Бесплатная техническая библиотека
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
- Курочкина Л. А. Цифровой измеритель емкости оксидных конденсаторов. - Радио, 1988, N8, С. 50-52.
- Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Кн. 2. - М.: "Солон", 1998.
- Бирюков С. А. Цифровые устройства на КМОП-интегральных микросхемах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Радио и связь, 1996.
- 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:
Власть является ключевым фактором счастья в отношениях
11.03.2026
Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях.
Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения.
Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>
Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i
11.03.2026
Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице.
Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным.
Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках.
Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>
Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет
10.03.2026
Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости.
Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива.
Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>
Случайная новость из Архива Центры обработки данных уходят в океан
05.03.2026
Стремительный рост вычислительных мощностей, необходимых для систем искусственного интеллекта, заставляет технологические компании искать новые подходы к размещению центров обработки данных. Традиционные датацентры требуют огромного количества электроэнергии и эффективных систем охлаждения, а их строительство на суше нередко вызывает экологические и инфраструктурные проблемы. На этом фоне инженеры и энергетические компании начинают рассматривать необычные решения, включая размещение вычислительных комплексов непосредственно в море.
Одной из таких инициатив занимается американская компания Aikido Technologies, известная своими разработками в области плавучих ветроэнергетических установок. Инженеры компании предложили концепцию морской платформы, на которой объединены оффшорная ветротурбина и модульный центр обработки данных. Такая система предназначена прежде всего для выполнения ресурсоемких вычислений, связанных с искусственным интеллектом.
Первый прототип уже создан и обладает мощностью около 100 кВт. По словам разработчиков, сборка установки заняла менее недели, что демонстрирует модульный характер конструкции. До конца года этот прототип планируется развернуть в Северном море у побережья Норвегии, где он пройдет испытания в реальных условиях. Источником электроэнергии для платформы станет модернизированная ветротурбина Vestas V17.
Если эксперимент окажется успешным, компания намерена перейти к следующему этапу развития проекта. Уже в 2028 году Aikido Technologies рассчитывает запустить полноценную коммерческую версию морского датацентра у берегов Великобритании. Место для размещения платформы уже выбрано, а специалисты продолжают инженерные расчеты и ведут переговоры с потенциальными партнерами и инвесторами.
Коммерческая версия системы будет значительно мощнее опытного образца. Планируется установка ветротурбины мощностью 15-18 МВт, которая сможет обеспечивать электроэнергией датацентр с вычислительной мощностью примерно 10-12 МВт. Внутри платформы предполагается разместить три серверных модуля по 3-4 МВт каждый. Эти модули будут установлены непосредственно в корпусе конструкции, в специальных подводных резервуарах, которые одновременно выполняют функцию обеспечения плавучести.
Инженерная схема платформы основана на полупогруженной конструкции. Огромная платформа размером примерно с футбольное поле стабилизирует турбину на поверхности воды, а устойчивость обеспечивают балластные резервуары с пресной водой, расположенные приблизительно на глубине 20 метров. В верхней части этих резервуаров размещаются серверные помещения, где находятся вычислительные модули.
Под вычислительными залами предусмотрена специальная защитная камера, а еще ниже располагаются резервуары с пресной водой, которая используется в системе охлаждения. Вода циркулирует по трубопроводам: сначала она подается в центр обработки данных для отвода тепла от серверов, после чего возвращается обратно в резервуар. Благодаря контакту стенок резервуаров с холодной океанской водой жидкость вновь охлаждается. В Aikido Technologies подчеркивают, что тепловое воздействие на окружающую среду будет ограниченным и не распространится более чем на несколько метров.
Для некоторых элементов оборудования, где пока трудно применить жидкостное охлаждение, например для Ethernet-коммутаторов, соединяющих графические процессоры, планируется использовать традиционные системы кондиционирования воздуха. Тем не менее благодаря общей архитектуре охлаждения ожидается высокая энергоэффективность комплекса. По словам генерального директора компании Сэма Каннера, показатель PUE может достигать примерно 1,08, что считается очень высоким результатом для индустрии датацентров.
Поскольку сила ветра в море непостоянна, платформа также будет оснащена аккумуляторной системой хранения энергии. Предполагается, что это позволит использовать собственную выработку электроэнергии примерно 75% времени работы центра обработки данных, а при установке более емких накопителей этот показатель может вырасти до 90%. При этом платформа останется подключенной к общей энергосети, чтобы избежать простоев в периоды слабого ветра.
Разработчики считают, что подобная технология способна решить сразу несколько задач. Для прибрежных регионов она может уменьшить необходимость строительства датацентров и ветроэлектростанций на суше, а для индустрии вычислительной инфраструктуры - снизить потребление воды и электроэнергии, одновременно обеспечив более эффективное охлаждение серверов.
Однако не все эксперты разделяют оптимизм разработчиков. Исследователь инфраструктуры искусственного интеллекта из организации Foundation for American Innovation в Вашингтоне Дэниел Кинг отмечает, что попытки обойти сложности строительства наземных датацентров часто приводят к появлению необычных идей, включая размещение вычислительных комплексов в море или даже в космосе. При этом такие проекты могут породить новые технические и эксплуатационные проблемы, которые еще предстоит решить.
Дополнительным фактором неопределенности остается состояние самой отрасли оффшорной ветроэнергетики. В последние годы многие проекты сталкиваются с трудностями из-за роста стоимости строительства, повышения процентных ставок и сокращения государственных программ поддержки. Как признает Сэм Каннер, значительная часть подобных инициатив сегодня оказывается "экономически неоправданной без государственных субсидий".
|
Другие интересные новости:
▪ Улучшение чувствительности датчиков гравитационных волн
▪ Ионный мини-двигатель протестирован на орбите
▪ Выращивение зубов непосредственно во рту
▪ Роботы-пылесосы Samsung JetBot
▪ Автомобили Volkswagen с проецированием информации на дорогу
Лента новостей науки и техники, новинок электроники
Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:
▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей
▪ статья Макс Штирнер. Знаменитые афоризмы
▪ статья Почему у людей с темным цветом кожи ладони и ступни светлые? Подробный ответ
▪ статья Черемуха кистистая. Легенды, выращивание, способы применения
▪ статья Защитное устройство электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ статья Три опыта со стаканом. Физический эксперимент
Оставьте свой комментарий к этой статье:
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2026