Измеритель емкости - приставка к тестеру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Предлагаю измеритель емкости (рис.1), с помощью которого можно измерять конденсаторы, даже не выпаивая их из схемы. Основными узлами измерителя служат:

• DD1.1, DD1.2, DD1.4 -генератор треугольного напряжения;
• VT4...VT6, DD1.6 - измерительный усилитель;
• VT7 - узел сравнения и детектор;
• VT8 - усилитель тока;
• DD1.3, DD1.5, VT9 - коммутатор, подключающий емкость СЭ к выходу детектора на пределах измерения "500 мкФ" и "5000 мкФ" (когда частота задающего генератора очень низкая);
• VT1...VT3 - стабилизатор напряжения с защитой от КЗ и индикацией разряда батареи питания.

Выходное напряжение стабилизатора - примерно 3,9 В. Режим стабилизации сохраняется до того момента, пока входное напряжение превышает 4 В. Степень насыщения регулирующего транзистора VT1 устанавливается резистором R9; R8 служит для запуска стабилизатора. Светодиод VD3 и диоды VD4, VD5 используются в качестве стабилитрона. Светодиод может быть любого типа, но даже экземпляры одного типа имеют заметный разброс по напряжению зажигания. Поэтому для точной установки выходного напряжения стабилизатора необходимо подобрать резистор R11. Входное напряжение 4 В выбрано с тем расчетом, что если использовать для питания аккумуляторы (4 шт.), то при их полной разрядке на каждом аккумуляторе не должно быть меньше 1 В (иначе их ресурс резко снижается). Если входное напряжение падает ниже 4 В, режим стабилизации срывается, и светодиод гаснет. Конденсатор С12 служит для подавления паразитных ВЧ-колебаний. Генератор DD1.1, DD1.2, DD1.4 вырабатывает треугольное напряжение разных частот (для каждого предела измерения своя частота). Чем больше измеряемая емкость, тем ниже должна быть частота генератора. Выходное напряжение генератора через делитель R6-R7 (1:100) подается на измеряемую емкость. Его величина на клеммах "Сх" - примерно 35 мВ. Поэтому элементы схемы, в которой стоит данная емкость, не оказывают влияния на точность измерения. Исключение составляют низкоомные резисторы или индуктивность, включенные параллельно емкости, что бывает весьма редко.

Широкополосный усилитель на VT4...VT6 и источник опорного напряжения на DD1.6 усиливают эти 35 мВ до напряжения порядка 3 В. Если измеряемая емкость не подключена, на концах резистора R17 присутствуют два напряжения одной частоты и примерно одинаковой амплитуды, но противоположные по фазе, поскольку усилитель инвертирует выходное напряжение генератора. Резистором R17 балансируют вход детектора, добиваясь минимальных показаний микроамперметра. Предварительно резистором R22 (баланс по постоянному току) стрелку тестера следует вывести на середину шкалы. После балансировки с помощью R17, резистором R22 возвращают стрелку прибора на "0" шкалы.

Прибор готов к работе. При переключении пределов измерения балансировка сохраняется, но при повторном включении через большой промежуток времени может возникнуть разбаланс, который восстанавливается через 2...3 минуты. На пределах "500 мкФ" и "5000 мкФ" стрелка устанавливается на "0" дольше, т.к. к выходу детектора VT7 подключается большая емкость С9.

Измеряемый конденсатор Сх включается в цепь обратной связи измерительного усилителя, снижая его коэффициент усиления на данной частоте пропорционально своей емкости. Выходное напряжение усилителя уменьшается и уже не компенсирует противофазное образцовое напряжение генератора. Величину разбаланса на R17 фиксирует VT7, эмиттерный повторитель VT8 усиливает сигнал по току и подает на измеритель. Стрелка отклоняется пропорционально измеряемой емкости. Частоты генератора подобраны таким образом, что для прибора с током полного отклонения 100 мкА на первом пределе измерений отклонение стрелки на всю шкалу вызывает емкость 0,1 мкФ.

Если используется контрольный прибор на 50 мкА, максимальная емкость, измеренная на первом пределе, будет составлять 0,05 мкФ. На схеме пределы измерений и элементы указаны для головки 50 мкА. Схема работает достаточно линейно и с головкой 100 мкА. Бывают тестеры с измерительными головками на 60 или 75 мкА. Сопротивления рамок у всех тестеров разные. Поэтому если в конце шкалы возникает нелинейность, следует подобрать токоограничительный резистор R24, и в небольших пределах - частоту генератора.

Эту регулировку удобно проводить на 2-м, 3-м или 4-м пределе. Допустим, на 3-м пределе подключаем образцовую емкость 2 мкФ. Стрелка тестера (включен предел 100 мкА) устанавливается на деление "20". Проверяем точность в середине шкалы, измерив емкость 5 мкФ. Если во всех точках измеренные значения соответствуют номиналам, а в конце шкалы, допустим, образцовая емкость 10 мкФ дает "90", то надо несколько уменьшить R24. При этом показания по всем точкам сместятся в большую сторону. Чтобы сместить все точки обратно, следует несколько понизить частоту генератора на 3-м пределе, т.е. увеличить емкость C3. После регулировки линейности на одном из пределов, она сохраняется и на остальных, но может потребоваться коррекция частот в ту или иную сторону. Понижая частоту, получаем снижение показаний, и наоборот. В начале шкалы линейность измерений зависит от того, насколько точно проведена балансировка с помощью R17.

