Измеритель R, C, L на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Предлагаемый прибор обеспечивает измерение сопротивлений резисторов, емкостей конденсаторов и индуктивностей катушек в достаточно широком интервале с точностью не хуже 1.5...2 %. Результаты измерений отсчитываются по стрелочному индикатору с линейной шкалой.

Основные технические характеристики:

• Измеряемое сопротивления резисторов, Ом.......10-2...106
• Измеряемая емкость конденсаторов, пФ.......10...107
• Измеряемая индуктивность, Гн.......10-3...103
• Потребляемая мощность, Вт, не более.......10

В основе измерения параметров R, С; L лежит метод формирования падения напряжения на измеряемом элементе, пропорционального величине его параметра. Принцип работы прибора рассмотрим на примере измерения сопротивления резистора. Фрагмент схемы, поясняющий pa6oтy измерителя, приведен на рис.1. При подаче напряжения фиксированной величины U и частоты f на цепочку, состоящую из дополнительного Rд и измеряемого Rх резисторов (причем Rх много меньше Rд), падение напряжения на резисторе Rх, (большое входное сопротивление милливольтметра практически не оказывает влияния на параметры цепи) составляет: Uх=Urх/(Rд+Rх) Обозначив отношение постоянных величин U/Rд через коэффициент К и обеспечив условие Rх/Rд много меньше 1 во всем диапазоне измерений сопротивлений, выражение упрощается до вида Uх~KRх, (с погрешностью, не превышающей точности измерения), откуда видно, что измеряемое напряжение пропорционально величине измеряемого сопротивления резистора.

(нажмите для увеличения)

Перед измерением необходимо произвести калибровку шкалы милливольтметра путем установки такой величины напряжения U, при котором падение напряжения на калибровочном резисторе Rх (при включении SA и отключенном Rх) вызовет отклонение стрелки прибора на конечное деление шкалы. В этом случае вся шкала прибора будет соответствовать величине калибровочного резистора Rх.

При измерении индуктивности те же закономерности, что и при измерении сопротивления резистора, только вместо калибровочной катушки индуктивности включают резистор, эквивалентный реактивному сопротивлению катушки для частоты питающего напряжения.

Измерение емкости конденсатора отличается тем, что измеряют падение напряжения от протекающего через него тока на дополнительном резисторе Rд, включенным последовательно с конденсатором. В этом случае калибровка шкалы прибора производится с помощью калибровочных конденсаторов. Сопротивление дополнительного резистора в этом случае должно быть значительно меньше реактивного сопротивления конденсатора на частоте измерения. Измеряемое на дополнительном резисторе падение напряжения пропорционально величине емкости конденсатора.

Измеритель состоит из узла коммутации калибровочных резисторов и конденсаторов, генератора, вырабатывающего фиксированные частоты 159Гц и 15,9 кГц, и милливольтметра переменного тока.

В узел коммутации входят переключатель пределов измерения SA1, переключатель рода работ SA2 и переключатель (или кнопка) калибровки SA3. На приводимой схеме положения переключателей показаны для измерения резисторов на пределе 1 МОм. В схеме прибора резисторы R7 - R13 калибровочные при измерении сопротивления резисторов к индуктивностей катушек, а R14 - R20 - дополнительные. При измерении емкостей конденсаторов резисторы R1 - R6 дополнительные, а конденсаторы С1 - С6 калибровочные.

Генератор (узел А) выполнен на микросхемах: DA1 - задающий генератор по схеме с мостом Вина в цепи положительной образной связи, DA2 - неинвертирующий усилитель с коэффициентом передачи 2, DA3 - интегратор. Изменение частоты генератора достигнуто переключением конденсаторов С7 - С10. В семи верхних по схеме положениях переключателя SA1 генератор обеспечивает колебания с частотой 159 Гц, а в двух нижних - 15,9 кГц. Для получения достаточно мощного измерительного сигнала на выходе неинвертаруюшего усилителя применен усилитель тока на транзисторе VT2. Резистором R30 (при замкнутом положении переключателя SA3) осуществляют калибровку прибора перед выполнением измерений. Генератор стабилен в работе и обладает коэффициентом гармоник не хуже 0,05%.

Милливольтметр переменного тока (узел Б) выполнен на транзисторе VT3 и микросхеме DA4. Каскад на полевом транзисторе, выполненный по схеме истокового повторителя, увеличивает входное сопротивление устройства до 100 МОм. Стрелочный измеритель РА1 включен на выходе усилителя в диагональ выпрямительного моста на диодах VD3, VD4 и резисторах R44, R45. Шкала милливольтметра линейна, погрешность измерений практически определяется классом применяемого стрелочного измерителя.

