Мікрофарадометр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Цей відносно простий пристрій призначений для оцінки справності конденсаторів. Вимірювання ємності проводиться непрямо за значенням напруги пульсації, обернено пропорційної ємності періодично перезаряджається конденсатора. Автором відзначено можливість розширення діапазону вимірів.

Пропонований прилад дозволяє вимірювати з допустимою для радіоаматорських цілей похибкою ємність оксидних конденсаторів в інтервалі 5... 10000 мкФ, встановлених безпосередньо на монтажній платі, блоках живлення, тобто без їх випаювання. Робочий діапазон вимірювання ємності розбитий на три піддіапазони:

• "х1" - 5...100 мкФ;
• "х10" -50...1000 мкФ;
• "х100" - 500...10000 мкф.

Принцип дії приладу заснований на вимірюванні напруги пульсації на конденсаторі Сх, що перевіряється, яке виникає при його циклічній зарядці від джерела живлення і розрядці на резистор. Чим більша ємність цього конденсатора, тим меншою буде напруга пульсації. З іншого боку, при зниженні частоти перезаряджання напруга пульсацій збільшується. Завдяки цим залежностям і можливим визначати ємність конденсатора в досить широкому діапазоні значень параметра. Слід зазначити, що замикання в конденсаторі за такої методики вимірювання відповідає нескінченно великий ємності, а обрив усередині конденсатора еквівалентний нульовій ємності (Сх = 0).

Принципова схема приладу показано малюнку.

На мікросхемі DD1 зібрано генератор прямокутних імпульсів. Підключаються за допомогою перемикача SA1 підстроювальні резистори R1-R3 задають частоту імпульсів генератора відповідно 1000,100, 10 Гц. Імпульси від генератора надходять на базу транзистора VT1, що діє як електронний ключ у ланцюзі навантаження (резистор R5 і ємність Сх вимірюваного конденсатора) джерела живлення. За відсутності конденсатора цьому резисторі виділяються імпульси позитивної полярності. Оскільки його опір обрано невеликим (9,1 Ом), то виявляється достатнім подати транзистор VT1 напруга живлення близько 1,5 У.

Ці імпульси після випрямлення діодами VD1 VD2 викликають відхилення стрілки мікроамперметра РА1. При відсутності конденсатора Сх змінним резистором R6 встановлюють стрілку мікроамперметра на правий поділ, яке в цьому випадку відповідає нульовому значенню ємності Сх (зворотна шкала). Конденсатор C3 усуває тремтіння стрілки під час роботи генератора імпульсів із частотою 10 Гц. Резистор R4 обмежує струм колектора VT1 при замиканні у вимірюваному конденсаторі.

Як відомо, інтервал напруги живлення логічних мікросхем КМОП серії К561 досить широкий - 3...15В, тому для живлення мікросхеми DD1 застосований нестабілізований перетворювач напруги. Його схема з незначними змінами запозичена з [1]. Це несиметричний мультивібратор на транзисторах різної структури; його робота докладно описана в [2]. Цей перетворювач зберігає працездатність при дуже низькій напрузі живлення - до 0,8 Ст.

Навантаження мультивібратора є трансформатор Т1. Імпульси, що виробляються мультивібратором, наводять у вторинній обмотці напругу, яка після випрямлення та згладжування використовується для живлення мікросхеми. Ця напруга приблизно дорівнює 4, що цілком достатньо для нормальної роботи пристрою.

Мікросхему К561ЛА7 можна замінити іншою, наприклад, К561ЛЕ5, діоди VD1-VD3 - германієвими серіями Д2, Д18. Транзистор VT1 (складовий) можна замінити іншим з допустимою напругою Uке max ≤ 60 або двома окремими транзисторами (наприклад, КТ315Б і КТ817А). Заміна транзисторів VT2 та VT3 некритична, можливе застосування малопотужних германієвих транзисторів відповідної структури, наприклад, МП40-МП42 та МП37, МП38. Джерело живлення – гальванічний елемент на 1,5 В (типу 343).

