|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ C-тестер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка У радіоаматорській майстерні, поруч із різними вимірювальними приладами, може зайняти хоч і скромне, але цілком законне місце "С-тестер" (СТ) для вимірювання електричної ємності "мікрофарадних" конденсаторів. Вимірювати ємність таких конденсаторів доводиться нечасто. Тому спільно з СТ передбачається використання зовнішніх приладів: секундоміра або годинника з секундною стрілкою і, в деяких випадках, багатограничного міліамперметра (тестера). Цим досягається гранична простота, малі габарити та низька вартість СТ. Зібраний за схемою, наведеної на рис.1, не вимагатиме налаштування, градуювання, підбору деталей і забезпечить відносну похибку вимірювання трохи більше ±10% (без урахування похибки зовнішніх приладів) у діапазоні 5...10000 мкФ. Така похибка виміру для зазначених конденсаторів допустима у більшості практичних випадків. За потреби вона може бути суттєво зменшена.
У схемі СТ здійснено принцип непрямого визначення електричної ємності конденсатора за часом його розрядки від початкової напруги до деякого кінцевого, що знаходиться у фіксованому ставленні до початкового. При початковій напрузі, що дорівнює Е, напруга на конденсаторі U при його розрядці підпорядковується рівнянню: U = E e -t/RC, (1) звідки C = t/R * 1/(/nE - /nU), (2) Приймемо: t = RC. (3) Підставляючи значення t із (3) у формулу (1), отримаємо: U = E / e, (4) тобто за дотримання умови формули (4) ємність із (3) визначається так: C = t / R. (5) Таким чином, згідно з формулою (5), при початковій напрузі, що дорівнює Е, і кінцевому напрузі, розрахованому згідно з формулою (4), значення вимірюваної ємності прямо пропорційно часу t. Приймемо опір резистора R рівним 1 МОм. Тоді ємність конденсатора відповідно до формули (5) визначатиметься C = t 10 -6 (Ф) = t (мкФ), (6) тобто. ємність конденсатора З мікрофарадах чисельно дорівнює часу його розрядки t в секундах. У СТ передбачені три діапазони вимірювання ємності з декадними множниками х1, х10, х100 та розрядні резистори з опорами 1 МОм, 100 кОм, 10 кОм відповідно. З урахуванням цього формула (6) виглядатиме C = tn, (7) де: С – ємність, мкФ; n – множник діапазону (1, 10 або 100). СТ влаштований та працює наступним чином. До клем "Сх" підключається конденсатор, що вимірюється (з дотриманням полярності для полярних конденсаторів). Конденсатор одним своїм висновком через ланцюжок нормально замкнутих контактів кнопок SB1, SB2, SB3, маркованих "х1", "х10", і "х100", резистор R4, що обмежує струм зарядки конденсатора, і вимикач живлення SA1 підключений до джерела живлення G1. Інший висновок конденсатора підключений до загального дроту через клеми "lут" та "корпус", замкнуті перемичкою (на рис.1 перемичка не показана). При включенні живлення тумблером SA1 конденсатор заряджається до напруги живлення. Це – початкова напруга. Операційний підсилювач DA1 включений за схемою напруги компаратора. Його вхід, що інвертує, підключений до вимірюваного конденсатора, а неінвертуючий - до дільника напруги R5, R6, в точці поділу якого встановлюється напруга, рівне U = E / e, де Е - напруга джерела живлення, В; е - основа натурального логарифму (е = 2,718). Це – кінцева напруга. У вихідному стані при повністю зарядженому конденсаторі напруга на виході компаратора низька, транзистор VT1 закритий, і світлодіод HL1 не горить. При натисканні та утриманні будь-якої з кнопок (SB1, SB2 або SB3) конденсатор, що вимірюється, підключається до відповідного резистори R1, R2 або R3, і починається його розрядка. Коли напруга на конденсаторі стане рівним напрузі дільника R5-R6, компаратор перемикається, напруга на його виході встановлюється близько 6, транзистор VT1 відкривається, і світлодіод HL1. Час t за секунди вимірюється від моменту натискання кнопки до моменту загоряння світлодіода. Тепер можна відпустити кнопку. Конденсатор через ланцюжок нормально замкнутих контактів кнопок SB1, SB2, SB3 та резистор R4 знову зарядиться, і світлодіод згасне. При вимірі ємності вибір тієї чи іншої кнопки довільний і визначається лише зручністю відліку часу. Вимірювання можна починати з будь-якої кнопки, але не раніше ніж через 10 секунд від моменту включення живлення або відпускання раніше натиснутої кнопки. Цей час потрібен для надійної зарядки конденсатора. Після виміру, перш ніж відключити конденсатор від клем "Сх", слід відключити живлення тумблером "ВКЛ". При цьому конденсатор розрядиться через контакти тумблера SA1, що замкнулися, резистор R4 і перемичку на клемах "lyт". При вимірі ємності оксидних (електролітичних) конденсаторів іноді доводиться враховувати їх струм витоку Iут, який може внести істотну помилку в результат вимірювання (результат буде нижчим від справжнього значення). Виправити положення дозволить введення коефіцієнта Кут, що залежить від lyт конденсатора та обраного діапазону зміни n. У застосуванні до СТ з урахуванням струму витоку конденсатора формула (7) має такий вигляд: С = tn Кут, (8) де: С - ємність конденсатора, мкФ; Кут – коефіцієнт поправки Кут = 1+ (Iут/nE), n – множник діапазону (1, 10 або 100); Iут – струм витоку, мкА; Е – напруга джерела живлення, Ст. Напруга джерела живлення приблизно дорівнює 9 В. Тоді Кут = 1+(Iут/n9). Коефіцієнт Кут нескладно підрахувати за цією формулою, але простіше скористатися графіком його залежності від струму витоку Iyт, наведеним на рис.2.
