Elektriskās ķēdēs tiek izmantoti dažāda veida kondensatori. Pirmkārt, tie atšķiras pēc jaudas. Lai noteiktu šo parametru, tiek izmantoti speciāli skaitītāji. Šīs ierīces var ražot ar dažādiem kontaktiem. Mūsdienu modifikācijas izceļas ar augstu mērījumu precizitāti. Lai ar savām rokām izgatavotu vienkāršu kondensatora kapacitātes mērītāju, jums jāiepazīstas ar ierīces galvenajām sastāvdaļām.
Kā darbojas skaitītājs?
Standarta modifikācijā ir iekļauts modulis ar paplašinātāju. Dati tiek parādīti displejā. Dažas modifikācijas darbojas, pamatojoties uz releja tranzistoru. Tas spēj darboties dažādās frekvencēs. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka šī modifikācija nav piemērota daudzu veidu kondensatoriem.
Zemas precizitātes ierīces
Izmantojot adaptera moduli, ar savām rokām varat izveidot zemas precizitātes ESR kondensatora kapacitātes mērītāju. Tomēr vispirms tiek izmantots paplašinātājs. Tam lietderīgāk ir izvēlēties kontaktus ar diviem pusvadītājiem. Ja izejas spriegums ir 5 V, strāvai nevajadzētu būt lielākai par 2 A. Lai aizsargātu skaitītāju no kļūmēm, tiek izmantoti filtri. Noskaņošana jāveic ar frekvenci 50 Hz. Šajā gadījumā testerim ir jāuzrāda pretestība, kas nav lielāka par 50 omi. Dažiem cilvēkiem ir problēmas ar katoda vadītspēju. Šajā gadījumā modulis ir jānomaina.
Augstas precizitātes modeļu apraksts
Izgatavojot kondensatora kapacitātes mērītāju ar savām rokām, precizitātes aprēķins jāveic, pamatojoties uz lineāro paplašinātāju. Modifikācijas pārslodzes indikators ir atkarīgs no moduļa vadītspējas. Daudzi eksperti iesaka modelim izvēlēties dipola tranzistoru. Pirmkārt, tas spēj darboties bez siltuma zudumiem. Ir arī vērts atzīmēt, ka uzrādītie elementi reti pārkarst. Ar zemu vadītspēju var izmantot skaitītāja kontaktoru.
Lai ar savām rokām izgatavotu vienkāršu, precīzu kondensatora kapacitātes mērītāju, jums vajadzētu rūpēties par tiristoru. Norādītajam elementam jādarbojas ar vismaz 5 V spriegumu. Ar 30 mikronu vadītspēju pārslodze šādās ierīcēs, kā likums, nepārsniedz 3 A. Tiek izmantoti dažāda veida filtri. Tie jāuzstāda pēc tranzistora. Ir arī vērts atzīmēt, ka displeju var pievienot tikai caur vadu portiem. Lai uzlādētu skaitītāju, ir piemērotas 3 W baterijas.
Kā izveidot AVR sērijas modeli?
Jūs varat izgatavot kondensatora kapacitātes mērītāju ar savām rokām, AVR, tikai pamatojoties uz mainīgu tranzistoru. Pirmkārt, modifikācijai tiek izvēlēts kontaktors. Lai iestatītu modeli, jums nekavējoties jāizmēra izejas spriegums. Skaitītāju negatīvā pretestība nedrīkst pārsniegt 45 omi. Ar 40 mikronu vadītspēju pārslodze ierīcēs ir 4 A. Lai nodrošinātu maksimālu mērījumu precizitāti, tiek izmantoti komparatori.
Daži eksperti iesaka izvēlēties tikai atvērtus filtrus. Viņi nebaidās no impulsa trokšņa pat pie lielas slodzes. Stabu stabilizatori pēdējā laikā ir bijuši ļoti pieprasīti. Tikai režģa komparatori nav piemēroti modifikācijai. Pirms ierīces ieslēgšanas tiek veikts pretestības mērījums. Augstas kvalitātes modeļiem šis parametrs ir aptuveni 40 omi. Tomēr šajā gadījumā daudz kas ir atkarīgs no modifikācijas biežuma.
Uz PIC16F628A balstīta modeļa iestatīšana un montāža
Kondensatora kapacitātes mērītāja izgatavošana ar savām rokām, izmantojot PIC16F628A, ir diezgan problemātiska. Pirmkārt, montāžai tiek izvēlēts atvērts raiduztvērējs. Moduli var izmantot kā regulējamu tipu. Daži eksperti neiesaka uzstādīt augstas vadītspējas filtrus. Pirms moduļa lodēšanas tiek pārbaudīts izejas spriegums.
Ja pretestība ir palielināta, ieteicams nomainīt tranzistoru. Lai pārvarētu impulsu troksni, tiek izmantoti komparatori. Varat arī izmantot vadītāju stabilizatorus. Displeji bieži ir teksta tipa. Tie jāuzstāda caur kanālu portiem. Modifikācija tiek konfigurēta, izmantojot testeri. Ja kondensatoru kapacitātes parametri ir pārāk augsti, ir vērts nomainīt tranzistorus ar zemu vadītspēju.
Modelis elektrolītiskajiem kondensatoriem
Ja nepieciešams, ar savām rokām varat izgatavot elektrolītisko kondensatoru kapacitātes mērītāju. Šāda veida veikalu modeļi izceļas ar zemu vadītspēju. Daudzas modifikācijas tiek veiktas kontaktoru moduļos un darbojas ar spriegumu, kas nepārsniedz 40 V. To aizsardzības sistēma ir RK klase.
