транзисторы VT2, VT3 стабилизаторов напряжения могут быть заменены другими маломощными кремниевыми транзисторами соответствующей структуры. Вместо ОУ К1401УД4 можно использовать К1401УД2А, но тогда на пределе «1000 пФ» возможно появление ошибки из-за смещения входа дифференциатора, создаваемого входным током DA2.2 на R16.

Трансформатор питания Т1 имеет габаритную мощность 1 Вт. Допустимо использовать трансформатор с двумя вторичными обмотками по 12 В, но тогда необходимо два выпрямительных моста.

Для настройки и отладки прибора потребуется осциллограф. Неплохо иметь частотомер для проверки частот генератора треугольных колебаний. Нужны будут и образцовые конденсаторы.

Прибор начинают настраивать с установки напряжений +9 В и -9 В с помощью резисторов R25, R26. После этого проверяют работу генератора треугольных колебаний (осциллограммы 1, 2, 3, 4 на рис. 3). При наличии частотомера измеряют частоту генератора при разных положениях переключателя SA1. Допустимо, если частоты отличаются от значений 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, но между собой они должны отличаться точно в 10 раз, так как от этого зависит правильность показаний прибора на разных шкалах. Если частоты генератора не кратны десяти, то необходимой точности (с погрешностью 1 %) добиваются подбором конденсаторов, подключаемых параллельно конденсаторам С1-С4. Если емкости конденсаторов С1-С4 подобраны с необходимой точностью, можно обойтись без измерения частот.

Далее проверяют работу ОУ DA1.3 (осциллограммы 5, 6). После этого устанавливают предел измерения «10 мкФ», множитель — в положение «Х1» и подключают образцовый конденсатор емкостью 10 мкФ. На выходе дифференциатора должны быть прямоугольные, но с затянутыми, сглаженными фронтами колебания амплитудой около 2 В (осциллограмма 7). Резистором R21 выставляют показания прибора — отклонение стрелки на полную шкалу. Цифровой вольтметр (на пределе 2 В) подключают к гнездам XS3, XS4 и резистором R22 выставляют показание 1000 мВ. Если конденсаторы С1 — С4 и резисторы R12 — R16 точно подобраны, то показания прибора будут кратными и на других шкалах, что можно проверить с помощью образцовых конденсаторов.

Измерение емкости конденсатора, впаянного в плату с другими элементами, обычно получается достаточно точным на пределах 0,1 — 10 000 мкФ, за исключением случаев, когда конденсатор зашунтирован низкоомной резистивной цепью. Так как его эквивалентное сопротивление зависит от частоты Хс=1/wС, то для уменьшения шунтирующего действия других элементов устройства необходимо увеличивать частоту измерения с уменьшением емкости измеряемых конденсаторов. Если при измерении конденсаторов емкостью 10 000 мкФ, 1000 мкФ, 100 мкФ, 10 мкФ использовать соответственно частоты 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, то шунтирующее действие резисторов скажется на показании прибора при параллельно включенном резисторе сопротивлением 300 Ом (ошибка около 4 %) и меньше. При измерении конденсаторов емкостью 0,1 и 1 мкФ на частоте 1 кГц ошибка в 4 % будет из-за влияния параллельно включенного резистора уже сопротивлением 30 и 3 кОм соответственно.

На пределах 0,01 мкФ и 1000 пФ конденсаторы целесообразно проверять все-таки с отключением шунтирующих цепей, так как измерительный ток мал (2 мкА, 200 нА). Стоит, однако, напомнить, что надежность конденсаторов небольшой емкости заметно выше благодаря конструкции и более высокому допустимому напряжению.

Иногда, например, при измерении некоторых конденсаторов с оксидным диэлектриком (К50-6 и т. п.) емкостью от 1 мкФ до 10 мкФ на частоте 1 кГц появляется погрешность, связанная, по всей видимости, с собственной индуктивностью конденсатора и потерями в его диэлектрике; показания прибора оказываются меньшими. Поэтому бывает целесообразно производить измерения на более низкой частоте (например, в нашем случае на частоте 100 Гц), хотя при этом шунтирующие свойства параллельных резисторов будут сказываться уже при большем их сопротивлении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кучин С. Прибор для измерения емкости. — Радио, 1993, № 6, с. 21 — 23.
2. Болгов А. Испытатель оксидных конденсаторов. — Радио, 1989, № 6, с. 44.

О перегрузке, переключите прибор на более грубый предел. Осуществляйте такое переключение до тех пор, пока не появятся показания. Прочитайте их.

Если используется мостовая приставка для измерения емкости, используйте мультиметр в качестве устройства для определения баланса моста. К соответствующим выводам моста подключите его через детектор с фильтрующим конденсатором , а на самом мультиметре выберите режим микроамперметра постоянного тока. Подключите конденсатор к мосту, сбалансируйте последний по минимуму показаний, затем по шкале моста прочитайте показания.

Если мультиметр функцией измерения емкости не обладает, а мостовой приставки нет, воспользуйтесь следующим способом. Возьмите генератор стандартных сигналов. Установите на нем известную амплитуду сигнала, равную нескольким вольтам. Включите последовательно мультиметр, работающий в режиме микроамперметра или миллиамперметра переменного тока (в зависимости от условий измерения), генератор и испытуемый конденсатор. Установите такую частоту, чтобы мультиметр показал ток, не превышающий в первом случае 200 мкА, а во втором — 2 мА (если частота слишком мала, он не покажет ничего). Затем поделите амплитудное значение напряжения, выраженного в вольтах, на квадратный корень из двух, чтобы получить действующее его значение. Ток переведите в амперы, после чего поделите напряжение на ток, и вы получите емкостное сопротивление конденсатора, выраженное в омах. Затем, зная частоту и емкостное сопротивление, вычислите емкость по формуле:

C=1/(2πfR), где C — емкость в фарадах, π — математическая константа «пи», f — частота в герцах, R — емкостное сопротивление в омах.

Переведите рассчитанную таким образом емкость в более удобные единицы: пикофарады, нанофарады или микрофарады.

Чаще всего необходимость замера емкости возникает у владельцев автотранспорта при проверке работоспособности аккумуляторов. Есть несколько простых шагов, чтобы верно измерить их емкость .

Инструкция

Аккумулятор представляет собой химический источник тока, в котором электрический ток вырабатывается за счет химических реакций, протекающих в аккумуляторе.

Таким образом, принцип действия аккумулятора мало чем отличается от обычной батарейки. Емкость аккумулятора – это количество электричества, которое может выдать новый или полностью заряженный аккумулятор.

Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. Так, если емкость аккумулятора составляет 2000ма-час (миллиампер-часов), это означает, что аккумулятор сможет выдавать ток 2 тысячи миллиампер в течение 1 часа или 200 миллиампер в течение 10 часов.

Для определения емкости, аккумулятор необходимо сначала полностью зарядить, затем разрядить заданным током и проследить время полной разрядки аккумулятора. Затем нужно высчитать произведение тока на время, за которое разрядился аккумулятор, полученная величина и будет емкость ю аккумулятора.

Аналогичным образом измеряется емкость батарейки. Смысл измерения емкости аккумулятора или батарейки состоит в том, что можно узнать время, за которое аккумулятор или батарейка полностью разрядятся. После этого аккумулятор потребует перезарядки, а батарейка придет в полную непригодность.

Источники:

в чем измеряется емкость аккумулятора

Автомобильный генератор служит для питания всех электрических устройств автомобиля после запуска двигателя. Он всегда должен находится в исправном состоянии, так как от его работы зависит правильная зарядка аккумуляторной батареи. Кроме того, генератор дает возможность подключать к бортовой сети дополнительно множество различных приборов и устройств. Следует регулярно следить за его технической исправностью. Проверить генератор можно мультиметром или на специальном стенде.

Вам понадобится

Инструкция

Проверьте реле-регулятор. Оно служит для поддержания оптимального значения напряжения в бортовой сети автомобиля . Реле-регулятор не дает ему возрасти до критических уровней. Заведите автомобиль . Поставьте переключатель мультиметра в режим «измерения напряжения». Замерьте электропитание бортовой сети. Это можно сделать на выходах генератора или на клеммах АКБ. Оно должно быть в районе 14-14,2 В. Нажмите на акселератор. Еще раз проверьте показание. Если напряжение изменилось больше чем 0,5 В, то это является признаком неправильной работы реле регулятора.

Проверьте диодный мост. Он состоит из шести диодов. Три из них являются положительными, а три отрицательными. Переведите переключатель мультиметра в режим «звука». Теперь при замыкании контактов тестера будет слышен писк. Проведите проверку как в прямом, так и в обратном направлении. Ели в обоих случаях слышен писк, то диод пробит и его следует заменить .

Проверьте статор генератора . Он представляет собой металлический цилиндр, внутри которого особым образом уложена обмотка. Для проверки отсоедините вывода статора от диодного моста. Осмотрите состояние обмотки на предмет механических повреждений и подгорания. Переведите мультиметр в режим «измерения сопротивления». Проверьте обмотку на пробой . Для этого один контакт тестера прижмите к корпусу статора, а второй к одному из выводов обмотки. Если сопротивление стремиться к бесконечности, то она исправна. Показания менее 50 КОм предупреждают о скорой поломке генератора.

Проверьте ротор генератора. Он представляет собой металлический стержень, на который намотана обмотка возбуждения. На одном его конце находятся контактные кольца, по которым скользят щетки. После извлечения ротора, осмотрите состояние подшипников и

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 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.

Простые измерители емкости

Многие современные и некоторые не очень современные мультиметры имеют функцию измерения емкости. Если же такого мультиметра нет, а есть только прибор, которым можно измерять сопротивление и ток, то несложные приспособления к нему позволят проверить работоспособность и узнать емкость неполярных и даже полярных конденсаторов емкостью от единиц или десятков пикофарад до сотен и тысяч микрофарад. О таких приставках и рвссказывает автор публикуемой статьи.

Вначале упомяну так называемый метод баллистического гальванометра, или, как его называют в просторечии, метод отскока стрелки. Под отскоком понимают кратковременное отклонение стрелки. Этот метод вовсе не требует дополнительных приспособлений и позволяет грубо оценить параметры конденсатора, сравнивая его с заведомо исправным. Для этого мультиметр включают на предел измерения сопротивления и щупами дотрагиваются до выводов предварительно разряженного конденсатора (рис. 1). Ток зарядки вызовет кратковременное отклонение стрелки, тем большее, чем больше емкость конденсатора. Пробитый конденсатор имеет сопротивление, близкое к нулевому, а конденсатор с оборванным выводом не вызовет никакого отклонения стрелки омметра.

На пределе «Омы» удается проверять конденсаторы емкостью в тысячи микрофарад. При проверке оксидных конденсаторов надо соблюдать полярность, предварительно определив, на каком из выводов мультиметра присутствует плюсовое напряжение (полярность выводов мультиметра в режиме измерения сопротивлений может и не совпадать с полярностью в режиме измерения токов или напряжений). На пределе «кОм х 1» можно проверять конденсаторы емкостью в сотни микрофарад, на пределе «кОм х 10» — в десятки микрофарад, на пределе «кОм х 100» — в единицы микрофарад и, наконец, на пределе «кОм х 1000» или «МОм» — в доли микрофарады. Но конденсаторы емкостью в сотые доли микрофарады и менее дают слишком малое отклонение стрелки, поэтому судить об их параметpax становится трудно.

На рис. 2 приведена схема измерения емкости с помощью понижающего трансформатора и диодного моста. Так удается измерять емкости от тысячи пикофарад до единиц микрофарад. Отклонение стрелки прибора здесь стабильное, поэтому считывать показания легче. Ток в цепи миллиамперметра РА1 пропорционален напряжению вторичной обмотки трансформатора, частоте тока и емкости конденсатора. При частоте сети 50 Гц, а это наш бытовой стандарт, и вторичном напряжении трансформатора 16 В, ток через конденсатор емкостью 1000 пФ будет около 5 мкА, через 0,01 мкФ — 50 мкА, через 0,1 мкФ — 0,5 мА и через 1 мкФ — 5 мА. Калибровать или проверять показания также можно с помощью заведомо исправных конденсаторов известной емкости.

Резистор R1 служит для ограничения тока до значения 0,1 А в случае короткого замыкания измерительной цепи. Большой погрешности в показания на указанных пределах измерений этот резистор не вносит. Трансформатор понижающий, лучше малогабаритный, подобный тем, что используют в маломощных блоках питания (сетевых адаптерах). На вторичной обмотке он должен обеспечивать переменное напряжение 12…20 В.

Работает устройство следующим образом. Когда частота колебательного контура L1C2 в цепи коллектора транзистора VT1 оказывается близкой к частоте основного резонанса кварцевого резонатора ZQ1, возбудившийся генератор потребляет минимальный ток. Омметр, который питает устройство энергией, уменьшение тока будет воспринимать как увеличение измеряемого сопротивления. Таким образом, с помощью омметра удается контролировать процесс настройки контура в резонанс конденсатором переменной емкости (КПЕ) С2. Частота генератора определяется резонансной частотой кварцевого резонатора, а емкость и индуктивность колебательного контура при резонансе взаимосвязаны в соответствии с формулой Томсона : f = 1/2WLC. Изменяя индуктивность катушки контура, необходимо добиться, чтобы резонанс наблюдался при емкости КПЕ, близкой к максимальной. Контролируемые конденсаторы подключают параллельно КПЕ, при этом резонанс будет наблюдаться при другом положении ротора КПЕ. Его емкость уменьшится на величину искомой.

Функциональную схему омметра и особенности его подключения можно посмотреть в статье . Желательно выбрать предел, на котором омметр развивает ток короткого замыкания порядка 1 …2 мА, и определить полярность выходного напряжения. При неправильной полярности подключения омметра устройство не заработает, хотя и не выйдет из строя. Измерить напряжение холостого хода, ток короткого замыкания омметра и определить его полярность на различных пределах измерения сопротивления можно с помощью другого прибора. С помощью описанной приставки можно измерять индуктивность катушек в пределах приблизительно 17…500 мкГн. Это при использовании кварцевого резонатора на частоту 1 МГц и КПЕ емкостью 50…1500пФ. Катушку для этого устройства делают сменной и калибруют прибор, используя эталонные индуктивности. Можно также использовать приставку как кварцевый калибратор.

Вместо устройства по схеме рис. 3 можно предложить менее громоздкое, в том отношении, что не потребуются КПЕ, кварц и катушка. Его схема показана на рис. 4. Назову эту приставку «Преобразователь емкости в активное сопротивление с питанием от омметра». Она представляет собой двухкаскадный УПТ на транзисторах VT1 и VT2 разной структуры и непосредственной связью между каскадами. Измеряемый конденсатор Сх включают в цепь положительной обратной связи с выхода на вход УПТ. При этом возникает релаксационная генерация и транзисторы часть времени остаются закрытыми. Этот промежуток времени пропорционален емкости конденсатора.

Пульсации выходного тока фильтрует блокировочный конденсатор С1. Усредненный ток, потребляемый устройством, при увеличении емкости конденсатора Сх становится меньше, и омметр воспринимает это как увеличение сопротивления. Устройство уже начинает реагировать на конденсатор емкостью 10 пФ, а при емкости 0,01 мкФ его сопротивление становится большим (сотни килоом). Если сопротивление резистора R2 уменьшить до 100 кОм, то интервал измеряемых емкостей составит 100 пФ…0,1 мкФ. Начальное сопротивление устройства — около 0,8 кОм. Здесь следует отметить, что оно нелинейное и зависит от протекающего тока. Поэтому на разных пределах измерения и с разными приборами показания будут различаться, и для проведения измерений необходимо сравнивать искомые показания с показаниями, даваемыми образцовыми конденсаторами.

С. Коваленко, г. Кстово Нижегородской обл. Радио 07-05.
Литература:
1. Пилтакян А. Простейшие измерители L и С:
Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 58, с.61—65. — М.: ДОСААФ, 1977.
2. Поляков В. Теория: Понемногу — обо всем.
Расчет колебательных контуров. — Радио, 2000, № 7, с. 55, 56.
3. Поляков В. Радиоприемник с питанием от… мультиметра. — Радио, 2004, № 8, с. 58.

В процессе эксплуатации внутри оксидных конденсаторов постоянно происходят электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками. И из-за этого появляется переходное сопротивление, достигающее иногда десятков Ом. Токи Заряда и разряда вызывают нагрев этого места, что еще больше ускоряет процесс разрушения. Еще одной частой причиной выхода из строя электролитических конденсаторов является «высыхание», электролита. Чтоб уметь отбраковывать такие конденсаторы предлагаем радиолюбителям собрать эту несложную схему

Идентификация и проверка стабилитронов оказывается несколько сложнее чем проверка диодов, т.к для этого нужен источник напряжения, превышающий напряжение стабилизации.

С помощью этой самодельной приставки вы сможете одновременно наблюдать на экране однолучевого осциллографа сразу за восемью низкочастотными или импульсными процессами. Максимальная частота входных сигналов не должна превышать 1 МГц. По амплитуде сигналы должны не сильно отличаться, по крайней мере, не должно быть более 3-5-кратного отличия.

Устройство расчитано на проверку почти всех отечественных цифровых интегральных микросхем. Им можно проверить микросхемы серий К155, К158, К131, К133, К531, К533, К555, КР1531, КР1533, К176, К511, К561, К1109 и многие другие

Помимо измерения емкости, эту приставку можно использовать для измерения Uстаб у стабилитронов и проверки полупроводниковых приборов, транзисторов, диодов. Кроме того можно проверять высоковольтные конденсаторы на токи утечки, что весьма помогло мне при налаживание силового инвертора к одному медицинскому прибору

Эта приставка к частотомеру используется для оценки и измерения индуктивности в диапазоне от 0,2 мкГн до 4 Гн. А если из схемы исключить конденсатор С1 то при подключении на вход приставки катушки с конденсатором, на выходе будет резонансная частота. Кроме того, благодаря малому значению напряжения на контуре можно оценивать индуктивность катушки непосредственно в схеме, без демонтажа, я думаю многие ремонтники оценят эту возможность.

В интернете много разных схем цифровых термометров, но мы выбрали те которые отличается своей простотой, малым количеством радиоэлементов и надежностью, а пугаться того, что она собрана на микроконтроллере не стоит, т.к его очень легко запрограммировать.

Одну из схем самодельного индикатора температуры со светодиодным индикатором на датчике LM35 можно использовать для визуальной индикации плюсовых значений температуры внутри холодильника и двигателя автомобиля, а также воды в аквариуме или бассейне и т.п. Индикация выполнена на десяти обычных светодиодах подключенных к специализированной микросхеме LM3914 которая используется для включения индикаторов с линейной шкалой, и все внутренние сопротивления ее делителя обладают одинаковыми номиналами

Если перед вами встанет вопрос как измерить частоту вращения двигателя от стиральной машины. Мы подскажем простой ответ. Конечно можно собрать простой стробоскоп, но существует и более грамотная идея, например использованием датчика Холла

Две очень простые схемы часов на микроконтроллере PIC и AVR. Основа первой схемы микроконтроллер AVR Attiny2313, а второй PIC16F628A

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект на микроконтроллерах, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровой вольтметр на микроконтроллере. Схема его была позаимствована из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью переделана под амперметр.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

Рассмотрена схема измерителя индуктивности катушек и емкости конденсаторов, выполненная всего на пяти транзисторах и, несмотря на свою простоту и доступность, позволяет в большом диапазоне определять с приемлемой точностью емкость и индуктивность катушек. Имеется четыре поддиапазона для конденсаторов и целых пять поддиапазонов катушек.

Думаю большинству понятно, что звучание системы во многом определяется различным уровнем сигнала на ее отдельных участках. Контролируя эти места, мы можем оценить динамику работы различных функциональных узлов системы: получить косвенные данные о коэффициенте усиления, вносимых искажениях и т.п. Кроме того, результирующий сигнал просто не всегда можно прослушать, поэтому и, применяются различного рода индикаторы уровня.

В электронных конструкциях и системах встречаются неисправности, которые возникают достаточно редко и их очень сложно вычислить. Предлагаемое самодельное измерительное устройство используется для поиска возможных контактных проблем, а также дает возможность проверять состояние кабелей и отдельных жил в них.

Основой этой схемы является микроконтроллер AVR ATmega32. ЖК дисплей с разрешением 128 х 64 точек. Схема осциллографа на микроконтроллере предельно проста. Но есть один существенный минус — это достаточно низкая частота измеряемого сигнала, всего лишь 5 кГц.

Эта приставка здорово облегчит жизнь радиолюбителя, в случае если у него появится необходимость в намотке самодельной катушки индуктивности, или для определения неизвестных параметров катушки в какой либо аппаратуре.

Предлагаем вам повторить электронную часть схемы весов на микроконтроллере с тензодатчиком, прошивка и чертеж печатной платы к радиолюбительской разработке прилагаеться.

Самодельный измерительный тестер обладает следующими Функциональными возможностями: измерение частоты в диапазоне от 0.1 до 15000000 Гц с возможностью изменения времени измерения и отображением значение частоты и длительности на цифровом экране. Наличие опции генератора с возможностью регулировки частоты во всем диапазоне от 1-100 Гц и выводом результатов на дисплей. Наличие опции осциллограф с возможностью визуализации формы сигнала и измерения его амплитудного значения. Функция измерения емкости, сопротивления, а также напряжения в режиме осциллографа.

Простым методом измерения тока в электрической цепи является способ измерение падения напряжения на резисторе, соединенным последовательно с нагрузкой. Но при протекании тока через это сопротивление, на нем генерируется ненужная мощность в виде тепла, поэтому его необходимо выбрать минимально возможной величиной, что ощутимо усиливает полезный сигнал. Следует добавить, что рассмотренные ниже схемы позволяют отлично измерять не только постоянный, но и импульсный ток, правда, с некоторым искажением, определяемый полосой пропускания усилительных компонентов.

Устройство используется для измерения температуры и относительной влажности воздуха. В качестве первичного преобразователя взят датчик влажности и температуры DHT-11. Самодельный измерительный прибор можно использовать в складских и жилых помещениях для мониторинга температуры и влажности, при условии, что не требуется высокая точность результатов измерений.

В основном для измерения температуры применяются температурные датчики. Они имеют различные параметры, стоимость и формы исполнения. Но у них имеется один большой минус, ограничивающий практику их использования в некоторых местах с большой температурой среды объекта измерения с температурой выше +125 градусов по Цельсию. В этих случаях намного выгоднее использовать термопары.

Радиосхемы. — Измеритель емкости конденсаторов

категория

Самодельные измерительные приборы

материалы в категории

В. ВАСИЛЬЕВ, г. Набережные Челны
Радио, 1998 год, №4

Тот, кто занимается ремонтом бытовой или промышленной радиоаппаратуры, знает, что исправность конденсаторов удобно проверять без их демонтажа. Однако многие измерители емкости конденсаторов такой возможности не предоставляют. Правда, одна подобная конструкция была описана в [2]. Она имеет небольшой диапазон измерения, нелинейную шкалу с обратным отсчетом, что снижает точность. При проектировании же нового измерителя решалась задача создания прибора с широким диапазоном, линейной шкалой и прямым отсчетом, чтобы можно было пользоваться им, как лабораторным. Помимо этого, прибор должен быть диагностическим, т. е. способным проверять и конденсаторы, зашунтированные р-n переходами полупроводниковых приборов и сопротивлениями резисторов.

