|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Приставка до мультиметра для вимірювання ємності конденсаторів
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка Робота приставки (рис. 1) заснована на добре відомому принципі - спочатку конденсатор Сх заряджають до стабільної напруги U потім розряджають через вимірювач струму. Якщо такі цикли зарядки-розрядки проводити із частотою Е середній струм I через вимірювач становитиме I = UFCX. Розмірності у цій формулі зручно використовувати такі: мікроампери, вольти, герці, мікрофаради.
Приставка, що описується, має п'ять меж вимірювання - 2000 і 20000 пФ, 0,2, 2 і 20 мкФ. Вимірювачем струму служить мультиметр М-832, який працює в режимі мілівольтметра постійного струму з межею 200 мВ, доповнений шунтами, встановленими в приставці. Частоти перезарядки конденсатора, що перевіряється, обрані рівними 5 кГц на першій межі вимірювань, 500 Гц на наступних двох і 50 Гц на останніх. При напрузі, до якої заряджається конденсатор, що дорівнює 3 В, струм через вимірювач, відповідний максимальної ємності, що вимірювається і розрахований за наведеною вище формулою, становить 30 мкА на перших двох межах, 300 мкА - на наступних двох і 3 мА - на останньому. Приставку (рис. 2) підключають до трьох гнізд мультиметра - до його входів "VΩmA" і "СОМ" (Загальний), а також до гнізда "Е PNP" для підключення емітера транзистора структури pn-р при вимірюванні параметрів транзисторів.
Генератор, що визначає частоту перезарядки конденсатора, що перевіряється, зібраний на одному інвертуючому елементі - тригері Шмітта DD1.1, а перемикач, по черзі підключає конденсатор Сх до плюсу джерела живлення і до вимірювача струму - на КМОП ключах мікросхеми DD2. Для зменшення опору відкритих ключів обидва канали мікросхеми з'єднані паралельно. При низькому рівні на вході 1 мікросхеми її висновки 13 і 3 з'єднуються з виходами ХО і Y0 відповідно, відбувається зарядка конденсатора, що перевіряється Сх до напруги 3 В. Коли ж на цей вхід надходить імпульс позитивної полярності, зазначені висновки з'єднуються з виходами Х1 і Y1, конденсатор Сх розряджається через один із шунтів R6 - R9. Для живлення приставки використано внутрішній стабілізатор мультиметра з напругою близько 3 В. Воно зняте з його гнізд "Е PNP" та "СОМ". Однак ключі використаної в якості DD2 мікросхеми К561КП1 при напрузі живлення 3 добре пропускають сигнали тільки з "цифровими" рівнями, тобто близькими до напруги живлення і загального проводу. При плавно мінливому комутованому напрузі поблизу половини напруги живлення опір транзисторів ключа швидко зростає і конденсатор Сх не встигає перезаряджатися. Для підвищення напруги живлення в приставку введений перетворювач на мікросхемі DA1 і конденсаторах С1 - С4, що формує напругу -3 відносно загального проводу. Про роботу такого перетворювача розказано у статті автора "Перетворювачі напруги на конденсаторах, що перемикаються", опублікованій в "Радіо", 2001, № 12, с. 44, 45. Вихідна напруга перетворювача підсумовується вихідною напругою стабілізатора мультиметра і використовується для живлення мікросхем DD1 і DD2. Резистори R1 - R3, що перемикаються секцією SA1.1 перемикача, спільно з конденсатором С5 визначають частоту генератора. Вихідна ємність ключів, монтажна ємність ланцюга, що підключається паралельно конденсатору, що перевіряється, вхідна ємність мультиметра збільшують показання вимірювача приблизно на 40 пФ. Для виключення такого зсуву показань введені резистори R4 і R5, підбором яких можна компенсувати помилку показань. Приставка зібрана на друкованій платі (рис. 3) з одностороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1 мм.