Ir arī vērts atzīmēt, ka šāda veida skaitītājiem ir raksturīga samazināta frekvence. To filtri ir tikai pārejas tipa, tie spēj efektīvi tikt galā ar impulsu troksni, kā arī harmoniskām svārstībām. Ja mēs runājam par modifikāciju trūkumiem, ir svarīgi atzīmēt, ka tiem ir zema caurlaidspēja. Tie darbojas slikti augsta mitruma apstākļos. Eksperti norāda arī uz nesaderību ar vadu kontaktoriem. Ierīces nevar izmantot maiņstrāvas ķēdēs.
Modifikācijas lauka kondensatoriem
Lauka kondensatoru ierīcēm ir raksturīga samazināta jutība. Daudzi modeļi var darboties no taisnlīnijas kontaktoriem. Visbiežāk tiek izmantotas pārejas tipa ierīces. Lai veiktu modifikāciju pats, jums jāizmanto regulējams tranzistors. Filtri tiek uzstādīti secīgā secībā. Lai pārbaudītu skaitītāju, vispirms tiek izmantoti mazi kondensatori. Šajā gadījumā testeris nosaka negatīvu pretestību. Ja novirze ir lielāka par 15%, ir jāpārbauda tranzistora veiktspēja. Izejas spriegums uz tā nedrīkst pārsniegt 15 V.
2V ierīces
Pie 2 V DIY kondensatora kapacitātes mērītāju ir diezgan vienkārši izgatavot. Pirmkārt, eksperti iesaka sagatavot atvērtu tranzistoru ar zemu vadītspēju. Ir svarīgi arī izvēlēties tam labu modulatoru. Salīdzinātājus parasti izmanto ar zemu jutību. Daudzu modeļu aizsardzības sistēma tiek izmantota KR sērijā uz sieta tipa filtriem. Lai pārvarētu impulsu svārstības, tiek izmantoti viļņu stabilizatori. Ir arī vērts atzīmēt, ka modifikācijas montāža ietver trīs kontaktu paplašinātāja izmantošanu. Lai iestatītu modeli, jums vajadzētu izmantot kontaktu testeri, un pretestība nedrīkst būt zemāka par 50 omi.
3V modifikācijas
Salokot kondensatora kapacitātes mērītāju ar savām rokām, varat izmantot adapteri ar paplašinātāju. Vēlams izvēlēties lineāra tipa tranzistoru. Vidēji skaitītāja vadītspējai jābūt 4 mikroniem. Pirms filtru uzstādīšanas ir svarīgi arī nostiprināt kontaktoru. Daudzas modifikācijas ietver arī raiduztvērējus. Tomēr šie elementi nevar strādāt ar lauka kondensatoriem. To maksimālais kapacitātes parametrs ir 4 pF. Modeļu aizsardzības sistēma ir RK klase.
4 V modeļi
Kondensatora kapacitātes mērītāju ir atļauts montēt ar savām rokām, tikai izmantojot lineāros tranzistorus. Modelim būs nepieciešams arī augstas kvalitātes paplašinātājs un adapteris. Pēc ekspertu domām, vēlams izmantot pārejas tipa filtrus. Ja mēs apsveram tirgus modifikācijas, viņi var izmantot divus paplašinātājus. Modeļi darbojas ar frekvenci, kas nepārsniedz 45 Hz. Tajā pašā laikā viņu jutīgums bieži mainās.
Ja jūs saliekat vienkāršu skaitītāju, tad kontaktoru var izmantot bez triodes. Tam ir zema vadītspēja, taču tas spēj strādāt pie lielas slodzes. Ir arī vērts atzīmēt, ka modifikācijā jāiekļauj vairāki polu filtri, kas pievērsīs uzmanību harmoniskām svārstībām.
Modifikācijas ar viena savienojuma paplašinātāju
Kondensatora kapacitātes mērītāja izgatavošana ar savām rokām, pamatojoties uz viena savienojuma paplašinātāju, ir diezgan vienkārša. Pirmkārt, modificēšanai ieteicams izvēlēties moduli ar zemu vadītspēju. Jutības parametram jābūt ne vairāk kā 4 mV. Dažiem modeļiem ir nopietna vadītspējas problēma. Tranzistori parasti tiek izmantoti viļņu tipa. Izmantojot sieta filtrus, tiristors ātri uzsilst.
Lai izvairītos no šādām problēmām, ieteicams uzreiz uzstādīt divus filtrus uz tīkla adapteriem. Darba beigās atliek tikai pielodēt salīdzinātāju. Lai uzlabotu modifikācijas veiktspēju, ir uzstādīti kanālu stabilizatori. Ir arī vērts atzīmēt, ka ir ierīces, kuru pamatā ir mainīgie kontaktori. Tie spēj darboties ar frekvenci, kas nepārsniedz 50 Hz.
Modeļi, kuru pamatā ir divu savienojumu paplašinātāji: montāža un konfigurācija
Digitālā kondensatora kapacitātes mērītāja montāža uz divu savienojumu paplašinātājiem ar savām rokām ir diezgan vienkārša. Tomēr normālai modifikāciju darbībai ir piemēroti tikai regulējami tranzistori. Ir arī vērts atzīmēt, ka montāžas laikā ir jāizvēlas impulsu komparatori.