Схема прибора

Прибор имеет два переключателя. Переключатель пределов «Шкала» с пятью положениями: 10 мкФ, 1 мкФ, 0,1 мкФ, 0,01 мкФ, 1000 пФ. Переключателем «Множитель» (Х1000, х10О, х10, Х1) меняется частота измерения. Таким образом, прибор имеет восемь поддиапазонов измерения емкости от 10 000 мкФ до 1000 пФ, что практически достаточно в большинстве случаев.

Генератор треугольных колебаний собран на ОУ микросхемы DA1.1, DA1.2, DA1.4 (рис. 1). Один из них, DA1.1, работает в режиме компаратора и формирует сигнал прямоугольной формы, который поступает на вход интегратора DA1.2. Интегратор преобразует прямоугольные колебания в треугольные. Частота генератора определяется элементами R4, С1 — С4. В цепи обратной связи генератора стоит инвертор на ОУ DA1.4, который обеспечивает автоколебательный режим. Переключателем SA1 можно устанавливать одну из частот измерения (множитель): 1 Гц (Х1000), 10Гц(х10О), 10ОГц(х10), 1 кГц(Х1).

ОУ DA2.2 работает как дифференциатор и выполняет роль преобразователя ток — напряжение. Его выходное напряжение:

Uвых=(Rl2…R16)·IBX=(Rl2…Rl6)Cx-dU/dt.

Например, при измерении емкости 100 мкФ на частоте 100 Гц получается: Iвх=Cx·dU/dt=100-100MB/5MC = 2MA, Uвых= R16 ·lBX= 1 кОм · мА= 2 В.

Элементы R11, С5 — С9 необходимы для устойчивой работы дифференциатора. Конденсаторы устраняют колебательные процессы на фронтах меандра, которые делают невозможным точное измерение его амплитуды. В результате на выходе DA2.2 получается меандр с плавными фронтами и амплитудой, пропорциональной измеряемой емкости. Резистор R11 также ограничивает входной ток при замкнутых щупах или при пробитом конденсаторе. Для входной цепи измерителя должно выполняться неравенство:

(3…5)CxR1<1/(2f).

Если это неравенство не выполнено, то за половину периода ток IBX не достигает установившегося значения, а меандр — соответствующей амплитуды, и возникает погрешность в измерении. Например, в измерителе, описанном в [1], при измерении емкости 1000 мкФ на частоте 1 Гц постоянная времени определяется как

Сх·R25 = 10ОО мкФ — 910 Ом = 0,91 с.

Половина же периода колебаний Т/2 составляет лишь 0,5 с, поэтому на данной шкале измерения окажутся заметно нелинейными.

В приборе использованы переменные резисторы типа СПЗ-22 (R21, R22, R25, R26). Постоянные резисторы R12 — R16 — типа С2-36 или С2-14 с допустимым отклонением ±1%. Сопротивление R16 получено соединением последовательно нескольких подобранных резисторов. Сопротивления резисторов R12 — R16 можно использовать и других типов, но их надо подобрать с помощью цифрового омметра (мультиметра). Остальные постоянные резисторы — любые с мощностью рассеяния 0,125 Вт. Конденсатор С10 — К53- 1А, конденсаторы С11 — С16 — К50-16. Конденсаторы С1, С2 — К73-17 или другие метал-лопленочные, СЗ, С4 — КМ-5, КМ-6 или другие керамические с ТКЕ не хуже М750, их необходимо также подобрать с погрешностью не более 1%. Остальные конденсаторы — любые.

Переключатели SA1, SA2 — П2Г-3 5П2Н. В конструкции допустимо применить транзистор КПЗОЗ (VT1) с буквенными индексами А, Б, В, Ж, И. Транзисторы VT2, VT3 стабилизаторов напряжения могут быть заменены другими маломощными кремниевыми транзисторами соответствующей структуры. Вместо ОУ К1401УД4 можно использовать К1401УД2А, но тогда на пределе «1000 пФ» возможно появление ошибки из-за смещения входа дифференциатора, создаваемого входным током DA2.2 на R16.

Прибор начинают настраивать с установки напряжений +9 В и -9 В с помощью резисторов R25, R26. После этого проверяют работу генератора треугольных колебаний (осциллограммы 1, 2, 3, 4 на рис. 3). При наличии частотомера измеряют частоту генератора при разных положениях переключателя SA1. Допустимо, если частоты отличаются от значений 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, но между собой они должны отличаться точно в 10 раз, так как от этого зависит правильность показаний прибора на разных шкалах. Если частоты генератора не кратны десяти, то необходимой точности (с погрешностью 1%) добиваются подбором конденсаторов, подключаемых параллельно конденсаторам С1 — С4. Если емкости конденсаторов С1 — С4 подобраны с необходимой точностью, можно обойтись без измерения частот.

Далее проверяют работу ОУ DA1.3 (осциллограммы 5, 6). После этого устанавливают предел измерения «10 мкФ», множитель — в положение «х1» и подключают образцовый конденсатор емкостью 10 мкф. На выходе дифференциатора должны быть прямоугольные, но с затянутыми, сглаженными фронтами колебания амплитудой около 2 В (осциллограмма 7). Резистором R21 выставляют показания прибора — отклонение стрелки на полную шкалу. Цифровой вольтметр (на пределе 2 В) подключают к гнездам XS3, XS4 и резистором R22 выставляют показание 1000 мВ. Если конденсаторы С1 — С4 и резисторы R12 — R16 точно подобраны, то показания прибора будут кратными и на других шкалах, что можно проверить с помощью образцовых конденсаторов.

Измерение емкости конденсатора, впаянного в плату с другими элементами, обычно получается достаточно точным на пределах 0,1 — 10 000 мкф, за исключением случаев, когда конденсатор зашунтирован низкоомной резистивной цепью. Так как его эквивалентное сопротивление зависит от частоты Хс = 1/ωС, то для уменьшения шунтирующего действия других элементов устройства необходимо увеличивать частоту измерения с уменьшением емкости измеряемых конденсаторов. Если при измерении конденсаторов емкостью 10 000 мкф, 1000 мкФ, 100 мкф, 10 мкф использовать соответственно частоты 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, то шунтирующее действие резисторов скажется на показании прибора при параллельно включенном резисторе сопротивлением 300 Ом (ошибка около 4%) и меньше. При измерении конденсаторов емкостью 0,1 и 1 мкф на частоте 1 кГц ошибка в 4% будет из-за влияния параллельно включенного резистора уже сопротивлением 30 и 3 кОм соответственно.

На пределах 0,01 мкф и 1000 пФ конденсаторы целесообразно проверять все-таки с отключением шунтирующих цепей, так как измерительный ток мал (2 мкА, 200 нА). Стоит, однако, напомнить, что надежность конденсаторов небольшой емкости заметно выше благодаря конструкции и более высокому допустимому напряжению.

Иногда, например, при измерении некоторых конденсаторов с оксидным диэлектриком (К50-6 и т. п.) емкостью от 1 мкф до 10 мкф на частоте 1 кГц появляется погрешность, связанная, по всей видимости, с собственной индуктивностью конденсатора и потерями в его диэлектрике; показания прибора оказываются меньшими. Поэтому бывает целесообразно производить измерения на более низкой частоте (например, в нашем случае на частоте 100 Гц), хотя при этом шунтирующие свойства параллельных резисторов будут сказываться уже при большем их сопротивлении.

ЛИТЕРАТУРА
1. Кучин С. Прибор для измерения емкости. — Радио. 1993, ╧ 6, с 21 — 23.
2. Болгов А. Испытатель оксидных конденсаторов. — Радио, 1989, ╧ 6, с. 44.

Цифровой измеритель ёмкости. Измеритель емкости конденсаторов своими руками. Описание и настройка устройства. Устройства низкой точности

Обнаружив в интернете статью Digital Capacitance Meter , я захотел собрать этот измеритель. Однако под рукой не оказалось микроконтроллера AT90S2313 и светодиодных индикаторов с общим анодом. Зато были ATMEGA16 в DIP-корпусе и четырехразрядный семисегментный жидкокристаллический индикатор. 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. Теперь у меня нет вопросов о том, как измерить емкость конденсатора. Особенно это важно для SMD-конденсаторов с емкостями в несколько пикофарад (и даже в доли пикофарада), которые я всегда проверяю перед тем, как в паять в какую-нибудь плату. Сейчас выпускается множество настольных и портативных измерителей, производители которых заявляют о нижнем пределе измерений емкости в 0.1 пФ и достаточной точности измерений таких малых емкостей. Однако во многих из них измерения проводятся на довольно низкой частоте (единицы килогерц). Спрашивается, можно ли получить приемлемую точность измерений в таких условиях (даже если параллельно измеряемому подключить конденсатор большей емкости)? Кроме того, в интернете можно найти довольно много клонов схемы RLC-метра на микроконтолллере и операционном усилителе (той самой, что с электромагнитным реле и с одно- или двухстрочным ЖКИ). Однако такими приборами малые емкости померить «по-человечески» не удается. В отличие от многих других, этот измеритель специально спроектирован для измерения малых значений емкости.

Что касается измерения малых индуктивностей (единицы наногенри), то я для этого с успехом использую анализатор RigExpert AA-230 , который выпускает наша компания.

Фотография измерителя емкости:

Параметры измерителя емкости

Диапазон измерения: от 1 пФ до примерно 470 мкФ.
Пределы измерения: автоматическое переключение пределов – 0…56 нФ (нижний предел) и 56 нФ … 470 мкФ (верхний предел).
Индикация: три значащие цифры (две цифры для емкостей меньших, чем 10 пФ).
Управление: единственная кнопка для установки «нуля» и калибровки.
Калибровка: однократная, при помощи двух образцовых конденсаторов, 100 пФ и 100 нФ.

Большая часть выводов микроконтроллера подключена к ЖКИ. К некоторым из них также подключен разъем для внутрисхемного программирования микроконтроллера (ByteBlaster). Четыре вывода задействованы в схеме измерения емкости, включая входы компаратора AIN0 и AIN1, выход управления пределами измерения (при помощи транзистора) и выход выбора порогового напряжения. К единственному оставшемуся выводу микроконтроллера подключена кнопка.

Стабилизатор напряжения +5 В собран по традиционной схеме.

Индикатор – семисегментный, на 4 знака, с прямым подключением сегментов (т.е. не-мультиплексный). К сожалению, на ЖКИ не было маркировки. Такую же цоколевку и размеры (51×23 мм) имеют индикаторы многих фирм, например, AND и Varitronix.

Схема приведена ниже (на схеме не показан диод для защиты от «переполюсовки», через него рекомендуется подключить разъем питания):

Программа микроконтроллера

Поскольку ATMEGA16 – из серии «MEGA», а не из серии «tiny», особого смысла писать ассемблерную программу нет смысла. На языке Си удается сделать ее гораздо быстрей и проще, а приличный объем flash-памяти микроконтроллера позволяет пользоваться встроенной библиотекой функций с плавающей точкой при расчете емкости.

Микроконтроллер проводит измерение емкости за два шага. В первую очередь, определяется время заряда конденсатора через резистор сопротивлением 3.3 МОм (нижний предел). Если необходимое напряжение не достигнуто в течение 0.15 секунд (что соответствует емкости около 56 пФ), заряд конденсатора повторяется через резистор 3.3 кОм (верхний предел измерения).

При этом микроконтроллер сперва разряжает конденсатор через резистор сопротивлением 100 Ом, а затем заряжает его до напряжения 0.17 В. Только после этого замеряется время заряда до напряжения 2.5 В (половина напряжения питания). После этого, цикл измерения повторяется.

При выводе результата на выводы ЖКИ подается напряжение переменной полярности (относительно его общего провода) с частотой около 78 Гц. Достаточно высокая частота полностью устраняет мерцание индикатора.

Схема эта, несмотря на свою видимую сложность, совсем проста в повторении, поскольку собрана на цифровых микросхемах и при отсутствии ошибок в монтаже и использовании заведомо исправных деталей практически не требует настройки. Тем не менее, возможности устройства достаточно велики:

диапазон измерения – 0,01 — 10000 мкФ;
4 поддиапазона – 10, 100, 1000, 10 000 мкФ;
выбор поддиапазона – автоматический;
индикация результата – цифровая, 4 разряда с плавающей десятичной точкой;
погрешность измерения – единица младшего разряда;

Рассмотрим схему прибора:

щелкните для увеличения

На микросхеме DD1, точнее на двух его элементах, собран кварцевый генератор, работа которого пояснений не требует. Дальше тактовая частота поступает на делитель, собранный на микросхемах DD2 – DD4. Сигналы с него с частотами 1 000, 100, 10 и 1 кГц поступают на мультиплексор DD6.1, который использован в качестве узла автоматического выбора поддиапазона.

Основной узел измерения – одновибратор, собранный на элементах DD5.3, DD5.4, длительность импульса которого напрямую зависит от подключенного к нему конденсатора. Принцип измерения емкости – подсчет количества импульсов за время работы одновибратора. На элементах DD5.1, DD5.2 собран узел, предотвращающий дребезг контактов кнопки «Старт измерения». Ну и последняя часть схемы — четырехразрядная линейка двоично-десятичных счетчиков DD9 — DD12 с выводом на четыре семисегментных индикатора.

Рассмотрим алгоритм работы измерителя. При нажатии на кнопку SB1 двоичный счетчик DD8 обнуляется и переключает узел диапазона (мультиплексор DD6.1) на самый нижний диапазон измерения – 0.010 – 10.00 мкФ. При этом на один из входов электронного ключа DD1.3 поступают импульсы частотой 1 МГц. На второй вход этого же ключа проходит разрешающий сигнал с одновибратора, длительность которого прямо пропорциональна подключенной к нему емкости измеряемого конденсатора.

Таким образом на счетную декаду DD9…DD12 начинают поступать импульсы с частотой 1 МГЦ. Если происходит переполнение декады, то сигнал переноса с DD12 увеличивает показания счетчика DD8 на единицу и разрешает запись нуля в триггер DD7 по входу D. Этот нуль включает формирователь DD5.1, DD5.2 а он в свою очередь сбрасывает счетную декаду, снова устанавливает DD7 в «1» и перезапускает одновибратор. Процесс повторяется, но на счетную декаду через коммутатор теперь поступает частота 100 кГц (включился второй диапазон).

Если до завершения импульса с одновибратора счетная декада снова переполнилась, то опять происходит смена диапазона. Если одновибратор отключился раньше, то счет останавливается и на индикаторе можно прочитать значение подключенной для измерения емкости. Последний штрих – блок управления десятичной точкой, которая и указывает текущий поддиапазон измерения. Его функции выполняет вторая часть мультиплексора DD6, которая засвечивает нужную точку в зависимости от включенного поддиапазона.

В качестве индикаторов в схеме используются вакуумные люминесцентные индикаторы ИВ6, поэтому блок питания измерителя должен выдавать два напряжения: 1 В для накала и +12 В для анодного питания ламп и микросхем. Если индикаторы заменить ЖКИ, то можно обойтись одним источником +9В, применение же светодиодных матриц невозможно из-за малой нагрузочной способности микросхем DD9…DD12.

В качестве калибровочного резистора R8 лучше применить многооборотный, поскольку именно от точности калибровки будет зависеть величина погрешности измерения прибора. Остальные резисторы могут быть МЛТ-0.125. По поводу микросхем — в приборе можно использовать любую из серий К1561, К564, К561, К176, но следует иметь в виду, что 176 серия очень неохотно работает с кварцевым резонатором (DD1).

Настройка прибора достаточно проста, но выполнить ее следует с особой тщательностью.

Временно отключить кнопку SB1 от DD8 (вывод 13).
В точку соединения R3 с R2 подать прямоугольные импульсы частотой примерно 50-100 Гц (подойдет любой самый простой генератор на логической микросхеме).
На место измеряемого конденсатора подключить образцовый, емкость которого известна и лежит в диапазоне 0.5 – 4 мкФ (к примеру, К71-5В 1 мкф±1%). Если есть возможность, то емкость лучше измерить с помощью измерительного моста, но можно понадеяться и на емкость, указанную на корпусе. Здесь нужно иметь в виду, что как точно вы откалибруете прибор, так он вам и будет в будущем измерять.
С помощью подстроечного резистора R8 выставить показания индикаторов как можно точнее по соответствию с емкостью эталонного конденсатора. После калибровки подстроечный резистор лучше законтрить каплей лака или краски.

По материалам «Радиолюбитель» №5, 2001г.

В этой статье приведено элементарную схему измерителя ёмкости на логической микросхеме. Такое классическое и элементарное схемотехническое решение достаточно быстро и просто можно воспроизвести. Потому данная статья будет полезна начинающему радиолюбителю, который задумал собрать себе элементарный измеритель ёмкости конденсатора.

Работа схемы измерителя ёмкости:

Рисунок №1 – Измеритель ёмкости схема

Перечень элементов измерителя ёмкости:

R1- R4 – 47 КОм

R5 – 1,1 КОм

C3 – 1500 пФ

C4 – 12000 пФ

C5 –0,1 мкФ

C изм. – конденсатор ёмкость которого вы хотите измерять

SА1 – галетный переключатель

DA1 – К155ЛА3 или SN7400

VD1-VD2– КД509 или аналог 1N903A

PA1 – Стрелочная индикаторная головка (ток полного отклонения 1 мА, сопротивление рамки 240 Ом)

XS1- XS2 – разъёмы типа «крокодил»

Такой вариант измерителя ёмкости конденсаторов имеет четыре диапазона, которые можно выбирать переключателем SA1. На пример в положении «1» можно промерять конденсаторы с ёмкостью 50 пФ, в положении «2» — до 500 пФ, в положении «3» — до 5000 пФ, в положении «4» — до 0,05 мкФ.

Элементы микросхемы DA1 обеспечивают достаточный ток для заряда измеряемого конденсатора (С изм.). Особенно важно для точности измерения, адекватно подобрать диоды VD1-VD2, они должны иметь одинаковые (наиболее похожие) характеристики.

Настройка схемы измерителя ёмкости:

Настроить такую схему достаточно просто, вам необходимо подключить С изм. с заведомо известными характеристиками (с известной ёмкостью). Выберите переключателем SА1 необходимый диапазон измерения и вращайте ручку построечного резистора до тех пор, пока не добьётесь нужного показания на индикаторной головке PA1 (рекомендую её проградуировать в соответствии с вашими показаниями, это можно сделать путём разбора индикаторной головки и наклеивания новой шкалы с новыми надписями)

С помощью данного измерителя ёмкости можно легко измерить любую ёмкость от единиц пФ до сотен мкФ. Существует несколько методов измерения емкости. В данном проекте используется интеграционный метод.

Главное преимущество использования этого метода в том, что измерение основано на измерении времени, что может быть выполнено на МК довольно точно. Этот метод очень подходит для самодельного измерителя ёмкости, к тому же он легко реализуем на микроконтроллере.

Принцип работы измерителя ёмкости Явления, происходящие при изменении состояния схемы называются переходными процессами. Это одно из фундаментальных понятий цифровых схем. Когда ключ на рисунке 1 разомкнут, конденсатор заряжается через резистор R, и напряжение на нём изменятся как показано на рисунке 1b. Соотношение определяющее напряжение на конденсаторе имеет вид:

Величины выражены в СИ единицах, t секунды, R омы, C фарады. Время за которое напряжение на конденсаторе достигнет значения V C1 , приближенно выражается следующей формулой:

Из этой формулы следует, что время t1 пропорционально емкости конденсатора. Следовательно, ёмкость может быть вычислена из времени зарядки конденсатора.

Схема Для измерения времени зарядки, достаточно компаратора и таймера микроконтроллера, и микросхемы цифровой логики. Вполне разумно использовать микроконтроллер AT90S2313 (современный аналог — ATtiny2313). Выход компаратора используется как триггер T C1 . Пороговое напряжение устанавливается резисторным делителем. Время зарядки не зависит от напряжения питания. Время зарядки определяется формулой 2, следовательно оно не зависит от напряжения питания т.к. соотношение в формуле VC 1 /E определяется только коэффициентом делителя. Конечно, вовремяизмерениянапряжениепитаниядолжнобытьпостоянно.

Формула 2 выражает время зарядки конденсатора от 0 вольт. Однако с напряжением близким к нулю сложно работать из-за следующих причин:

Напряжение не падает до 0 Вольт. Для полной разрядки конденсатора необходимо время. Это приведет к увеличению времен иизмерения.
Необходимо время между стартом зарядки и запуском таймера. Это вызовет погрешность измерения. Для AVRэто не критично т.к. на это необходим всего один такт.
Утечка тока на аналоговом входе. Согласно даташиту AVR, утечка тока возрастает при напряжении на входе близком к нулю вольт.

Для предотвращения данных сложностей использовано два пороговых напряжения VC 1 (0.17 Vcc) и VC 2 (0.5 Vcc). Поверхность печатной платы должна быть чистой для минимизации токов утечки. Необходимое напряжение питания микроконтроллера обеспечивается DC-DCпреобразователем,работающего от 1.5VAA батарейки. Вместо DC-DC преобразователя, желательно использовать 9 V батарейку и преобразователь 78 L 05, желательно также не выключать BOD , иначе могут возникнуть проблемы с EEPROM .

Калибровка

Для калибровки нижнего диапазона: С помощью кнопки SW1. Затем, соедините pin #1 и pin #3 на разъёме P1, вставьте конденсатор 1nF и нажмите SW1.

Для калибровки верхнего диапазона: Замкните pin #4 и #6 разъёма P1, вставьте конденсатор на 100nFи нажмите SW1.

Надпись «E4» при включении означает, что калибровочное значение в EEPROM не найдено.

Использование

Автоматическое определениедиапазона

Зарядка начинается через резистор 3.3М. Если напряжение на конденсаторе не достигнет 0.5 Vccменее чем за 130 mS (>57nF), происходит разрядка конденсатора и новая зарядка, но уже через резистор 3.3кОм. Если напряжение на конденсаторе не достигает 0.5 Vccза 1 секунду (>440µF),надпись «E2». Когда время замерено, происходит вычисление и отображение ёмкости. Последний сегмент отображает диапазон измерения (pF, nF, µF).

Зажим

В качестве зажима можно использовать часть какого-нибудь сокета. При измерении малых ёмкостей (единицы пикофарад) использование длинных проводов нежелательно.

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. С его помощью без проблем выявляется некачественный или бракованный элемент накопления электрического заряда. Принципиальная схема данного ESRа, как его обычно называю большинство электронщиков, ничего сложного из себя не представляет и собрать такой аппарат может даже начинающий радиолюбитель.

Причем измеритель емкости конденсаторов не предполагает для его сборки длительного времени и больших денежных затрат, на изготовление пробника эквивалентного последовательного сопротивления уходит буквально два-три часа. Также не обязательно бежать в магазин радиотоваров — наверняка у любого радиолюбителя найдутся неиспользованные детали подходящие для этой конструкции. Все, что вам потребуется для повторения данной схемы — это мультиметр практически любой модели, только желательно, что бы был цифровой и с десяток деталей. Каких то переделок или модернизации цифрового тестера производить не нужно, все что необходимо с ним сделать — это припаять выводы деталей к необходимым площадкам на его плате.

Принципиальная схема устройства ESR:

Перечень элементов необходимых для сборки измерителя:

Один из главных компонентов прибора — это трансформатор, который должен иметь соотношением витков 11\1. Ферритовый кольцевой сердечник М2000НМ1-36 К10х6х3, который нужно предварительно обмотать изолирующим материалом. Затем намотать первичную обмотку на него, располагая витки по принципу — виток к витку, при этом заполняя всю окружность. Вторичную обмотку также необходимо выполнять с равномерным распределением по всему периметру. Примерное количество витков в первичной обмотки для кольца К10х6х3 будет 60-90 витков, а вторичка должна быть в одиннадцать раз меньше.

