Цифровой измеритель емкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

В радиолюбительской практике часто появляется необходимость измерения емкости электролитических конденсаторов, так как их емкость со временем может измениться весьма значительно. Прибор, описанный в [1], по мнению автора, имеет ряд недостатков - высокое энергопотребление, узкий диапазон измеряемых емкостей (10... 10000 мкФ), низкую точность измерения малых емкостей.

Предлагаемый измеритель свободен от указанных недостатков. Вместе с тем, оставив неизменным число используемых микросхем, удалось существенно повысить точность и ввести ряд сервисных функций, облегчающих работу с прибором. Данный прибор обеспечивает измерение емкости конденсаторов от 0,01 до 10000 мкФ на четырех поддиапазонах с верхними пределами измерения 10, 100, 1000 и 10000 мкФ. Поддиапазоны переключаются автоматически. Результат измерений представляется в цифровом виде на четырехразрядном индикаторе.

(нажмите для увеличения)

Принцип действия прибора основан на подсчете числа импульсов за интервал времени, пропорциональный емкости конденсатора. Преобразователь "емкость-время" выполнен на одновиб-раторе DD5.3, DD5.4. Длительность импульса, формируемого таким одновибратором, определяется по эмпирической формуле из [2]:

Резисторы R7 и R8 подобраны таким образом, чтобы длительность импульсов в миллисекундах была численно равна емкости в микрофарадах. Запуск одновибратора осуществляется после нажатия кнопки SB1. Для подавления дребезга контактов кнопки предназначен формирователь DD5.1, DD5.2. Он формирует импульс отрицательной полярности, длительность которого соответствует времени замыкания контактов, а фронт и спад импульса несколько задержаны относительно моментов замыкания и размыкания [З]. Инвертор DD1.4 вырабатывает сигнал сброса, совпадающий по времени с импульсом формирователя, что обеспечивает установку в исходное состояние счетчиков DD9...DD12 и триггера DD7. Спад импульса отрицательной полярности при помощи дифференцирующей цепочки C2-R5 преобразуется в короткий положительный импульс, запускающий одновибратор. Импульс с выхода одновибратора открывает электронный ключ DD1.3, разрешающий прохождение счетных импульсов от генератора опорных частот.

Основной частью этого генератора частот является мультивибратор на DD1.1, DD1.2 с кварцевой стабилизацией частоты [2]. Микросхемы DD2...DD4 составляют линейку делителей частоты на 10. Таким образом, на входы мультиплексора DD6.1 подаются частоты 1 МГц, 100, 10 и 1 кГц. Мультиплексор DD6.1 совместно с триггером DD7 и счетчиком DD8 образуют узел автоматического выбора предела измерения. При нажатии кнопки SB1 схема автоматического выбора предела устанавливается в исходное состояние благодаря подаче на вход R DD8 логической "1" через резистор R4.

Счетчик DD8 устанавливается в нулевое состояние, а мультиплексор DD6.1 подает на вход электронного ключа DD1.3 частоту 1 МГц, что соответствует наименьшему пределу измерения. В случае переполнения счетчиков DD9...DD12, на выходе переноса DD12 происходит спад импульса положительной полярности, который увеличивает состояние счетчика DD8 на единицу и записывает в триггер DD7 логический "0" с входа D. Этот логический "0" вызывает срабатывание формирователя. По отрицательному импульсу формирователя происходит сброс счетчиков DD9...DD12 и перевод триггера DD7 в состояние логической "1". В результате длительность импульса формирователя будет равна времени задержки. По спаду этого импульса происходит перезапуск одновибратора. Изменение состояния DD8 приведет к тому, что частота на выходе DD6.1 будет равна 100 кГц, а это соответствует увеличению предела измерения в 10 раз.

Микросхемы DD9...DD12 представляют собой декадные счетчики с выходом на семисегментный индикатор. В качестве индикаторов использованы вакуумно-люминесцентные индикаторы, которые обладают низким токопотреблением и лучшими, по сравнению со светодиодными матрицами, яркостными характеристиками. Мультиплексор DD6.2 осуществляет управление десятичными точками индикаторов.

Налаживание прибора рекомендуется производить в следующем порядке

1. Вход R DD8 временно отключить от кнопки SB1.

2. В точку соединения R2 и R3 подключить генератор прямоугольных импульсов частотой 50...200 Гц. Особых требований к нему не предъявляется, и его можно собрать по любой из схем, приведенных в [2, З].

3. В качестве образцового подключить конденсатор емкостью 0,5.. .4 мкФ. Следует помнить, что точность измерителя зависит только от точности калибровки.

4. Резистором R8 следует добиться как можно более точного соответствия показаний прибора и действительной емкости образцового конденсатора. После настройки движок R8 желательно законтрить краской.

Детали

В измерителе можно применить микросхемы серий К176, К561, К1561, а также 564. Резисторы -типа МЛТ-0,125. Резистор R8 лучше использовать многооборотный типа СП5-1. В качестве калибровочного конденсатора автор использовал К71-5В 1 мкФ±1%. Следует отметить, что не все экземпляры ИМС К176ЛА7 устойчиво работают в кварцевом генераторе, поэтому использовать в качестве DD1 К176ЛА7 не рекомендуется.

В качестве индикаторов можно применить, кроме указанных на схеме, ИВЗ, ИВ8. Если же применить жидкокристаллические индикаторы, что потребует небольшой доработки схемы [3, 4], прибор может питаться от одной батареи напряжением 9 В типа "Крона".

Литература

1. Курочкина Л. А. Цифровой измеритель емкости оксидных конденсаторов. - Радио, 1988, N8, С. 50-52.
2. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Кн. 2. - М.: "Солон", 1998.
3. Бирюков С. А. Цифровые устройства на КМОП-интегральных микросхемах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Радио и связь, 1996.
4. Быстров Ю. А. и др. Оптоэлектронные устройства в радиолюбительской практике - М.: Радио и связь, 1995

Автор: А. Уваров; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Кислород из лунной пыли 01.05.2023 Группа исследователей смогла получить оксиген из модели лунной пыли. В будущем, надеются они, это поможет колонизаторам Луны. Эксперимент проводился в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне. Ученые знали, что почва на Луне содержит соединения, которые могут быть использованы для производства кислорода посредством солнечного излучения. Чтобы проверить это, они создали модель мелкозернистой почвы, имитирующей материал, покрывающий поверхность Луны. Используя мощный лазер, похожий на линзу, команда расплавила имитатор лунного грунта. В полученном образце были найдены угарный газ и кислород. Аарон Паз, старший инженер NASA и руководитель проекта, сказал: "Эта технология может производить на поверхности Луны огромное количество кислорода, что обеспечит устойчивое присутствие человека и месячную экономику".

Другие интересные новости:

▪ Лондон пьет морскую воду

▪ Смартфоны Micromax Canvas 6 и Canvas 6 Pro

▪ Космические ракеты на сточных водах

▪ Выстрелы в пещере определят ее размеры

▪ Синтетическое дерево не боится огня

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Лазер. История изобретения и производства

▪ статья Кто изобрел лифт? Подробный ответ

▪ статья Горы Хуаншань. Чудо природы

▪ статья Автомобиль. Электронные устройства. Справочник

▪ статья Лампы люминесцентные. Часть 2. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:

---

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2025