Ierīces displejs ir līnijas tipa. Šajā gadījumā portu var izmantot trīs kanāliem. Lai atrisinātu problēmas ar traucējumiem ķēdē, tiek izmantoti zemas jutības filtri. Ir arī vērts atzīmēt, ka modifikācijas ir jāsamontē, izmantojot diodes stabilizatorus. Modelis ir konfigurēts ar negatīvu pretestību 55 omi.
Kapacitāte ir kondensatora spējas uzglabāt lādiņu mērs. Kapacitāti mēra farādos, kas nosaukti pēc angļu fiziķa Maikla Faradeja, Sanktpēterburgas universitātes goda biedra, vārdā.
Kas ir kapacitāte?
Ja jūs bezgalīgi tālu noņemat vienu elektrības vadītāju, novēršot uzlādētu ķermeņu ietekmi viens uz otru, attālā vadītāja potenciāls kļūs proporcionāls lādiņam. Bet dažāda izmēra vadītājiem nav vienāda potenciāla.
Kondensatora kapacitātes SI vienība ir farads. Proporcionalitātes koeficientu apzīmē ar burtu C - tā ir kapacitāte, ko ietekmē vadītāja izmērs un ārējā struktūra. Elektrodu vielas materiālam un fāzes stāvoklim nav nozīmes - lādiņi tiek sadalīti pa virsmu. Tāpēc starptautiskajos GHS noteikumos jauda tiek mērīta nevis farados, bet gan centimetros.
Vientuļā sfērā ar 9 miljonu km rādiusu (1400 Zemes rādiusu) ir 1 farads. Atsevišķs vadošs elements satur lādiņu daudzumu, kas nav pietiekams tehniskai lietošanai. Pēc 21. gadsimta tehnoloģijām. tiek radīta kondensatoru kapacitāte, kuru mērvienības ir lielākas par 1 faradu.
Struktūra, kurā ir vismaz 2 elektrodi un atdalošais dielektriķis, spēj uzkrāt elektronisko ķēžu darbībai nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu. Šajā dizainā pozitīvās un negatīvās daļiņas tiek savstarpēji piesaistītas un atbalsta pašas sevi. Dielektriķis starp elektronu-pozitronu pāri nepieļauj anihilāciju. Šo uzlādes stāvokli sauc par saistošu.
Iepriekš elektrisko daudzumu mērīšanai izmantoja apjomīgas iekārtas, kas nebija ļoti precīzas. Tagad pat iesācējs radioamatieris zina, kā izmērīt kapacitāti ar testeri.
Marķējumi uz kondensatoriem
Precīzai un drošai darbībai ir nepieciešamas zināšanas par elektronisko ierīču īpašībām.
Kondensatora kapacitātes noteikšana ietver vērtības mērīšanu ar instrumentiem un marķējumu nolasīšanu uz korpusa. Norādītās vērtības un mērījumu laikā iegūtās vērtības atšķiras. To izraisa nepilnīgas ražošanas tehnoloģijas un darbības parametru atšķirības (nolietojums, temperatūras ietekme).
Korpuss norāda nominālo jaudu un pieļaujamo noviržu parametrus. Sadzīves ierīcēs tiek izmantotas ierīces ar novirzi līdz 20%. Kosmosa nozarē, militārajā aprīkojumā un bīstamo objektu automatizācijā ir pieļaujama 5-10% raksturlielumu izplatība. Darba plānos nav pielaides vērtības.
Nominālā jauda ir kodēta pēc IEC standartiem – Starptautiskā elektrotehniskā komisija, kas apvieno nacionālās organizācijas pēc 60 valstu standartiem.
IEC standartā tiek izmantots apzīmējums:
- 3 ciparu kodējums. 2 zīmes sākumā - pF skaits, trešā - nulles skaits, 9 beigās - vērtība ir mazāka par 10 pF, 0 priekšā - ne vairāk kā 1 pF. Kods 689 – 6,8 pF, 152 – 1500 pF, 333 – 33000 pF vai 33 nF vai 0,033 µF. Lai atvieglotu lasīšanu, kodā decimālzīme tiek aizstāta ar burtu “R”. R8=0,8 pF, 2R5 – 2,5 pF.
- 4 cipari marķējumā. Pēdējais ir nulles skaits. Pirmie 3 ir vērtība pF. 3353 – 335 000 pF, 335 nF vai 0,335 µF.
- Burtu izmantošana kodā. Burts µ ir μF, n ir nanofarads, p ir pF. 34p5 – 34,5 pF, 1µ5 – 1,5 µF.
- Ēveles keramikas izstrādājumi ir kodēti ar burtiem A-Z 2 reģistros un skaitli, kas norāda jaudu 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolītiskās SMD ierīces tiek marķētas 2 veidos: cipari - nominālā jauda pF un blakus tai 2. rindā, ja ir vieta - nominālā sprieguma vērtība; burts, kas kodē spriegumu un blakus tam ir 3 cipari, 2 nosaka jaudu, bet pēdējais - nulles skaits. A205 nozīmē 10 V un 2 µF.
- Virsmas montāžas izstrādājumi ir marķēti ar burtu un ciparu kodu: CA7 - 10 µF un 16 V.
- Kodējumi - pēc korpusa krāsas.