Диод D1 использовать можно практически любой кремневый с обратным напряжением не менее 40v, если вам не особо нужна супер точность в измерениях, то вполне подойдет КА220. Для более точного определения емкости придется поставить диод с небольшим падением напряжения в варианте прямого включения — Шоттки. Защитный супрессорный диод D2 должен быть рассчитан на обратное напряжение от 28v до 38v. Транзистор маломощный кремневый p-n-p проводимости: например КТ361 или его аналог.

Измерение величины ЭПС выполнять в диапазоне напряжения 20v. Во время подключении коннектора внешнего измерителя, ESR-приставка к мультиметру сразу же переходит в режим работы тестирования емкости. При этом будет визуально отображено на приборе показание около 35v в диапазоне проверки 200v и 1000v (это в зависимости от использования супрессорного диода). В случае исследования емкости на 20 вольтах, показание будет отображено как «выход за границу измерения». Когда коннектор внешнего измерителя отсоединяется, то и ЭПС-приставка моментально переключается на режим работы как обыкновенного мультиметра.

Заключение

Принцип работы устройства — для начала работы прибора нужно включить в сеть адаптер, при этом происходит включение измерителя ЭПС, когда отключили ESR, то мультиметр автоматически переходит в режим выполнения штатных функций. Чтобы сделать калибровку аппарата нужно подобрать постоянный резистор, так чтобы соответствовало шкале. Для наглядности картина ниже:

При замыкании щупов на шкале мультиметра будет отображено 0.00- 0.01, это показание означает погрешность прибора в диапазоне измерения до 1 Ом.

Прибор для измерения esr своими руками. ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов. Схема и описание. Схема электрическая esr измерителя конденсаторов

То, что такой измеритель необходим радиолюбителю не только узнал от других, но и сам прочувствовал, когда взялся ремонтировать старинный усилитель — тут нужно достоверно проверить каждый электролит стоящий на плате и найти пришедший в негодность или произвести 100% их замену. Выбрал проверку. И чуть не купил через интернет разрекламированный приборчик под названием «ESR — mikro». Остановило то, что уж больно здорово хвалили — «через край». В общем, решился на самостоятельные действия. Так как на замахиваться не хотелось — выбрал самую простую, если не сказать примитивную схему, но с очень хорошим (тщательным) описанием. Вник в информацию и имея некоторую склонность к рисованию принялся разводить свой вариант печатной платы. Чтобы помещалась в корпус от толстого фломастера. Не получилось — не все детали входили в планируемый объём. Одумался, нарисовал печатку по образу и подобию авторской, протравил и собрал. Собрать получилось. Всё вышло очень продумано и аккуратно.

Вот только работать пробник не захотел, сколько с ним не бился. А мне не захотелось отступать. Для лучшего восприятия схемы перечертил её на «свой лад». И так «родная» (за две недели мытарств), стала она и более понятной визуально.

Схема ESR метра

А печатную плату доделал по-хитрому. Стала она «двухсторонней» — со второй стороны расположил детали, не уместившиеся на первой. Для простоты решения, возникшего затруднения, разместил их «навесом». Тут не до изящества — пробник нужен.

Протравил печатную плату и запаял детали. Микросхему в этот раз поставил на панельку, для подачи питания приспособил разъем, который можно надёжно укрепить на плате при помощи пайки и корпус в дальнейшем уже можно «вешать» на него. А вот подстроечный резистор, с которым пробник заработал лучше всего, нашёл у себя только такой — далеко не миниатюрный.

Обратная сторона — плод прагматичности и вершина аскетизма. Что-то сказать здесь можно только про щупы, несмотря элементарность исполнения они вполне удобны, а функциональность так вообще выше всяческих похвал — способны на контакт с электролитическим конденсатором любого размера.

Всё поместил в импровизированный корпус, место крепления — резьбовое соединение разъёма питания. На корпус, соответственно пошёл минус питания. То есть он заземлён. Какая ни есть, а защита от наводок и помех. Подстроечник не вошёл, зато всегда «под рукой», будет теперь потенциометром. Вилка от радиотрансляционного динамика, раз и навсегда, позволит избежать путаницы с гнёздами мультиметра. Питание от лабораторного БП, но при помощи персонального провода с вилкой от ёлочной гирлянды.

И оно, это чудо неказистое, взяло и заработало, причём сразу и как надо. И с регулировкой никаких проблем — соответствующий одному ому, один милливольт выставляется легко, примерно в среднем положении регулятора.

А 10 Ом соответствует 49 мВ.

Исправный конденсатор, соответствует примерно 0,1 Ом.

Неисправный конденсатор, соответствует более 10 Ом. С поставленной задачей пробник справился, неисправные электролитические конденсаторы на плате ремонтируемого устройства были найдены. Все подробности относительно этой схемы найдёте в архиве. Максимально допустимые значения ESR для новых электролитических конденсаторов указаны в таблице:

А некоторое время спустя захотелось придать приставке более презентабельный вид, однако усвоенный постулат «лучшее — враг хорошего» трогать его не позволил — сделаю другой, более изящный и совершенный. Дополнительная информация, в том числе и схема исходного прибора, имеется в приложении . Про свои хлопоты и радости поведал Babay .

Обсудить статью ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

Выполненный по приведённой ниже схеме, как измерительную приставку к мультиметру. С обязанностями своими справляется на «ура», доволен им, за исключением как бы незначительного момента — для его использования необходим мультиметр, который нужно достать с полки, убрать щупы, выставить предел измерения, подсоединить пробник… и читать-то эти подробности муторно, а каждый раз это делать? А если нужно проверить конденсаторы, стоящие на плате ремонтируемого электронного устройства, да вдобавок плата не маленького размера, тогда вообще получается вместо любимого «хобби» сплошная суета с примесью досады. Вот и решил собрать мобильный вариант пробника с собственным индикатором для дефектовки электролитических конденсаторов. Отличие этой схемы от схемы приставки в том, что результаты измерения выводятся не на жидкокристаллический дисплей мультиметра а на стрелочный индикатор от магнитофона. Для того чтобы индикатор функционировал в схему введён трансформатор на ферритовом кольце (взят от энергосберегающей лампочки, это важно). Первичная обмотка выполнена проводом диаметром 0,1 мм — 150 витков, вторичная проводом диаметром 0,5 мм — 8 витков (количество витков подбирается, 1 = 100 — 200, 2 = 5 — 10). Изменён номинал резистора R2 cо 100 Ом до 10 кОм. Напряжение питания снижено с 9 до 5 вольт (U питания микросхемы К561ЛН2 от 5 до 15 вольт).

Схема

Основным несущим компонентом для монтажа всего и получения, в конечном счете, желаемого выбрал прочный пластмассовый пинцет, входящий в набор устройства для производства оттиска печати на документах (наборная печать). К нему, при помощи металлической пластины, прикрепил М4762 предназначенный для работы в вертикальном положении шкалы, с током отклонения 220 — 270 мкА, внутренним сопротивлением 2800 Ом, с габаритными размерами 49 х 45 х 32 мм и длиной шкалы — 34 мм. Так же установил на него щупы — контакты и разъём питания.

Шкалу индикатора заменил. Символ бесконечности придаёт ей несколько вызывающий вид, но по сути всё верно, тут важно через увиденное понять, что у измеряемого конденсатора нет превышения допускаемого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), а всё что свыше того (до бесконечности) к эксплуатации не пригодно. Градуировка новой шкалы полностью соответствует задачам дефектовки. В дальнейшем предполагается отклонение стрелки измерительного прибора выставлять, при помощи подстроечного резистора, на конечное деление шкалы, которое будет соответствовать определённому значению ESR. Можно установить полное отклонение стрелки при 1 Ом, а можно и при 10 Ом и т.д. (как будет желаемо).

Печатная плата была разведена только под часть электронных компонентов, остальные (в данном конкретном случае) гораздо удобней разместить навесным способом. И в первую очередь это касается подстроечного резистора который будет размещён снаружи корпуса. Доступность регулировки позволит при необходимости в любой момент перенастроить значение ESR относительно полного отклонения стрелки на шкале индикатора.

По готовности печатной платы и трансформатора была произведена предварительная сборка и опробована работоспособность пробника. Подключённый резистор сопротивлением в 10 Ом удачно вписался в показания стрелки, она отклонилась почти на всю шкалу, что означило максимально возможный для визуального восприятия ESR и будет в данном случае равен 10 Ом.

Конденсатор и два диода были смонтированы навесным способом монтажа на контактах индикатора, всё остальное (за исключением подстроечного резистора) установлено на плату.

После окончательного, чистового соединения всех узлов ещё раз проверил работоспособность — без замечаний. Трансформатор приклеен к плате клеем «Мастер».

Печатная плата помещена в металлический корпус, в качестве которого использована часть пришедшего в негодность печатного вала катриджа принтера. Корпус одет на цилиндрическую часть (выступ) индикатора. Заглушкой для торцевой части послужила подходящая пластиковая пробочка. На ней установлен подстроечный резистор, а лучше поставить маленький переменник (буду менять). Габаритные размеры пробника, как видно на фото, сопоставимы со спичечным коробком, изначально задуманный мобильный с возможностью все доступности вариант думаю удался.

После полуминутной настройки стрелка занимает следующие положения на шкале индикатора: при накоротко замкнутых контактах.

При подключении резистора номиналом 0,1 Ом.

При подключении резистора номиналом 1 Ом, а при 2,5 Ом стрелка встаёт перед последним делением.

Результат проведённой дефектовки припасённых к этому случаю электролитических конденсаторов б/у.

Как это происходило — индикатор в работе.

Видео

Пока питание на пробник подаю с лабораторного БП, но это не то. Нужен индивидуальный компактный хорошо стабилизированный источник питания на 5 вольт. В заключении хочу поблагодарить любителя электроники с просторов интернета Olegm Wolf за помощь в доработке схемы. С уважением, Babay .

Обсудить статью ESR ТЕСТЕР

В этой статье мы с вами будем собирать ESR-метр. В первый раз слышите слово “ESR”? А ну-ка бегом читать эту статью!

Для чего нужен ESR-метр

Итак, для чего нам вообще собирать ESR-метр? Для тех, кто поленился читать статью про ESR давайте вспомним, чем оно нам вредит. Дело в том, что сейчас почти во всей электронной аппаратуре используются импульсные блоки питания. В этих импульсных блоках питания “гуляют” высокие частоты и некоторые из этих частот проходят через электролитические конденсаторы. Если вы читали статью конденсатор в цепи постоянного и переменого тока , то наверняка помните, что высокие частоты конденсатор пропускает через себя почти без проблем. И проблем тем меньше, чем выше частота. Это, конечно, в идеале. В реальности же в каждом конденсаторе “спрятан” резистор. А какая мощность будет выделяться на резисторе?

P=I 2 xR

где

P – это мощность, Ватт

I – сила тока, Ампер

R – сопротивление, Ом

А как вы знаете, мощность, которая рассеивается на резисторе – это и есть тепло;-) И что тогда у нас получается? Конденсатор тупо превращается в маленькую печку)). Нагрев конденсатора – эффект очень нежелательный, так как при нагреве в лучшем случае он меняет свой номинал, а в худшем – просто раскрывается розочкой). Такие кондеры-розочки использовать уже нельзя.

Вздувшиеся электролитические конденсаторы – это большая проблема современной техники. Очень много отказов в работе электроники бывает именно по их вине. Визуально это проявляется в появлении припухлости в верхней части конденсатора. Видите небольшие прорези на шляпе этих конденсаторов? Это делается для того, чтобы такой конденсатор не разрывался от предсмертного шока и не забрызгивал всю плату электролитом, а ровнёхонько надрывал тонкую часть прорези и испускал тихий спокойных выдох. У советских конденсаторов таких прорезей не было, и поэтому если они и бахали, то делали это громко, эффектно и задорно)))

Но иногда бывает и так, что внешне такой конденсатор ничем не отличается от простых рабочих конденсаторов, а ESR очень велико. Поэтому, для проверки таких конденсаторов и был создан прибор под названием ESR-метр. У меня например ESR-метр идет в комплекте с Транзистор-метром :

Минус данного прибора в том, что им можно замерять ESR только демонтированных конденсаторов. Если замерять прямо на плате, то он выдаст полную ахинею.

Схема и сборка

В интернете очень давно гуляет схема простенького ESR-метра, а точнее – приставки к . С помощью нее можно спокойно замерить ESR конденсатора, даже не выпаивая его из платы. Давайте же рассмотрим схемку нашей приставки. Кликните по ней, и схема откроется в новом окне и в полный рост:

Вместо “Cx” (в штриховом прямоугольнике) мы здесь ставим конденсатор, у которого замеряем ESR.

Для того, чтобы не травить лишний раз платку, я взял и спаял на ней. На Али я взял целый набор этих макеток. Это получается даже дешевле, чем покупать фольгированный текстолит.

С обратной стороны макетной платы для связи радиоэлементов использовал провод МГТФ

Вы легко его узнаете по розовой окраске. Хотя бывают и другого цвета, но в основном розовый.

Что это за “фрукт”? МГТФ расшифровывается как М онтажный, Г ибкий, Т еплостойкий, в Ф торопластовой изоляции. Этот провод отлично подходит для электронных поделок, так как при пайке его изоляция не плавится. Это только один из плюсов.

Обратную сторону с проводами МГТФ я показывать не буду). Там ничего интересного нет).

После сборки макетная плата выглядит вот так:

Микросхемы по привычке всегда ставлю в панельки:

При своей стоимости, панельки позволяют быстро сменить микросхему. Особенно это актуально для дорогих микроконтроллеров. Вдруг понадобится МК для других целей?)

Для подачи питания с батарейки на платку, я воспользовался стандартной клеммой от старого мультиметра:

Как быть, если у вас нет такой клеммы, а подать питание с Кроны необходимо? В таком случае, у вас наверняка есть старая батарейка Крона, так ведь? Аккуратно вскрываем корпус, снимаем клеммы батарейки, подпаиваем проводки и у нас готова клемма для подключения к новой батарейке. На крайний случай их можно также купить на Али. Выбор огромный.

Прибор выполнен в виде приставки к любому цифровому мультиметру:

Здесь есть одно “но”. Так как мы измеряем на пределе 200 милливольт постоянного напряжения (DCV), то и значения мы получим не в Омах или миллиомах, а в милливольтах, которые затем, сверяясь со значениями полученными при калибровке прибора, мы должны будем перевести в Омы.

А вот и мой самопальный щуп :

Подобные приборы не любят длинных проводов-щупов, идущих к ножкам конденсатора, и поэтому я был вынужден сделать подобие пинцета, собранное из двух половинок фольгированного текстолита.

Внутри корпуса платка выглядит примерно вот так:

Провода, идущие к пинцету, закреплены каплей термоклея . Между щупами, идущими к мультиметру, стоит конденсатор керамика 100 нанофарад с целью снизить уровень помех. В схеме применен подстроечный резистор на 1,5 Килоома. С помощью этого резистора мы и будем калибровать наш приборчик.

Калибровка прибора

После того как все собрали, приступаем к калибровке (настройке) нашего ESR-метра пошагово:

1)Если у вас есть осциллограф , замеряем на измерительных щупах напряжение с частотой 120-180 КилоГерц. Если замеряемая частота не укладывается в этот диапазон, то меняем значение резистора R3.

2) Цепляем мультиметр и ставим его крутилку на измерение милливольт постоянного напряжения.

3) Берем резистор номиналом в 1 Ом и цепляем его к измерительным щупам. В данном случае, к нашему самопальному пинцету.

4) Добиваемся того, чтобы мультиметр показал значение в 1 милливольт, меняя значение подстроечного резистора R1

5) Теперь берем сопротивление 2 Ома, и не меняя значение R1 записываем показания мультиметра

6) Берем 3 Ома и снова записываем показания и тд. Думаю, до 8-10 Ом вам таблички хватит вполне.

Например, мы можем выставить соответствие 1 милливольт – это 1 Ом, и т. д., хотя я предпочел настроить 4,8 милливольт – 1 Ом, для того чтобы была возможность точнее измерять низкие значения сопротивления. При замыкании щупов – контактов пинцета на дисплее мультиметра значение 2,8 милливольт. Сказывается сопротивление проводов-щупов. Это у нас типа 0 Ом;-).

Приведу для ознакомления значения измерений низкоомных резисторов: при измерении резистора 0,68 Ом значения равны 3,9 милливольт, 1 ом – 4,8 милливольт, 2 Ома – 9,3 милливольта. У меня получилась вот такая табличка, которую я потом и наклеил на свой прибор

При измерении сопротивления в 10 Ом на экране уже показание 92,5 миллиВольт. Как мы видим, зависимость не пропорциональная.

После того, как я сделал замеры, смотрю в другую табличку:

Слева – номинал конденсатора, вверху – значение напряжения, на которое рассчитан этот конденсатор. Ну и, собственно, в таблице максимальное значение ESR конденсатора, который можно использовать в ВЧ схемах.

Давайте попробуем замерить ESR у двух импортных и одного отечественного конденсатора

Как вы видите, импортные конденсаторы обладают очень маленьким ESR. Советский конденсатор показывает уже большее значение. Оно и не удивительно. Старость не в радость).

Поправки к схеме

1) Для более-менее точных измерений, желательно, чтобы питание нашего ESR-метра было всегда стабильное. Если батарейка разрядится хотя бы на 1 Вольт, то показания ESR также будут уже с погрешностью. Так что лучше постарайтесь давать питание на ESR-метр всегда стабильное. Как я уже сказал, для этого можно использовать внешний блок питания или собрать схемку на 7809 микросхеме. Например, блок питания можно собрать по этой схеме.

2) Показания, которые выдает наша самоделка, не говорят о том, что наш самопальный прибор с великой точностью замеряет ESR. Скорее всего, его можно отнести к пробникам. А что делают пробники? Отвечают в основном на два вопроса: да или нет;-). В данном случае прибор “говорит”, можно ли использовать такой конденсатор или лучше все-таки поставить его в НЧ (Н изкоЧ астотную) схему.

Данный пробник может собрать любой, даже начинающий радиолюбитель, если у него вдруг возникнет потребность заняться ремонтами. А вот и видео его работы:

ESR метр своими руками . Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический . Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность , приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать .

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.

Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.

Радиодетали ESR метра расположены на , которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания. Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла. Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.

Настройка устройства

1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.

К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.

Начало

Да, эта тема многократно обсуждалась, в том числе и здесь. Я собрал два варианта схемы Ludens и они очень хорошо себя зарекомендовали, тем не менее, у всех предлагаемых ранее вариантов есть недостатки. Шкалы приборов со стрелочными индикаторами очень нелинейны и требуют для калибровки много низкоомных резисторов, эти шкалы надо рисовать и вставлять в головки. Приборные головки велики и тяжелы, хрупки, а корпуса малогабаритных пластмассовых индикаторов обычно запаяны и они часто имеют мелкую шкалу. Слабым местом почти всех предыдущих конструкций является их низкая разрешающая способность. А для конденсаторов LowESR как раз надо измерять сотые доли Ома в диапазоне от нуля до половины Ома. Предлагались также приборы на основе микроконтроллеров с цифровой шкалой, но не всякий занимается микроконтроллерами и их прошивками, устройство получается неоправданно сложным и относительно дорогим. Поэтому в журнале «Радио» сделали разумную рациональную схему — цифровой тестер есть у любого радиолюбителя, да и стоит он копейки.

Я внес минимальные изменения. Корпус — от неисправного «электронного дросселя» для галогеновых ламп. Питание — батарея «Крона» 9 Вольт и стабилизатор 78L05 . Убрал переключатель — измерять LowESR в диапазоне до 200 Ом надо очень редко (если приспичит, использую параллельное подключение). Изменил некоторые детали. Микросхема 74HC132N , транзисторы 2N7000 (to92) и IRLML2502 (sot23). Из-за увеличения напряжения с 3 до 5 Вольт отпала необходимость подбора транзисторов.
При испытаниях устройство нормально работало при напряжении батареи свежей 9,6 В до полностью разряженной 6 В.

Кроме того, для удобства, использовал smd-резисторы. Все smd-элементы прекрасно паяются паяльником ЭПСН-25. Вместо последовательного соединения R6R7 я использовал параллельное соединение — так удобнее, на плате я предусмотрел подключение переменного резистора параллельно R6 для подстройки нуля, но оказалось, что «нуль» стабилен во всем диапазоне указанных мною напряжений.

Удивление вызвало то, что в конструкции «разработанной в журнале» перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток (поправьте, если я неправ). Знаю, что транзисторы будут работать и при таком включении, но для редакторов такие ошибки недопустимы.

Итого

Данный прибор работает у меня около месяца, его показания при измерениях конденсаторов с ESR в единицы Ом совпадают с прибором по схеме Ludens .
Он уже прошёл проверку в боевых условиях, когда у меня перестал включаться компьютер из-за емкостей в блоке питания, при этом не было явных следов «перегорания», а конденсаторы были не вздувшимися.

Точность показаний в диапазоне 0,01…0,1 Ом позволила отбраковать сомнительные и не выбрасывать старые выпаянные, но имеющие нормальную ёмкость и ESR конденсаторы. Прибор прост в изготовлении, детали доступны и дёшевы, толщина дорожек позволяет их рисовать даже спичкой.
На мой взгляд, схема очень удачна и заслуживает повторения.

Файлы

Печатная плата:
▼ 🕗 25/09/11 ⚖️ 14,22 Kb ⇣ 669 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!

В помощь радиолюбителю. Выпуск 12 (fb2) | КулЛиб

Цвет фоначерныйсветло-черныйбежевыйбежевый 2персиковыйзеленыйсеро-зеленыйжелтыйсинийсерыйкрасныйбелыйЦвет шрифтабелыйзеленыйжелтыйсинийтемно-синийсерыйсветло-серыйтёмно-серыйкрасныйРазмер шрифта14px16px18px20px22px24pxШрифтArial, Helvetica, sans-serif»Arial Black», Gadget, sans-serif»Bookman Old Style», serif»Comic Sans MS», cursiveCourier, monospace»Courier New», Courier, monospaceGaramond, serifGeorgia, serifImpact, Charcoal, sans-serif»Lucida Console», Monaco, monospace»Lucida Sans Unicode», «Lucida Grande», sans-serif»MS Sans Serif», Geneva, sans-serif»MS Serif», «New York», sans-serif»Palatino Linotype», «Book Antiqua», Palatino, serifSymbol, sans-serifTahoma, Geneva, sans-serif»Times New Roman», Times, serif»Trebuchet MS», Helvetica, sans-serifVerdana, Geneva, sans-serifWebdings, sans-serifWingdings, «Zapf Dingbats», sans-serif

Насыщенность шрифтажирныйОбычный стилькурсивШирина текста400px500px600px700px800px900px1000px1100px1200pxПоказывать менюУбрать менюАбзац0px4px12px16px20px24px28px32px36px40pxМежстрочный интервал18px20px22px24px26px28px30px32px

Составитель:

Никитин Вильямс Адольфович «В помощь радиолюбителю» _{Выпуск 12} (Электроника своими руками)

Глава 1 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

1.1. Мини-тестер

Жердев А. [1]

Миниатюрный тестер, собранный по схеме, приведенной на рис. 1, состоит из вольтметра постоянных и переменных напряжений и омметра.