Використані резистори МЛТ, С2-23, КІМ (R5), конденсатори К50-16 (C3, С4), імпортний аналог К50-35 (С1), КМ-6 (С2), К73-9 на напругу 100 (С5). Можна застосувати будь-які інші резистори та конденсатори, що підходять за розмірами, але конденсатор С5 повинен бути металопленочним (серій К73) або паперовим, встановлення керамічних конденсаторів неприпустиме через їх низьку температурну стабільність. Перемикач SA1 - ПР2-5П2Н, ПГ2-2-6П2Н, ПГ2-9-6П2Н, П2Г-3-5П2Н, П2Г-3-6П2Н, ПГЗ-5П2Н або будь-який інший малогабаритний на необхідну кількість положень та напрямків. Мікросхеми серії К561 замінені на аналогічні серії КР1561, а мікросхему КР1168ЕП1 можна замінити імпортним аналогом ICL7660 або ICL7660A. Щоб спростити підключення приставки до гнізд мультиметра, на платі закріплені гайками два розрізні штирі діаметром 4 мм від штекерів (ланцюги "VΩmA" і "СОМ") і впаяний латунний штир діаметром 0,8 мм (ланцюг "Е PNP"). Перемикач встановлений на кронштейні з латуні товщиною 1 мм. Кронштейн закріплений на платі гайкою штиря "СОМ" та гвинтом М2,5 з гайкою, для чого на платі передбачено відповідний отвір. Для підключення конденсатора, що перевіряється, в плату впаяні два гнізда від роз'єму 2РМ під штирі діаметром 1 мм. У них можна вставити такі штирі з перпендикулярно підпаяними затискачами "крокодил", що дозволить підключати вимірювані конденсатори різного розміру. Плата накрита кожухом, спаяним із фольгованого склотекстоліту та закріпленого на платі по кутах пайкою. Фольга кожуха з'єднана із загальним дротом і виконує роль екрану. При виготовленні плати роботи приставки з мультиметром іншого типу слід уточнити розташування контактних штирів. З метою полегшення налаштування для кожного підбірного резистора на платі передбачено по два посадочні місця. Відносно низькоомні резистори шунтів R6 - R9 складають із двох паралельно з'єднаних, а високоомні R1 - R5 - з двох, з'єднаних послідовно. Налаштовують приставку у такому порядку. Спочатку на плату встановлюють усі елементи, крім резисторів та кронштейна з перемикачем. В отвори плати, зазначені на рис. 3 написами "до SA1.1" і "до SA1.2", і призначені для установки лівого (по рис. 3) виведення резистора R3 і нижнього R9 (загальний провід) впаюють по відрізку жорсткого мідного дроту довжиною приблизно 40 мм. Між виведенням 5 DD2 і загальним дротом (до відповідної пари відрізків дроту) підпаюють резистор номіналом 680 Ом і допуском не гірше ±10%. У гнізда Х1, Х2 включають конденсатор ємністю 1... 1,5 мкФ, а між висновками 9 і 10 мікросхеми DD1 (також до відповідних відрізків) підпаюють постійний резистор опором 1,5 МОМ послідовно зі змінним 470 кОм. Для цього етапу налаштування точність ємності конденсатора не має значення. Встановлюють перемикач мультиметра положення "200 mV" і вставляють приставку штирями у відповідні гнізда мультиметра. Вимірюють будь-яким вольтметром напруга на висновках 14 і 7 мікросхеми DD1 щодо загального дроту (СОМ) - воно повинно становити +3 і -3 відповідно. Переконуються в наявності генерації з частотою близько 50 Гц за допомогою осцилографа, підключеного паралельно Сх, або, за його відсутності, підключенням туди будь-якого пьезоизлучателя. Показання мультиметра повинні відповідати ємності конденсатора, але можуть хаотично змінюватися в деяких межах. Плавним поворотом валу змінного резистора досягають максимальної стабільності показань мультиметра (допустимі коливання показань у межах 0,5% від вимірюваного значення). Частота генератора при цьому повинна дорівнювати 50 Гц - бажано перевірити її осцилографом або частотоміром. Пульсації вхідної напруги з цією частотою (і кратними