В конструкции прибора применен стрелочный измеритель типа М906 с током полного отклонения 50 мкА. Переключатели SA1 и SA2 галетные, типа ПГГ - 9П6Н и 3П1Н соответственно. Переключатель SA3 типа ТВ1-1.

В качестве калибровочных использованы резисторы С2-10, С-13, С2-14, остальные резисторы типа МЛТ или ОМЛТ. Конденсаторы КТ-1, КСО, МБМ, К73-17, К50-6, К50-20, возможно применение и других типов. Точность измерений прибора в определяющей мере зависит от подбора калибровочных конденсаторов, дополнительных и калибровочных резисторов, поэтому их необходимо подобрать с точностью не хуже ±0,5 %. Если же эти элементы использовать с точностью ±0,1...0,25%, то погрешность измерения практически сведется к точности используемой измерительной головки микроамперметра.

Операционные усилители К574УД1 и К140УД8 могут быть использованы с любыми буквенными индексами и возможна взаимная их замена без изменения рисунка печатной платы. Кроме того, вместо микросхемы К574УД1 можно применить К544УД2, а вместо К553УД2 микросхему К153УД2, но для каждого из этих случаев потребуется изменить рисунок токоведущих дорожек платы.

(нажмите для увеличения)

Кроме указанных на схеме типов диодов, можно использовать диоды Д311А, Д18, Д9. Транзистор КП103М можно заменить на любой транзистор из группы КП103, а КП303В на КП303Г или КП303Е. В качестве транзистора VT2 применим любой транзистор из групп КТ815 или КТ817.

Все калибровочные и дополнительные элементы подпаяны непосредственно к выводам переключателя SA1, а элементы генератора и милливольтметра размещены на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита с односторонней металлизацией. На плате генератора транзистор VT2 следует разместить на теплоотводящем радиаторе с площадью теплорассеивающей поверхности 50 см2. Плата милливольтметра закреплена непосредственно на выходных зажимах стрелочной измерительной головки.

Налаживание измерителя следует начать с регулировки генератора. При правильно выполненном монтаже и исправных элементах вращением движка подстроечного резистора R26 генератор устанавливают в устойчивый режим работы. Удобно наблюдать настройку генератора по экрану осциллографа, а частоту определять по электронно-счетному частотомеру.

Для установки генератора на частоту 159 Гц переключатель SA1 ставят в любое из семи верхних по схеме положений и с помощью подстросчных резисторов R21 и R22 регулируют значение частоты. Если пары конденсаторов С7, С10 и С8, С9 подобраны с точностью не хуже ±1%, то настройку на частоту 15,9 кГц производить не требуется, она обеспечивается автоматически. Следует отметить, что точная установка частот не обязательна, важно лишь, чтобы они отличались друг от друга в 100 раз. Влияние неточности установки частот легко компенсируется при калибровке прибора.

Налаживание милливольтметра сводится к установке подстроенным резистором R43 стрелки микроамперметра на последнее деление шкалы при подаче на вход милливольтметра напряжения 0,05 В частотой 159 Гц. Затем проверяют соответствие отклонения стрелки прибора при подаче на вход напряжения 0,05 В частотой 15,9 кГц. При исправных элементах схемы это обеспечивается автоматически, никаких подстроек не требуется.

Для удобства отсчета показаний шкалу микроамперметра следует выполнить на 100 делений или использовать готовую от аналогичного микроамперметра на 100 мкА, установив ее взамен шкалы 50 мкА.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Экологичная замена пластиковым бутылкам 14.04.2019 Лондонский стартап Skipping Rocks Lab предложил заменить пластиковые бутылки для воды на съедобные шарики. По статистике примерно треть всех пластиковых отходов составляют разовые бутылки объемом до 0,5 л. И пока экологи всего мира хватаются за голову, трое студентов придумали, как с этим бороться. Изобретатели предлагают заменить пластик на съедобные шарики с водой. Изготавливать их очень просто: сфера изо льда сначала погружается в хлорид кальция, а затем - в экстракт бурых водорослей. Под действием естественной температуры лед начинает таять. В итоге получаем шарик с талой водой во вполне естественной "мембране". Конечно после того, как жидкость с такого шарика будет выпито, ее необязательно есть. Ведь срок разложения такой "эко-бутылки" всего несколько недель.

Другие интересные новости:

▪ У Земли есть свои минилуны

▪ Лунный пылесос

▪ Микрочип управляет мышцами

▪ Синдром хронической усталости химически похож на спячку у животных

▪ Названо лучшее время для обеда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья Гликберг Александр Михайлович (Саша Черный). Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему фламинго розовые? Подробный ответ

▪ статья Машинист по нарезке и заливке швов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Восстановление работоспособности педали швейной машины Веритас. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Соединение скрепок для бумаги. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025