Рис. 1. Принципиальная схема мини-тестера

В качестве стрелочного прибора РА1 используется микроамперметр типа М476 с током полного отклонения стрелки 125 мкА, который применяется в аудиомагнитофонах для установки уровня записи. Сопротивления добавочных резисторов R10 и R11 обеспечивают полное отклонение стрелки микроамперметра при подаче на клемму X11 постоянного напряжения 0,5 В, а на клемму Х9 напряжения 2,5 В благодаря добавочному резистору R7. Резисторы R1-R6 служат для получения пределов измерения 5, 25, 50, 250 и 1000 В при соответствующем использовании клемм Х6, Х5, Х4, Х3 и Х2. Измерения постоянного напряжения производятся при подключении перемычки между клеммами Х9 и Х7.

Для измерения переменного напряжения схема содержит выпрямитель с удвоением напряжения, собранный на диодах VD1 и VD2 и конденсаторах С1 и С2. Для отклонения стрелки микроамперметра на всю шкалу при подаче на клемму Х9 эффективного значения переменного напряжения 2,5 В используется добавочный резистор R8. Для измерения напряжений, превышающих 2,5 В, используется перемычка между клеммами Х8 и Х7 и те же клеммы Х2-Х6, что и при измерениях постоянных напряжений, с теми же пределами измерений.

Для включения омметра используется ключ SA1. Резистор R_x, сопротивление которого необходимо измерить, подключается между клеммой «Общ» и одной из клемм Х13-Х18.

Если сопротивление резистора R_x составляет, например, 100 кОм и он подключен к клемме Х15, к батарее GB1 оказывается присоединено последовательное соединение резисторов R18, R17, R16, R15 и R_x. При этом падение напряжения на резисторе R_x оказывается равным:

Это напряжение поступает на вход составного эмиттерного повторителя, собранного на транзисторах VT1, VT2.

С выхода эмиттерного повторителя напряжение такой же величины поступает на вольтметр через добавочный резистор R9, сопротивление которого выбрано так, что в точке соединения R9 и R10 оказывается напряжение 0,5 В, что соответствует полному отклонению стрелки микроамперметра. В связи с чрезвычайно малым током базы транзистора VT1, резисторы R14, R13 и R12 на работу схемы не влияют. Если поочередно в качестве R_x подключать резисторы разных сопротивлений, можно отградуировать шкалу прибора.

Остальные элементы схемы имеют следующее назначение. Резистор R19 обеспечивает необходимую утечку конденсатора С1. Резистор R10 с конденсатором С3 образуют фильтр нижних частот для гашения пульсаций выпрямленного напряжения. Диоды VD3, VD4 защищают стрелочный прибор от возможных перегрузок.

1.2. Омметр с линейной шкалой

Серебров Н. [2]

Принцип измерения сопротивлений этим прибором состоит в том, что пропускается стабильный ток через измеряемый резистор и образующееся на нем падение напряжения измеряется вольтметром.

Принципиальная схема омметра приведена на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема омметра с линейной шкалой

Рассмотрим работу прибора при положении переключателей, показанном на схеме.

Питание омметра осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В через сетевой трансформатор Т1. Напряжение вторичной обмотки II выпрямляется диодным мостиком VD2-VD5, сглаживается конденсатором С2 и стабилизируется микросхемой DA1. Стабилизированное микросхемой DA1 напряжение 12 В проходит с вывода 2 микросхемы через подстроечный резистор R1, резистор R2, контакты переключателя пределов измерения SA1, контакты переключателя рода работ SA2 и измеряемый резистор, подключенный к клеммам X1 и Х2, на общий провод. Ток в этой цепи определяется резисторами R1 и R2, сопротивление которых значительно больше, чем у измеряемого резистора. Поэтому изменение его сопротивления в широких пределах не влияет на протекающий через него ток. Падение на нем напряжения измеряется вольтметром, собранным на резисторе R10 и микроамперметре РА1. В связи с тем, что ток в цепи постоянен и не зависит от сопротивления измеряемого резистора, падение на нем напряжения прямо пропорционально сопротивлению этого резистора, и пригодна шкала микроамперметра, имеющая 100 делений.

Если переключить SA2 в положение, при котором SA2.1 разомкнется, a SA2.2 замкнется, включится режим калибровки, вместо измеряемого в схему включится эталонный резистор R3 и подстроечным резистором R1 стрелку вольтметра нужно будет установить на последнее деление шкалы. На двух других пределах измерения производятся аналогично.

Резисторы R3, R6 и R9 должны точно соответствовать указанным номиналам. Стабилитрон VD1 и конденсатор С3 служат для защиты стрелочного прибора от перегрузок и резких бросков стрелки. В качестве трансформатора можно использовать выходной трансформатор кадров от старых ламповых телевизоров ТВК-110А, ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2. Используется та из вторичных обмоток, которая намотана более толстым проводом (сопротивление которой меньше).

Чертеж печатной платы с установленными на ней элементами схемы показан на рис. 3.

Рис. 3. Печатная плата омметра с линейной шкалой

1.3. Измеритель индуктивности с линейной шкалой

Устименко С. [3]

Иногда в радиолюбительских условиях необходимо измерить индуктивность высокочастотной катушки, но приборы, обладающие такой возможностью (куметры), встречаются достаточно редко. Предлагаемый прибор позволяет измерять индуктивности катушек на трех пределах измерения — 30, 300 и 3000 мкГн с точностью не хуже 2 % от значения шкалы. На показания не влияют собственная емкость катушки и ее омическое сопротивление. Принцип действия прибора состоит в измерении энергии, накопленной в магнитном поле катушки за время протекания через нее постоянного тока.

Принципиальная схема измерителя приведена на рис. 4.

Рис. 4. Принципиальная схема измерителя индуктивности

На элементах 2И-НЕ микросхемы DD1 собран генератор прямоугольных импульсов, частота повторений которых определяется емкостью конденсатора C1, С2 или С3 в зависимости от включенного предела измерений переключателем SA1. Эти импульсы через один из конденсаторов С4, С5 или С6 и диод VD2 поступают на измеряемую катушку L_x, которая подключена к клеммам XS1 и XS2. После прекращения очередного импульса во время паузы за счет накопленной энергии магнитного поля ток через катушку продолжает протекать в том же направлении через диод VD3, его измерение осуществляется стрелочным прибором РА1. Конденсатор С7 сглаживает пульсации тока. Диод VD1 служит для привязки уровня импульсов, поступающих на катушку.

При налаживании прибора необходимо использовать три эталонные катушки с индуктивностями 30, 300 и 3000 мкГн, которые поочередно подключаются вместо L1, и соответствующим переменным резистором R1, R2 или R3 стрелка прибора устанавливается на максимальное деление шкалы. Во время эксплуатации измерителя достаточно выполнять калибровку переменным резистором R4 на пределе измерения 300 мкГн, используя катушку L1 и включив выключатель SB1.

Питание микросхемы производится от любого источника напряжением 5 В.

Чертеж печатной платы с установленными на ней элементами схемы показан на рис. 5.

Рис. 5. Печатная плата измерителя индуктивностей

1.4. Измеритель емкости на ИМС

Соловьев О. [4]

Этот миниатюрный прибор позволяет измерять емкость конденсаторов в пределах от 30 пФ до 3 мкФ на пяти поддиапазонах. Используется общеизвестный принцип сбалансированного моста переменного тока с питанием от генератора.

Особенность схемы этого измерителя состоит в том, что генератор и мост объединены и собраны на одной интегральной микросхеме.

Принципиальная схема измерителя приведена на рис. 6.

Рис. 6. Принципиальная схема измерителя емкости

Четыре элемента 2И-НЕ в этой схеме имеют несколько цепей обратной связи. Положительная частотно-независимая обратная связь осуществлена с вывода 6 на вывод 2. Две цепи частотно-зависимой обратной связи выполнены с вывода 8 через верхнюю по схеме часть резистора R3 и резистор R2 на вывод бис вывода 8 через нижнюю по схеме часть резистора R3 и резистор R4 — на вывод 1. Частотная зависимость этих цепей объясняется наличием одного из конденсаторов С1-С5, включенного переключателем диапазонов SA1, и конденсатора, емкость которого необходимо измерить, подключенного к клеммам XS1 и XS2.

При балансе моста схема прекращает генерировать колебания, на выводе 3 создается устойчивый уровень логического нуля и в результате зажигается светодиод HL1. Такого состояния добиваются регулировкой переменного резистора R3, а по шкале его лимба производится отсчет емкости.

В связи с тем, что конденсаторы С1-С5 являются эталонными, необходимо их емкости подобрать таким образом, чтобы они отличалась от указанных на схеме значений не более чем на 2 %. Шкалу переменного резистора необходимо отградуировать с помощью набора конденсаторов, емкости которых известны. Питание прибора осуществляется либо от батареи 3336Л, либо от трех гальванических элементов типоразмера АА или ААА.

1.5. Генератор 3Ч

Нечаев И. [5]

Предлагаемый генератор звуковой частоты вырабатывает синусоидальные колебания частотой от 25 Гц до 25 кГц в трех поддиапазонах: 25-250, 250-2500, 2500-25000 Гц при коэффициенте нелинейных искажений (клирфакторе) не более 0,3 % и напряжении генерируемого сигнала на выходе 1,5 В.

Питание генератора постоянным стабилизированным напряжением 15 В осуществляется от любого источника, способного отдать ток до 30 мА.

Принципиальная схема генератора показана на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема звукового генератора

Генератор собран по классической схеме с использованием моста Вина на операционном усилителе DA1 типа К140УД8А. Выход микросхемы (вывод 7) подключен к базе транзистора VT2, который используется в схеме эмиттерного повторителя, нагруженного резисторами R13 и R14. С эмиттера транзистора сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя (вывод 4) через мост Вина. Последовательное плечо этого моста образовано резистором R9, R10 или R11 и конденсатором С3.2, а параллельное плечо — резистором R3, R4 или R5 и конденсатором С3.1. По этой цепи осуществляется положительная обратная связь, благодаря которой происходит генерация синусоидальных колебаний такой частоты, на которую настроен мост Вина. Эта частота определяется произведением сопротивлений резисторов моста на емкости конденсаторов:

где частота f выражается в герцах, сопротивления R — в омах, емкости С — в фарадах. При этом сопротивления резисторов и емкости конденсаторов в обоих плечах должны быть одинаковыми, например R3 = R9, С3.1 = С3.2. Таким образом, для изменения частоты генерации в качестве элемента настройки могут быть выбраны либо оба резистора, которые должны быть переменными и в любом положении иметь одинаковые сопротивления, либо оба конденсатора, что удобнее, так как промышленностью выпускаются двухсекционные агрегаты конденсаторов переменной емкости для радиоприемников. Сдвоенные же переменные резисторы обладают худшей идентичностью сопротивлений в разных положениях ротора.

С части нагрузки эмиттерного повторителя, переменного резистора R14 снимается выходной сигнал генератора и через разделительный конденсатор С4, отделяющий постоянную составляющую напряжения, поступает на клемму «Выход 1:1». Резисторы R15 и R16 образуют декадный выходной делитель для получения сигнала на клемме «Выход 1:10» уровнем в 10 раз меньшим, чем на основном выходе.

Для поддержания постоянной амплитуды генерируемого сигнала, что обеспечивает хорошую форму сигнала и малый клирфактор, служит цепь отрицательной обратной связи с выхода эмиттерного повторителя на инвертирующий вход операционного усилителя (вывод 3). В эту цепь входят полевой транзистор VT1, диод VD1, переменный резистор R7 и другие детали.

Печатная плата размерами 50х83 мм представлена на рис. 8.

Рис. 8. Печатная плата звукового генератора

1.6. Простой RC-генератор

Шушурин В. [6]

Этот очень простой генератор собран всего на одном транзисторе с минимальным числом компонентов. Его можно использовать в качестве сигнализатора, если к форме генерируемых им колебаний не предъявляется строгих требований.

Принципиальная схема генератора приведена на рис. 9.

Рис. 9. Принципиальная схема простого генератора

Транзистор выполняет функции усилителя звуковой частоты по схеме с общим эмиттером и резистором нагрузки в цепи коллектора (R6), но с его коллектора усиленный сигнал подается в цепь базы через трехзвенный частотный фильтр, состоящий из резисторов R1, R2, R3, R5 и конденсаторов С1, СЗ, С4. Благодаря этому фильтру на определенной частоте осуществляется сдвиг фазы сигнала, необходимый для выполнения условий генерации, а эта обратная связь становится положительной.

Конденсатор С2 — разделительный, а резистором R4 устанавливается рабочий режим базы. С помощью переменного резистора R6 можно изменять уровень выходного сигнала. Емкости конденсаторов частотного фильтра для получения определенной частоты генерации можно определить по следующей формуле:

C = 0.065/RF

где:

С — емкость конденсаторов C1 = С2 = СЗ = С4 в фарадах;

R — сопротивления резисторов R1 = R2 = R3 в омах;

F — частота генерируемых колебаний в герцах.

Глава 2 ЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ

2.1. «Электрический стул» для носа

Гончар Г. [7]

Подобно укалыванию иглой биологически активных точек (БАТ) аналогичные результаты достигаются воздействием на БАТ электрическими импульсами. При этом обеспечивается безболезненность и стерильность.

Принципиальная схема прибора представлена на рис. 10.

Рис. 10. Принципиальная схема прибора для акупунктуры носа

Переменный резистор R1 служит для установки уровня тока в цепи, резистор R2 ограничивает максимальный ток величиной 0,9 мА. ЛЭ — лечебный электрод, который вводится в ноздрю на глубину 5–7 см, ОЭ — общий электрод, который держат в руке.

Перед процедурой переменный резистор R1 устанавливают в нижнее по схеме положение и включают питание тумблером SA1. Затем регулятором уровня R1 устанавливают ток, равный 70–80 мкА, и производят поиск БАТ, поворачивая и перемещая лечебный электрод. При этом ток течет от плюса батареи через общий электрод, тело пациента, лечебный электрод, микроамперметр, резисторы R2 и R1, SA1 на минус батареи. Найдя БАТ и вновь установив ток на уровне 70–80 мкА, выключают питание тумблером SA1 и переключают SB1 в нижнее по схеме положение. Теперь возбужденный нерв сам становится на короткое время источником тока, который протекает от ЛЭ через тело пациента, ОЭ, РА1, R2, R1, ЛЭ и индицируется прибором.

2.2. Устройство для лечения магнитным полем

Стахов Е. [8]

Прибор можно использовать в качестве обезболивающего устройства при головной боли, ревматизме, а также стимулятора при неврозах и переутомлении.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 11.

Рис. 11. Принципиальная схема прибора магнитотерапии

В исходном состоянии конденсатор С2 разряжен, а после включения одного или нескольких тумблеров S1, S2, S3 начинает периодически заряжаться и разряжаться под воздействием таймера DD1. При этом через обмотку электромагнита L1 протекает импульсный ток, частота повторения которого определяется емкостью конденсатора С2 и сопротивлением зарядно-разрядной цепи. Диод VD1 служит для защиты таймера от напряжения противоЭДС, возникающего при работе.

Три тумблера дают возможность семи комбинаций их включения, что соответствует получению дискретных значений частоты повторения импульсов от 0,74 до 5,2 Гц. Питание устройства производится от батареи напряжением от 5 до 16 В при токе потребления от 15 до 50 мА и зависит от желаемой дозы. Конструкция электромагнита приведена на рис. 12.

Рис. 12. Эскиз электромагнита

Катушка электромагнита содержит 4300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,09 мм. Внутрь катушки вставлен сердечник из магнитомягкой стали с резьбой на хвостовике для крепления к монтажной плате.

Использование устройства состоит в прикладывании торца сердечника электромагнита к больному месту. Частота импульсов путем включения комбинации тумблеров подбирается экспериментально. Обычно более низкие частоты применяют при ревматических болях, а более высокие — при головных. Длительность сеанса — порядка 15 минут в день.

2.3. «Антимигреневый» генератор

Шустов М. [9]

Давно установлено, что светотерапия и цветотерапия способны корректировать состояние человека, воздействовать на его самочувствие, лечить неврозы. Снять приступы мигрени удается, изменяя частоту вспышек света в пределах от 0,5 до 50 Гц и его яркость. Схема одного из возможных генераторов такого назначения приведена на рис. 13.

Рис. 13. Принципиальная схема генератора против мигрени

Задающий генератор образован симметричным мультивибратором, который собран на лавинных транзисторах микросхемы К101КТ1А. Частота повторения импульсов, генерируемых этой схемой, определяется емкостью конденсаторов С1 и С2 и сопротивлениями резисторов, включенных в цепи эмиттеров. Изменять частоту в пределах от 1 до 33 Гц можно регулировкой напряжения, снимаемого с делителя, образованного резисторами R3 и R4. Импульсные последовательности с эмиттеров мультивибратора через диоды VD2 и VD3 подаются на базы транзисторов VT1 и VT4, которые служат усилителями тока и собраны по схеме с общим коллектором. В цепи эмиттеров этих транзисторов включены светодиоды VD1 и VD2. Один из них может быть типа АЛ307Б красного цвета, а другой — АЛ307Г зеленого цвета. Вместо транзисторов П416 можно использовать ГТ308А.

2.4. Помощник для слепых

Коваль А. [10]

Это устройство представляет собой простейший звуковой генератор, частота которого и тон звука определяются освещенностью фоторезистора.

Принципиальная схема генератора показана на рис. 14.

Рис. 14. Принципиальная схема помощника для слепых

Все устройство помещается в цилиндрический корпус фонаря, рассчитанного на использование двух гальванических элементов 373. Плата с элементами устройства устанавливается вместо одного из гальванических элементов, а второй используется для питания. Фоторезистор устанавливается вместо лампочки, а в отверстие кнопки выводится ось переменного резистора R5, которым можно регулировать высоту тона. Если на место стекла установить линзу, подобрав ее фокусное расстояние так, чтобы свет фокусировался на фоторезисторе, чувствительность устройства значительно возрастет. Такой «антифонарь» позволяет определять направление на свет.

2.5. Горный воздух в комнате

Иванов Б. [11]

Для насыщения воздуха в помещении отрицательными ионами предлагается конструкция электроэффлювиальной люстры, на которую подается высокое напряжение, приводящее к ионизации окружающего воздуха.

Принципиальная схема такого устройства приведена рис. 15.

Рис. 15. Схема литания электроэффлювиальной люстры

Устройство питается от электросети напряжением 220 В через сетевой трансформатор Тр1, вторичная обмотка которого подключена к мостовому выпрямителю на диодах Д1-Д4. Выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С1 и поступает в качестве питания на генератор с индуктивной обратной связью, собранный по симметричной схеме на транзисторах Т1 и Т2. Рабочий режим генератора обеспечивают резистор R1 и конденсатор С2. С повышающей вторичной обмотки III переменное напряжение частотой около 4000 Гц поступает на выпрямитель с умножением напряжения в шесть раз. В результате суммарное высокое напряжение на конденсаторах С6, С7 и С8 достигает 30 кВ и подается на электроэффлювиальную люстру.

Сетевой трансформатор Тр1 собран на сердечнике Ш20, толщина набора 30 мм, первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм, вторичная обмотка — 120 витков провода ПЭЛ диаметром 1,2 мм.

Повышающий трансформатор Тр2 собран на ферритовом С-образном сердечнике от строчного трансформатора ТВС-110, обмотка 1-14 витков провода ПЭЛ диаметром 0,8 мм с отводом от середины, обмотка II — 6 витков того же провода с отводом от середины, обмотка III — 8000 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,08 мм. Эскиз электроэффлювиальной люстры представлен на рис. 16.

Рис. 16. Эскиз электроэффлювиальной люстры

Люстра выполнена из металлического кольца диаметром 750-1000 мм, на которое припаяны взаимно перпендикулярные медные провода диаметром 0,8 мм, образующие часть сферы. На пересечениях проводов к ним припаяны иголки длиной около 50 мм и толщиной 0,3 мм.

Диоды сетевого выпрямителя Д303 можно заменить современными диодами типа КД202А, высоковольтные выпрямительные столбы Д1008 — столбами КЦ105Д, имеющими значительно меньшие габариты. Конденсаторы С3-С8 должны выдерживать напряжение 10 кВ, так можно использовать конденсаторы типа КОБ с рабочим напряжением 12 кВ, использовавшиеся в телевизорах.

Глава 3 ОХРАННЫЕ УСТРОЙСТВА

3.1. Сторожевое устройство

Карелин С. [12]

Любое охранное устройство должно быть рассчитано на допуск в охраняемую зону владельца или доверенных лиц без возбуждения сигнала тревоги. Это реализуется разными методами, а в предлагаемом устройстве используется так называемый магнитный ключ, представляющий собой небольшой постоянный магнит, которым воздействуют на геркон (магнитоуправляемый контакт). Принципиальная схема сторожевого устройства показана на рис. 17.

Рис. 17. Принципиальная схема сторожевого устройства

Устройство содержит две микросхемы — DD1, в которой из четырех триггеров использованы два, и DD2, в которой из шести инверторов четыре соединены параллельно, а также использованы входы блокировки (вывод 4) и запрета (вывод 12). Перед выходом из помещения тумблером SA1 включается питание и начинают заряжаться конденсаторы С1 и С4. При этом первый триггер DD1 устанавливается в состояние «1», а второй — в состояние «0». На вход запрета DD2 поступает уровень «1», в результате чего на всех шести выходах DD2 устанавливается уровень «0». Поэтому горит светодиод HL1, сигнализируя о включении схемы, а тиристор VS1 заперт. Состояние дверного контакта S1 не влияет на работу, поскольку действует запрет. По мере заряда конденсатора С4 потенциал вывода 12 падает и через 40–50 с достигает уровня «0», чем снимается запрет. За это время можно выйти из помещения и закрыть дверь, замкнув контакты S1. На выводе 14 DD2 появляется высокий уровень, и светодиод гаснет, указывая на наступление режима охраны.

Если теперь открыть дверь, разомкнув контакты S1, высокий уровень на выводе 2 DD2 поступит на вход R1 DD1, переводя первый триггер в нулевое состояние. Уровень «0» с вывода 2 DD1 поступит на четыре входа DD2, и в результате на этих выходах образуется высокий уровень, которым отопрется тиристор, сработает реле К1 и контактами К1.1 включит сигнализацию.

Для допуска в помещение доверенных лиц служит геркон SF1, размещенный в секретном месте у входа в помещение.

При воздействии на него магнитом второй триггер DD1 переводится в состояние «1», и высокий уровень поступает на вход блокировки DD2. Поэтому на ее выходах принудительно создается низкий уровень, тиристор остается запертым, и сигнализация включена не будет.

Большим достоинством этого устройства является минимальное потребление энергии, благодаря чему можно использовать автономный источник питания. На рис. 18 приводится эскиз печатной платы устройства.

Рис. 18. Эскиз печатной платы сторожевого устройства

В качестве электромагнитного реле К1 автор рекомендовал использовать РЭС-55А, паспорт РС4.569.607П2 или РС4.569.600-06 (согласно ГОСТ 16121-86), однако реле этого типа допускают напряжение между контактами не более 36 В. Если контактами К1.1 должно коммутироваться напряжение 220 В при токе между контактами до 300 мА, лучше использовать реле РЭС-10, паспорт РС4.524.308П2 или РС4.529.031-07 (согласно ГОСТ 16121-86).

3.2. Сирены личной охраны

Шустов М. [13]

Сирены этого класса в носимом варианте рассчитаны на индивидуальное применение для защиты от хулиганов, но могут также использоваться в составе систем охранной сигнализации или монтироваться внутрь кейсов или чемоданов.

