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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Малошумящий LDO LDLN030 03.09.2018 LDLN030 - новый линейный стабилизатор от STMicroelectronics с низким падением напряжения, входным диапазоном 1,6...5,5 В и выходным током 300 мА. Падение напряжение при максимальной нагрузке в 300 мА составляет примерно 150 мВ. Очень низкое значение собственного потребления 16 мкА и низкое значение потребления в выключенном состоянии 1 мкА (вход Enable) позволяет использовать данный стабилизатор в широкой спектре изделий, в том числе с батарейным питанием. Благодаря ультранизкому выходному шуму 7.5 мкВRMS и высокому значению коэффициента подавления помех по питанию (PSRR), LDLN030 обеспечивает очень высокое качество выходного напряжения, что очень важно для измерительных схем чувствительных к шуму, например схемы с АЦП. Дополнительными особенностями данного регулятора являются наличие режима плавного пуска (Soft-start), выхода "Power Good" и защиты от перегрева. Стабилизатор полностью устойчив в схеме с керамическими конденсаторами, что позволяет существенно снизить габаритные размеры и стоимость источника питания. LDLN030 выпускается в удобном корпусе TSOT23-5L и имеет широкий рабочий температурный диапазон -40...125°C.

Другие интересные новости:

▪ Найден секрет идеального кофе

▪ Очки с функцией распознавания лиц

▪ Облака снижаются

▪ Эффективное использование опилок

▪ Нарощены живые клетки на скелет робота

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Грабли-грейфер. Чертеж, описание

▪ статья Какая рыба не является холоднокровной? Подробный ответ

▪ статья Инженер отдела компьютерного тестирования учебно-инновационной службы. Должностная инструкция

▪ статья Промежуточный усилитель для звуковой карты компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Об антеннах нового поколения. 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
2000-2026