Приставка мультиметра для вимірювання ємності конденсаторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

У журналі "Радіо" опубліковано статті [1, 2] з описами вимірювачів ємності конденсаторів. На думку автора, найбільш вдалий прилад описано у статті [1]. Їм можна вимірювати ємність конденсаторів без випоювання їх із плати, що суттєво прискорює та спрощує ремонт та налагодження електронних пристроїв. На його основі розроблено пропонований пристрій. При розробці було поставлене завдання зібрати приставку до мультиметра або вольтметра на недорогих і широко доступних компонентах, просту в регулюванні та налагодженні, здатну автономно працювати на акумуляторах п'ять днів на тиждень по вісім годин на день.

На відміну від прототипу [1] приставка містить стабілізований перетворювач напруги, що підвищує, вузол контролю розрядки акумуляторів і автоматичного вимикання. У приставці застосовані мікроспоживаючі операційні підсилювачі. Для налагодження та калібрування прототипу [1] необхідно підбирати відповідні конденсатори. Налагодження та калібрування приставки виконуються набагато простіше та зручніше підстроєними резисторами.

Рис. 1

Рис. 2 (натисніть , щоб збільшити)

Схема пропонованої приставки показана малюнку. Живиться вона від батареї GB1 із трьох Ni-Cd або Ni-MH акумуляторів. Заряджання батареї здійснюється від зовнішнього блока живлення з вихідною напругою 8...12 Ст. Польовий транзистор VT1 стабілізує струм зарядки, значення якого встановлюють добіркою резистора R2. Контроль за розрядкою батареї до напруги 2,5...2,9 здійснює тригер на транзисторах VT4 і VT5. Він вимикає приставку, запобігаючи перерозрядженню акумуляторів. Ланцюг R6VD5C3 призначений для відкривання транзистора VT4 при включенні живлення приставки перемикачем SA1, який показаний у положенні "Заряджання".

Підвищує перетворювач напруги містить блокінг-генератор на транзисторах VT2 і VT3, трансформаторі Т1, конденсаторі С1, резисторах R1 і R3, а також випрямлячі плюсової напруги (VD3C4) і мінусової (VD4C5) полярностей. Частота роботи перетворювача - близько 100 кГц, він працездатний при вхідній напрузі 1,8...5 В, яке вихідне напруга стабілізовано лише на рівні ±(7±0,5) У.

Основні технічні характеристики

• Межі вимірювання ємності, мкФ мінімальний.......0,001
• максимальний .......10000
• Похибка вимірювання у відсотках від межі, не більше для ємності не більше 10 мкФ.......5
• для ємності більше 10 мкФ.......10
• Напруга живлення, В
• мінімальне.......2,5
• максимальне.......5
• Струм, що споживається, мА, не більше .......13
• Габаритні розміри, мм .....65x75x35
• Маса з батареєю живлення, г......200

Принцип роботи пропонованої приставки той самий, що й у прототипу. Генератор імпульсів трикутної форми зібраний на ОП DА 1.1, DA2.2, DA2.4. ОУ DA1.1 працює як компаратор, з його виходу сигнал прямокутної форми надходить на вхід інтегратора на ОУ DA2.2, який перетворює прямокутні імпульси напруги трикутні. Частота генератора визначається RC-ланцюгами (R23C8 – 1 кГц, R24C9 – 100 Гц, R25C10 – 10 Гц, R26C11 – 1 Гц), які перемикаються мультиплексором DD1. Резистори цих ланцюгів підлаштовані, ними встановлюють необхідну частоту генерації. У ланцюзі зворотного зв'язку генератора стоїть інвертор на ОУ DA2.4, що забезпечує автоколивальний режим. На ОУ DA2.3 зібрано повторювач напруги. З його виходу напруга трикутної форми амплітудою 50 мВ подається на конденсатор С, що перевіряється. Діоди VD21 та VD22 - захисні. На ОУ DA3 зібрано диференціатора. Резистор R42 обмежує струм, якщо конденсатор пробитий.

За допомогою перемикача SA2 через діоди VD6-VD17 керують мультиплексорами DD1 та DD2. У положеннях з 1 по 5 перемикача SA2 перемикаються канали з Х1 по Х5 мультиплексора DD2, забезпечуючи вимірювання в межах від 1 нф до 10 мкФ, а у мультиплексора DD1 відкритий канал Х1, тим самим забезпечуючи роботу генератора на частоті 1 кГц. У положеннях з 6 по 8 SA2 перемикаються канали з Х2 по Х4 мультиплексора DD1, це дає вимірювання значень ємності від 100 до 10000 мкФ на частотах 100, 10 і 1 Гц, а у мультиплексора DD2 залишається відкритим канал Х5.

З виходу операційного підсилювача DA3 імпульси, амплітуда яких пропорційна ємності вимірюваної Сх, подаються на синхронний детектор, зібраний на польовому транзисторі VT6 з вузлом управління на ОУ DA1.2. З конденсатора-С7 через розв'язуючий повторювач напруги на ОУ DA2.1 напруга, також пропорційна С*, подається на вольтметр або мультиметр, який повинен знаходитися в режимі вимірювання напруги не менше 1 В. Ємність конденсатора 07 повинна бути не менше 100 мкФ, інакше на межі вимірювання 10000 мкФ та частоті генератора 1 Гц показання вольтметра будуть нестабільними.