Перемикач SA1 – наприклад, ПД21-1 або аналогічний мініатюрний, вимикач SA2 – будь-який малогабаритний. Струм повного відхилення стрілки мікроамперметра - 50...200 мкА.

У конструкції встановлені імпортні оксидні конденсатори як малогабаритні, але можна використовувати і вітчизняні К50-35.

Для трансформатора Т1 підійде кільце з фериту М2000НМ із зовнішнім діаметром 10-20 мм. Первинна обмотка містить 40 витків дроту ПЕЛ або ПЕЛШО 0,12, вторинна обмотка - 100 витків такого ж дроту.

Прилад монтують у корпусі відповідних розмірів. На передню панель встановлюють мікроамперметр, перемикач меж SA1, перемикач живлення SA2, змінний резистор R6 ("Устан. 0") і гнізда для підключення з'єднувальних проводів.

Під час перевірки працездатності приладу доцільно розпочати з перетворювача напруги. Після підключення джерела живлення до приладу на виході випрямляча перетворювача має бути напруга близько 4...4,5 В. Якщо генерація не виникає, слід поміняти місцями висновки будь-якої з обмоток. Загальний струм, який споживається приладом від гальванічного елемента, не перевищує 50 мА.

Налагодження приладу полягає у встановленні відповідних частот піддіапазонів генератора та градуювання мікроамперметра. Налаштовувати генератор доцільно за допомогою частотоміра, підключивши до висновку 10 мікросхеми DD1. Підстроювальними резисторами R1-R3 встановлюють генератор на частоти 1000, 100 та 10 Гц. Якщо застосувати перемикач SA1 на чотири положення, можна отримати ще одну межу вимірювання ємності - 0,5...10 мкФ, додавши в генератор ще один резистор підлаштування для встановлення частоти імпульсів, що дорівнює 10 кГц.

Найбільш трудомісткою операцією є градуювання шкали мікроамперметра. Так як межі виміру ємності кратні 10, достатньо однієї загальної шкали. Градуювання приладу проводять на першому піддіапазоні за допомогою зразкових конденсаторів, ємність яких підібрана (допустимо і паралельне з'єднання двох-трьох конденсаторів) за допомогою вимірювача ємності.

Якщо немає достатньо точних зразкових конденсаторів або приладу для підбору ємності, то для градуювання можна використовувати танталові оксидно-напівпровідникові конденсатори серії К53 (К53-1, К53-6А та ін). Місткість таких конденсаторів, на думку автора, більш стабільна у часі навіть у екземплярів давнього року випуску. Шкалу достатньо оцифрувати значеннями 0; 5; 10; 20; 30; 50; 100, а першу ризик - знаком нескінченності (оо). Нулем буде відзначено правий ризик (Сх = 0). При відповідній кратності частот генератора точність градуювання шкали для інших піддіапазонів цілком задовільна.

Практика використання вимірювача нічим не відрізняється від методики роботи з аналогічними приладами. Проводити перевірку оксидних конденсаторів треба в знеструмлених пристроях, дотримуватися полярності підключення не обов'язково. Звичайно, можна перевіряти конденсатори перед встановленням на монтажну плату. Старі оксидні конденсатори доцільно перед перевіркою відформувати, витримавши їх під поляризуючою напругою в кілька вольт.

Так як на практиці доводиться перевіряти ємність оксидних конденсаторів безпосередньо на друкованих платах, покритих лаком, бажано виготовити щупи зі сталевими загостреними наконечниками. Для цього добре підходять цангові олівці, які випускалися вітчизняною промисловістю. Замість грифеля використовують відрізок сталевого дроту діаметром до 2 мм, який вставляють в автоолівець на всю довжину з припуском 10 мм.

література

1. Шустов М. Практична схемотехніка. - М: Альтекс-А, 2002, с. 79.
2. Ломакін Л. Генератори світлових імпульсів. – Радіо, 1974, № 4, с. 44.

Автор: А.Сафосін, м.Митищі Московської обл.