Предлагаемая сирена может питаться от автономного источника энергии и в ждущем режиме потребляет единицы микроампер. Схема задающего модуля сирены показана на рис. 19.

Рис. 19. Принципиальная схема задающего модуля сирены

Задающий модуль сирены собран на элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы К561ЛЕ5. Элементы DD1.1 и DD1.2 образуют импульсный генератор, собранный по традиционной схеме с емкостной обратной связью через конденсатор С1. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран симметричный триггер, обеспечивающий получение на выходе (вывод 2) прямоугольных колебаний типа «Меандр».

Принципиальная схема сирены с задающим модулем приведена на рис. 20.

Рис. 20. Принципиальная схема сирены личной охраны

В исходном состоянии контакты тревоги SB1 разомкнуты, составной транзистор, образованный парой VT1, VT2, заперт, и генерация задающего модуля отсутствует. При замыкании контактов SB1 конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания, и отпирается составной транзистор VT1/VT2. В результате выводы 3 и 5 задающего модуля заземляются и возникает генерация. Прямоугольные импульсы с выхода задающего модуля поступают на базу составного транзистора VT3/VT4, он отпирается каждым импульсом, и динамическая головка ВА1 воспроизводит звук, частота которого определяется задающим модулем. После размыкания контактов SB1 конденсатор С1 медленно разряжается, и через 2–3 минуты составной транзистор VT1/VT2 запирается, что приводит к прекращению генерации сигнала.

3.3. Детектор вибраций [14]

Чувствительным элементом этой конструкции является пьезоэлектрическая пластина от зуммера, резонансная частота которой находится в пределах от 1500 до 3000 Гц. Это позволяет обнаруживать импульсные сигналы на фоне сильных фоновых шумов.

Принципиальная схема детектора приведена на рис. 21.

Рис. 21. Принципиальная схема детектора вибраций

Функции микрофона ВМ1 выполняет пьезоэлектрическая пластина, приклеенная к стеклу окна. Сигнал усиливается операционным усилителем DA1 и выпрямляется диодом VD1. Выпрямленным током заряжается конденсатор С2 через резисторы RP1 и R5. При достижении напряжением на С2 порога срабатывания триггера, собранного на элементах 2ИЛИ-НЕ DD1.1 и DD1.2, он перебрасывается, на выводе 4 появляется высокий уровень, которым отпирается транзистор VT1, и с небольшой задержкой благодаря конденсатору С5 срабатывает реле К1. Контакты этого реле используются в охранной системе. Устройство питается от батареи с напряжением 9-15 В, которое поступает на электронный стабилизатор DA2 с выходным напряжением 5 В.

В качестве операционного усилителя можно использовать К544УД2, элементы DD1.1 и DD1.2 — из микросхемы К561ЛЕ5, стабилизатора DA2 — КР142ЕН5А, транзистора — КТ315Б, УБ1-1ГД507А, УБ2-Д223Б.

Чувствительность детектора можно регулировать переменным резистором RP1.

3.4. Охранное устройство

Герасев Е. [15]

Это охранное устройство так же, как описанное в разделе 3.1, для доступа в помещение доверенных лиц использует «магнитный ключ», но построено иначе.

Принципиальная схема этого устройства приведена на рис. 22.

Рис. 22. Принципиальная схема охранного устройства

Здесь используются две микросхемы 176-й серии: DD1 — 4 элемента 2ИЛИ-НЕ и DD2 — 4 элемента 2И-НЕ. При подаче питания медленно заряжаются конденсаторы С1 и С2 соответственно через резисторы R1 и R2. Заряд длится 30–40 с, и за это время нужно успеть покинуть помещение и закрыть дверь. С момента включения и в процессе заряда конденсатора С1 на входе 2 DD2.1 действует низкий уровень, значит, на выходе 3 DD2.1 — высокий уровень. Элементы DD2.1 и DD2.2 образуют триггер, для которого активным сигналом является отрицательный перепад напряжения. Поэтому после того как С1 зарядится и на вход 2 DD2.1 поступит высокий уровень, состояние триггера не изменится и на выходе 3 DD2.1 останется высокий уровень. Поэтому на выходе 11 DD1.4 действует низкий уровень, запирающий мультивибратор, собранный на элементах DD2.3 и DD2.4.

При включении на входах DD1.3 — низкий уровень, на выходе — высокий, что не нарушает работу элемента DD1.4. Когда конденсатор С2 зарядится и на вход DD1.3 поступит высокий уровень, на его выходе образуется низкий уровень, но и он не сможет изменить состояние элемента ИЛИ-НЕ. Так что сигнал тревоги не возникает.

Если разомкнуть дверные контакты S1, на вход 5 DD2.2 поступит низкий уровень, который переключит триггер. Теперь на выходе 3 DD2.1 и на входе 12 DD1.4 образуется низкий уровень. В то же время после того как конденсатор С2 зарядился, на выходе DD1.3 и на входе 13 DD1.4 действует низкий уровень. Поэтому на его выходе образуется высокий уровень, которым включается мультивибратор, и звучит сигнал тревоги.

Чтобы войти в помещение, не инициируя тревоги, достаточно с помощью магнита замкнуть контакты геркона SF1, разрядив конденсатор С2. Тогда на входе 13 DD1.4 образуется высокий уровень, что приведет к низкому уровню на его выходе, и сигнала тревоги не последует.

В качестве реле автор рекомендует использовать РЭС-22, соединив параллельно группы контактов для увеличения пропускаемого тока и используя для питания выпрямитель, что нельзя признать достоинством. Группы контактов замыкаются и размыкаются отнюдь не одновременно. Поэтому их параллельное соединение не увеличивает допустимый ток. А питание обмотки реле от сети позволит злоумышленнику легко проникнуть в охраняемое помещение, предварительно обесточив его, что обычно достижимо снаружи. Поэтому можно рекомендовать использование реле типа РЭС10, паспорт РС4.524.308П2 или РС4.529.031-07 (согласно ГОСТ 16121-86).

Глава 4 РЫБАКУ И АКВАРИУМИСТУ

4.1. Электронная «приманка» для рыб

Васильев В. [16]

Оказывается, рыбы и издают звуки, и слышат их. Некоторые крупные рыбы обнаруживают заинтересованность источниками звука, особенно импульсного характера. Схема простейшего генератора такого звука приведена на рис. 23.

Рис. 23. Принципиальная схема электронной «приманки» для рыб

Схема представляет собой несимметричный мультивибратор, собранный на двух транзисторах с емкостными связями.

В качестве нагрузки используется головной телефон. Частота повторения импульсов может регулироваться путем подбора сопротивления резистора R*, показанного на схеме штриховой линией.

Устройство размещается в пластмассовом герметичном футляре с окном, к которому прижата мембрана телефона. Внутрь также помещается батарея «Крона» и кнопочный микровыключатель В1, которым можно управлять, нажимая на кнопку через стенку футляра.

В качестве транзисторов можно использовать МП41 или ГТ308А, телефон — типа ТОН-2.

4.2. Береговой лот

Семенов И. [17]

Прибор предназначен для измерения глубины водоема. Принцип действия лота основан на измерении давления воды.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 24.

Рис. 24. Принципиальная схема лота

Светодиод VD1 и фоторезистор RL1 образуют датчик, предназначенный для погружения в воду на дно, который тремя проводами соединяется с остальными элементами схемы. В зависимости от глубины погружения увеличивается давление воды на чувствительный элемент датчика и уменьшается освещенность фоторезистора, что регистрируется стрелочным прибором РА1. Конструкция датчика приведена на рис. 25.

Рис. 25. Конструкция датчика лота

Корпус датчика выполнен из металлической трубки. Нижний торец закрыт мембраной из резины с тканевой прослойкой толщиной 3–4 мм. В центре мембраны крепится стержень круглого сечения диаметром 5 мм с коническим концом, который входит в отверстие втулки. Перпендикулярно оси втулки в ней просверлено сквозное отверстие диаметром 4,85 мм, в котором с одной стороны помещен светодиод, а с другой — фоторезистор. Три провода марки МГТФ-0,35 выходят из корпуса через верхнюю заглушку и обмотаны липкой лентой.

Источником питания лота служит батарея «Кронам напряжением 9 В. Стрелочный прибор — микроамперметр магнитоэлектрической системы с полным отклонением стрелки 50 или 100 мкА.

4.3. Автомат кормит аквариумных рыб

Нечаев И. [18]

Автомат каждый день по утрам выполняет кормление аквариумных рыб с помощью дозатора, функции которого исполняет электромагнит, управляемый транзисторным ключом.

Принципиальная схема автомата представлена на рис. 26.

Рис. 26. Принципиальная схема автомата для кормления рыб

Устройство содержит светочувствительный элемент, в качестве которого используется фоторезистор R1, триггер Шмитта, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы DD1 типа К561ЛЕ5, формирователь импульсов постоянной длительности для подачи корма на элементах DD1.3 и DD1.4 и электронный ключ на транзисторах VT1, VT2, нагруженный электромагнитом дозатора Y1.

В темное время суток сопротивление фоторезистора значительно больше R2, и на входе триггера Шмитта низкий уровень напряжения. Также низкий уровень действует на выходе триггера Шмитта, на входе элемента DD1.3 и на выходе DD1.4. Поэтому транзисторы ключа заперты, и электромагнит дозатора отключен.

С наступлением рассвета сопротивление фоторезистора уменьшается, напряжение на входе триггера Шмитта нарастает, и, когда оно достигнет порога срабатывания, триггер опрокидывается. На выходе элемента DD1.2 появляется высокий уровень и начинается заряд конденсатора С3 через резистор R6. При этом на входе DD1.3 и на выходе DD1.4 оказывается высокий уровень, ключ отпирается, и срабатывает электромагнит дозатора. Длительность подачи корма определяется длительностью заряда конденсатора С3: по мере заряда уровень напряжения на входе DD1.3 уменьшается и достигает порога запирания. Тогда ключ запирается и электромагнит выключается. Этот режим продолжается до тех пор, пока не стемнеет и схема возвратится в исходное состояние.

Эскиз печатной платы и расположение элементов схемы приведены на рис. 27.

Рис. 27. Эскиз печатной платы автомата

Питание устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью обычного блока питания, схема которого приведена на рис. 28.

Рис. 28. Принципиальная схема блока питания автомата

4.4. Электромеханический «рыболов»

Виноградов Ю. [19]

Устройство предназначено для автоматической подсечки рыбы после нескольких поклевок, число которых определено схемой. Принцип действия конструкции поясняется кинематической схемой, приведенной на рис. 29.

Рис. 29. Кинематическая схема автомата

Здесь:

1. Футляр из пластмассы, в котором размещается электронный блок;

2. Плоская пружина из фосфористой бронзы;

3. Изоляционная пластина;

4. Контактная скоба;

5. Узлы крепления пружин;

6. Подпружиненное коромысло;

7. Зажим лески;

8. Стальная тяга;

9. Серьга зацепа с резьбой;

10. Вал редуктора с резьбой;

11. Леска;

12. Струбцинка крепления автомата.

В настороженном состоянии, показанном на рисунке, леска 11 натянута грузилом и закреплена на конце коромысла в узле 7. Пружина 2 является движителем автомата: в согнутом состоянии она удерживается тягой 8, на конце которой находится серьга 9. В резьбовое отверстие серьги на несколько витков ввернут хвостовик вала редуктора 10. При подаче питания на электродвигатель шестерня его вала вращает шестерню редуктора, его вал выворачивается из серьги, они разъединяются, и пружина 2 резко распрямляется, дергая леску и производя подсечку. Момент включения двигателя определяется электрической схемой автомата, приведенной на рис. 30.

Рис. 30. Принципиальная схема автомата

SF1 — Контакты между коромыслом и скобой, в настороженном состоянии разомкнуты и замыкаются при поклевке;

SF2 — Контакты между валом редуктора и серьгой;

SA1 — Двухполюсный тумблер-переключатель, при налаживании и насадке наживки контакты SA1.1 замкнуты, a SA1.2 разомкнуты;

SA2 — Переключатель, которым устанавливается число поклевок, после которых происходит подсечка;

SA3 — Переключатель, которым устанавливается временной интервал, в течение которого осуществляется счет числа поклевок.

Элементы 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2 образуют одновибратор, назначение которого состоит в устранении дребезга контактов SF1. При первой поклевке сигнал датчика SF1 активизирует счетчик DD3, положительный перепад с его вывода 3 через диод VD1 запускает генератор импульсов, собранный на элементах DD2.2 и DD2.3. Импульсы с частотой повторения около 1 Гц поступают на счетчик DD4, и в зависимости от положения переключателя SA3 через 2, 4 или 8 с сигнал поступает на вход 13 элемента DD2.1, а с выхода 11 DD1.3 — нa входы R счетчиков DD3 и DD4, возвращая их в нулевое состояние. Таким образом, если за время указанного промежутка не поступили следующие сигналы поклевок, первый сигнал считается ошибочным, и схема возвращается в исходное состояние.

Кроме того, при первом сигнале поклевки с вывода 3 DD3 перепадом напряжения запускается генератор звуковой частоты, собранный на элементах DD2.4 и DD1.4. Звуковой сигнал усиливается транзисторами VT3, VT4 и воспроизводится динамической головкой НА1, извещая рыбака о начале поклевки.

Если за первым сигналом поступают следующие, микросхема DD3 их считает, и, когда их число соответствует установке переключателя SA2, сигнал через R5 поступает на выходной усилитель, собранный на транзисторах VT1, VT2, которыми включается электродвигатель M1. В результате происходит подсечка, а размыкание контактов SF2 приводит к обнулению счетчиков DD3 и DD4.

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

5.1. Термометр с полупроводниковым датчиком. [20]

Термочувствительным элементом в этой конструкции является эмиттерный переход кремниевого транзистора, падение напряжения на котором при стабильном токе пропорционально температуре перехода и составляет около 2,5 мВ на каждый градус Цельсия. Термометр рассчитан на измерение температуры от 0 до +100 °C.

Принципиальная схема термометра приведена на рис. 31.

Рис. 31. Принципиальная схема термометра с транзисторным датчиком

На транзисторе VT3 и диодах VD1, VD2 собран генератор тока, благодаря которому термометр сохраняет точность измерений при снижении напряжения батареи с 9 до 6,5 В. Датчик температуры выполнен на транзисторе VT1, через который резистором R2 устанавливается стабильный ток, равный 100 мкА.

Термодатчик и резисторы R1, R2, R8 и R9 образуют мост, в одну диагональ которого (коллектор VT3 — минус батареи) включено питание, а в другую — базы транзисторов (VT2-VT4). Эти транзисторы и резисторы R4, R6 также образуют мост, в диагональ которого включен стрелочный прибор РА1 с добавочными резисторами R3, R7. Помимо использования генератора тока, питание мостовой схемы стабилизировано стабилитроном VD3.

В связи с линейной зависимостью падения напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1 от температуры, градуировку термометра достаточно выполнить всего в двух точках, для чего нет необходимости в эталонном термометре. Этими точками являются температура таяния снега и температура кипения воды. Погружая датчик в воду со снегом, переменным резистором R8 устанавливают стрелку прибора на нулевое деление шкалы. Затем, погружая датчик в кипящую воду, переменным резистором R3 устанавливают стрелку на максимальное деление шкалы. При использовании микроамперметра с полным отклонением стрелки, равным 100 мкА, его шкала без переделки будет показывать температуру датчика в градусах Цельсия.

В качестве транзистора VT1 можно использовать КТ342В, а остальных — КТ349Б. В качестве диодов VD1, VD2 — КД521.

Датчик должен иметь герметичную конструкцию.

Термометром можно также измерять отрицательные температуры до -25 °C. Для этого достаточно сдвинуть нуль температуры вправо, например на двадцатое деление шкалы. Но при этом потребуются либо нанесение новой шкалы, либо таблица соответствия делений шкалы температуре.

5.2. Электронный термометр

Власов Ю. [21]

В этой конструкции термочувствительным элементом является кремниевый диод, включенный в прямом направлении. Он выполнен в виде зонда, который можно вводить в труднодоступные точки аппаратуры для контроля температурного режима.

Конструкция зонда показана на рис. 32.

Рис. 32. Конструкция температурного зонда

Здесь:

1 — фторопластовая трубка длиной 8 мм;

2 — наружная оболочка коаксиального кабеля РК75-1-22;

3 — центральная жила кабеля;

4 — оплетка кабеля;

5 — эпоксидная смола.

Другой конец кабеля подключают к прибору с помощью стандартного соединителя (разъема). Термометр рассчитан на измерение температуры в пределах от 0 до +100 °C.

Принципиальная схема термометра показана на рис. 33.

Рис. 33. Принципиальная схема электронного термометра

Датчик и резисторы R1-R4 образуют мост постоянного тока, в одну из диагоналей которого подается питание напряжением 9 В, а во вторую диагональ включен вольтметр на операционном усилителе DA1. При указанных на схеме сопротивлениях резисторов полное отклонение стрелки измерительного прибора PV1 соответствует напряжению 1 В.

Если используется микроамперметр на 100 мкА, последовательно с ним нужно включить добавочный резистор, сопротивление которого вместе с собственным сопротивлением рамки прибора должно быть равно 10 кОм.

Для получения двуполярного питания операционного усилителя используется блок питания, принципиальная схема которого показана на рис. 34.

Рис. 34. Принципиальная схема блока питания электронного термометра

Для работы этого блока питания необходим любой униполярный выпрямитель с выходным напряжением 25 В, которое подается на интегральный стабилизатор напряжения 18 В. Далее оно делится, и с помощью стабилитрона VD1 формируется средняя точка.

Постоянные резисторы измерительного моста R1-R3 для высокой стабильности должны быть, например, типа С2-29В.

5.3. Быстродействующий термометр

Шелестов И. [22]

В этом приборе термочувствительным элементом является терморезистор типа СТЗ-19, который имеет малую массу и благодаря этому малоинерционен. Термометр предназначен для измерения температуры работающей микросхемы, транзистора или другого элемента для предупреждения выхода аппаратуры из строя.

Принципиальная схема термометра представлена на рис. 35.

Рис. 35. Принципиальная схема быстродействующего термометра

Питание на схему термометра поступает либо от внешнего источника, либо от встроенной батареи в зависимости от соответствующего положения переключателя SA1. Диод VD1 препятствует повреждению прибора при подключении внешнего источника питания в неправильной полярности. С помощью резистора R1 и стабистора VD2 напряжение питания стабилизируется на уровне 1,7 В.

Терморезистор R10 и постоянные резисторы R5, R8, R9 образуют мост постоянного тока, к одной диагонали которого поступает питание со стабистора, а к другой диагонали подключен вольтметр, образованный микроамперметром РА1 и добавочным резистором R6 или R7.

Прибор имеет два диапазона измерений: при разомкнутых контактах SA3 — от 0 до +40 °C, при замкнутых контактах — от +30 до +40 °C. Эти пределы могут быть сдвинуты с помощью переменного резистора R9. Градуировка термометра производится с помощью термокамеры, в которой автоматически поддерживается установленная температура.

Схема рассчитана на использование микроамперметра РА1 типа M1691 с током полного отклонения стрелки 10 мкА и многооборотных переменных резисторов типа СП5-2.

5.4. Медицинский термометр

Алексиев Д. [23]

С помощью этого термометра можно измерять температуру тела в пределах от +20 до +44 °C или проверить отклонение температуры в пределах ±2 °C от ранее установленного значения. В качестве термочувствительного элемента в схеме задействован терморезистор.

Принципиальная схема термометра приведена на рис. 36.

Рис. 36. Принципиальная схема медицинского термометра

Терморезистор R и резисторы R1-R4 образуют мост постоянного тока, в одну диагональ которого включен источник питания G1 с выключателем S2, а в другую — измеритель разбаланса моста. Измерение температуры тела производится при положении переключателя S1, показанном на схеме. Измерение разбаланса производится операционным усилителем при включении стрелочного прибора РА1 с добавочным резистором R7 в цепь отрицательной обратной связи. Элементы R8, С2 и С3 осуществляют частотную коррекцию. Конденсатор С1 препятствует влиянию наводок на операционный усилитель.

В нижнем положении переключателя S1 накоротко замыкается резистор R5, что приводит к увеличению коэффициента усиления операционного усилителя, а неинвертирующий вход переключается к движку переменного резистора R3. В результате полное отклонение стрелки микроамперметра соответствует изменениям температуры всего на 4 °C.

Движком R3 можно смещать стрелку прибора на середину шкалы при установленной температуре.

Операционный усилитель μА709 можно заменить на К153УД1А. В схеме используется микроамперметр РА1 с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Терморезистор выбирается малых размеров для уменьшения необходимого времени измерения. Его сопротивление при температуре +20 °C может находиться в пределах от 500 до 5000 Ом.

Глава 6 УПРАВЛЕНИЕ ОСВЕЩЕНИЕМ

6.1. Звонок включает свет в прихожей

Александров И. [24]

Когда посетитель нажимает кнопку квартирного звонка, хозяину приходится добираться до входной двери в темноте, так как выключатель освещения прихожей всегда находится у входной двери. Предлагаемое устройство устраняет эту проблему.

Его принципиальная схема приведена на рис. 37.

Рис. 37. Принципиальная схема автомата

При нажатии посетителем кнопки SB1 переменное напряжение электросети 220 В оказывается приложено к звонку НА1, и он начинает звонить. При этом почти мгновенно заряжается конденсатор С1. Постоянная времени его заряда составляет всего 3 мс, так что за 10 мс он зарядится полностью, а посетитель даже не успеет снять палец с кнопки. Заряжается также и конденсатор С2, что приводит к отпиранию тиристора VS1, а падением напряжения на резисторе R5 отпирается тиристор VS2, благодаря чему зажигается вполнакала лампа EL1 в прихожей. Лампа продолжает гореть и когда посетитель отпустит кнопку, так как конденсатор С2 будет подзаряжаться от конденсатора С1 накопленным в нем количеством электричества. Поэтому после нажатия звонковой кнопки свет в прихожей может гореть примерно 30–40 с. Этого времени вполне достаточно, чтобы хозяин прошел в прихожую и с помощью выключателя Q1 зажег лампу в полный накал.

Неоновая лампочка HL1 подключена к напряжению сети через ограничительный резистор R1 постоянно, и удобнее всего вмонтировать ее в кнопку звонка. В качестве этой лампочки можно использовать ТН-0,2 или ТН-0,5. Мощность лампы (или ламп) освещения прихожей практически неограниченно.

6.2. Регулятор яркости светильника с плавным включением

Нечаев И. [25]

Этот регулятор предназначен для плавной регулировки яркости лампы накаливания в пределах от нуля до максимума, кроме того, при включении яркость также нарастает плавно, чем обеспечивается продление срока службы лампы.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 38.

Рис. 38. Принципиальная схема регулятора яркости

При замыкании контактов выключателя SB1 каждым полупериодом сетевого напряжения через резистор R5 начинает заряжаться конденсатор С2. По мере его заряда нарастает яркость свечения лампы светильника. Транзистор VT1 в это время заперт, так как постоянная времени заряда конденсатора С1 через резистор R1 значительно больше постоянной времени заряда С2. По мере заряда С1 сопротивление канала полевого транзистора VT1 уменьшается и яркость свечения лампы нарастает. Таким образом, время нарастания яркости определяется емкостью С1. После выключения светильника конденсатор С1 разряжается в течение 100 с. Поэтому повторное включение в течение этого срока не будет сопровождаться плавным нарастанием яркости.

