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:

Таурин не является биомаркером старения 22.06.2025

В поисках биомаркеров старения ученые все чаще обращаются к молекулам, которые ранее демонстрировали многообещающие результаты на животных. Одной из таких субстанций стал таурин - аминокислота, известная широкому кругу людей как компонент энергетических напитков. В последние годы ей приписывали способность замедлять возрастные изменения и даже продлевать жизнь. Однако новое масштабное исследование, проведенное учеными из Национального института здоровья США (NIH), поставило под сомнение ее значимость в контексте старения человека. Исследование включало сравнительный анализ уровня таурина в крови у трех видов: людей, макак-резусов и лабораторных мышей. Авторы проекта изучали, как меняется концентрация вещества в организме от молодого возраста до глубокой старости. Ожидалось, что таурин будет снижаться с возрастом, подтверждая его возможную роль как биомаркера старения. Однако полученные данные оказались куда более сложными. Как пояснила Мария Эмилия Фернандес, одна из соавторов ра ...>>

Стандарт NFC 15 22.06.2025

Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устр ...>>

Эффективная защита от коррозии 21.06.2025

Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систе ...>>

Случайная новость из Архива Ранее чтение помогает стать успешным 06.01.2025 Раннее знакомство детей с книгами оказывает глубокое влияние на их дальнейшее развитие и успехи в жизни. К такому выводу пришли исследователи Бамбергского университета, которые провели десятилетнее наблюдение за группой детей. Результаты исследования подтверждают, что чтение в раннем возрасте не только способствует успешному обучению в школе, но и формирует основы для значительных достижений в будущем. Научная группа наблюдала за жизнью 200 детей в возрасте от трех до тринадцати лет. В ходе исследования выяснилось, что дети, которым родители читали книги с раннего возраста, демонстрировали лучшие результаты в тестах на языковые и математические способности. Эти положительные эффекты наблюдались независимо от пола, социального статуса или уровня дохода семьи. Один из важных выводов исследования заключался в том, что чтение книг способствует развитию языковых навыков, которые, в свою очередь, влияют на улучшение логического мышления и математических способностей. Это подтверждают результаты тестов, проводившихся в два этапа: сначала в возрасте от трех до пяти лет, а затем в возрасте 12-13 лет. Ученые отмечают, что раннее чтение стимулирует у ребенка любопытство и когнитивное развитие. Это связано с тем, что через книги дети осваивают новые слова, учатся формулировать мысли и знакомятся с основами причинно-следственных связей, что впоследствии облегчает освоение более сложных знаний. Интересно, что влияние чтения оказалось одинаково сильным независимо от экономического положения семьи. Это подчеркивает, что доступ к книгам и время, которое родители проводят за чтением с детьми, могут компенсировать многие социальные и экономические факторы. Специалисты, участвующие в исследовании, подчеркивают, что такие результаты дают важный сигнал родителям и педагогам. Регулярное чтение с ребенком с раннего возраста - это не только способ укрепить эмоциональную связь, но и мощный инструмент для обеспечения успешного будущего. Раннее чтение может стать ключевым фактором, определяющим образовательные и профессиональные достижения ребенка. Оно формирует не только академические навыки, но и создает устойчивую базу для личностного и интеллектуального роста, что делает книги важным инструментом в развитии каждого ребенка.

Другие интересные новости:

▪ MAX17558 - двухканальный 60V контроллер понижающего DC-DC

▪ Технология записи и стирания магнитов при помощи импульсов лазерного света

▪ Микропроцессор INTEL PXA800F

▪ Электрический трейловый велосипед McLaren

▪ Texas Instruments TLV9x - новое семейство ОУ общего назначения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Рыцарь на час. Крылатое выражение

▪ статья Что измеряют по шкале Рихтера? Подробный ответ

▪ статья Подорожник большой. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Доработка колонок Radiotechnikа S-30b или бюджетный Hi-Fi за смешные деньги. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стекло, прошитое стрелами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025