IEC marķējumi, valsts apzīmējumi un zīmolu kodi padara kodu iegaumēšanu bezjēdzīgu. Aparatūras izstrādātājiem un remontētājiem ir nepieciešami uzziņu avoti.
Aprēķins, izmantojot formulas
Elementa nominālās jaudas aprēķins ir nepieciešams 2 gadījumos:
- Elektronisko iekārtu dizaineri aprēķina parametru, veidojot shēmas.
- Ja nav piemērotas jaudas un jaudas kondensatoru, amatnieki izmanto elementu aprēķinus, lai izvēlētos no pieejamajām daļām.
RC ķēdes tiek aprēķinātas, izmantojot pretestības vērtību - komplekso pretestību (Z). Ra – strāvas zudumi ķēdes dalībnieku sildīšanas dēļ. Ri un Re – ņem vērā elementu induktivitātes un kapacitātes ietekmi. Pie rezistoru spailēm RC ķēdē spriegums Uр ir apgriezti proporcionāls Z.
Termiskā pretestība palielina slodzes potenciālu, un reaktīvā pretestība samazinās. Kondensatora darbināšana frekvencēs, kas pārsniedz rezonanses frekvences, palielinoties kompleksās pretestības reaktīvā komponentei, noved pie sprieguma zudumiem.
Rezonanses frekvence ir apgriezti proporcionāla spējai uzkrāt lādiņu. No Fр noteikšanas formulas viņi aprēķina, kādas C vērtības (kondensatora kapacitāte) ir nepieciešamas ķēdes darbībai.
Impulsu ķēžu aprēķināšanai tiek izmantota ķēdes laika konstante, kas nosaka RC ietekmi uz impulsa struktūru. Ja ir zināma ķēdes pretestība un kondensatora uzlādes laiks, kapacitāti aprēķina, izmantojot laika konstantes formulu. Rezultāta patiesumu ietekmē cilvēciskais faktors.
Amatnieki izmanto kondensatoru paralēlos un sērijveida savienojumus. Aprēķinu formulas ir pretējas rezistoru formulām.
Virknes savienojums samazina kapacitāti elementu savienojumā; paralēlā ķēde summē vērtības.
Mērot parametrus, vispirms kondensators tiek izlādēts, saīsinot spailes kopā ar skrūvgriezi ar izolāciju uz roktura. Ja tas nav izdarīts, mazjaudas multimetrs neizdosies.
Atbilde uz jautājumu par to, kā pārbaudīt kondensatora kapacitāti ar multimetru režīmā “Cx”, ir šāda:
- Ieslēdziet “Cx” režīmu un izvēlieties mērījumu robežu – 2000 pF – 20 µF standarta ierīcē;
- Ievietojiet kondensatoru ierīces ligzdās vai pievienojiet zondes pie kondensatora spailēm un skatiet vērtību ierīces skalā.
Lai noteiktu īssavienojuma vai atvērtas ķēdes klātbūtni korpusa iekšpusē, tiek izmantots ampērvoltmetrs vai multimetrs.
Ierīces ķēdē ir iekļauts polārais kondensators, ņemot vērā strāvas virzienu. Ražotāji marķē izstrādājuma elektrodus. Kondensators, kas paredzēts 1-3 V spriegumam, neizdosies, ja apgrieztā strāva ir lielāka nekā parasti.
Pirms raksturlielumu mērīšanas polārais elektrolītiskais kondensators tiek noņemts no plates. Ieslēdziet multimetru pretestības mērīšanas vai pusvadītāju pārbaudes režīmā. Uzlieciet zondes uz polārā kondensatora elektrodiem - plus uz plus, mīnuss pret mīnusu. Darba kapacitāte parādīs vienmērīgu pretestības pieaugumu. Uzlādei progresējot, strāva samazinās, EMF palielinās un sasniedz strāvas avota spriegumu.
Kondensatora pārtraukums izskatīsies kā bezgalīga multimetra pretestība. Ierīce nereaģēs vai analogās kopijas adata tik tikko kustēsies.
Kad elements ir sadalīts, izmērītais parametrs neatbilst nominālvērtībai, proporcionāli sadalījuma lielumam uz leju.
Ja jums rodas jautājums, kā ar multimetru izmērīt kondensatora komplekso vai līdzvērtīgu sērijas pretestību (ESR), tad bez pielikuma to izdarīt ir problemātiski. Kondensatoram ir reaktīvās īpašības pie augstfrekvences strāvas.
Citas mērīšanas metodes
Kondensatora kapacitātes mērītājs "dari pats" tiek montēts atbilstoši impulsu ierīču shēmām. RC ķēžu secības ar mainīgiem rezistoriem rada signālu sēriju ar pakāpenisku frekvences maiņu izstrādājuma izejā. Lai iestatītu ierīci, izmantojiet multimetru, ar kuru tiks izmantots televizora pierīce.
Konstrukcijai pa vienam tiek pievienots pārbaudīto kondensatoru komplekts un tiek regulēta darbības precizitāte katrā apakšdiapazonā.
Polāro elektrolītisko elementu kapacitātes mērītājs, ko dari pats, ir shematiski ieviests un konfigurēts kā daļa no televizora pierīces bez oscilācijas ķēdes. Izejā impulsa vietā ir pastāvīgs spriegums.
Digitālajos kapacitātes mērītājos strāvas avots ir ļoti stabils. Elementu “peldošie” parametri, no kuriem tiek montēta ķēde, radīs mērījumu precizitātei nepieņemamu kļūdu.
