Вимірювач ємності електролітичних конденсаторів із тестом на витік. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Однією із найчастіших причин виходу радіоелектронної апаратури з ладу чи погіршення її параметрів є зміна властивостей електролітичних конденсаторів. Іноді при ремонті апаратури (особливо виробленої в колишньому СРСР), виготовленої із застосуванням деяких типів електролітичних конденсаторів (наприклад, K50-...), для відновлення працездатності пристрою вдаються до повної або часткової заміни старих електролітичних конденсаторів. Все це доводиться робити через те, що властивості матеріалів, що входять до електролітичного (саме електролітичного, тому що у складі використовується електроліт) конденсатор, під електричним, атмосферним, тепловим впливами з часом змінюються. І таким чином найважливіші характеристики конденсаторів, такі як ємність і струм витоку - так само змінюються (конденсатор "висихає" і ємність його збільшується, часто навіть більш ніж на 50% від початкової, а струм витоку зростає, тобто внутрішній опір, що шунтує конденсатор зменшується), що природно призводить до зміни характеристик, а в гіршому випадку і до повної відмови апаратури.

(Натисніть для збільшення)

До вашої уваги пропонується схема та приклад конструкції вимірювача ємності електролітичних конденсаторів з тестом їх на витік. Відразу обмовлюся - оригінальна ідея схеми не моя, а розроблена [1], мною була виправлена ​​одна помилка, додано вбудоване калібрування та тест на витік конденсатора, розроблено варіант конструкції та вироблено виготовлення з налаштуванням, випробуваннями. Чудові результати роботи приладу змусили мене поділитись інформацією з Вами.

Вимірювач має наступні якісні та кількісні характеристики:

1) вимірювання ємності на 8 піддіапазонах:

• 0...3 мкФ;
• 0...10 мкФ;
• 0...30 мкФ;
• 0...100 мкФ;
• 0...300 мкФ;
• 0...1000 мкФ;
• 0...3000 мкФ;
• 0...10000 мкФ.

2) оцінка струму витоку конденсатора за світлодіодним індикатором;
3) можливість точного вимірювання при зміні напруги живлення та температури навколишнього середовища (вбудоване калібрування вимірювача);
4) напруга живлення 5-15 В;
5) визначення полярності електролітичних (полярних) конденсаторів;
6) струм споживання в статичному режимі ............ трохи більше 6 мА;
7) час виміру ємності .................................... не більше 1 с;
8) струм споживання під час вимірювання ємності з кожним піддіапазоном зростає,
але ................................................. ................................ не більше 150 мА на останньому піддіапазоні.

Теорія

Суть приладу - вимірювання напруги на виході диференціюючого ланцюга, рис.1.

Напруга на резисторі: Ur = i * R,
де i - загальний струм через ланцюг, R - зарядний опір;

Т.к. ланцюг диференціююча, то її струм: i = С * (dUc / dt),
де З - ємність ланцюга, що заряджається, але конденсатор буде лінійно заряджатися через джерело струму, тобто. стабілізованим струмом: i = С * const,
означає напруга на опорі (вихідна для цього ланцюга): Ur = i * R = C * R * const - прямо пропорційно ємності конденсатора, що заряджається, а значить вимірюючи вольтметром напруга на резисторі ми вимірюваємо в деякому масштабі і досліджувану ємність конденсатора.

Схема представлена ​​на Мал. 2.

У вихідному положенні випробуваний конденсатор Сх (або калібрувальний С1 при включеному тумблері SA2) розряджений через R1. Вимірювальний конденсатор, на якому (не на випробуваному безпосередньо) вимірюється напруга, пропорційна ємності випробуваного Сх, розряджений через контакти SA1.2. При натисканні кнопки SA1 випробуваний Сх (С1) заряджається через відповідні піддіапазон (галетний перемикач SA3) резистори R2 ... R11. При цьому зарядний струм Сх (С1) проходить через світлодіод VD1, чия яскравість світіння дозволяє судити про струм витоку (опір, що шунтує конденсатор) в кінці заряду конденсатора. Одночасно з Сх (С1) через джерело стабілізованого струму VT1,VT2,R14,R15 заряджається і вимірювальний (заздалегідь справний та з малим струмом витоку) конденсатор С2. VD2, VD3 використовуються для запобігання розряду вимірювального конденсатора через джерело напруги живлення та стабілізатор струму відповідно. Після заряду Сх (С1) до рівня, що визначається R12, R13 (в даному випадку до рівня приблизно половини напруги джерела живлення), компаратор DA1 відключає джерело струму, синхронний із Сх (С1) заряд С2 припиняється і напруга з нього, пропорційна ємності випробуваного Сх (С1) індикується мікроамперметром PA1 (дві шкали зі значеннями кратними 3 і 10, хоча можна налаштувати на будь-яку шкалу) через повторювач напруги DA2 з високим вхідним опором, що також забезпечує тривале збереження заряду С2.

Налаштування

При налаштуванні положення калібрувального змінного резистора R17 фіксується у будь-якому положенні (наприклад, у середньому). Підключаючи еталонні конденсатори з відомими значеннями ємності у відповідному діапазоні, резисторами R2, R4, R6-R11 проводиться калібрування вимірювача - підбирається такий струм заряду, щоб еталонні значення ємностей відповідали певним значенням на обраній шкалі.

У моїй схемі точні значення зарядних опорів при напрузі живлення 9 склали:

Після калібрування один з еталонних конденсаторів стає калібрувальним С1. Тепер при зміні напруги живлення (зміни температури навколишнього середовища, наприклад при сильному охолодженні готового налагодженого приладу на морозі показання ємності у мене виходили заниженими відсотків на 5) або просто для контролю точності вимірювань достатньо підключити С1 тумблером SA2 і, натиснувши SA1, калібрувальним резистором R17 підстроювання PA1 на вибране значення ємності С1.