Для проверки работы измерительного усилителя необходимо отпаять R4 от вывода 4 DD1.2 и запаять его на вывод 6 DD1.4. Измеряем постоянное напряжение на выводе 6 DD1 и коллекторе VT6 относительно "общего" провода - оно должно быть одинаковым (отличаться не больше чем на 100...200 мВ). Регулировка производится подбором R14 (при его уменьшении напряжение на коллекторе VT6 повышается).

Измерения следует проводить через 5...10 мин после перепайки элементов, чтобы успел восстановиться тепловой режим схемы. После регулировки напряжений соединение R4 с выводом 4 DD1 восстанавливается. На пределе 3 измеряются переменные напряжения на обоих выводах R17. Если они отличаются где-то на 200 мВ, то этого достаточно.

Для детектирования сигнала используется положительная полуволна треугольного напряжения, поэтому важно, чтобы измерительный усилитель не входил в насыщение при усилении положительной полуволны. Если нет осциллографа, то это можно проверить так. Включив нижний предел и сравнив колебания стрелки тестера, измерить выходное напряжение генератора на выводе 6 DD1 и на коллекторе VT6. Измерять следует постоянное напряжение, т.к. период колебаний стрелки - около 1 с. Измерительный усилитель не будет входить в насыщение, если размах колебаний на коллекторе VT6 меньше на 100...200 мВ, чем на выводе 6 DD1. Это легко компенсируется балансировкой R17. Размах напряжения на выходе усилителя регулируется резисторами R14, R15 (при уменьшении номиналов усиление уменьшается).

Все эти регулировки подробно описаны для получения повышенной точности измерений. В большинстве случаев этого не потребуется (погрешность - в пределах 10%).

На пределе 6 возможны небольшие колебания стрелки прибора, что в большинстве случаев не влияет на точность измерений.

Детали. DD1 - К561ЛН2, 564ЛН2, К176ЛН2. Транзисторы лучше использовать КТ3102...КТ3107, но, в принципе, подойдут любые кремниевые.

Диоды - любые кремниевые. Все резисторы - МЛТ-0,125 или 0,25 Вт, кроме R7. Перед измерением конденсатор желательно разрядить. Если случайно попался не разряженный, R7 должен иметь запас по мощности. Когда измеряемая емкость имеет небольшой заряд, броска стрелки прибора не происходит, т.к. R18 ограничивает скорость заряда СЮ (С9), вводя VT7 в насыщение. За это время R7 разряжает Сх, и показания устанавливаются плавно. Для увеличения скорости движения стрелки R18 можно уменьшить.

Выключатель питания SA2 и переключатель пределов SA1 - любого типа. Резисторы R17, R22 - желательно группы А, любого типа.

Прибор собран на плате из тонкого нефольгированного стеклотекстолита. Отверстия под выводы деталей проколоты шилом. Элементы соединены своими выводами - для уменьшения монтажной емкости. С1 ...С6 распаяны на переключателе. Конструкция поместилась в корпусе от карманного радиоприемника "Электрон". На передней панели расположены SA1, SA2, VD3, R17, R22, гнезда "Сх" и "мкА". При напряжении питания 4,5 В ток потребления приставки - примерно 15 мА.

Автор: В.Богнар, г.Харьков; Публикация: radioradar.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 На заседаниях надо рисовать 20.02.2010 Нередко участники заседаний, делая вид, что ведут записи, рисуют в своих блокнотах чертиков или цветочки. Психологи из университета Плимута (Великобритания) обнаружили, что эти "почеркушки" помогают запоминать содержание докладов. Сорок участников опытов прослушивали звукозапись малоинтересного текста, читавшегося монотонным голосом. Половину участников просили просто сидеть и слушать, половину - рисовать на листе бумаги все, что взбредет на ум. Потом проверили, насколько подопытные смогли запомнить восемь имен и восемь географических названий, упоминавшихся в тексте. Оказалось, что результаты у рисовавших на 29% лучше, чем у слушавших просто так. По-видимому, рисование не отвлекает, как можно было бы подумать, а способствует концентрации внимания.

Другие интересные новости:

▪ Шум бактерии

▪ До 25% работников склонны к трудоголизму

▪ Смарт часы Amazfit Bip 5

▪ Сам себе батарейка

▪ Робот-геккон

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Днем с огнем не найти. Крылатое выражение

▪ статья Как циркулирует кровь? Подробный ответ

▪ статья Номенклатура дел по охране труда

▪ статья Доработка импортных электронных часов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регенерация часовых гальванических элементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026