Uz loģiskajiem elementiem ESR mērījumiem tiek izveidoti maiņstrāvas impulsu avoti.
Lētas kondensatora kapacitātes mērīšanas ierīces, piemēram, tilta RLC ierīces ar papildu funkciju SMD pretestības pārbaudei, tīkla uzlādei un šķidro kristālu displeju, kas paši ir pirksta lielumā. Veikt profesionāla metroloģiskā kompleksa funkcijas. Var darboties kā polāro un mainīgo elektrolītisko kondensatoru kapacitātes mērītājs.
Viens no biežākajiem elektronisko iekārtu atteices vai to parametru pasliktināšanās iemesliem ir elektrolītisko kondensatoru īpašību izmaiņas. Reizēm, remontējot iekārtas (īpaši bijušās PSRS ražotās), kas izgatavotas, izmantojot noteikta veida elektrolītiskos kondensatorus (piemēram, K50-...), lai atjaunotu ierīces funkcionalitāti, tiek veikta pilnīga vai daļēja nomaiņa. vecie elektrolītiskie kondensatori. Tas viss ir jādara tādēļ, ka elektrolītiskā (precīzi elektrolītiskā, jo sastāvā tiek izmantots elektrolīts) kondensatorā iekļauto materiālu īpašības laika gaitā mainās elektriskās, atmosfēras un termiskās ietekmēs. Un līdz ar to mainās arī kondensatoru svarīgākie raksturlielumi, piemēram, kapacitāte un noplūdes strāva (kondensators “izžūst” un tā kapacitāte palielinās, bieži vien pat vairāk nekā par 50% no sākotnējās, un palielinās noplūdes strāva, t.i., iekšējā pretestība , samazinās kondensatora manevrēšana), kas, protams, noved pie raksturlielumu izmaiņām un sliktākajā gadījumā pie pilnīgas iekārtas atteices.
Skaitītājam ir šādas kvalitatīvās un kvantitatīvās īpašības:
1) kapacitātes mērīšana 8 apakšdiapazonos:
- 0 ... 3 µF;
- 0 ... 10 µF;
- 0 ... 30 µF;
- 0 ... 100 µF;
- 0 ... 300 µF;
- 0 ... 1000 µF;
- 0 ... 3000 µF;
- 0 ... 10000 µF.
2) kondensatora noplūdes strāvas novērtējums, izmantojot LED indikatoru;
3) iespēja precīzi mērīt, mainot barošanas spriegumu un apkārtējās vides temperatūru (iebūvēta skaitītāja kalibrēšana);
4) barošanas spriegums 5-15 V;
5) elektrolītisko (polāro) kondensatoru polaritātes noteikšana;
6) strāvas patēriņš statiskā režīmā............ ne vairāk kā 6 mA;
7) kapacitātes mērīšanas laiks ................................... ne vairāk kā 1 s;
8) strāvas patēriņš kapacitātes mērīšanas laikā palielinās ar katru apakšdiapazonu,
Bet ................................................... ................................ ne vairāk kā 150 mA pēdējā apakšdiapazonā.
Ierīces būtība ir izmērīt spriegumu diferencējošās ķēdes izejā, 1. att.
 |
Spriegums pāri rezistoram: Ur = i*R,
kur i ir kopējā strāva caur ķēdi, R ir uzlādes pretestība;
Jo ķēde diferencē, tad tās strāva ir: i = C*(dUc/dt),
kur C ir ķēdes uzlādes kapacitāte, bet kondensators tiks uzlādēts lineāri caur strāvas avotu, t.i. stabilizētā strāva: i = С*const,
Tas nozīmē spriegumu pāri pretestībai (izvade šai ķēdei): Ur = i*R = C*R*const - ir tieši proporcionāls uzlādējamā kondensatora kapacitātei, kas nozīmē, ka, mērot spriegumu uz rezistora ar voltmetrs, mēs noteiktā mērogā mēra pētāmā kondensatora kapacitāti.
Diagramma ir parādīta attēlā. 2.
Sākotnējā stāvoklī testa kondensators Cx (vai kalibrēšanas C1 ar ieslēgtu pārslēgšanas slēdzi SA2) tiek izlādēts caur R1. Mērkondensators, uz kura (ne tieši uz subjekta) mēra objekta Cx kapacitātei proporcionālo spriegumu, tiek izlādēts caur kontaktiem SA1.2. Nospiežot pogu SA1, pārbaudāmais Cx (C1) tiek uzlādēts caur rezistoriem R2 ... R11, kas atbilst apakšdiapazonam (slēdzis SA3). Šajā gadījumā uzlādes strāva Cx (C1) iet caur LED VD1, kuras spilgtums ļauj spriest par noplūdes strāvu (kondensatora manevrēšanas pretestību) kondensatora uzlādes beigās. Vienlaikus ar Cx (C1) caur stabilizētu strāvas avotu VT1, VT2, R14, R15 tiek uzlādēts mērīšanas (kā zināms, ka tas ir labs un ar zemu noplūdes strāvu) kondensators C2. VD2, VD3 izmanto, lai novērstu mērīšanas kondensatora izlādi attiecīgi caur barošanas sprieguma avotu un strāvas stabilizatoru. Pēc Cx (C1) uzlādes līdz līmenim, ko nosaka R12, R13 (šajā gadījumā līdz līmenim, kas ir aptuveni puse no strāvas avota sprieguma), komparators DA1 izslēdz strāvas avotu, C2 uzlāde ir sinhrona ar Cx (C1) apstājas un spriegums no tā ir proporcionāls testa kapacitātei Cx (C1) tiek parādīts ar mikroampērmetru PA1 (divas skalas ar vērtībām, kas ir 3 un 10 reizes, lai gan to var pielāgot jebkurai skalai) caur sprieguma sekotāju DA2 ar augstu ieejas pretestību, kas arī nodrošina ilgstošu uzlādes saglabāšanu uz C2.