Амплитудное значение сетевого напряжения составляет 311 В. Поэтому вместо тиристора КУ202К, для которого предельное напряжение в запертом состоянии составляет 300 В, нужно использовать тиристор КУ202М или КУ202Н.

Следует учесть, что вся система находится под напряжением сети переменного тока. Поэтому налаживание следует выполнять с соблюдением правил техники безопасности.

Эскиз печатной платы показан на рис. 39.

Рис. 39. Эскиз печатной платы регулятора яркости

6.3. Сенсорный выключатель светильника

Нечаев И. [26]

Предлагаемое устройство обеспечивает включение лампы светильника с помощью сенсора, то есть с полной гальванической развязкой пользователя и электросетью.

Принципиальная схема сенсорного выключателя приведена на рис. 40.

Рис. 40. Принципиальная схема сенсорного выключателя

Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью выпрямительного моста VD5-VD8. В одну диагональ моста включена лампа светильника, а в другую — тиристор VS1. Лампа горит только в том случае, если тиристор открыт. Максимальная мощность лампы определяется допустимым выпрямленным током диодов моста и при использовании диодов КД105Б составляет 100 Вт.

Цифровая часть схемы содержит микросхемы DD1 — четыре триггера Шмитта и DD2 — два D-триггера, из которых используется только один. В исходном состоянии после подключения схемы к сети триггер Шмитта DD1.1 благодаря положительной обратной связи через резистор R1 генерирует положительные импульсы с частотой повторения примерно равной 10 кГц. Через резистор R2 и конденсатор связи С2 эти импульсы поступают на вход 12 триггера DD1.2. Переменным резистором R2 устанавливают минимальный уровень импульсов, при котором срабатывает DD1.2. Импульсная последовательность на выходе 11 DD1.2 приводит к заряду конденсатора С4 через диод VD1 во время импульса и к разряду этого конденсатора через резистор R4 — во время паузы. В связи с тем, что постоянная времени заряда меньше, чем разряда, напряжение на С4 нарастает и достигает максимума. Тогда на выходе элемента DD1.3 образуется низкий уровень, также низким будет уровень на прямом выходе 1 элемента DD2.1, и высокий уровень создается на выходе элемента DD1.4 и на базе транзистора VT1. Поэтому транзистор заперт и также заперт тиристор VS1, а лампа светильника не горит.

Прикосновение к сенсору Е1 приводит к появлению емкости на землю, благодаря чему уровень импульсов, поступающих на вход 12 DD1.2, уменьшается. Поэтому элемент DD1.2 не переключается, конденсатор С4 не заряжается, на выходе DD1.3 и на выходе 1 элемента DD2.1 образуется высокий уровень, а на выходе DD1.4 и на базе транзистора VT1 — низкий. В результате отпираются транзистор VT1 и тиристор VS1, что приводит к зажиганию лампы светильника.

Эскиз печатной платы с размещенными на ней элементами схемы приведен на рис. 41.

Рис. 41. Эскиз печатной платы сенсорного выключателя

Необходимо заметить, что указанный на схеме тиристор КУ202К допускает приложение к нему в запертом состоянии напряжения, не превышающего 300 В, а амплитудное значение напряжения сети составляет 311 В. Поэтому вместо тиристора КУ202К следует использовать КУ202М или КУ202Н, рассчитанные на приложение напряжения до 400 В.

6.4. Светорегулятор с выдержкой времени

Бжевский Л. [27]

Назначение этого регулятора помимо возможности вручную регулировать яркость свечения лампы накаливания состоит в значительном увеличении срока ее службы благодаря тому, что при включении полное напряжение питания подается на лампу с выдержкой времени. Сопротивление холодной нити лампы накаливания почти в 10 раз меньше, чем разогретой. Поэтому при прямом включении пусковой ток также в 10 раз превышает рабочий, что и является причиной частого выхода из строя ламп накаливания.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 42.

Рис. 42. Принципиальная схема светорегулятора

При замыкании выключателя SA1 в течение каждого полупериода сетевого напряжения протекает зарядный ток конденсатора С4 через следующие элементы схемы: R2, VD5, SA1, R8, VD8, R10. Падением напряжения на резисторе R10 отпирается транзистор VT3, который замыкает эмиттер транзистора VT2 на общий провод. По этой причине оба транзистора VT1 и VT2 оказываются заперты, тиристор VS1 закрыт и лампа светильника отключена.

По мере заряда конденсатора С4 ток заряда уменьшается, спадает отпирающее напряжение на базе транзистора VT3, который плавно запирается. Через резистор R6 начинается заряд конденсатора С2. Когда напряжение на нем достигнет напряжения на резисторе R4, открываются транзисторы VT1 и VT2. Тогда через них на управляющий электрод тиристора поступает напряжение с конденсатора С2, что приводит к отпиранию тиристора и зажиганию лампы светильника. По мере дальнейшего заряда С2 яркость лампы плавно нарастает.

Переменный резистор R6 служит для ручной установки яркости лампы от нуля до 98 %. Выдержка времени между моментом замыкания контактов SA1 и зажиганием лампы изменяется подбором емкости конденсатора С4 и сопротивления резистора R10. Стабилитроны VD6 и VD7 служат для стабилизации напряжения питания импульсной части схемы. Резистор R9 служит для разряда конденсатора С4 после выключения устройства. Диод VD8 предотвращает разряд конденсатора С4 через R8, R7 и R4. Неоновая лампочка HL1 сигнализирует о зажигании лампы светильника, если он располагается в другом помещении. Дроссель L1 и конденсатор С1 образуют фильтр нижних частот для подавления помех, возникающих при работе тиристора. Дроссель наматывается на стержень из феррита 600НН диаметром 8 мм и длиной 30 мм и содержит 150 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм.

Эскиз печатной платы светорегулятора с расположением на ней элементов схемы приведен на рис. 43.

Рис. 43. Эскиз печатной платы светорегулятора

Приложение ПРОВЕРКА РАДИОЭЛЕМЕНТОВ ОММЕТРОМ

Никитин В.

Почти каждый радиолюбитель располагает в качестве измерительного прибора авометром того или иного типа, в состав которого входит омметр. Однако не все начинающие радиолюбители знают, что омметром можно проверять почти все радиоэлементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы и дроссели, диоды, тиристоры, транзисторы, некоторые микросхемы. В авометре омметр образован внутренним источником тока (гальваническим элементом или батареей), стрелочным прибором и набором резисторов, которые переключаются при изменении пределов измерения. Сопротивления резисторов подобраны таким образом, чтобы при коротком замыкании клемм омметра стрелка прибора отклонилась вправо до последнего значения шкалы. Это деление соответствует нулевому значению измеряемого сопротивления. Когда же клеммы омметра разомкнуты, стрелка прибора стоит напротив левого крайнего деления шкалы, которое обозначено значком бесконечно большого сопротивления. Если к клеммам омметра подключено какое-то сопротивление, стрелка показывает промежуточное значение между нулем и бесконечностью, и отсчет производится по оцифровке шкалы.

В связи с тем, что шкалы омметров сжаты по краям, наибольшая точность измерения соответствует положению стрелки в средней, растянутой части шкалы. Таким образом, если стрелка прибора оказывается у края шкалы, в сжатой ее части, для повышения точности отсчета следует переключить омметр на другой предел измерения.

Омметр производит измерение сопротивления путем измерения постоянного тока, протекающего в измерительной цепи. Поэтому к измеряемому сопротивлению прикладывается постоянное напряжение от встроенного в омметр источника. В связи с тем, что некоторые радиоэлементы обладают разными сопротивлениями постоянному току в зависимости от полярности приложенного напряжения, для грамотного использования омметра необходимо знать, какая из клемм омметра соединена с плюсом источника тока, а какая — с минусом. В паспорте авометра эти сведения обычно не указываются, и их нужно определить самостоятельно. Это можно сделать либо по схеме авометра, либо экспериментально с помощью какого-либо дополнительного вольтметра или исправного диода любого типа. Щупы омметра подключают к вольтметру так, чтобы стрелка вольтметра отклонялась вправо от нуля. Тогда тот щуп, который подключен к плюсу вольтметра, будет также плюсовым, а второй — минусовым. При использовании в этих целях диода его сопротивление измеряют дважды: сначала произвольно подключая к диоду щупы, а второй раз — наоборот. За основу берется то измерение, при котором показания омметра получаются меньшими. При этом щуп, подключенный к аноду диода, будет плюсовым, а щуп, подключенный к катоду диода, — минусовым.

При проверке исправности того или иного радиоэлемента возможны две различные ситуации: либо проверке подлежит изолированный, отдельный элемент, либо элемент, впаянный в какое-то устройство. Нужно учесть, что, за редкими исключениями, проверка элемента, впаянного в схему, не получится полноценной, и при такой проверке возможны грубые ошибки. Они связаны с тем, что параллельно контролируемому элементу в схеме могут быть подключены другие элементы, и омметр будет измерять не сопротивление проверяемого элемента, а сопротивление параллельного соединения его с другими элементами. Определить возможность достоверной оценки исправности контролируемого элемента схемы можно путем изучения этой схемы, проверяя, какие другие элементы к нему подключены и как они могут повлиять на результат измерения. Если такую оценку произвести затруднительно или невозможно, следует отпаять от остальной схемы хотя бы один из двух выводов контролируемого элемента и только после этого производить его проверку. При этом не следует забывать и о том, что тело человека также обладает некоторым сопротивлением, зависящим от влажности кожной поверхности и от других факторов. Поэтому при пользовании омметром во избежание появления ошибки измерения нельзя касаться пальцами обоих выводов проверяемого элемента.

Проверка резисторов

Проверка постоянных резисторов производится омметром путем измерения их сопротивления и сравнения с номинальным значением, которое указано на самом резисторе и на принципиальной схеме аппарата. При измерении сопротивления резистора полярность подключения к нему омметра не имеет значения. Необходимо помнить, что действительное сопротивление резистора может отличаться от номинального значения на величину допуска. Поэтому, например, если измеряется резистор с номинальным сопротивлением 100 кОм и допуском ±10 %, действительное сопротивление такого резистора может лежать в пределах от 90 до 110 кОм. Кроме того, сам омметр обладает определенной погрешностью измерения (обычно порядка 10 %). Таким образом, при отклонении фактически измеренного сопротивления на 20 % от номинального значения резистор следует считать исправным.

При проверке переменных резисторов измеряют сопротивление между крайними выводами, которое должно соответствовать номинальному значению с учетом допуска и погрешности измерения. Также необходимо измерять сопротивление между каждым из крайних выводов и средним выводом. Эти сопротивления при вращении оси из одного крайнего положения в другое должны плавно, без скачков изменяться от нуля до номинального значения. При проверке переменного резистора, впаянного в схему, два из его трех выводов необходимо выпаивать. Если переменный резистор имеет дополнительные отводы, допустимо, чтобы только один вывод оставался припаянным к остальной части схемы.

Проверка конденсаторов

В принципе конденсаторы могут иметь следующие дефекты: обрыв, пробой и повышенную утечку. Пробой конденсатора характеризуется наличием между его выводами короткого замыкания, то есть нулевого сопротивления. Поэтому пробитый конденсатор любого типа легко обнаруживается омметром путем проверки сопротивления между его выводами. Конденсатор не пропускает постоянного тока, его сопротивление постоянному току, которое измеряется омметром, должно быть бесконечно велико. Однако это оказывается справедливо лишь для идеального конденсатора. В действительности между обкладками конденсатора всегда имеется какой-то диэлектрик, обладающий конечным значением сопротивления, которое называется сопротивлением утечки. Его-то и измеряют омметром.

В зависимости от используемого в конденсаторе диэлектрика устанавливаются критерии исправности по величине сопротивления утечки. Слюдяные, керамические, пленочные, бумажные, стеклянные и воздушные конденсаторы имеют очень большое сопротивление утечки, и при их проверке омметр должен показывать бесконечно большое сопротивление. Однако имеется большая группа конденсаторов, сопротивление утечки которых сравнительно невелико. К ней относятся все полярные конденсаторы, рассчитанные на определенную полярность приложенного к ним напряжения, и эта полярность указывается на их корпусах. При измерении сопротивления утечки этой группы конденсаторов необходимо соблюдать полярность подключения омметра (плюсовой вывод омметра должен присоединяться к плюсовому выводу конденсатора), в противном случае результат измерения будет неверным. К этой группе конденсаторов в первую очередь относятся все электролитические конденсаторы — КЭГ, ЭГЦ, ЭМ, ЭМИ, К50, ЭТ, ЭТО, К51, К52 — и оксидно-полупроводниковые конденсаторы К53. Сопротивление утечки исправных конденсаторов этой группы должно быть не менее 100 кОм, а конденсаторов ЭТ, ЭТО, К51, К52 и К53 — не менее 1 МОм. При проверке конденсаторов большой емкости нужно учесть, что при подключении омметра к конденсатору, если он не был заряжен, начинается его заряд, и стрелка омметра делает бросок в сторону нулевого деления шкалы. По мере заряда стрелка движется в сторону увеличения сопротивления. Чем больше емкость конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Отсчет сопротивления утечки следует производить только после того, как она практически остановится. При проверке конденсатора емкостью порядка 1000 мкФ на это может потребоваться несколько минут.

Внутренний обрыв или частичная потеря емкости конденсатором не могут быть обнаружены омметром, для этого необходим прибор, позволяющий измерять емкость конденсатора. Однако обрыв конденсатора емкостью более 0,2 мкФ может быть обнаружен омметром по отсутствию начального скачка стрелки во время заряда. Следует заметить, что повторная проверка конденсатора на обрыв по отсутствию начального скачка стрелки может производиться только после снятия заряда, для чего выводы конденсатора нужно замкнуть на короткое время.

Конденсаторы переменной емкости проверяются омметром на отсутствие замыканий. Для этого омметр подключается к каждой секции агрегата и медленно поворачивается ось из одного крайнего положения в другое. Омметр должен показывать бесконечно большое сопротивление в любом положении оси.

Проверка катушек индуктивности

При проверке катушек индуктивности омметром контролируется только отсутствие в них обрыва. Сопротивление однослойных катушек должно быть равно нулю, сопротивление многослойных катушек — близко к нулю. Иногда в паспортных данных аппарата указывается сопротивление многослойных катушек постоянному току, и на его величину можно ориентироваться при их проверке. При обрыве катушки омметр показывает бесконечно большое сопротивление. Если катушка имеет отвод, нужно проверить обе секции катушки, подключая омметр сначала к одному из крайних выводов катушки и к ее отводу, а затем — ко второму крайнему выводу и отводу.

Проверка низкочастотных дросселей и трансформаторов

Как правило, в паспортных данных аппаратуры или в инструкциях по ее ремонту указываются значения сопротивлений обмоток постоянному току, которые можно использовать при проверке трансформаторов и дросселей. Обрыв обмотки фиксируется по бесконечно большому сопротивлению между ее выводами. Если же сопротивление значительно меньше номинального, это может указывать на наличие короткозамкнутых витков. Однако чаще всего короткозамкнутые витки возникают в небольшом количестве, когда происходит замыкание между соседними витками, и сопротивление обмотки изменяется незначительно. Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков можно поступить следующим образом.

У трансформатора выбирается обмотка с наибольшим количеством витков, к одному из выводов которой подключается омметр с помощью зажима «крокодил». Ко второму выводу этой обмотки прикасаются слегка влажным пальцем левой руки. Держа металлический наконечник второго щупа омметра правой рукой, подключают его ко второму выводу обмотки, не отрывая от него пальца левой руки. Стрелка омметра отклоняется от своего начального положения, показывая сопротивление обмотки. Когда стрелка остановится, отводят правую руку со щупом от второго вывода обмотки.

В момент разрыва цепи при исправном трансформаторе чувствуется легкий удар электрическим током за счет ЭДС самоиндукции, возникающей при разрыве цепи. В связи с тем, что энергия разряда мизерна, никакой опасности такая проверка не представляет. При наличии короткозамкнутых витков в проверяемой обмотке или в других обмотках трансформатора ЭДС самоиндукция резко падает и электрического удара не ощущается. Омметр при этом нужно использовать на самом меньшем пределе измерения, который соответствует наибольшему току измерения.

Проверка диодов

Полупроводниковые диоды характеризуются резко нелинейной вольтамперной характеристикой. Поэтому и прямой, и обратный токи при одинаковом приложенном напряжении различны. На этом основан способ проверки диодов омметром. Прямое сопротивление измеряется при подключении плюсового вывода омметра к аноду, а минусового вывода — к катоду диода. У пробитого диода прямое и обратное сопротивления равны нулю. Если диод оборван, оба сопротивления бесконечно велики. Указать заранее значения прямого и обратного сопротивлений или их соотношение нельзя, так как они зависят от приложенного напряжения, а это напряжение у разных авометров и на разных пределах измерения различно. Тем не менее у исправного диода обратное сопротивление должно быть больше прямого. Отношение обратного сопротивления к прямому у диодов, рассчитанных на низкие обратные напряжения, велико (может быть более 100). У диодов, рассчитанных на большие обратные напряжения, это отношение оказывается незначительным, так как обратное напряжение, приложенное к диоду омметром, мало по сравнению с тем обратным напряжением, на которое диод рассчитан.

Методика проверки стабилитронов и варикапов не отличается от изложенной. Как известно, если к диоду приложено напряжение, равное нулю, ток диода также будет равен нулю. Для получения прямого тока необходимо приложить к диоду какое-то пороговое небольшое напряжение. Любой омметр обеспечивает приложение такого напряжения. Однако если соединено последовательно и согласно (в одну сторону) несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается и может оказаться больше, чем напряжение на клеммах омметра. По этой причине измерять прямые сопротивления диодных столбов или селеновых столбиков при помощи омметра оказывается невозможно.

Проверка тиристоров

Неуправляемые тиристоры (динисторы) могут быть проверены таким же образом, как диоды, если напряжение отпирания динистора меньше напряжения на клеммах омметра. Если же оно больше, динистор при подключении омметра не отпирается и омметр в обоих направлениях показывает очень большое сопротивление. Тем не менее, если динистор пробит, омметр это регистрирует нулевыми показаниями прямого и обратного сопротивлений.

Для проверки управляемых тиристоров (тринисторов) плюсовой вывод омметра подключается к аноду тринистора, а минусовой вывод — к катоду. Омметр при этом должен показывать очень большое сопротивление, почти равное бесконечному. Затем замыкают выводы анода и управляющего электрода тринистора, что должно приводить к резкому уменьшению сопротивления, так как тринистор отпирается. Если после этого отключить управляющий электрод от анода, не разрывая цепи, соединяющей анод тринистора с омметром, для многих типов тринисторов омметр будет продолжать показывать низкое сопротивление открытого тринистора. Это происходит в тех случаях, когда анодный ток тринистора оказывается больше так называемого тока удержания. Тринистор остается открытым обязательно, если анодный ток больше гарантированного тока удержания. Это требование является достаточным, но не необходимым. Отдельные экземпляры тринисторов одного и того же типа могут иметь значения тока удержания значительно меньше гарантированного. В этом случае тринистор при отключении управляющего электрода от анода остается открытым. Но, если при этом тринистор запирается и омметр показывает большое сопротивление, нельзя считать, что тринистор неисправен.

Проверка транзисторов

Эквивалентная схема биполярного транзистора представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Для р-n-р-транзисторов эти эквивалентные диоды соединены катодами, а для n-р-n-транзисторов — анодами. Таким образом, проверка транзисторов омметром сводится к проверке обоих р-n-переходов транзистора: коллектор-база и эмиттер-база. Для проверки прямого сопротивления переходов р-n-р-транзисторов минусовой вывод омметра подключается к базе, а плюсовой — поочередно к коллектору и эмиттеру. Для проверки обратного сопротивления переходов к базе подключается плюсовой вывод омметра. При проверке n-р-n-транзисторов подключение производится наоборот: прямое сопротивление измеряется при соединении с базой плюсового вывода омметра, а обратное сопротивление — при соединении с базой минусового вывода. При пробое перехода его прямое и обратное сопротивления оказываются равными нулю. При обрыве перехода его прямое сопротивление бесконечно велико. У исправных маломощных транзисторов обратные сопротивления переходов’ во много раз больше их прямых сопротивлений. У мощных транзисторов это отношение не так велико, тем не менее омметр позволяет их различить.

Из эквивалентной схемы биполярного транзистора вытекает, что с помощью омметра можно определить тип проводимости транзистора и назначение его выводов (цоколевку). Сначала определяют тип проводимости и находят вывод базы транзистора. Для этого один вывод омметра подключают к одному выводу транзистора, а другим выводом омметра касаются поочередно двух других выводов транзистора. Затем первый вывод омметра подключают к другому выводу транзистора, а другим выводом омметра касаются свободных выводов транзистора. Затем первый вывод омметра подключают к третьему выводу транзистора, а другим выводом касаются остальных. После этого меняют местами выводы омметра и повторяют указанные измерения. Полезно все эти 12 измерений пронумеровать и записать результаты. Нужно найти такой вариант подключения омметра, при котором подключение второго вывода омметра к каждому из двух выводов транзистора соответствует небольшому сопротивлению (оба перехода открыты). Тогда вывод транзистора, к которому был подключен первый вывод омметра, являлся выводом базы. Если первый вывод омметра является плюсовым, значит, транзистор относится к n-р-n-проводимости, если — минусовым, значит, к р-n-р-проводимости. Теперь нужно определить, какой из двух оставшихся выводов транзистора является выводом коллектора. Для этого омметр произвольно подключается к этим двум выводам транзистора, а уже найденный вывод базы соединяется с плюсовым выводом омметра при n-р-n-транзисторе или с минусовым выводом омметра при р-n-р-транзисторе и отмечается измеренное омметром сопротивление. Затем выводы омметра меняются местами, а база остается подключенной к тому же выводу омметра, что и ранее, и вновь отмечается измеренное сопротивление. В том случае, когда сопротивление оказалось меньшим, база была соединена с коллектором транзистора.

Полевые транзисторы проверять омметром не рекомендуется.

Проверка микросхем

С помощью омметра можно производить проверку тех микросхем, которые представляют собой наборы диодов или биполярных транзисторов. Таковы, например, диодные сборки и матрицы КДС111, КД906 и микросхемы К159НТ, К198НТ и др. Проверка диода или транзистора производится по уже описанной методике. Если неизвестно назначение выводов сборки или микросхемы, оно также может быть определено, хотя из-за наличия нескольких транзисторов в одном корпусе приходится проводить более громоздкие измерения. При этом нужно установить систему подключения омметра к выводам, чтобы выполнить все возможные комбинации.

Литература

1. Жердев А. Мини-тестер // Радиолюбитель. — 1998. — № 8.,- С. 35; № 9. — С. 36–37.

2. Серебров Н. Омметр с линейной шкалой // Радио. — 1999. — № 5. — С. 52; 2000. — № 6. — С. 50.

3. Устименко С. Измеритель индуктивности с линейной шкалой // Радиолюбитель. — 1995. — № 4. — С. 23–24.

4. Соловьев О. Измеритель емкости на ИМС // Радио. — 1990.-№ 5. -С. 64.

5. Нечаев И. Генератор 34 // Радио. — 1994. — № 4. — С. 28–29; 1996.-№ 8.-С. 61.

6. Шушурин В. Простой RC-генератор // Радио. — 1972. — № 5. — С. 63.

7. Гончар Г. «Электрический стул» для носа // Радиолюбитель. — 1999. — № 7. — С. 20.

8. Стахов Е. Устройство для лечения магнитным полем // Радиолюбитель. — 1996. — № 7. — С. 15.