їй) добре пригнічуються аналого-цифровим перетворювачем мультиметра, а при відхиленні від неї виявляються у згаданій вище хаотичній зміні показань. Вимірюють сумарний опір постійного та змінного резисторів та підбирають постійний такого ж опору. Якщо це важко, можна взяти резистор трохи меншого опору, а послідовно з ним включити змінний. Повторити підстроювання за відсутністю змін показань і вимірюють опір тільки змінного резистора. Замінюють змінний на постійний такого ж опору – тут уже високої точності не буде потрібно. Встановивши місце Сх конденсатор з точно відомою ємністю 1,5... 1,9 мкФ, домагаються відповідних показань на табло мультиметра підбором резистора R8. Для зручності можна взяти резистор більшого опору і паралельно йому підключити змінний на 22 кОм. Вимірявши опір введеної частини змінного резистора, підбирають відповідний постійний. Далі, не змінюючи частоти генератора і використовуючи конденсатор відомої ємності близько 10 мкФ, аналогічно підбирають резистор R9. Підпаявши підібраний резистор R8 і включивши в гнізда еталонний конденсатор ємністю 0,15...0,19 мкФ, підбирають резистор R2. При цьому частота генератора має бути близько 500 Гц. Зберігши такі частоту генератора та еталонний конденсатор, підбирають резистор R7. Слід мати на увазі, що показання приставки буде завищено приблизно на 40 пФ, тому, скажімо, еталонному конденсатору 0,015 мкФ повинні відповідати показання 1504. Прибирають зсув показань підбором резистора R5. Далі підбирають резистор R6 такого ж опору, як і R7. Вставивши в гнізда еталонний конденсатор ємністю 1500... 1900 пФ, підбирають резистор R3, а виключення зсуву показань - резистор R4. Якщо є цифровий частотомір, можна встановити частоти генератора 50, 500, 5000 Гц підбором резисторів R1, R2 і R3 відповідно, а потім підібрати резистори R6 - R9, використовуючи еталонні конденсатори зазначеної вище ємності. Підібрані резистори впаюють у плату, встановлюють перемикач на кронштейні та з'єднують його висновки з платою. При ретельно проведеному підборі резисторів точність вимірювань на перших чотирьох межах буде не гірше 2%, на межі 20 мкФ лінійність зберігається до 10 мкФ, а при ємності 20 мкФ показання виявляться заниженими приблизно на 8%. У разі відсутності мікросхеми КР1168ЕП1 або ICL7660 ланцюг -3 приставки доцільно живити від батареї мультиметра через стабілізатор на напругу -6, як якого можна використовувати мікросхему КР1168ЕН6 або 79L06 з будь-якими префіксами і суфіксами (рис. 4). Для цього на корпусі мультиметра слід встановити малогабаритне гніздо, з'єднавши його з виходом мінусовим батареї. Висновок "Вхід" мікросхеми DA2 необхідно забезпечити гнучким провідником зі штекером, який включають додаткове гніздо мультиметра.
Приставку можна використовувати як генератор імпульсів з частотами 50, 500 і 5000 Гц і амплітудою 3, знімаючи їх з висновків, призначених для підключення конденсатора, що перевіряється. При цьому слід пам'ятати, що вихідний опір такого генератора не менший за опір включеного секцією SA1.2 резистора R6 - R9. Якщо імпульси знімати з висновків 4 і 7 DD1, їх амплітуда становитиме 6, а вихідний опір зменшиться. Автор: С.Бірюков
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Гнучкий термоелектрогенератор для живлення пристроїв, що носяться. ▪ Флеш-накопичувачі Strontium On-The-Go USB для мобільних пристроїв
▪ розділ сайту Попередні підсилювачі. Добірка статей ▪ стаття Камені кричать. Крилатий вислів ▪ стаття З чого складається око? Детальна відповідь ▪ стаття Орхідея. Легенди, вирощування, способи застосування
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page