Цифровий вимірювач ємності. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Цифровий вимірювач ємності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

У радіоаматорській практиці часто виникає необхідність вимірювання ємності електролітичних конденсаторів, оскільки їх ємність згодом може змінитися дуже значно. Прилад, описаний в [1], на думку автора, має ряд недоліків - високе енергоспоживання, вузький діапазон ємностей, що вимірюваються (10... 10000 мкФ), низьку точність вимірювання малих ємностей.

Пропонований вимірювач вільний від зазначених недоліків. Разом з тим, залишивши незмінною кількість використовуваних мікросхем, вдалося суттєво підвищити точність і ввести ряд сервісних функцій, що полегшують роботу з приладом. Даний прилад забезпечує вимірювання ємності конденсаторів від 0,01 до 10000 мкФ на чотирьох піддіапазонах з верхніми межами вимірювання 10, 100, 1000 та 10000 мкФ. Піддіапазони автоматично перемикаються. Результат вимірювань подається у цифровому вигляді на чотирирозрядному індикаторі.

(Натисніть для збільшення)

Принцип дії приладу ґрунтується на підрахунку числа імпульсів за інтервал часу, пропорційний ємності конденсатора. Перетворювач "ємність-час" виконаний на одновіб-раторі DD5.3, DD5.4. Тривалість імпульсу, що формується таким одновібратором, визначається за емпіричною формулою [2]:

Цифровий вимірювач ємності. Формула тривалості імпульсу

Резистори R7 і R8 підібрані таким чином, щоб тривалість імпульсів у мілісекундах була чисельно рівна ємності в мікрофарадах. Запуск одновібратора здійснюється після натискання кнопки SB1. Для придушення брязкальця контактів кнопки призначений формувач DD5.1, DD5.2. Він формує імпульс негативної полярності, тривалість якого відповідає часу замикання контактів, а фронт та спад імпульсу дещо затримані щодо моментів замикання та розмикання [З]. Інвертор DD1.4 виробляє сигнал скидання, що збігається за часом з імпульсом формувача, що забезпечує установку вихідний стан лічильників DD9...DD12 і тригера DD7. Спад імпульсу негативної полярності за допомогою диференціюючого ланцюжка C2-R5 перетворюється на короткий позитивний імпульс, що запускає одновібратор. Імпульс з виходу одновібратора відкриває електронний ключ DD1.3, що дозволяє проходження лічильних імпульсів від генератора опорних частот.

Основною частиною цього генератора частот є мультивібратор на DD1.1, DD1.2 із кварцовою стабілізацією частоти [2]. Мікросхеми DD2...DD4 становлять лінійку дільників частоти на 10. Таким чином, на входи мультиплексора DD6.1 подаються частоти 1 МГц, 100, 10 та 1 кГц. Мультиплексор DD6.1 разом із тригером DD7 і лічильником DD8 утворюють вузол автоматичного вибору межі виміру. При натисканні кнопки SB1 схема автоматичного вибору межі встановлюється у вихідний стан завдяки подачі на вхід R DD8 логічного "1" через резистор R4.

Лічильник DD8 встановлюється в нульовий стан, а мультиплексор DD6.1 подає на вхід електронного ключа DD1.3 частоту 1 МГц, що відповідає найменшій межі вимірювання. У разі переповнення лічильників DD9...DD12 на виході перенесення DD12 відбувається спад імпульсу позитивної полярності, який збільшує стан лічильника DD8 на одиницю і записує в тригер DD7 логічний "0" з входу D. Цей логічний "0" викликає спрацювання формувача. По негативному імпульсу формувача відбувається скидання лічильників DD9...DD12 та переведення тригера DD7 у стан логічної "1". В результаті тривалість імпульсу формувача дорівнюватиме часу затримки. Після спаду цього імпульсу відбувається перезапуск одновібратора. Зміна стану DD8 призведе до того, що частота на виході DD6.1 дорівнюватиме 100 кГц, а це відповідає збільшенню межі вимірювання в 10 разів.

Мікросхеми DD9...DD12 є декадні лічильники з виходом на семисегментний індикатор. Як індикатори використані вакуумно-люмінесцентні індикатори, які мають низьке струмоспоживання і кращі, порівняно зі світлодіодними матрицями, яскраві характеристики. Мультиплексор DD6.2 здійснює керування десятковими точками індикаторів.

Налагодження приладу рекомендується проводити в наступному порядку

1. Вхід R DD8 тимчасово відключити від кнопки SB1.

