Микрофарадометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Этот относительно простой прибор предназначен для оценки исправности конденсаторов. Измерение емкости производится косвенно по значению напряжения пульсации, обратно пропорционального емкости периодически перезаряжаемого конденсатора. Автором отмечена возможность расширения диапазона измерений.

Предлагаемый прибор позволяет измерять с допустимой для радиолюбительских целей погрешностью емкость оксидных конденсаторов в интервале 5... 10000 мкФ, установленных непосредственно на монтажной плате, в блоках питания, т. е. без их выпаивания. Рабочий диапазон измерения емкости разбит на три поддиапазона:

• "х1" - 5...100 мкФ;
• "х10" -50...1000 мкФ;
• "х100" - 500... 10000 мкФ.

Принцип действия прибора основан на измерении напряжения пульсации на проверяемом конденсаторе Сх, которое возникает при его циклической зарядке от источника питания и разрядке на резистор. Чем больше емкость этого конденсатора, тем меньше будет напряжение пульсации. С другой стороны, при понижении частоты перезарядки напряжение пульсаций увеличивается. Благодаря этим зависимостям и оказывается возможным определять емкость конденсатора в достаточно широком диапазоне значений параметра. Следует отметить, что замыкание в конденсаторе при такой методике измерения соответствует бесконечно большой емкости, а обрыв внутри конденсатора эквивалентен нулевой емкости (Сх= 0).

Принципиальная схема прибора показана на рисунке.

На микросхеме DD1 собран генератор прямоугольных импульсов. Подключаемые с помощью переключателя SA1 подстроечные резисторы R1- R3 задают частоту импульсов генератора соответственно 1000,100, 10 Гц. Импульсы от генератора поступают на базу транзистора VT1, действующего как электронный ключ в цепи нагрузки (резистор R5 и емкость Сх измеряемого конденсатора) источника питания. При отсутствии конденсатора на этом резисторе выделяются импульсы положительной полярности. Так как его сопротивление выбрано небольшим (9,1 Ом), то оказывается достаточным подать на транзистор VT1 напряжение питания около 1,5 В.

Эти импульсы после выпрямления диодами VD1, VD2 вызывают отклонение стрелки микроамперметра РА1. При отсутствии конденсатора Сх переменным резистором R6 устанавливают стрелку микроамперметра на крайнее правое деление, которое в этом случае соответствует нулевому значению емкости Сх (обратная шкала). Конденсатор C3 устраняет дрожание стрелки при работе генератора импульсов с частотой 10 Гц. Резистор R4 ограничивает ток коллектора VT1 при замыкании в измеряемом конденсаторе.

Как известно, интервал напряжения питания логических микросхем КМОП серии К561 достаточно широк - 3...15В, поэтому для питания микросхемы DD1 применен нестабилизированный преобразователь напряжения. Его схема с незначительными изменениями позаимствована из [1]. Это несимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры; его работа подробно описана в [2]. Этот преобразователь сохраняет работоспособность при весьма низком напряжении питания - до 0,8 В.

Нагрузкой мультивибратора является трансформатор Т1. Импульсы, вырабатываемые мультивибратором, наводят во вторичной обмотке напряжение, которое после выпрямления и сглаживания используется для питания микросхемы. Это напряжение примерно равно 4 В, что вполне достаточно для нормальной работы устройства.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить другой, например, К561ЛЕ5, диоды VD1-VD3 - германиевыми серий Д2, Д18. Транзистор VT1 (составной) возможно заменить другим с допустимым напряжением Uкэ max ≤ 60 В либо двумя отдельными транзисторами (например, КТ315Б и КТ817А). Замена транзисторов VT2 и VT3 некритична, возможно применение маломощных германиевых транзисторов соответствующей структуры, например, МП40-МП42 и МП37, МП38. Источник питания - гальванический элемент на 1,5 В (типа 343).

Переключатель SA1 - например, ПД21-1 или аналогичный миниатюрный, выключатель SA2 - любой малогабаритный. Ток полного отклонения стрелки микроамперметра - 50...200 мкА.

В конструкции установлены импортные оксидные конденсаторы как самые малогабаритные, но можно использовать и отечественные К50-35.

Для трансформатора Т1 подойдет кольцо из феррита М2000НМ с внешним диаметром 10-20 мм. Первичная обмотка содержит 40 витков провода ПЭЛ или ПЭЛШО 0,12, вторичная обмотка - 100 витков такого же провода.

Прибор монтируют в корпусе подходящих размеров. На переднюю панель устанавливают микроамперметр, переключатель пределов SA1, выключатель питания SA2, переменный резистор R6 ("Устан. 0") и гнезда для подключения соединительных проводов.