Конструкція

Перед початком виготовлення приладу необхідно вибрати мікроамперметр з відповідною шкалою (-ами), габаритами та струмом максимального відхилення стрілки, але струм може бути будь-яким (порядка десятків, сотень мікроампер) завдяки можливості налаштування та калібрування приладу. Я застосував мікроамперметр ЕА0630 з Iном = 150 мкА, класом точності 1.5 та двома шкалами 0...10 і 0...30.

Плата була розроблена з урахуванням того, що вона кріпитиметься безпосередньо на мікроамперметрі за допомогою гайок на його висновках. Таке рішення забезпечує і механічну, і електричну цілісність конструкції. Прилад розміщується у відповідний за габаритами корпус, достатній для розміщення також (крім мікроамперметра та плати):

- SA1 – кнопка КМ2-1 з двох малогабаритних перемикачів;
- SA2 – малогабаритний тумблер МТ-1;
- SA3 – малогабаритний галетний перемикач на 12 положень ПГ2-5-12П1НВ;
- R17 - СП3-9а - VD1 - будь-який, я застосував якийсь із серії КИПх-хх, червоного кольору свічення;
- 9-вольтова батарея "Корунд" з габаритами 26.5 х 17.5 х 48.5 мм (без урахування довжини контактів).

SA1, SA2, SA3, R17, VD1 закріплюються на верхній кришці (панелі) приладу і розташовуються над платою (батарея зміцнюється за допомогою дротяного каркаса прямо на платі), але з'єднуються з платою проводами, а решта радіоелементів схеми розташовуються на платі (і під мікроамперметром безпосередньо теж) і з'єднуються друкованим монтажем. Окремого вимикача живлення я не передбачав (та й у обраний корпус він би вже не помістився), поєднавши його з проводами для підключення конденсатора Сх, що випробовується, в роз'ємі типу СГ5. "Мама" XS1 роз'єму має пластмасовий корпус для встановлення на друковану плату (вона встановлюється в кутку плати), а "тато" XP1 підключається через отвір у торці корпусу приладу. При підключенні роз'єму тато своїми контактами 2-3 включає живлення приладу. До проводів Сх паралельно непогано приладнати роз'єм (колодку) будь-якої конструкції для підключення окремих відпаяних конденсаторів.

Робота з приладом

Працюючи з приладом потрібно бути уважним з полярністю підключення електролітичних (полярних) конденсаторів. При будь-якій полярності підключення індикатор показує те саме значення ємності конденсатора, але за неправильної полярності підключення, тобто. "+" конденсатора до "-" приладу, світлодіод VD1 індикує великий струм витоку (після заряду конденсатора світлодіод продовжує яскраво горіти), тоді як при правильній полярності підключення світлодіод спалахує та поступово гасне, демонструючи зменшення зарядного струму до дуже малої величини, практично до повного згасання (слід спостерігати 5-7 секунд), за умови, що випробуваний конденсатор має малий струм витоку. Неполярні неелектролітичні конденсатори мають дуже малий струм витоку, що видно по дуже швидкому і повному гасіння світлодіода. А якщо струм витоку великий (опір, що шунтує конденсатор мало), тобто. конденсатор старий і "тече", то світіння світлодіода видно вже при Rутечки = 100 кОм, а при менших опорах шунтирующих світлодіод горить ще яскравіше.

Таким чином можна за світінням світлодіода визначати полярність електролітичних конденсаторів: при тому підключенні, коли струм витоку менше (світлодіод менш яскравий) - полярність конденсатора відповідає полярності приладу.

Важливе зауваження!

Для більшої точності показань будь-який вимір слід повторювати щонайменше 2-х разів, т.к. Вперше частина струму заряду йде створення оксидного шару конденсатора, тобто. показання ємності трохи занижені.

література

1. Belza J. Meric electrolyticich kondenzatoru.- Amaterske Radio, 1990. N 2, s.49.
2. Радіохоббі №5 2000

Публікація: cxem.net

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 Коли музика вбиває 05.12.2012 За американською статистикою, за останні шість років, з поширенням MP3-плеєрів, утричі збільшилася частота випадків влучення пішоходів із навушниками під колеса. У 2004 році через захоплення музикою загинули 16 людей, а в 2011-му - 47. Дві третини загиблих чи постраждалих становили молоді чоловіки, які найбільш схильні слухати в дорозі музику. Вони не чули ні гудків, ні шуму автомобіля, що наближається, або поїзда. До того ж гучна музика послаблює увагу і до того, що людина бачить довкола себе. Не слід розмовляти на ходу по мобільнику. З опитаних 6000 фінів 14% зізналися, що захопившись розмовою, можуть оступитися на сходах, "в'їхати" у ліхтарний стовп або мало не потрапити під машину.

Інші цікаві новини:

▪ Головні інновації на найближчі 10 років

▪ Міношукач онколога

▪ Дослідження розумних молекул

▪ Потужний ШИМ-підсилювач MSA240

▪ Штучне сонце

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори. Добірка статей

▪ стаття Морган Томас. Біографія вченого

▪ стаття Яка пустеля на Землі найбільша? Детальна відповідь

▪ стаття Контрольний майстер. Посадова інструкція

▪ стаття Однотактний ламповий підсилювач потужності на лампах 6Ж1П, 6П1П. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Електронне перемикання за допомогою діодів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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