Iestatījumi
Iestatīšanas laikā kalibrēšanas mainīgā rezistora R17 pozīcija tiek fiksēta kādā pozīcijā (piemēram, vidū). Savienojot atsauces kondensatorus ar precīzi zināmām kapacitātes vērtībām attiecīgajā diapazonā, rezistori R2, R4, R6-R11 kalibrē skaitītāju - tāda uzlādes strāva tiek izvēlēta tā, lai kapacitātes atsauces vērtības atbilst noteiktām vērtībām uz ierīces. izvēlētā skala.
Manā ķēdē precīzas uzlādes pretestības vērtības pie barošanas sprieguma 9 V bija:
Pēc kalibrēšanas viens no atsauces kondensatoriem kļūst par kalibrēšanas kondensatoru C1. Tagad, kad mainās barošanas spriegums (apkārtējās vides temperatūras izmaiņas, piemēram, kad gatava, atkļūdota ierīce ir stipri atdzesēta aukstumā, kapacitātes rādījumi izrādās par 5 procentiem par zemu novērtēti) vai vienkārši lai kontrolētu ierīces precizitāti. mērījumus, vienkārši pievienojiet C1 ar SA2 pārslēgšanas slēdzi un, nospiežot SA1, izmantojiet kalibrēšanas rezistoru R17, lai pielāgotu PA1 izvēlētajai kapacitātes C1 vērtībai.
Dizains
Pirms ierīces ražošanas uzsākšanas ir nepieciešams izvēlēties mikroampermetru ar piemērotu(-ām) skalu(-iem), izmēriem un maksimālās adatas novirzes strāvu, taču strāva var būt jebkura (vairāku desmitu, simtu mikroampēru) dēļ spēja konfigurēt un kalibrēt ierīci. Es izmantoju EA0630 mikroampermetru ar In = 150 µA, precizitātes klasi 1,5 un divas skalas 0 ... 10 un 0 ... 30.
Plāksne tika veidota, ņemot vērā to, ka tā tiks uzstādīta tieši uz mikroampermetra, izmantojot uzgriežņus uz tā spailēm, 3. att. Šis risinājums nodrošina gan konstrukcijas mehānisko, gan elektrisko integritāti. Ierīce ir ievietota piemērotu izmēru korpusā, kas ir pietiekams, lai tajā varētu ievietot arī (izņemot mikroampermetru un dēli):
SA1 - divu maza izmēra slēdžu poga KM2-1;
- SA2 - maza izmēra pārslēgšanas slēdzis MT-1;
- SA3 - maza izmēra cepumu slēdzis ar 12 pozīcijām PG2-5-12P1NV;
- R17 - SP3-9a - VD1 - jebkurš, es izmantoju vienu no KIPkh-xx sērijas, sarkanā krāsā;
- 9 voltu korunda akumulators ar izmēriem 26,5 x 17,5 x 48,5 mm (neskaitot kontaktu garumu).
SA1, SA2, SA3, R17, VD1 ir fiksēti uz ierīces augšējā vāka (paneļa) un atrodas virs dēļa (akumulators tiek stiprināts, izmantojot stiepļu rāmi tieši uz tāfeles), bet ir savienoti ar plati ar vadiem , un visi pārējie ķēdes radio elementi atrodas uz tāfeles (un arī tieši zem mikroampērmetra) un ir savienoti ar drukātiem vadiem. Es nenodrošināju atsevišķu barošanas slēdzi (un tas nebūtu iederējies izvēlētajā korpusā), apvienojot to ar vadiem testa kondensatora Cx pievienošanai SG5 tipa savienotājā. “Sieviešu” XS1 savienotājam ir plastmasas korpuss uzstādīšanai uz iespiedshēmas plates (tas ir uzstādīts plates stūrī), un “vīrišķais” XP1 ir savienots caur caurumu ierīces korpusa galā. Pievienojot vīrieša savienotāju, tā kontakti 2-3 ieslēdz ierīces barošanu. Būtu lietderīgi paralēli Cx vadiem pievienot kāda dizaina savienotāju (bloku), lai savienotu atsevišķus noslēgtos kondensatorus.
Darbs ar ierīci
Strādājot ar ierīci, jums jābūt uzmanīgiem ar elektrolītisko (polāro) kondensatoru pievienošanas polaritāti. Jebkurai pieslēguma polaritātei indikators rāda vienu un to pašu kondensatora kapacitātes vērtību, bet, ja savienojuma polaritāte ir nepareiza, t.i. Kondensatora “+” uz ierīces “-”, LED VD1 norāda uz lielu noplūdes strāvu (pēc kondensatora uzlādes gaismas diode turpina degt spilgti), savukārt ar pareizu savienojuma polaritāti LED mirgo un pakāpeniski izdziest, demonstrējot lādēšanas strāvas samazināšanos līdz ļoti mazai vērtībai, gandrīz pilnīgu izdzišanu (jānovēro 5-7 sekundes), ar nosacījumu, ka pārbaudāmajam kondensatoram ir zema noplūdes strāva. Nepolāriem, neelektrolītiskajiem kondensatoriem ir ļoti zema noplūdes strāva, kā to var redzēt no ļoti ātras un pilnīgas gaismas diodes dzēšanas. Bet, ja noplūdes strāva ir liela (kondensatora manevrēšanas pretestība ir maza), t.i. kondensators ir vecs un “sūc”, tad gaismas diodes spīdums ir redzams jau pie Rleakage = 100 kOhm, un ar mazāku šunta pretestību LED iedegas vēl spožāk.
