Вимірювач ємності конденсаторів із самокалібруванням. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

У радіоаматорській практиці часто виникає завдання виміру ємностей конденсаторів. Промислові мультиметри з вимірюванням ємності є досить дорогими і не всім доступні. Пропонується конструкція простого вимірювача, зібраного на трьох мікросхемах, яка дозволяє вимірювати ємність конденсаторів, а також частоту періодичного сигналу і може використовуватися як генератори з цифровим контролем частоти.

Принципова електрична схема вимірювача показано малюнку.

(Натисніть для збільшення)

Пристрій містить мікроконтролер DD1 типу РIC16.84А, цифровий рідкокристалічний індикатор від АОН DD2 типу К0-4В2 (або аналогічний) та таймер DA1 NЕ555 (КР1006ВІ1). В основу вимірювача ємності покладена залежність вихідної частоти R-генератора на таймері DA1 від величини ємності конденсатора Сx:

fвих≈1/kRCx,

де К - деяка константа. Оскільки ця залежність обернено пропорційна, мікроконтролер обчислює зворотну величину y=1/fвих.

Для підвищення точності вимірювань та простоти налаштування використовується самокалібрування за заздалегідь вибраними відомими номіналами ємностей опорних конденсаторів (С3, С5, С6). Вимірювач має три діапазони вимірювання ємностей: 1-й - 10...1000 пФ, 2-й - 470...4700 пФ, 3-й - 4700 пФ...0,47 мкФ. У першому діапазоні для самокалібрування використовується опорний конденсатор С5 ємністю 470 пФ, у другому С6 ємністю 2000 пФ, а в третьому С3 ємністю 15 нФ. Перед встановленням у пристрій цих конденсаторів їх необхідно підібрати за величиною номінальної ємності за допомогою якогось вимірювача ємності.

Конденсатори бажано вибирати із мінімальними значеннями температурних коефіцієнтів ємності. Для підвищення лінійності вимірювача в таймері використано джерело струму на транзисторі VT1, величина струму якого в різних діапазонах визначається за допомогою резисторів R9R11. Комутація здійснюється мікроконтролером DD1 перемиканням портів В0-В7 із входу на вихід. Вибір діапазонів вимірювання та режим роботи вимірювача здійснюється перемикачами S1 та S2, згідно таблиці:

Самокалібрування проводиться періодично, приблизно один раз на хвилину. На РК-індикаторі на цей момент висвічується значення ємності опорного конденсатора. У всіх трьох діапазонах величина ємності індикується в пикофарадах, а лівому куті індикатора висвічуються літери "Р.". У режимі частотоміра та генератора ці літери не висвічуються. Під час самокалібрування замість Сх до схеми автоматично підключається один із опорних конденсаторів та вимірюється його ємність. При цьому обчислюється значення поправочного коду N0, яке зберігається в оперативному пристрої мікроконтролера Nвых = N0Nвх.

Паралельно вимірюваному конденсатору Сх включений конденсатор С4 невеликої ємності. Це зроблено для виходу більш лінійний ділянку вимірювань, а величина ємності С4 автоматично віднімається в DD1 значення виміряної ємності Сх. При вимірюваннях малих ємностей (до 100 пФ) у першому піддіапазоні можливе висвічування на індикаторі ненульових показань при відключенні конденсатора вимірюваного Сх. Це некомпенсоване значення ємності (одиниці пикофарад) слід віднімати з виміряного значення СХ.

У режимі автогенератора до джерела струму VT1 підключається змінний резистор R13, регулюванням якого визначається частота вільних коливань fген. Якщо перемикач S3 при цьому вимкнений, мікропроцесор вимірює частоту генерації. На виході fген сигнал імпульсний. Якщо потрібен сигнал з однаковими тривалістю імпульсу і паузи, вихід fген необхідно подати на дільник частоти (наприклад, на мікросхемі К561ІЕ10). З виходу "а" можна знімати сигнал пилкоподібної форми. Якщо вихід "а" подати на вхід інтегратора на логічному елементі, можна отримати сигнал, близький за формою до синусоїдального, діапазон частот генератора від десятків герц до 20...30 кГц. Для розширення діапазону у бік низьких частот можна збільшити номінал резистора R13.

Кнопка S4 – із нормально замкнутими контактами. Вона використовується для скидання мікроконтролера шляхом розриву ланцюгів живлення при перемиканні з одного діапазону вимірювань на інший. Кнопку слід утримувати в натиснутому стані кілька секунд. Кварц Q1 – будь-який на 1 МГц. У пристрої можна використовувати таймер МОП типу 7555.

Запрограмувати мікроконтролер можна самостійно за методикою, описаною в [1]. При вимірі частоти зовнішніх коливань перемикач S3 необхідно відключати.

література:

1. Денисов А. Частотомір на процесорі PIC16.84// Радіохоббі. – 2000. – №1. - С.4243.

Автор: А.М. Саволюк

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 Вуглецево-нейтральна Apple 23.07.2020 Компанія Apple заявила, що до 2030 року вона стане на 100% вуглецево-нейтральною. Через 10 років компанія має намір мати нульовий вуглецевий слід у всьому своєму бізнесі, включаючи виробничий ланцюжок поставок та утилізацію. "Бізнес має величезну можливість допомогти побудувати більш стійке майбутнє, за коштами нашої спільної турботи про планету", - сказав генеральний директор Тім Кук. "До 2030 року весь бізнес Apple буде вуглецево-нейтральним. Планета, яку ми ділимо, не може чекати". Компанія планує досягти 75% цієї мети за рахунок скорочення викидів, а решта 25% за рахунок видалення вуглецю або компенсуючих проектів, таких як посадка дерев та відновлення довкілля. Крім цього, компанія запустить програму Impact Accelerator, яка спрямована на інвестування в малі підприємства, які дбають про скорочення вуглецевого сліду. Apple представила "дорожню карту" вуглецевої нейтральності, яка допоможе іншим компаніям також задуматися про зниження впливу на зміну клімату. Багато технологічних компаній вже заявили про свої наміри стати "зеленішими". Наприклад, Microsoft також сподівається до 2030 мати нульовий вуглецевий слід, а Amazon прагне цього до 2040 року.

Інші цікаві новини:

▪ Найдавніша локшина

▪ Якісне вирощування на кремнії напівпровідникових лазерів

▪ Борошно із бананової шкірки

▪ Перші GPU PowerVR Series6 від Imagination Technologies

▪ Гренландський льодовик зникає

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматорські розрахунки. Добірка статей

▪ стаття Різак палітурника. Поради домашньому майстру

▪ стаття Який природний об'єкт на Землі в 5 разів гарячіший, ніж поверхня Сонця? Детальна відповідь

▪ стаття Флокс. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Автомат керування освітленням. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Монета у паперовому пакетику. 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