9. Шустов М. «Антимигреневый» генератор // Радиолюбитель. — 1992. — № 11. — С. 20–21.

10. Коваль А. Помощник для слепых // Радиолюбитель. — 1991. — № 6. — С. 3.

11. Иванов Б. Горный воздух в комнате // Электроника в самоделках. — ДОСААФ. — 1975. — С. 171–178.

12. Карелин С. Сторожевое устройство с магнитным ключом // Радио. — 1994. — № 2. — С. 33–34; 2000. — № 2. — С. 46.

13. Шустов М. Сирены личной охраны // Радиолюбитель. — 1995.- № 3. — С. 18–19.

14. Детектор вибраций // Радио. — 1995. — № 8. — С. 62.

15. Герасев Е. Охранное устройство с «магнитным ключом» // Радио. — 1994. — № 12. — С. 40.

16. Васильев В. Электронная «приманка» для рыб // Зарубежные радиолюбительские конструкции. — Энергия. — 1977. — С. 94–95.

17. Семенов И. Береговой лот // Радиолюбитель. -1999. — № 11.-С. 30.

18. Нечаев И. Автомат кормит аквариумных рыб // Радио. — 1993. — № 5. — С. 33–34.

19. Виноградов Ю. Электромеханический «рыболов» // Радио. — 1994. — № 3. — С. 33–34, С. 1 обложки.

20. Термометр с полупроводниковым датчиком // Радио. — 1992. — № 4. — С. 59; 1994. — № 4. — С. 47.

21. Власов Ю. Электронный термометр // Радио. — 1994. — № 12.-С. 39.

22. Шелестов И. Быстродействующий измеритель температуры // Радио. — 1994. — № 4. — С. 33.

23. Алексиев Д. Медицинский термометр // Радио. — 1981. — № 9. — С. 68.

24. Александров И. Звонковая кнопка управляет освещением // Радио. — 1990. — № 4. — С. 82; 1991 — № 1. — С. 76.

25. Нечаев И. Регулятор яркости светильника с плавным включением // Радио. — 1995. — № 11. — С. 33.

26. Нечаев И. Сенсорный выключатель светильника // Радио. — 1993. — № 6. — С. 30–31.

27. Бжевский Л. Светорегулятор с выдержкой времени // Радио. — 1989. — № 10. — С. 76; 1997. — № 2. — С. 52.

* * *

ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR

ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR

Для проверки конденсаторов, решил собрать так называемый «измеритель ESR”. Ведь с испытанием диодов и резисторов проблем не возникает, а вот с конденсаторами сложнее. Как известно, ESR – это сокращение от Equivalent Serial Resistance, — означает «эквивалентное последовательное сопротивление”. Объясним проще. В упрощенном виде электролитический конденсатор представляет собой две алюминиевые ленточные обкладки, разделенные прокладкой из пористого материала, пропитанного электролитом (отсюда и название электролитический). Диэлектриком в таких конденсаторах является очень тонкая оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевой фольги при подаче на обкладки напряжения определенной полярности. К этим ленточным обкладкам присоединяются проволочные выводы. Ленты сворачиваются в рулон, и все это помещается в герметичный корпус. Благодаря очень малой толщине диэлектрика и большой площади обкладок оксидные конденсаторы при малых габаритах имеют большую емкость.

В процессе работы внутри конденсатора протекают электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками. Контакт нарушается, и в результате появляется так называемое переходное сопротивление, достигающее значения десятков ом и более, что эквивалентно включению последовательно с конденсатором резистора, который находится в самом конденсаторе. Зарядные и разрядные токи вызывают нагрев этого «резистора”, что еще больше усиливает разрушительный процесс. Другая причина выхода из строя электролитического конденсатора – это «высыхание”, когда из-за плохой герметизации происходит испарение электролита. В этом случае возрастает реактивное емкостное (Хс) сопротивление конденсатора, так как емкость последнего уменьшается. Наличие последовательного сопротивления негативно сказывается на работе устройства, нарушая логику работы конденсатора в схеме. (Если включить, например, последовательно с конденсатором фильтра выпрямителя резистор сопротивлением десяток Ом, на выходе последнего резко возрастут пульсации выпрямленного напряжения). Особенно сильно сказывается повышенное значение ESR конденсаторов (причем всего до пары Ом) на работе импульсных блоков питания.

Принцип работы данного измерителей ESR основан на измерении емкостного сопротивления конденсатора, т.е., по сути, это омметр, работающий на переменном токе.

Как известно, Xс=1/2πfC, где

Xс – емкостное сопротивление, Ом;
f – частота, Герц;
С – емкость, Фарад.

Например, конденсатор емкостью 10 мкФ на частоте 100 кГц будет иметь емкостное сопротивление 0,16 Ом, 100 мкФ – 0,016 Ом и т.д. В реальном конденсаторе это значение будет несколько выше из-за наличия паразитной индуктивности, но тут особая точность измерений не нужна. Выбор частоты измерения 100 кГц обусловлен тем, что многие фирмы, производящие конденсаторы с низким ESR, максимальный импеданс конденсатора (то есть ESR) задают именно на этой частоте. Схема измерителя ESR.

На микросхеме DD1 собран генератор прямоугольных импульсов (элементы D1.1, D1.2), буферный усилитель (элементы D1.3, D1.4) и усилительный каскад на транзисторах. Частота генерации определяется элементами С1 и R1 и равна 100 кГц. Прямоугольные импульсы через разделительный конденсатор С2 подаются на первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Во вторичную обмотку после выпрямителя на диоде включен микроамперметр, по шкале которого отсчитывают значение ESR. Конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. При включении питания стрелка микроамперметра отклоняется на конечную отметку шкалы (добиваются подбором резистора R2). Такое ее положение соответствует значению «бесконечность” измеряемого ESR. Если подключить исправный оксидный конденсатор параллельно обмотке I трансформатора Т1, то благодаря низкому емкостному сопротивлению конденсатор зашунтирует обмотку, и стрелка измерителя приблизится к нулю. При наличии же в измеряемом конденсаторе дефекта, в нем повышается значение ESR. Часть переменного тока потечет через обмотку, и стрелка будет все меньше отклоняться от значения «бесконечность”. Чем больше ESR, тем больший ток протекает через обмотку и меньший через конденсатор, и тем ближе к положению «бесконечность” находится стрелка.

Трансформатор наматывают на ферритовом кольце с внешним диаметром 10…15 мм. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, вторичная – 200 витков ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм. Диод обязательно должен быть германиевым, например Д9, Д310, Д311, ГД507. Кремниевые диоды имеют большое пороговое напряжение открывания (0,5…0,7 В), что приведет к сильной нелинейности шкалы измерителя в области измерения малых сопротивлений. Градуируют измеритель ESR с помощью нескольких резисторов сопротивлением 1 Ом. Замкнув щупы, отмечают, где будет нулевая отметка шкалы. Из-за наличия сопротивления в соединительных проводах, она может не совпадать с положением стрелки при выключенном питании. Поэтому провода, идущие к щупам, должны быть по возможности короткими. Далее подключают два параллельно соединенных резистора на 1 Ом и отмечают положение стрелки, соответствующее измеряемому сопротивлению 0,5 Ом. Затем подключают резисторы на 1, 2, 3, 5 и 10 Ом и отмечают положения стрелки при измерении этих сопротивлений. На этом можно остановиться, так как электролитические конденсаторы емкостью более 4,7 мкФ с ESR больше 10 Ом хотя и могут работать, но уже не долго:)

В качестве корпуса для карманного измерителя ESR был использован нерабочий стрелочный тестер, купленный 5 лет назад за доллар. Благодаря удобной большой шкале, щупам и батареечному отсеку на две пальчиковые батарейки, он идеально подошёл для заданных целей.

Форум по измерительным приборам

Измеритель емкости

ВЧ лаборатории часто требуются измерители емкости для конденсаторов малой емкости в диапазоне пФ. Такое устройство легко построить своими руками. Здесь представлен преобразователь измерений для последовательного порта ПК. Частота генератора снижается целью и измеряется на ПК. Соответствующее преобразование позволяет напрямую отображать емкость. На входе используется короткий наконечник пробника с малой емкостью.Противоположный полюс зажимается к заземляющему кабелю с помощью крокодила. Прецизионный таймер NE555 получает рабочее напряжение напрямую от последовательного интерфейса и создает объект измерения без прямоугольной волны с частотой 3,5 кГц. Сигнал обрабатывается через вход CTS интерфейса.

Программа VB основана на программе измерения частоты из обучающего пакета электронных экспериментов на ПК.Он использует ELEXS.DLL для доступа к последовательному порту. Измерение определяет емкость цели C по отношению к эталону Cref = 3300 пФ. Счетчик можно откалибровать настройкой Cref.

Const C ref = 3300
Частная подпрограмма Timer1_Timer ()
частота = 0
alt = CTS ()
РЕАЛЬНОЕ ВРЕМЯ
НАЧАЛО ВРЕМЕНИ
Пока ВРЕМЯ ЧИТАТЬ новое = (CTS)
Если новый> старый Тогда freq = freq + 1
старое = новое
Управляющий
НОРМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ
частота = частота
Если freq = 0, то freq = 1
Если ноль * ноль C = C ref / freq — Cref
C = Int (С)
Текст1.Текст = Str $ (C) + «pF»
Конечный переводник

Измерение емкости со звуковой картой
Специально для ноутбуков без RS232 удобно использовать звуковую карту для измерения. На его веб-сайте вы найдете другие приложения звуковой карты, такие как измерение индуктивности:

Для измерителя емкости теперь требуется другой источник питания. Вы можете использовать 9-вольтовый аккумулятор или, например, +5 В от USB-порта компьютера. NE555 обеспечивает стабильную частоту, которая в значительной степени не зависит от рабочего напряжения.

Программа обрабатывает частоты до 10 кГц. Следовательно, можно использовать в схеме меньший эталонный конденсатор, например, 1 нФ. Таким образом, разрешение увеличивается примерно до 0,1 пФ. Также важно соответствие уровней. Следующая схема показывает соответствие, полученное с делителем напряжения. Здесь используется левый канал линейного входа.

Accurate LC Meter

Создайте свой собственный точный LC-метр (измеритель индуктивности емкости) и начните создавать свои собственные катушки и индукторы.Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и индукторов. LC Meter может измерять индуктивность от 10 нГн до 1000 нГн, 1 мкГн — 1000 мкГн, 1 мГн — 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания.

PIC Вольт-амперметр

Вольт-амперметр измеряет напряжение 0-70 В или 0-500 В с разрешением 100 мВ и потребляемый ток 0-10 А или более с разрешением 10 мА.Счетчик является идеальным дополнением к любым источникам питания, зарядным устройствам и другим электронным проектам, в которых необходимо контролировать напряжение и ток. В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с ЖК-дисплеем с подсветкой 16×2.

Измеритель / счетчик частоты 60 МГц

Измеритель / счетчик частоты измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. Д.

1 Гц — 2 МГц XR2206 Функциональный генератор

1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 выдает высококачественные синусоидальные, квадратные и треугольные сигналы с высокой стабильностью и точностью. Формы выходных сигналов могут модулироваться как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для точной настройки выходной частоты.

BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик

Будьте в эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц.Его можно подключить к любому типу стереофонического аудиоисточника, например iPod, компьютеру, ноутбуку, CD-плееру, Walkman, телевизору, спутниковому ресиверу, магнитофонной кассете или другой стереосистеме для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или палаточный лагерь.

USB IO Board

USB IO Board — это крошечная впечатляющая небольшая плата разработки / замена параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455 / PIC18F2550.Плата USB IO совместима с компьютерами Windows / Mac OSX / Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными выводами ввода / вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO получает питание от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. Плата USB IO совместима с макетной платой.

ESR Meter / Capacitance / Inductance / Transistor Tester Kit

ESR Meter Kit — удивительный мультиметр, который измеряет значения ESR, емкость (100 пФ — 20000 мкФ), индуктивность, сопротивление (0.1 Ом — 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы, тиристоры, тиристоры, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует такие характеристики транзистора, как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для поиска и устранения неисправностей и ремонта электронного оборудования путем определения производительности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеритель одновременно измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость.

Комплект усилителя для наушников для аудиофилов

Комплект усилителя для наушников для аудиофилов включает в себя высококачественные компоненты аудиосистемы, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, разветвитель шины Ti TLE2426, фильтрующие конденсаторы FM Panasonic со сверхнизким ESR 220 мкФ / 25 В Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. Разъем для микросхем 8-DIP позволяет заменять OPA2134 на многие другие микросхемы двойных операционных усилителей, такие как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. Д.Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяную коробку Altoids, и благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одной батареи 9 В.

Набор прототипов Arduino

Прототип Arduino — это впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, и на обеих сторонах печатной платы имеются выводы питания VCC и GND.Он небольшой, энергоэффективный, но настраиваемый с помощью встроенной перфорированной платы 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные компоненты со сквозными отверстиями для легкой конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328 с загрузчиком Arduino, кристаллическим резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов / выходов (0-13), из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5).Эскизы Arduino загружаются через любой USB-последовательный адаптер, подключенный к 6-контактному гнезду ICSP. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от аккумулятора, такого как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB.

4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления с частотой 433 МГц, 200 м

Возможность беспроводного управления различными приборами внутри или снаружи дома является огромным удобством и может сделать вашу жизнь намного проще и веселее.Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает дальность действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой переменного тока, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, занавесками с электроприводом, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы можете подумать.

Цифровой измеритель емкости | Журнал Nuts & Volts

За прошедшие годы я собрал целый ряд конденсаторов и подстроечных резисторов с воздушной переменной мощностью.Раньше казалось, что запуск проекта, в котором использовалось одно из этих устройств, требовал Акта Конгресса, чтобы выбрать правильное, поскольку они имели неизвестную ценность. В конце концов я решил, что пришло время добавить к моему испытательному стенду измеритель емкости. Однако я не мог оправдать затраты (более 100 долларов США), поэтому решил построить свою собственную.

Просматривая опубликованные конструкции измерителей емкости за последние 20 лет, я обнаружил, что большинство из них имеют недостатки, включая плохую линейность, низкую точность и непостоянство измерительных проводов (при коротком замыкании могут вылететь внутренние микросхемы).Некоторые из дизайнов были превосходными по разрешению и низкому диапазону, достигая фемтофарадной области. Однако их сложность не оправдывала их чрезвычайной точности, которая выходила далеко за рамки потребностей испытательных стендов.

Требования

В тот момент я решил спроектировать собственное устройство с нуля. Мои начальные требования:

Минимальное переключение диапазона для адекватного диапазона измерений
Точные компоненты не требуются
Минимальные настройки
Достойная точность и стабильность
Работа от батареи

Готовый агрегат соответствует этим требованиям.Его точность настолько хороша, насколько позволяет разрешение, и соответствует стандарту, по которому он откалиброван. Перекрытие было обеспечено на всех диапазонах, кроме самого нижнего, чтобы облегчить эту проблему. По моему опыту, как только вы опускаетесь ниже 10 пФ (наихудшее разрешение в данном случае), физическая схема в значительной степени диктует необходимые значения. Обычно это случай добавления «немного больше или немного меньше» из значений центра дизайна. Учтите это: средний PN-переход имеет емкость 5 пФ и изменяется в зависимости от напряжения на нем, что затрудняет точное прогнозирование его поведения в готовой схеме.Платы и компоновка могут добавить еще 1-5 пФ между узлами, что еще сложнее предсказать. По этой причине я решил не выходить за пределы разрешения десятых долей пикофарад.

Окончательный дизайн был представлен следующим образом:

Четыре диапазона:
— 0-999 пФ
— 0-99,9 нФ
— 0-9,99 мкФ
— 0-999 мкФ
Четыре регулировки калибровки
Одна корректировка нуля
Прецизионные компоненты не используются
Работа от 9-вольтовой батареи
С точностью выше 1%

Теория работы

Прежде, чем я перейду к конструированию, я хочу дать подробную теорию работы, которая также будет полезна для поиска и устранения неисправностей, если это необходимо.Сердцем этой конструкции является компаратор LM311 U1. Обычно выход U1-p7 высокий. Когда конденсатор вставлен в тестовые гнезда Cx, он начинает заряжаться в направлении положительного напряжения p7 через резистор синхронизации диапазона (R8, R9, R10). Cx также подключен к отрицательному входу U1 (p3). Когда это напряжение поднимается выше опорного напряжения на p2 (положительный вход), компаратор отключается, и U1-p7 становится низким.

Схема.

Теперь Cx начинает разряжаться через такое же временное сопротивление этому новому низкому напряжению.Положительный вход также сразу упал до более низкого напряжения в это время из-за резистора обратной связи R6. U1-p2, опорное напряжение, теперь ниже, чем Cx (отрицательный вход U1-p3). Cx продолжает разряжаться до тех пор, пока его напряжение не упадет ниже опорного значения U1-p2. В этот момент компаратор отключается, выходной сигнал становится высоким, и весь процесс начинается заново.

Резисторы

R5 и R6 обеспечивают значительный гистерезис для быстрого переключения, стабильности и адекватного периода времени.R1-R4 вместе с P1-P4 обеспечивают калибровку для каждого диапазона, устанавливая правильное опорное напряжение на U1-p2. Итак, в основном то, что мы сделали, — это изменили физическую величину (емкость) на электрический синхронизирующий сигнал (вывод периода на U1-p7).

Все значения компонентов, упомянутые до сих пор, были выбраны так, чтобы обеспечить период 10,0 мс на выходе U1-p7 для показания полной шкалы на трехзначном дисплее (999> 000). Это соответствует 10 мкс на счет. Например, в нижнем диапазоне (0-999 пФ) 1 пФ = 1 мкс, а полная шкала равна 9.99 мс. Это верно для первых трех диапазонов. Четвертый диапазон (0-999 мФ) имеет гораздо больший период, как будет вскоре объяснено.

Когда я впервые сконструировал это устройство, временные резисторы R8-R10 были подключены непосредственно к переключателю S1B с помощью двухдюймовых выводов от платы, и у меня были все виды проблем с нестабильностью. Это было вызвано внутренним и внешним шумом на этих выводах. Как ни странно, эти точки были гораздо более подвержены шуму, чем отведения к Схему. По этой причине был добавлен U2 (аналоговый переключатель), обеспечивающий переключение прямо в месте расположения компонента, что полностью устранило эту проблему.R23,24 гарантируют, что их управляющие входы остаются на уровне земли, когда они не активированы. Диод D1 устраняет один полюс переключателя, заставляя S1A выполнять двойную функцию. Эта схема очень точна и линейна во всем диапазоне и имеет бесконечное разрешение, поскольку в основном это аналоговое устройство.

Однако есть цена, которую нужно заплатить, и это шумовые помехи. Даже пара сотен микровольт шума на входах компаратора рядом с точками срабатывания может привести к ошибочным показаниям на цифровом дисплее (это не будет проблемой для дисплеев счетчиков).Но я добавил несколько новых функций, чтобы почти полностью устранить неустойчивые дисплеи.

Первой особенностью является U3 — серия двойных декадных счетчиков, подключенных к функции деления на 100. Это, по сути, умножает период на 100 (помните, что период является обратной величиной частоты). Это выгодно по нескольким причинам. Он значительно увеличивает период стробирования на выходе, позволяя не только удерживать счетчик с фиксацией на дисплее дольше, но и более медленную и более стабильную тактовую частоту (U4C).Но, прежде всего, он обеспечивает 100-периодное усреднение для выходного сигнала U1, что значительно повышает точность и стабильность в шумной среде.

Итак, до этого момента у нас теперь есть период 1,0 с на выходе U3 для полномасштабного выхода на первых трех диапазонах. Выходной сигнал представляет собой прямоугольную волну, а положительный импульс будет использоваться в качестве стробирующего импульса для часов. В диапазоне четыре (0-999 мФ) этот делитель обходится, поскольку требование постоянной времени для этого диапазона настолько велико, что при правильной конструкции его стробирующий импульс может поступать непосредственно на S1C, который выбирает правильный стробирующий импульс для используемого диапазона.

Во всех случаях нам нужен положительный импульс 500 мс, представляющий полную шкалу для любого диапазона. Этот стробирующий импульс будет управлять двумя контурами с этого момента. Одна из них — это схема Q1, Q2. Это схема с переменной задержкой для обнуления паразитной (паразитной) емкости. Положительный фронт импульса затвора интегрируется комбинацией R11, P5, C2 перед запуском тактового генератора U4A. Это задерживает запуск тактового генератора, что является второй новой особенностью, как упоминалось ранее.Вместо того, чтобы просто стробировать свободно работающий тактовый генератор для счетных импульсов, входящий вентиль фактически запускает и останавливает генератор.

Когда входящий интегрированный импульс достигает достаточной амплитуды, он мгновенно запускает тактовый генератор и запускает его в течение этой длительности. На этом этапе можно обойтись медленным нарастанием логического импульса из-за того, что эти вентили NAND имеют триггеры Шмидта, встроенные в их входы. Также тактовый генератор может быть одноступенчатым устройством по той же причине.

Стробируя часы таким образом, мы устраняем «прохождение часов» и его раздражающее дрожание дисплея. «Прохождение часов» происходит, когда запуск ворот может произойти в любой момент автономного тактового цикла, тем самым создавая маршевый шаблон через них. В качестве альтернативы это влияет на младший бит дисплея, вызывая «± 1 цифру», обычно встречающуюся в технических характеристиках счетчика. Это устраняется, если соединить их вместе. U4A — это тактовый генератор с частотой 2 кГц, генерирующий 1000 импульсов счета за период стробирования 500 мс, что дает отображение 999> 000 для полного считывания.Отсюда тактовые импульсы подаются на тактовый вход U5-p12 для работы этого устройства.

Теперь вернемся на минутку к схеме задержки Q1, Q2. Эта схема работает только в первом диапазоне (0-999 пФ). Мы не нуждаемся в этом и не желаем этого на других диапазонах. Это достигается включением Q2 и включением C2 на землю. Q2 включается, когда переключатель диапазонов S1A находится в первом диапазоне, путем подачи +5 В на его базу через R13. Диод D1 изолирует эту схему от связанной с ней калибровочной схемы.C1 обеспечивает небольшую остаточную задержку для других диапазонов. Q1 включается, когда импульс затвора становится отрицательным, тем самым обеспечивая характеристики резкого выключения затвора и очищая эту цепь от земли, настраивая ее для следующего входящего импульса затвора. Постоянная времени R11, P5, C2 определяет здесь уровень интегрирования и, следовательно, величину задержки. P5 теперь, по сути, становится элементом управления обнулением, блокируя паразитную емкость, которая в противном случае отображалась бы на дисплее. Этот регулятор имеет диапазон 0-50 пФ для обнуления как внутренней, так и внешней емкости.У этого устройства будет около 20 пФ внутренних паразитных сигналов для обнуления, оставив еще около 30 для внешних паразитов. При желании, P5 может быть установлен на передней панели, но для этого элемента управления вам понадобится потенциометр на 10 оборотов.

Возвращаясь к выходу затвора на S1C, когда этот импульс становится низким, U4A останавливается, и общий счет регистрируется в схеме счетчика U5. Отрицательная часть затвора, подаваемая на U4B, сильно отличается постоянной времени C4, R16, создавая на своем выходе положительный импульс длительностью 20 мкс.Этот импульс подается на U5-p5 и фиксирует сохраненный счетчик на дисплее. В то же время отрицательный фронт этого импульса управляет U4C через C5, R17, и его работа идентична U4B. Опять же, есть положительный импульс 20 мкс, но с задержкой 20 мкс от U4B. Этот импульс приводит в действие U5-p13 и сбрасывает схему счетчика на ноль, подготавливая эти ступени для следующего стробированного цикла счета.