При проверке работоспособности прибора целесообразно начать с преобразователя напряжения. После подключения источника питания к прибору на выходе выпрямителя преобразователя должно быть напряжение около 4...4,5 В. Если генерация не возникает, следует поменять местами выводы любой из обмоток. Общий ток, потребляемый прибором от гальванического элемента, не превышает 50 мА.

Налаживание прибора заключается в установке соответствующих частот поддиапазонов генератора и градуировке микроамперметра. Настраивать генератор целесообразно с помощью частотомера, подключив его к выводу 10 микросхемы DD1. Подстроечными резисторами R1-R3 устанавливают генератор на частоты 1000, 100 и 10 Гц. Если применить переключатель SA1 на четыре положения, можно получить еще один предел измерения емкости - 0,5...10 мкФ, добавив в генератор еще один подстроечный резистор для установки частоты импульсов, равной 10 кГц.

Наиболее трудоемкой операцией является градуировка шкалы микроамперметра. Так как пределы измерения емкости кратны 10, достаточно одной общей шкалы. Градуировку прибора производят на первом поддиапазоне с помощью образцовых конденсаторов, емкость которых подобрана (допустимо и параллельное соединение двух-трех конденсаторов) с помощью измерителя емкости.

Если нет достаточно точных образцовых конденсаторов либо нет прибора для подбора емкости, то для градуировки можно использовать танталовые оксидно-полупроводниковые конденсаторы серии К53 (К53-1, К53-6А и др). Емкость таких конденсаторов, по мнению автора, более стабильна во времени даже у экземпляров давнего года выпуска. Шкалу достаточно оцифровать значениями 0; 5; 10; 20; 30; 50; 100, а первую риску - знаком бесконечности (оо). Нулем будет отмечена правая риска (Сх= 0). При соответствующей кратности частот генератора точность градуировки шкалы для остальных поддиапазонов вполне удовлетворительна.

Практика использования измерителя ничем не отличается от методики работы с аналогичными приборами. Производить проверку оксидных конденсаторов надо в обесточенных устройствах, соблюдать полярность подключения не обязательно. Конечно, можно проверять конденсаторы и перед установкой на монтажную плату. Старые оксидные конденсаторы целесообразно перед проверкой отформовать, выдержав их под поляризующим напряжением в несколько вольт.

Так как на практике приходится проверять емкость оксидных конденсаторов непосредственно на печатных платах, покрытых лаком, то желательно изготовить щупы со стальными заостренными наконечниками. Для этого хорошо подходят цанговые карандаши, выпускавшиеся отечественной промышленностью. Вместо грифеля используют отрезок стальной проволоки диаметром до 2 мм, который вставляют в автокарандаш на всю длину с припуском 10 мм.

Литература

1. Шустов М. Практическая схемотехника. - М.: Альтекс-А, 2002, с. 79.
2. Ломакин Л. Генераторы световых импульсов. - Радио, 1974, № 4, с. 44.

Автор: А.Сафосин, г.Мытищи Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Фотоэлектронная память на базе колонии бактерий 08.05.2020 Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили, что колонии бактерий, образующих биопленки, действуют подобно нейронам и обладают коллективной памятью. Ученые показали, что бактерии способны кодировать память с помощью мембранного потенциала - разницу в электрическом потенциале из-за разницы в зарядах на внешней и внутренней стороне клеточной мембраны. На основе похожего принципа осуществляется память в человеческом мозге. В ходе эксперимента исследователи использовали клетки сенной палочки Bacillus subtilis, которых облучали голубым лазерным светом в течение пяти секунд. Выяснилось, что свет провоцирует изменение мембранного потенциала, при котором ионы выходят из клетки, а затем попадают в нее обратно. Таким образом бактерии переходят от поляризованного к деполяризованному состоянию и обратно, и этот эффект сохраняется в течение долгого времени даже после прекращения воздействия лазером. По словам ученых, пока не известно, действительно ли бактерии каким-либо образом используют эту форму памяти. В то же время открытие может подтвердить идею, что некоторые нервные процессы могут иметь то же эволюционное прошлое, что и взаимодействие между бактериями.

Другие интересные новости:

▪ Язык шимпанзе

▪ Полупрозрачные солнечные панели на основе вольфрама

▪ Геймерская носимая колонка Panasonic SoundSlayer WIGSS

▪ Перекличка в операционной

▪ Мозг слышит тишину

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Джами (Абдуррахман Нураддин ибн Ахмад Джами). Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое серебряный век? Подробный ответ

▪ статья Фасовщик муки и крупы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автомобильный тахометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета под стаканом. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026