Струм витоку конденсатора вимірюється міліамперметром, підключеним до клем "Iyт" замість перемички. Підключення міліамперметра слід проводити при вимкненому живленні. При включенні тумблера живлення струм зарядки конденсатора перший момент може досягати 20 мА, а потім падає до деякої величини, що визначається величиною витоку конденсатора. В режимі, що встановився, величина струму витоку може знаходитися в межах від часток мікроампера до 20 мА (у пробитого конденсатора). Це потрібно враховувати під час встановлення межі вимірювання міліамперметра в момент включення живлення. При вимірюванні струму витоку електролітичних конденсаторів слід деякий час витримати під напругою (потренувати), поки значення струму встановиться. За цей час конденсатор не тільки заряджається, а й формується, змінюючи свою ємність. Типи застосовуваних деталей можуть бути будь-якими. Резистори R1, R2, R3, R5, R6 повинні мати допуск щодо опору не більше ±5%. Мікросхему К140УД8 можна замінити мікросхемою К140УД6 або К140УД12 (з урахуванням цоколівки). На панелі СТ встановлюються тумблер SA1, кнопки SB1, SB2, SB3, клеми "Сх", "Iут" і світлодіод HL1. Живиться СТ від батареї напругою 9, споживаючи струм 6 мА. За бажання зменшити похибку вимірювання слід встановити резистори R1, R2, R3 з опорами, що максимально збігаються зі значеннями, вказаними на схемі. Потрібно також підібрати опори резисторів R5 і R6 так, щоб дотримувалася умова R5/R6=1,72. Це може зменшити похибку вимірювання на 3%. А можна вчинити так. До клем "Сх+" і "Корпус" підключити з дотриманням полярності регульоване джерело постійної напруги, встановити на його виході напругу, що дорівнює виміряному напрузі батареї живлення, помноженому на коефіцієнт 0,368. Наприклад, при Е=9,21 напруга на клемах "Сх" потрібно встановити рівним U=9,21*0,368=3,39 (В). Кнопки натискати не потрібно, клеми "Сх-" та "Iyт" повинні бути вільні. Вмикається СТ. При цьому, якщо світлодіод горить, послідовно з резистором R6 включається змінний резистор опором 1 кОм, і його регулювання знаходиться поріг, при якому запалюється і гасне світлодіод. Якщо світлодіод не горить, то наведені вище дії потрібно виконати, увімкнувши змінний резистор послідовно з резистором R5. Опір змінного резистора вимірюється і додається постійний резистор з таким же опором. При такому способі підбору буде компенсовано технологічне зміщення вхідної напруги операційного підсилювача DA1, яке також є джерелом помилки, щоправда, невеликий. Спосіб виміру часу t прямо визначає точність виміру ємності. Для вимірювання часу можна скористатися секундоміром, секундною стрілкою годинника, миготливою точкою на табло цифрового годинника, а можна, якщо не потрібна велика точність, просто рахувати секунди. Зменшення виміряної ємності конденсатора стосовно його номіналу може бути наслідком збільшеного струму витоку. Якщо при включенні тумблера живлення світлодіод не гасне, у конденсаторі, що вимірюється, або замикання, або дуже великий витік. Коли після натискання кнопки "х1" світлодіод запалюється без затримки, в конденсаторі або урвища, або він втратив ємність. У будь-якому випадку є можливість зробити висновок про придатність конденсатора. Наведений на початку статті діапазон вимірювання ємності вказано умовно. Принципово не обмежений цими цифрами і може бути розширений в обидві сторони без будь-яких змін у схемі. Розшириться лише діапазон вимірювання часу зовнішнім приладом. Можливо, збільшиться похибка виміру малих ємностей з допомогою проблеми виміру малих проміжків часу. література
Автор: В.Гусаров, м.Мінськ; Публікація: radioradar.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ 600-вольтові CoolMOS транзистори P7 від Infineon ▪ Кишенькові інфрачервоні термометри ▪ Чумацький Шлях більше, ніж вважалося ▪ SSD типорозміру 1,8 дюйми інтерфейсом SAS
▪ розділ сайту Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори. Добірка статей ▪ стаття Жорж Батай. Знамениті афоризми ▪ стаття Яка інженерна споруда нашого часу є найбільшою? Детальна відповідь ▪ стаття Кіномеханік. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Ремонт енергозберігаючої лампи. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Робочий майданчик. Секрет фокусу
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