U5 — четырехзначный счетчик с мультиплексированными драйверами вывода. Последняя цифра (MSB) не используется, так как у нас есть только трехзначный дисплей.Обычные драйверы сегмента ограничены по току через RN1, пакет DIP на 330 Вт. Общие катоды дисплея управляются через U6, сильноточный инвертор из семи блоков.

Одна неприятная особенность используемого мною дисплея заключается в том, что десятичные точки также мультиплексированы. Единственный способ разделить их — использовать схему декодирования Q3, Q4. Если вы используете дисплей, на котором десятичные точки доступны индивидуально, вы можете устранить эту бессмыслицу и передать их прямо на S1D через подходящие токоограничивающие резисторы (510 Вт).

У меня не было ни места, ни желания добавить еще одну микросхему для схемы переполнения. Однако в U6 было три простаивающих инвертора, которые не работали. Я подключил их логически, чтобы искать потерю сегмента «а» в то время, когда цифра «А» была активной. Наполовину испеченный? Да, но он работает для первого цикла переполнения и почти не требует дополнительной площади платы. Это, по крайней мере, подтвердит, что когда на дисплее отображается «000», это либо полная шкала, либо отсутствие емкости!

Также обратите внимание на наличие двух источников питания +5 В.Один из них (аналоговый +5 В) зарезервирован исключительно для LM311 (U1), которому для правильной работы требуются очень тихие линии питания. Хотя я показываю один высокочастотный шунтирующий конденсатор на линиях питания, на практике я всегда использую несколько — обычно по одному на каждые три или четыре микросхемы, а также в конце длинных (три дюйма или около того) цепей питания.

Строительство

На этом этапе у вас должно быть хорошее понимание схемы и уверенность в ее создании, поэтому теперь я перейду к деталям конструкции.

Схема построена на двух платах. Одна из них была перфорированной платой размером 1-1 / 4 «x 3», с ручной разводкой для дисплея, U6, RN1, Q3 и Q4. Другой был основной платой 2-3 / 4 ”x 3-7 / 8”. Плата дисплея откидывается и устанавливается на те же резьбовые стойки, что и основная плата, с соответствующими прокладками. Я использовал пластиковый корпус, общий для BUD и SERPAC.

После того, как переключение резистора синхронизации (R8-R10) выполнено с использованием U2, больше не нужно выполнять критическую проводку. Просто старайтесь, чтобы входы U1 (p2, p3) были как можно короче и яснее.

Тактовый генератор 2 кГц (U4A) может быть настроен на правильную частоту с помощью R15. Это не обязательно должно быть точным: плюс-минус 20 Гц вполне достаточно. Здесь используйте два резистора. Один будет настолько большим, насколько вы можете, не превышая целевую частоту, другой будет небольшим значением для точной настройки. Я использовал 51 кВт последовательно с 6,2 кВт и оказался в пределах 2 Гц от целевого значения 2 кГц. Все резисторы изготовлены из 5% углеродной пленки. R9 (10 МВт) должен быть металлической пленкой с 1% не для точности, а для ее стабильности.Угольные резисторы с таким высоким значением могут иметь дикие и непредсказуемые температурные коэффициенты. Я использовал 5% углеродную пленку в этом устройстве, но заменю ее в следующий раз, когда у меня будет заказ. Их может быть трудно найти, но у Newark Electronics они есть.

Платы печатные.

В собранном виде и в открытом виде.

После того, как установка завершена, калибровка выполняется путем регулировки P1-P4 и P5.Приятной особенностью этих элементов управления калибровкой является то, что они компенсируют все допуски компонентов схемы, указанные в их проектных центрах, включая ошибку тактовой частоты. Начните с грубой настройки верхнего предела каждого диапазона. Затем вернитесь к диапазону один (0-999 пФ) и отрегулируйте P5 (ноль), чтобы просто исключить любой паразитный дисплей на «000». Теперь отрегулируйте P1 в соответствии со стандартом, который вы используете. Затем отрегулируйте диапазоны со второго по четвертый до стандартного для их верхнего предела.

Теперь вы должны увидеть «000» на всех диапазонах без емкости в Cx.Если диапазоны со второго по четвертый показывают какие-либо паразитные показания, C1 необходимо настроить где-то между 2000-5000 пФ. При проведении этих тестов используйте небольшие тестовые розетки (A-29071-ND, которые подключены параллельно штыревым разъемам Cx), если это возможно. Они подходят для выводов диаметром 0,20–0,40 дюйма, что соответствует 90% протестированных конденсаторов. При необходимости используйте короткие выводы из контактных разъемов и вычтите любые остаточные показания, которые они добавляют (2–10 пФ), перед подключением испытательного конденсатора.

Для калибровки используйте лучшие стандарты, которые вы можете найти, которые находятся в верхней части каждого диапазона.Мне повезло, что у меня есть блок декадной замены конденсаторов на 1%, но вы можете приобрести конденсаторы на 1%, которые будут откалибровать два наиболее критических диапазона (один и два). Это 1000 пФ и 100 нФ.

Калибровка, проверка, использование

Если представится возможность, вы можете выполнить повторную калибровку в соответствии с лучшими стандартами для диапазонов три и четыре. Точность этого устройства ограничена только точностью стандартов, по которым вы его калибруете. В моем случае это был 1%, что вполне достаточно для использования на тестовом стенде.

Хотя отображение достаточно стабильное, будут случаи, когда значение Cx настолько близко к следующей целой цифре (то есть 99%), что может вызвать мерцание LSB. Если это произойдет, просто поднесите свободную руку к конденсатору в Сх (2–3 дюйма), считывая показания на дисплее. Это добавит последнюю долю пикофарада и стабилизирует младший бит до следующей целой цифры, к которой он уже так близок.

Среднее значение тока, потребляемого этим устройством, составляет около 35 мА, что является довольно большой нагрузкой для девятивольтовой батареи.Я провел ускоренные тесты на срок службы, предполагая, что 1000 тестов в год по пять секунд на тест, и оказалось, что батарея прослужит почти столько же, сколько срок ее хранения. Для передней панели пробовал что-то новенькое. Я сделал это из одной из моих схематических программ САПР вместе с текстом. Затем я распечатал это на глянцевой фотобумаге и приклеил к корпусу клеем-спреем. Выглядит красиво, но я не знаю, насколько он будет прочным. Думаю, время покажет. Я построил это устройство менее чем за 30 долларов и очень им доволен.Первые тесты, которые я провел, заключались в количественной оценке и маркировке всех этих конденсаторов переменной мощности и триммеров. Это был легкий ветерок и радость. NV

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

РЕЗИСТОРЫ	ЗНАЧЕНИЕ
R1	22K
R2	33K
R3	6.8K
R4	27K
R5, 14, 18, 19, 20, 21, 23, 24	10 К
R6	39 К
R7	1K
R8	100 КБ
R9	10M
R10	1.5K
R11, R12	5,6 К
R13	4,7 К
R15	57 К *
R16, R17	47K
R22	510
РН1	330 х 7
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
S1	Шесть полюсов — четыре контакта
S2	с.Б. NO
Штекеры
Миниатюрные тестовые домкраты
КОНДЕНСАТОРЫ
C1	0,003 мкФ
C2, C9	0,22 мкФ
C3	0.01 мкФ
C4, C5	470 пФ
C6	22 мкФ
C7	0,1 мкФ
C8	0,47 мкФ
ПОТЕНЦИОМЕТРЫ
P1-P4	10K / 15T
P5	100K / 15T
ПОЛУПРОВОДНИКИ
D1, D2	1N914
D3	LED пять миллиампер
1 квартал	2N3906
2–4 кварталы	2N3904
U1	LM311
U2	CD4066
U3	74HC390
U4	74HC132
U5	74C926
U6	ULN2003
Дисплей	Трехзначный MX	Цифровой ключ	160-1545-5-НД

Как создать простой аналоговый измеритель емкости

Введение

Различные модели цифровых мультиметров, представленные на рынке, оборудованы для измерения большинства электронных величин.Но, что удивительно, почти все они не включают в себя устройство для измерения конденсаторов. Счетчики, которые имеют это, могут быть слишком дорогими для приобретения новыми электронными энтузиастами и инженерами. Представленная здесь схема простого измерителя емкости является аналогом в работе, но определенно может оказаться очень полезным инструментом для измерения конденсаторов с достаточно хорошими диапазонами переменных.

Принцип работы довольно прост. Прямоугольные волны, создаваемые ИС генератора КМОП, используются для попеременной зарядки и разрядки неизвестного конденсатора.Средний ток, необходимый для процедуры, отображается непосредственно на аналоговом измерителе с подвижной катушкой. Ток, будучи прямо пропорционален скорости зарядки конденсатора, всегда дает равноправные показания на измерителе (после правильной калибровки) и, таким образом, может быть считан напрямую.

Перед тем, как перейти к этапу строительства, будет полезно прочитать о следующих деталях функционирования схемы.

Описание схемы

Обратитесь к рисунку, чтобы можно было понять работу схемы с указанными точками:

(Щелкните изображение, чтобы увеличить)

CMOS IC 4049, которая содержит 6 инверторов в одной упаковке, образует основной активный часть всей схемы.
Два его затвора N1 и N2 сконструированы как нестабильный мультивибратор, причем VR1, R1 и S1 (переменные) определяют частоту генератора.
Сигнал на выходе N2 неизменно представляет собой прямоугольную волну. Прямоугольные волны в основном представляют собой просто непрерывную и попеременную генерацию положительного и нулевого напряжения.
Все вентили с N3 по N6 скомпонованы как буферы для уменьшения зависимости схемы от нагрузки, C7 и R2 действуют как интеграторы для стабилизации указателя стрелки измерителя.
Конденсатор CX, который должен быть измерен, подключается к выходу буферов, как показано на рисунке.
Во время положительного пика прямоугольной волны неизвестный конденсатор CX заряжается до напряжения питания, а при следующем импульсе нулевого напряжения он почти мгновенно разряжается через D1.

Список деталей

Все резисторы ¼ Вт, углеродная пленка, тип допуска 5% (если не указано иное)

R1 = 100 K

R2 = 10 K,

VR1 = 10 K,

C1 = 470 п., C2 = 4.7 n, C3 = 0,047 мкм, C4 = 0,47 мкм, C8 = 104 (полностью керамический диск),

C5 = 4,7 мкм / 25 В, C6 = 47 мкм / 25 В, C7, C9 = 10 мкм / 25 В, C10 = 100 µ / 25V (полностью электролитический),

D1 = 1N4148,

N1 TO N6 = IC 4049,

Общая плата в соответствии с размером,

Амперметр с подвижной катушкой = 100 мкА, полное отклонение

Соотношение между током и Емкость

Перед тем, как узнать, как тестировать конденсатор, было бы интересно сначала узнать о математике, задействованной в процессе тестирования.Давайте прочитаем краткое объяснение.

Заряд Q на конденсаторе можно выразить с помощью следующей формулы:

Q = CV, где C — емкость, а V — напряжение питания.

Теперь, поскольку ток, участвующий в процессе, задается как:

I = Q × F, где F — частота прямоугольной волны.

Заменяя Q = CV в приведенной выше формуле, мы получаем:

I = CVF, что ясно указывает на то, что емкость C прямо пропорциональна току I при условии, что частота постоянна.

Также, поскольку напряжение питания составляет 9 вольт, окончательно имеем:

I = 9CF; эта величина тока достигнет счетчика и будет отвечать за соответствующие показания.

Таким образом, путем расчетов по приведенной выше формуле микроамперметр сначала калибруется соответственно для прямого считывания значений рассматриваемых конденсаторов.

Советы по конструкции

С помощью показанной схемы схему легко построить, выполнив следующие шаги:

Начните с того, что вставьте ИС где-нибудь в середине общей печатной платы и припаяйте все ее выводы.
Расположите связанные компоненты в максимально возможной ориентации вокруг ИС и припаяйте их соединения.
Аналогичным образом завершите сборку блока питания над печатной платой 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, конденсаторных розеток и розетки для выхода сетевого шнура (щелкните изображение, чтобы увеличить)

На этом завершается порядок строительства; Теперь давайте узнаем, как настроить устройство.

Калибровка

Калибровка этого измерителя емкости просто выполняется с помощью следующих инструкций:

Возьмите конденсатор относительно небольшой емкости, значение которого точно известно (например, керамический диск 0,1 мкФ). Закрепите его в гнезде конденсатора, предназначенном для проверки номиналов неизвестных конденсаторов.
Включите источник питания — выберите подходящее положение на S1, чтобы отклонение на измерителе показывало почти полную шкалу.Выполните точную настройку VR1, чтобы показания были точными.
Благодаря линейному поведению схемы, показания будут точно соответствовать другим значениям конденсаторов пропорционально на протяжении всей калибровки измерителя.
Эти усилия должны позаботиться о калибровке, и теперь ваш глюкометр готов к использованию.

Еще не знаете, как проверить конденсатор? Что ж, теперь нужно просто вставить неизвестные клеммы конденсатора в данную розетку и получить прямые показания счетчика.Просто не правда ли? Но не забудьте отрегулировать переключатель S1 так, чтобы максимальный диапазон был выбран соответствующим образом.

Не забудьте разрядить (закоротив провода) большие конденсаторы перед проверкой, иначе накопленный заряд может повредить ваш счетчик.

Amazon.com: Комплект измерителя емкости: все остальное

По какой-то причине я всегда предполагал, что получение значимых значений емкости будет сложной задачей, вероятно, потребовавшей вставить тестовый конденсатор в LC-генератор и измерить частоту.Что ж, оказалось, что я ошибался — измерение постоянной времени RC, поскольку этот комплект действительно работает, отлично! Я действительно хотел бы иметь один из них давным-давно.

Собрать комплект было довольно просто. Как указано в инструкциях сейчас (но, судя по всему, основываясь на комментариях в другом месте, возможно, в какой-то момент в прошлом нет) положительный вывод электролитических соединений идет на квадратный штифт. Также, как рекомендовано в другом месте, я заменил резисторы на 330 Ом на прилагаемые резисторы 1,5 кОм, чтобы получить более яркий дисплей (подходит обычный резистор на 1/4 Вт, и это не критично для допуска).Я также наклеил пленку на дисплей, чтобы немного затемнить неосвещенные сегменты и облегчить чтение. Другие сообщили, что переключатель с силой вставляется в отверстия платы, у меня не было проблем, так что, возможно, это было исправлено.

У некоторых людей были проблемы с тем, что процедура калибровки никогда не завершалась, для чего я предлагаю теорию. Один из трех диапазонов (измеритель с автоматическим переключением) предполагает использование резистора 3,3 МОм для зарядки испытательного конденсатора. Это настолько большой резистор, что любая грязь или влага могут вызвать ток утечки, который по сравнению с ним был бы значительным.Я думаю, что процедура калибровки «застревает», если она не может получить несколько последовательных показаний подряд. Когда я впервые собрал свой комплект, он быстро откалибровался, и показания соответствовали маркировке на тестовых конденсаторах и были довольно стабильными. Позже я решил удалить лишний паяльный флюс, и после его «очистки» он начал останавливаться в процессе калибровки или возвращать нестабильные показания, если я включил его без калибровки. При более внимательном рассмотрении был обнаружен засохший налет — моя «чистка» сместила остатки флюса и, вероятно, создала пути утечки микроампер.Несколько более тщательных попыток чистки старой зубной щеткой с вынутой из гнезда атмегой и несколькими часами сушки спустя, и она снова откалибровалась в кратчайшие сроки. Итак, моя рекомендация: если ваш счетчик работает после сборки и вы не использовали особо агрессивный флюс, просто оставьте его. С другой стороны, если ваш застрял в процедуре калибровки, то, помимо проверки на предмет коротких замыканий и неправильно установленных компонентов, отсоедините ИС и тщательно очистите плату, а затем дайте ей высохнуть в течение нескольких часов.

Diy kit тестер конденсатора

— купить diy kit тестер конденсатора с бесплатной доставкой на AliExpress

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для покупки набора для проверки конденсаторов своими руками. К настоящему времени вы уже знаете, что все, что вы ищете, вы обязательно найдете на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, которые предлагают быструю доставку, надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот набор для самостоятельной работы с лучшим тестером конденсаторов вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели комплект для проверки конденсаторов своими руками на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в своем наборе для тестера конденсаторов и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

И, если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести diy kit для конденсаторов по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

SainSmart DIY Kit Секомметр Измеритель емкости Измеритель индуктивности Frequ — SainSmart.com

Торговая марка: SainSmart

SainSmart DIY Kit секомметр измеритель емкости измеритель индуктивности измеритель частоты

Артикул: 101-92-131 UPC: 6955170882908 ID товара: 11091752788 ID варианта: 45101379092

9 долларов.99 12,99 долл. США Сэкономьте 3,00 $

Проекты цифровых конденсаторных счетчиков, которые легко построить

Сегодня я рекомендую проекты цифровых конденсаторных счетчиков.Он может измерять конденсаторы в диапазоне от 1 пФ до 2000 мкФ. Что покрывает почти всю емкость. И дешевле, это намного эффективнее, чем Простое измерение емкости . И продолжаем развивать этот проект (цифровой вольтметр , ).

Обычно мы используем дешевый цифровой мультиметр. Могу измерить только конденсаторы 20 мкФ. Но когда нам нужно измерить значение емкости, чем это. Нам нужно специально использовать цифровой измеритель конденсаторов. Что можно измерить с высокой емкостью 2000 мкФ.Как этот проект. Мы можем построить ваше собственное. Чтобы сэкономить и набраться опыта хорошей электроники.

Работа схемы.

Простой принцип работы этой схемы Будет видно, что схемы состоят из двух основных частей:
Триггерная и моностабильная схема.

Рисунок 1 принципиальная схема

Цепь триггера состоит из IC-5 ( MM5369 ) и IC-4 ( CD4027 ). IC5 ( MM5369 ) будет генерировать тактовый сигнал с частотой 60 Гц.Какое время между запускающими импульсами составляет 16,6 мс. При подаче на этот выход подается импульс с временем IC4b 33,3 мс.

IC4a ( CD4027 ) служил в качестве монитора для определения диапазона выходных импульсов R14, C3.

Потому что выходной импульс IC4 является положительным. Следовательно, нам необходимо обратить отрицательный импульс с помощью транзистора Q1 (BC547)
IC1 ( LM7555 ) является моностабильной схемой. Ширина выходного импульса зависит от значения R1-R6.Которая служит вариантами измерения дальности. и емкость, которая приносит чек.

Когда запускающий импульс от Q1, будет выходной импульс, ширина которого зависит от значения Cx, на выводе 3 проходит через схему X-OR. IC3-CD4070 подал выходной сигнал на вывод 11. ввести резистор R11 во вход цифрового вольтметра.

IC-2 — моностабильный. какая будет ширина импульса, зависит от французских R8, R9, R10 и C2. Выходной импульс с вывода 3 подается на вывод 13 IC3.

Функция IC2 (LM7555) для настройки цепей считывает 0. Пока конденсатор не подключен к цепям. Регулируя C2, подайте импульс. IC2 равен импульсу на IC1. выход, пока не подключен к конденсатору для проверки, имеет значение 0.

Для построения и настройки схем.
Сборка всей схемы в соответствии с печатной платой, как показано на Рисунок 2 . И Рисунок 3 — устройство позиционирования. Затем подключите выход схемы к входу цифрового измерителя.

Рисунок 2 Печатная плата этого проекта

И Рисунок 3 — компоновка печатной платы

Пока она не подключена к конденсатору, отрегулируйте C2 так, чтобы показание счетчика было 0. Затем попробуйте подключить конденсатор, который знает значение в. Схема будет читаться правильно. Если не по фактическому значению. Регулируйте R11 до тех пор, пока счетчик не покажет правильный весь диапазон.

Детализирующее оборудование

IC1, IC2: таймер LM7555
IC3: CD4070 Четырехходовой вентиль EXCLUSIVE-OR с 2 входами
IC4: CD4027 CMOS Двойной триггер JK Master-Slave
IC5: MM5369 MM5369 17-каскадный осциллятор / делитель
Q1 BC547 45 В 100 мА NPN транзистор

1 / 4W +/- 1% Резисторы
R1, R8: 10M
R2, R9: 1M
R3, R10: 100K
R4, R12: 10K
R5, R16: 1K
R6 : 100 Ом
R7: 4.

Измеритель ёмкости конденсаторов своими руками

Схема, принцип работы, устройство

Наладка измерительного прибора

Создание разных моделей измерителей

Модель серии AVR

Модель на базе PIC16F628A

Видео инструкции

Благодарю за репост, друзья:

Читайте также:

Самодельный прибор для измерения емкости конденсаторов. Вы здесь: Схема измерителя емкости конденсаторов

Как устроен измеритель?

Устройства низкой точности

Описание моделей высокой точности

Как сделать модель серии AVR?

Настройка и сборка модели на базе PIC16F628A

Модель для электролитических конденсаторов

Модификации для полевых конденсаторов

Устройства на 2 В

Модификации на 3 В

Модели на 4 В

Модификации с однопереходным расширителем

Модели на базе двухпереходных расширителей: сборка и настройка

Радиосхемы. — Измеритель емкости конденсаторов

Самодельные измерительные приборы

Схема прибора

Цифровой измеритель ёмкости. Измеритель емкости конденсаторов своими руками. Описание и настройка устройства. Устройства низкой точности

Работа схемы измерителя ёмкости:

Настройка схемы измерителя ёмкости:

Использование

Автоматическое определениедиапазона

Зажим

Перечень элементов необходимых для сборки измерителя:

Заключение

Прибор для измерения esr своими руками. ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов. Схема и описание. Схема электрическая esr измерителя конденсаторов

Схема ESR метра

Схема

Видео

Для чего нужен ESR-метр

Схема и сборка

Калибровка прибора

Поправки к схеме

Описание ESR метра для конденсаторов

Настройка устройства

Начало

Итого

Файлы

В помощь радиолюбителю. Выпуск 12 (fb2) | КулЛиб

Составитель:

Глава 1 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

1.1. Мини-тестер

1.2. Омметр с линейной шкалой

1.3. Измеритель индуктивности с линейной шкалой

1.4. Измеритель емкости на ИМС

1.5. Генератор 3Ч

1.6. Простой RC-генератор

Глава 2 ЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ

2.1. «Электрический стул» для носа

2.2. Устройство для лечения магнитным полем

2.3. «Антимигреневый» генератор

2.4. Помощник для слепых

2.5. Горный воздух в комнате

Глава 3 ОХРАННЫЕ УСТРОЙСТВА

3.1. Сторожевое устройство

3.2. Сирены личной охраны

3.3. Детектор вибраций [14]

3.4. Охранное устройство

Глава 4 РЫБАКУ И АКВАРИУМИСТУ

4.1. Электронная «приманка» для рыб

4.2. Береговой лот

4.3. Автомат кормит аквариумных рыб

4.4. Электромеханический «рыболов»

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

5.1. Термометр с полупроводниковым датчиком. [20]

5.2. Электронный термометр

5.3. Быстродействующий термометр

5.4. Медицинский термометр

Глава 6 УПРАВЛЕНИЕ ОСВЕЩЕНИЕМ

6.1. Звонок включает свет в прихожей

6.2. Регулятор яркости светильника с плавным включением

6.3. Сенсорный выключатель светильника