Tādējādi ir iespējams noteikt elektrolītisko kondensatoru polaritāti pēc gaismas diodes spīduma: pieslēgts, kad noplūdes strāva ir mazāka (LED ir mazāk spilgta), kondensatora polaritāte atbilst ierīces polaritātei.
Svarīga piezīme!
Lai iegūtu lielāku rādījumu precizitāti, jebkurš mērījums jāatkārto vismaz 2 reizes, jo pirmo reizi daļa no uzlādes strāvas aiziet, lai izveidotu kondensatora oksīda slāni, t.i. Jaudas rādījumi ir nedaudz novērtēti par zemu.
RadioHobby 5"2000
Radioelementu saraksts
| Apzīmējums | Tips | Denominācija | Daudzums | Piezīme | Veikals | Mans piezīmju bloks |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1, DA2 | Mikroshēma | K140UD608 | 2 | K140UD708 vai KR544 | Uz piezīmju grāmatiņu | |
| VT1, VT2 | Bipolārais tranzistors | KT315B | 2 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| VD2, VD3 | Diode | KD521A | 2 | KD522 | Uz piezīmju grāmatiņu | |
| C1 | 2,2 µF | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| C2 | Elektrolītiskais kondensators | 22 µF | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R1 | Rezistors | 1,3 omi | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R2, R4, R6 | Trimmera rezistors | 100 kOhm | 3 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R3 | Rezistors | 470 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R5 | Rezistors | 30 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R7, R8 | Trimmera rezistors | 10 kOhm | 2 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R9 | Trimmera rezistors | 2,2 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R10, R11 | Trimmera rezistors | 470 omi | 2 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R12, R13 | Rezistors | 1 kOhm | 2 | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R14 | Rezistors | 13 kOhm | 1 |
Gandrīz pirms diviem gadiem es nopirku digitālo jaudas mērītāju un, varētu teikt, paņēmu pirmo, ko satiku. Es biju tik noguris no Mastech MY62 multimetra nespējas izmērīt kondensatoru kapacitāti, kas pārsniedz 20 mikrofaradas, un tas pareizi neizmērīja mazāk par 100 pikofaradiem. Man patika divas lietas par SM-7115A:
- Mēra visu nepieciešamo diapazonu
- Kompakts un ērts
Maksāja 750 rubļus. Es patiesi ticēju, ka tas nebija naudas vērts, un cena tika “uzpūsta” pilnīga konkurētspējīgu produktu trūkuma dēļ. Izcelsmes valsts, protams, ir Ķīna. Viņš baidījās, ka “sauksies”, turklāt viņš bija par to pārliecināts, bet velti.
Kapacitātes mērītājs un vadi uz to bija iepakoti polietilēnā, katrs savā čaulā un ievietoti kastē, kas izgatavota no bieza kartona, brīvā vieta tika aizpildīta ar putuplastu. Kastītē bija arī instrukcijas angļu valodā. Ierīces kopējie izmēri ir 135 x 72 x 36 mm, svars 180 grami. Korpusa krāsa ir melna, priekšējam panelim ir ceriņu nokrāsa. Tam ir šķidro kristālu indikators, deviņi mērījumu diapazoni, divas izslēgšanas pozīcijas, nulles regulēšanas regulators, 15 centimetri, dažādu krāsu (sarkans - melns) vadi, ar kuriem mērītais kondensators ir savienots ar ierīci, beidzot ar aligatora klipšiem, un ierīces korpusa ligzdas to savienošanai ir marķētas ar atbilstošās polaritātes krāsas apzīmējumu, papildus iespējams mērīt bez tām (kas palielina precizitāti), kurām ir divas iegarenas ligzdas, kuras ir parakstītas ar mērītā kondensatora simbols. Tiek izmantots 9 voltu akumulators, un ir funkcija, kas automātiski norāda tā izlādēšanos. Trīsciparu šķidro kristālu indikators +1 decimālzīme, ražotāja deklarētais mērījumu diapazons ir no 0,1 pF līdz 20000 μF, ar iespēju regulēt mērījumu diapazonu no 0 līdz 200 pF, iestatīt uz nulli, robežās +/- 20 pF , viena mērījuma laiks 2-3 sekundes.
Mērījumu pieļaujamo kļūdu tabula, atsevišķi pa diapazoniem. Nodrošina ražotājs.
Korpusa aizmugurē ir integrēts statīvs. Tas ļauj kompaktāk novietot skaitītāju darba vietā un uzlabo šķidro kristālu displeja redzamību.
Akumulatora nodalījums ir pilnībā autonoms; lai nomainītu akumulatoru, vienkārši pabīdiet tā vāciņu uz sāniem. Ērtības ir neuzkrītošas, ja tādas pastāv.
