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:

Луна поглощает воздух нашей планеты 22.01.2026

Взаимодействие Земли и Луны оказывается не только гравитационным. Новые исследования показывают, что наш естественный спутник постепенно "поглощает" крошечные фрагменты атмосферы Земли, используя для этого солнечный ветер и магнитное поле нашей планеты. Этот процесс исследователи называют космическим каннибализмом. Еще во времена миссий "Аполлон" в 1970-х годах ученые обнаружили в лунном реголите необычные следы воды, углекислого газа, гелия и азота. Стало ясно, что часть этих веществ, включая ионы азота, попала на Луну из верхних слоев земной атмосферы. Долгое время считалось, что подобная передача могла происходить только до того, как Земля сформировала свое магнитное поле. Магнитосфера, как считалось, должна была защищать планету и блокировать утечку атмосферных частиц в космос. Новое моделирование показало, что это представление неверно. Ученые объединили данные лунных образцов с компьютерными моделями и выяснили, что поток ионов усиливается, когда Луна проходит через так ...>>

Игровой компьютер Asus ROG G1000 22.01.2026

Компания Asus представила ROG G1000 - устройство, которое сочетает мощнейшие комплектующие с уникальной системой визуализации, превращая корпус компьютера в полноценный элемент шоу. Главной особенностью новинки стали три голографических вентилятора AniMe Holo, установленных в отдельных стеклянных камерах. Главный вентилятор диаметром 380 мм оснащен от 680 до 720 светодиодов, а два дополнительных вентилятора размером 215 мм имеют по 384-404 светодиода. Они способны воспроизводить голографические изображения, анимации и видео в форматах MP4, GIF, JPEG и PNG, создавая эффект "живых" панелей внутри корпуса. Представители Asus подчеркивают, что эти вентиляторы не участвуют в охлаждении и предназначены исключительно для визуальных эффектов. Управление анимациями осуществляется через программу Armoury Crate, позволяющую пользователю персонализировать отображение по собственному вкусу. Для поддержания оптимальной температуры компонентов ROG G1000 оснащен 420-мм жидкостным охладителем ...>>

Дефицит витамина B12 удваивает риск депрессии 21.01.2026

Питание и баланс микроэлементов играют ключевую роль не только для физического, но и для психического здоровья. Недавние исследования ирландских ученых показывают, что недостаток витамина B12 способен значительно повышать риск развития депрессии у пожилых людей, влияя на работу нервной системы и общее самочувствие. Витамин B12 необходим для правильного формирования эритроцитов, поддержания нервной системы и синтеза ДНК. Его дефицит может проявляться широким спектром симптомов: усталостью, слабостью, запорами, потерей аппетита и веса. У некоторых людей наблюдаются нарушения памяти, дезориентация и снижение когнитивных функций, доходящее до деменции. Особое внимание ученых привлекает анемия, которая является одним из самых опасных последствий недостатка B12. Она может возникать также при дефиците других витаминов группы B, включая фолиевую кислоту, и требует ранней диагностики и коррекции для предотвращения необратимых изменений в организме. Новое исследование показало, что у по ...>>

Случайная новость из Архива П-образные фотоэлектрические датчики серии BUP от Autonics 05.02.2016 П-образный фотоэлектрический датчик конструктивно представляет собой источник и приемник луча света, встроенные в один корпус и расположенные друг напротив друга. По принципу действия является фотодатчиком на пересечение луча, т.к. при появлении объекта между источником и приемником происходит перекрытие светового луча, что приводит к изменению дискретного выходного сигнала (0 или 1). Южнокорейская компания AUTONICS является одним из ведущих лидеров в производстве датчиков для нужд АСУТП, в числе которых П-образные фотоэлектрические датчики серии BUP, широко применяющиеся в большинстве промышленно развитых стран мира. Технические особенности: - рабочая зона 30 мм у BUP-30 и 50 мм у BUP-50; - фиксируемый объект должен быть из непрозрачного материала; - режим работы: срабатывание на темное или на светлое; - выход: NPN или PNP открытый коллектор; - напряжение питания: 12...24 В постоянного тока; - наличие индикаторов питания и режима работы; - быстродействие: 1 мс максимум; - наличие защиты от неправильного подключения и короткого замыкания; - диапазон рабочих температур: -25...65°C; - встроенный кабель.

Другие интересные новости:

▪ Терморегулирующие шторы

▪ Панельный компьютер от EVOC

▪ Передача солнечной энергии по морскому дну

▪ Ученые объяснили белизну снега

▪ Туманный душ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Дама, приятная во всех отношениях. Крылатое выражение

▪ статья Как возникла Московская текстильная академия? Подробный ответ

▪ статья Бакаутовое дерево. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Универсальный блок регуляторов на микросхеме LM1040. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета втирается в шею. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026