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Фотоелемент на основі графену 25.09.2013 Відразу три групи фізиків: з Австрії, Гонконгу та США представили прототипи фотодетекторів на основі графена. Ці пристрої перетворюють інфрачервоні оптичні сигнали електричні імпульси, причому ефективність графенових фотодетекторів вище, ніж у аналогічних пристроїв традиційного типу. Всі три розробки дещо різняться між собою, однак вони використовують ключову особливість графена - здатність перетворювати в електричні імпульси світлові кванти з різною енергією. Традиційні фотодетектори працюють за рахунок того, що квант світла передає носію заряду енергію, достатню для подолання потенційного бар'єру, зазору між енергетичними рівнями в напівпровіднику, але графен не є "повноцінним" напівпровідником і не має так званої забороненої зони. Через відсутність забороненої зони графенові детектори виявилися здатними реєструвати (у разі розробки групи з Китайського університету в Гонконгу) кванти світла в середньому інфрачервоному діапазоні, з довжиною хвилі від 1,55 до 2,75 мікрометрів. Автори стверджують, що їх детектор здатний функціонувати за кімнатної температури, хоча германієві аналоги з чутливістю в тому ж діапазоні вимагає охолодження рідким азотом. Як пояснює Nature News, робота при кімнатній температурі може спростити виявлення хімічних речовин в атмосфері і зробити більш доступними біохімічні дослідження в діагностичних цілях. Учасник американської групи, Дірк Енглунд, фізик з Масачусетського технологічного інституту, підкреслив також те, що швидкість передачі даних через фотодетектори на основі графена склала 12 гігабіт на секунду, тобто вирівняна зі звичайними напівпровідниковими пристроями. За його прогнозами, стрімкий перехід на графен відбудеться тоді, коли вчені та технологи навчаться синтезувати цей двовимірний матеріал у промислових кількостях зі стабільно високою якістю: на сьогодні це головна перешкода на шляху до графенової електроніки. Відсутність забороненої зони, як пояснює один із учених, що створили нові детектори, Томас Мюллер з Технологічного інституту у Відні, зробила його ідеальним матеріалом для пристрою, який перетворює інфрачервоні імпульси в електричні. Мюллер пояснив (і ці пояснення вірні для всіх трьох описаних у Nature Photonics пристроїв), що графен обіцяє бути дешевшим за традиційне німецьке, а операції з графеном вже достатньо відпрацьовані на технологічному рівні. Ключовою проблемою, яка не дозволила раніше створити графенові фотодетектори, була прозорість матеріалу: світло, що пропускає, і інфрачервоне випромінювання графен погано підходив для приладу, дія якого за визначенням пов'язана з поглинанням випромінювання. Перші зразки детекторів, отримані в 2009 році і описані тоді в Nature Nanotechnology, мали через свою прозорість дуже низьку ефективність і говорити про практичне застосування таких пристроїв не можна. Проблему вдалося вирішити тільки зараз: струм, що видається детекторами при освітленні, ще не досяг типового для германієвих приладів значення, але вже більш ніж у 50 разів перевершив результати 2009 року. На думку всіх розробників, розрив незабаром буде ліквідовано; крім того, нові детектори вже перевершили германієві за іншими параметрами. Через більшу в порівнянні з кремнієм і багатьма напівпровідниками рухливість носіїв заряду графен вважається перспективним матеріалом для електронних приладів. До його недоліків відносять відсутність у немодифікованому графені забороненої зони, а також технологічну складність отримання великих однорідних листів.

Інші цікаві новини:

▪ Біорозкладний стент для дітей з дихальними захворюваннями

▪ Дані щодо ВОЛЗ передані на рекордну відстань

▪ Windows 8 зіпсує цей рік для компанії Intel

▪ Флеш-чіпи Samsung eUFS для автомобільних систем

▪ Роботи грають у пісочок

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Студенту на замітку. Добірка статей

▪ стаття Ділове неробство. Діловий ледар. Крилатий вислів

▪ стаття Як можна зробити вертикальне рокірування в шахах? Детальна відповідь

▪ стаття Акумулятори. Довідник

▪ стаття Металошукач на мікросхемі К176ЛП2. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Балкарські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024