На межах 1 нф і 0,01 мкФ конденсатор, що перевіряється, доцільно відключати від шунтуючих ланцюгів.

Висновки щодо їх впливу на точність вимірювання ємності, сформульовані в [1] для прототипу, справедливі і для приставки.

Враховуючи, що в приставці операційні підсилювачі обробляють сигнал частотою не більше 1 кГц, застосовано мікросхему 1401УДЗ, що містить чотири мікроспоживаючі ОУ. Її допустимо замінити на 1463УД4 або чотири одиночні 140УД12. Слід звернути увагу, щоб амплітуда коливань на виході генератора була однаковою на всіх частотах (1, 10, 100 і 1000 Гц). В іншому випадку зменшують опір резисторів R11 і R18, контролюючи струм через них так, щоб він не перевищував 0,2 мА.

У приставці використані підстроювальні резистори СПЗ-19 з допустимим відхиленням ±10%. Постійні резистори - С2-33 з допустимим відхиленням ±5 %. Оксидні конденсатори – К53-18. Конденсатори С9-С11 - К73-17 або інші металоплівкові, конденсатор С8 - КМ5а або КМ56, з ТКЕ не гірше за МПО або ПЗЗ. Можливе застосування елементів поверхневого монтажу – резисторів Р1-12, Р1-16, конденсаторів К53-68, К10-50 або їх імпортних аналогів.

Трансформатор Т1 намотаний на магнітопроводі типорозміру Ш4х4 з фериту 2000НМ дротом ПЕВ-2 діаметром 0,15мм. Обмотка I містить 15 витків, обмотки II та III - по 35 витків.

ОУ DA3 обраний із серії 140УД14 через малий споживаний струм і великий вхідний опір. На межі виміру 1 нф вплив його вхідного опору скориговано збільшенням опору резистора R43 з 10 (як прототипі) до 12 МОм. Компенсацію впливу паразитної ємності приставки та щупів (установку нульової вихідної напруги приставки на цій межі вимірювання) здійснюють резистором R35. Застосовано нестандартну частотну корекцію ОУ DA3 конденсатором С18, яка усуває паразитні коливання, оскільки диференціатор схильний до самозбудження.

Налагодження приставки починають із встановлення частоти генерації на кожній межі підстроювальними резисторами R23-R26. Потім підключають зразковий конденсатор ємністю 10 мкФ або трохи менше. Підстроювальним резистором R16 встановлюють вихідну напругу у вольтах, що дорівнює одній десятій частині ємності зразкового конденсатора в мікрофарадах. Далі приставку аналогічно калібрують підстроювальними резисторами R37-R40 на менших межах вимірювання за іншими зразковими конденсаторами. Джерело зразкової напруги - світлодіод АЛ102ВМ (HL1) можна замінити на АЛ307ВМ або ланцюг з кількох послідовно з'єднаних кремнієвих діодів із серії КД522. При необхідності зразкову напругу регулюють добіркою опору резистора R8 в межах ±30%. Якщо цього недостатньо, змінюють кількість діодів у ланцюзі. Напруга відключення встановлюють не більше 2,5...2,9 У.

Зарядний струм акумуляторів підбирають резистором R2. В екземплярі автора встановлено струм 26 мА. При необхідності замінюють польовий транзистор КП302В (VT1) потужнішим КП903В.

література

1. Васильєв В. Вимірник ємності конденсаторів. – Радіо, 1998, № 4, с. 36, 37; 2000 № 7, с. 50.
2. Кучин С. Прилад для виміру ємності. – Радіо, 1993, № 6, с. 21-23.

Автор: А. Сучинський

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 Селище будівельників Стоунхенджа 19.10.2007 Англійські археологи з університету Шеффілда розкопали неподалік від знаменитого астрономічного комплексу Стоунхендж селище, жителі якого, як припускають, збудували цей комплекс і користувалися ним для своїх ритуалів. У селищі знайдено залишки восьми хатин з глинобитними підлогами. Дерев'яне вугілля, що залишилося на місцях вогнищ, дозволили визначити вік житла, вони були побудовані між 2600 і 2500 роками до н.е., тобто в ті ж роки, коли і Стоунхендж. Археологи не виключають, що всього будинків було близько сотні. Від селища брукована дорога довжиною 170 метрів веде до річки Ейвон, а за три кілометри вище за течією інший такий же відрізок прокладений до Стоунхенджа. Припускають, що дорога використовувалася спочатку для транспортування будівельників та будматеріалів до місця створення легендарної споруди, а пізніше для поїздок на щорічні релігійні свята туди ж.

Інші цікаві новини:

▪ Плавуча вітрова електростанція Hywind Tampen

▪ Оптичні наноантени та атоми золота

▪ Внутрішні окуляри

▪ Оновлена ​​специфікація для конектора Lightning

▪ Кінцевий стереофонічний підсилювач soulution 511

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Ефектні фокуси та їх розгадки. Добірка статей

▪ стаття Вгамуйте, хвилювання пристрасті. Крилатий вислів

▪ стаття Звідки з'явилися ескімоси? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар аварійно-відновлювальних робіт. Посадова інструкція

▪ стаття Електроносогрейка для лікування нежиті. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зникнення зубочистки. Секрет фокусу

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