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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива HPP801A031 - емкостной датчик относительной влажности 13.08.2019 Новый датчик относительной влажности HPP801A031 (HS1101LF) производства TE Connectivity предназначен для индустриальных и потребительских применений и отличается высокой надежностью и долговременной стабильностью. HPP801A031 представляет собой аналоговый емкостной датчик 0...100% RH, имеющий номинальную емкость 180 pF (@55%RH), которая изменяется в зависимости от влажности с коэффициентом 0,31 pF/%RH. На основе HPP801A031 легко строить преобразователи типа влажность-частота с выходным диапазоном частот от 5 до 300 кГц. Максимальное рабочее напряжение датчика составляет 10 В, предельный диапазон рабочих температур от -60 до 140°C. Выпускаемый в защитном корпусе датчик HPP801A031 устойчив ко многим химическим веществам, связанным с бытовой техникой или автомобильным применением. Датчик построен на основе запатентованной технологии, где используется твердая полимерная структура, обеспечивающая быстрое время отклика (3 сек) и очень низкий температурный коэффициент (-0,01 pF/°C). Область применения датчиков относительной влажности - офисная автоматизация, климат-контроль на транспортных средствах, бытовая техника и промышленное оборудование. Параметры надежности HPP801A031: Возможность пайки как волной, так и оплавлением (260°C) + очистки водой при температуре 45°C Соответствие JESD-22-B104-A (Механический удар) Устойчивость к вибрации по JESD-22-B103-A (частота от 20 до 2000 Гц) Индивидуальная несмываемая маркировка Защита от ESD - воздушный разряд +-15 кВ (IEC 1000) Защита от солевой атмосферы по JESD22-A107-A Способность выдерживать температурный цикл -40...125°C Работоспособность при 93%RH/60°C в течение 1000 часов Срок хранения при низкой влажности RH <10%/23°C в течение 1000 часов Устойчивость к погружению в воду при температуре окружающей среды 80°C Хранение при высокой температуре 140°C в течение 168 часов.

Другие интересные новости:

▪ 16-битные микроконтроллеры Microchip dsPIC33CK64MC

▪ Зевание львов: рефлекс и его функции

▪ Инновационный элемент питания прослужит десятки лет

▪ Лучи смерти против дронов

▪ Птичка вылетает и помогает поймать грабителя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Зоил. Крылатое выражение

▪ статья Что такое водяной смерч? Подробный ответ

▪ статья Как наложить шину. Медицинская помощь

▪ статья Диапазонные фильтры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выносные микрофонная тангента и гарнитура для носимых радиостанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026