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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Контроллер высокой мощности с КПД более 90% 31.05.2009 Компания Texas Instruments объявила о выпуске высокоэффективного контроллера для устройств с питанием через Ethernet (РоЕ), потребляющих электроэнергию мощностью 13 или 26 Вт. Например, контроллер подходит для IP-телефонов, точек беспроводного доступа и камер видеонаблюдения. Новый интегрированный контроллер TPS23754 отвечает всем требованиям стандарта IEEE 802.3at (предварительная версия 4.0), поддерживает топологии DC/DC-преобразователей, позволяющие достичь КПД преобразования энергии более 90%. Благодаря применению этих топологий уменьшается теплоотдача и повышается надежность системы. Новое однокристальное РоЕ-решение производиться по технологическим процессам, допускающим броски напряжения до 100 В, что позволяет разрабатывать надежные в эксплуатации устройства мощностью 13 или 26 Вт. TI предоставляет образцы контроллера TPS23754, а также TPS23756, который поддерживает входные напряжения, не превышающие 12 В. При его применении разработчики РоЕ-устройств могут использовать широко распространенные недорогие 12 В сетевые адаптеры. Также будет выпускаться контроллер TPS23757, который будет поддерживать устройства мощности 13 Вт и меньше, требующие топологий DC/DC-преобразования с более высоким коэффициентом полезного действия.

Другие интересные новости:

▪ Чип питается от света, тепла и вибрации

▪ Компьютерный модуль Variscite Var-SOM-Solo

▪ Сенсор из любой поверхности

▪ Марсианские города

▪ Материнская плата Hi-Fi A88W 3D FM2+ для процессоров AMD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электродвигатели. Подборка статей

▪ статья Лыка не вяжет. Крылатое выражение

▪ статья Чем мумпсимус отличается от сумпсимуса? Подробный ответ

▪ статья Бульдонеж. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Комбинированный радиоприемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кабели коаксиальные отечественные РК75-4-11 - РК75-7-22. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025