2. До точки з'єднання R2 та R3 підключити генератор прямокутних імпульсів частотою 50...200 Гц. Особливих вимог щодо нього не пред'являється, і його можна зібрати за кожною зі схем, наведених у [2, З].

3. Як зразковий підключити конденсатор ємністю 0,5.. .4 мкФ. Слід пам'ятати, що точність вимірювача залежить від точності калібрування.

4. Резистором R8 слід домогтися якомога точнішої відповідності показань приладу та дійсної ємності зразкового конденсатора. Після налаштування двигун R8 бажано закінчити фарбою.

Деталі

У вимірнику можна застосувати мікросхеми серій К176, К561, К1561, і навіть 564. Резистори -типу МЛТ-0,125. Резистор R8 краще використовувати багатооборотний типу СП5-1. Як калібрувальний конденсатор автор використовував К71-5В 1 мкФ±1%. Слід зазначити, що не всі екземпляри ІМС К176ЛА7 стійко працюють у кварцовому генераторі, тому використовувати як DD1 К176ЛА7 не рекомендується.

Як індикатори можна застосувати, крім зазначених на схемі, ШВЗ, ШВ8. Якщо ж застосувати рідкокристалічні індикатори, що вимагатиме невеликої доробки схеми [3, 4], прилад може живитися від однієї батареї напругою 9 типу "Крона".

література

Курочкіна Л. А. Цифровий вимірювач ємності оксидних конденсаторів. – Радіо, 1988, N8, С. 50-52.
Шелестов І. П. Радіоаматорам: корисні схеми. Кн. 2. - М: "Солон", 1998.
Цифрові пристрої на КМОП-інтегральних мікросхемах. 2-ге вид., перераб. та дод. - М: Радіо і зв'язок, 1996.
Бистров Ю. А. та ін. Оптоелектронні пристрої в радіоаматорській практиці - М: Радіо і зв'язок, 1995

Автор: А. Уваров; 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

Електромобіль зарядиться через антену 29.07.2012

Компанії Volvo Technology Japan Co., Ltd. І Nippon Dengyo tools успішно випробували технологію бездротової передачі енергії, яка вже практично придатна для впровадження екологічно чистих електричних вантажівок та автобусів. Японським фахівцям вдалося винайти високоефективну антену (ККД 84%) передачі енергії повітрям. Подібні антени планується розміщувати на зупинках громадського транспорту, парковках, світлофорах тощо. Таким чином, відпаде необхідність постійно стежити за рівнем заряду батарей і використовувати на автотранспорті громіздкі ємні акумулятори.

Досягнення японських фахівців дуже значне. Раніше вважалося, що розвиток високоефективних НВЧ-передавачів енергії займе багато часу. Справді, найсучасніші системи бездротової передачі енергії на відстані кілька метрів могли передавати всього десятки ват потужності, при цьому втрачаючи більше половини енергії. Японцям вперше вдалося підвищити ефективність передачі із 40 до 80%. При цьому в ході експериментів їхня антена передавала транспортному засобу до 10 кіловат енергії на відстань від 4 до 6 метрів.

Нова антена працює на частоті 2,45 ГГц і складається з восьми передавачів потужністю 1,3 кВт. Вихідна потужність на одиницю площі антени дуже висока: понад 3,2 кВт/м2. Високий ККД перетворення електроенергії на мікрохвильове випромінювання дозволяє передавати енергію без великих втрат. Це відкриває перспективи для поширення електромобілів, запас ходу яких сьогодні обмежений 150-300 км на одній зарядці.

Розробка нових ємних та легких акумуляторів справа нешвидка, а вага та ціна літій-іонних батарей не дозволяють збільшувати запас ходу простим додаванням енергоосередків. Бездротова передача енергії вирішить цю проблему: автомобілі можна буде оснастити відносно легкою та дешевою батареєю із запасом ходу 50-100 км, а зарядка здійснюватиметься на маршруті, без головного болю з розеткою.

Інші цікаві новини:

▪ Генна інженерія перетворить людей на суперменів

▪ Чому світлодіод не світить на повну потужність

▪ MCP1811/12 - сімейство лінійних регуляторів з ультранизьким струмом спокою

▪ Вічна мерзлота під загрозою

▪ Комп'ютер читає думки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Телебачення. Добірка статей

▪ стаття Грунт. Наслідок забруднення ґрунту. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Яка країна розташована одночасно в Європі та в Азії? Детальна відповідь

▪ стаття Електромонтер каналізаційних пристроїв зв'язку. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Замість мікрофона – динамічна головка. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття УЗЧ для приймача з низьковольтним живленням Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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