Lai noņemtu korpusa aizmugurējo vāciņu, vienkārši atskrūvējiet vienu skrūvi. Smagākā PCB sastāvdaļa ir 500 mA drošinātājs.
Mērīšanas ierīces darbība ir balstīta uz dubultās integrācijas metodi. Tas ir samontēts uz loģiskajiem skaitītājiem HEF4518BT - 2 gab., atslēga HEF4066BT, decimālskaitītājs ar dekodētāju HCF4017 un SMD tranzistoriem: J6 - 4 gab., M6 - 2 gab.
Atskrūvējot vēl sešas skrūves, jūs varat redzēt iespiedshēmas plates otru pusi. Mainīgais rezistors, ko izmanto, lai to iestatītu uz “0”, ir novietots tā, lai vajadzības gadījumā to varētu viegli nomainīt. Kreisajā pusē ir kontakti mērītā kondensatora pieslēgšanai, augstāk esošie ir tiešam savienojumam (bez vadiem).
Ierīce netiek uzreiz iestatīta uz nulles atskaites punktu, bet noregulētais rādījums paliek. To ir daudz vieglāk izdarīt, ja vadi ir atvienoti.
Lai skaidri parādītu mērījumu precizitātes atšķirību ar dažādām mērīšanas metodēm (ar un bez vadiem), es paņēmu mazus kondensatorus ar rūpnīcas marķējumu - 8,2 pF
Ierīces video apskats
Bez vadiem Ar vadiem
№1 8 pF 7,3 pF
№2 7,6 pF 8,3 pF
№3 8,1 pF 9,3 pF
Viss skaidrs, mērījumi noteikti būs precīzāki bez vadiem, lai gan neatbilstība ir praktiski 1 pF robežās. Vairākkārt mērīju arī kondensatorus uz plāksnēm - ekspluatējamiem mērījumu rādījumi ir diezgan adekvāti pēc uz tiem norādītās vērtības. Neesot pārāk izvēlīgs, varam teikt, ka ierīces mērījumu kvalitātes koeficients ir diezgan augsts.
Ierīces trūkumi
- nulles noteikšana netiek veikta nekavējoties,
- kontakta asmeņiem, kas paredzēti mērījumiem bez vadiem, trūkst elastības un tie neatgriežas sākotnējā stāvoklī pēc atskrūvēšanas,
- Mērītājs nav aprīkots ar kalibrēšanas konteineru.
secinājumus
Kopumā esmu apmierināts ar ierīci. Labi mēra, ir kompakts (viegli iekļaujas kabatā), tāpēc radio tirgū ņemu nevis to, ko viņi dod, bet gan to, ko vajag. Es plānoju to pārveidot, kad man būs laiks: nomainīt potenciometru un tiešos mērīšanas kontaktus. Tās diagrammu vai kaut ko līdzīgu var atrast sadaļā. Viņš to pateica "kā tas ir", un jūs pats varat izlemt, vai ir vērts pievienot šādu ierīci savai mājas laboratorijai. Autors - Babejs.
DIY kondensatora kapacitātes mērītājs
Ļaujiet man parādīt, cik tas ir vienkārši darīšu b kondensatora ESR mērītājs, kas tiek samontēts tikai pāris stundās burtiski “Uz maniem ceļiem”. Uzreiz brīdinu, ka neesmu šīs idejas autors, šo shēmu dažādi cilvēki jau ir atkārtojuši simts reizes. Ķēdē ir tikai desmit daļas un jebkurš digitālais multimetrs, ar to nekas nav jādara, mēs vienkārši pielodējam pie punktiem, un viss.
Shēma ierīces eps mērītājs:
Par skaitītāja daļām:
Transformators ar pagriezienu attiecību 11\1. Lai ieslēgtu M2000 K10x6x3 gredzenu, primārais tinums ir jāapgriež pa visu gredzena apkārtmēru (izolēts), sekundāro tinumu ieteicams sadalīt vienmērīgi, ar nelielu traucējumu.
Diode D1 var būt jebkas, ar frekvenci virs 100 KHz un spriegumu virs 40V, bet labāks ir Šotkijs.
Diode D2 ir 26V-36V slāpētājs. Tranzistors - tips KT3107, KT361 un līdzīgi.
ESR mērījumus veic pie mērīšanas robežas 20 V. Pieslēdzot attālinātās mērīšanas “galviņas” savienotāju, ierīce “automātiski” pārslēdzas uz ESR mērīšanas režīmu, par to liecina aptuveni 36V ierīces rādījums pie 200V un 1000V robežas (atkarībā no izmantotā slāpētāja ), un pie 20 V robežas - rādījums “pārsniedz mērījumu robežu”.
Atvienojot tālvadības mērīšanas “galvas” savienotāju, ierīce automātiski pārslēdzas uz parasto multimetra režīmu.
Kopā: ieslēdziet adapteri - skaitītājs automātiski ieslēdzas, izslēdziet to - standarta multimetrs. Tagad kalibrēšana, nekas iedomāts, tikai parastais rezistors (nevis stieples rezistors) regulējam skalu. Aptuveni šādi tas izskatījās:
Ja izveidojat zondes īssavienojumu, uz indikatora 0,00-0,01, šeit ir viena simtā daļa, un mērījumu intervālā ir kļūda līdz 1 Ohm, es salīdzināju kondensatoru ESR vērtības ar rūpnīcas skaitītāju.