Измеритель емкости конденсаторов с самокалибровкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

В радиолюбительской практике часто возникает задача измерения емкостей конденсаторов. Промышленные мультиметры с измерением емкости достаточно дороги и не всем доступны. Предлагается конструкция простого измерителя, собранного на трех микросхемах, которая позволяет измерять емкость конденсаторов, а также частоту периодического сигнала и может использоваться в качестве генераторов с цифровым контролем частоты.

Принципиальная электрическая схема измерителя показана на рисунке.

(нажмите для увеличения)

Устройство содержит микроконтроллер DD1 типа РIC16.84А, цифровой жидкокристаллический индикатор от АОН DD2 типа К0-4В2 (или аналогичный) и таймер DA1 NЕ555 (КР1006ВИ1). В основу измерителя емкости положена зависимость выходной частоты RС-генератора на таймере DA1 от величины емкости конденсатора Сx:

fвых≈1/kRCx,

где К - некоторая константа. Поскольку эта зависимость обратно пропорциональна, микроконтроллер вычисляет обратную величину y=1/fвых.

Для повышения точности измерений и простоты настройки используется самокалибровка по заранее выбранным известным номиналам емкостей опорных конденсаторов (С3, С5, С6). Измеритель имеет три диапазона измерения емкостей: 1-й - 10....1000 пФ, 2-й - 470...4700 пФ, 3-й - 4700 пФ...0,47 мкФ. В первом диапазоне для самокалибровки используется опорный конденсатор С5 емкостью 470 пФ, во втором С6 емкостью 2000 пФ, а в третьем - С3 емкостью 15 нФ. Перед установкой в устройство этих конденсаторов их необходимо подобрать по величине номинальной емкости с помощью какого-нибудь измерителя емкости.

Конденсаторы желательно выбирать с минимальными значениями температурных коэффициентов емкости. Для повышения линейности измерителя в таймере использован источник тока на транзисторе VT1, величина тока которого в разных диапазонах задается с помощью резисторов R9R11. Коммутация осуществляется микроконтроллером DD1 переключением портов В0-В7 со входа на выход. Выбор диапазонов измерения и режим работы измерителя осуществляется переключателями S1 и S2, согласно таблице:

Самокалибровка производится периодически, примерно один раз в минуту. На ЖК-индикаторе в этот момент высвечивается значение емкости опорного конденсатора. Во всех трех диапазонах величина емкости индицируется в пикофарадах, а в левом углу индикатора высвечиваются буквы "Р.". В режиме частотомера и генератора эти буквы не высвечиваются. Во время самокалибровки вместо Сх к схеме автоматически подключается один из опорных конденсаторов и измеряется его емкость. При этом вычисляется значение поправочного кода N0, которое сохраняется в оперативном запоминающем устройстве микроконтроллера Nвых=N0Nвх.

Параллельно измеряемому конденсатору Сх включен конденсатор С4 небольшой емкости. Это сделано для выхода на более линейный участок измерений, а величина емкости С4 автоматически вычитается в DD1 из значения измеренной емкости Сх. При измерениях малых емкостей (до 100 пФ) в первом поддиапазоне возможно высвечивание на индикаторе ненулевых показаний при отключении измеряемого конденсатора Сх. Это нескомпенсированное значение емкости (единицы пикофарад) нужно вычитать из измеренного значения СХ.

В режиме автогенератора к источнику тока VT1 подключается переменный резистор R13, регулировкой которого задается частота свободных колебаний fген. Если переключатель S3 при этом выключен, то микропроцессор измеряет частоту генерации. На выходе fген сигнал импульсный. Если нужен сигнал с одинаковыми длительностью импульса и паузы, то выход fген необходимо подать на делитель частоты (например, на микросхеме К561ИЕ10). С выхода "а" можно снимать сигнал пилообразной формы. Если выход "а" подать на вход интегратора на логическом элементе, то можно получить сигнал, близкий по форме к синусоидальному, диапазон частот генератора от десятков герц до 20...30 кГц. Для расширения диапазона в сторону низких частот можно увеличить номинал резистора R13.

Кнопка S4 - с нормально замкнутыми контактами. Она используется для сброса микроконтроллера путем разрыва цепей питания при переключениях с одного диапазона измерений на другой. Кнопку необходимо удерживать в нажатом состоянии несколько секунд. Кварц Q1 - любой на 1 МГц. В устройстве можно использовать таймер МОП типа 7555.

Запрограммировать микроконтроллер можно самостоятельно по методике, описанной в [1]. При измерениях частоты внешних колебаний переключатель S3 необходимо отключать.

Литература:

1. Денисов А. Частотомер на процессоре PIC16.84//Радиохобби. - 2000. - №1. - С.4243.

Автор: А.М. Саволюк

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Клыкач дальнего плавания 06.04.2003 У западных берегов Гренландии рыбаки выловили незнакомую им крупную рыбу: вес 70 килограммов, длина 180 сантиметров. Ее заморозили, а позже доставили датским ученым (Гренландия находится под юрисдикцией Дании). Ихтиологи из Копенгагенского университета с удивлением узнали в неожиданной находке антарктический вид из семейства нототениевых - патагонского клыкача. Эта самая крупная рыба Антарктики открыта сравнительно недавно, в 1901 году. До сих пор ее ловили не севернее берегов Уругвая, и вдруг она попалась в сети на другом конце света, в Арктике. Патагонский клыкач не переносит температуру воды выше 11 градусов Цельсия, и единственный способ, которым он мог пересечь экватор, - это идти на глубинах от 500 до 1500 метров, где вода холодна даже в тропиках. Видимо, такой рекордный заплыв крайне редок или даже уникален: у берегов Гренландии промышленный лов рыбы идет более двадцати лет, и ни разу антарктические виды рыбакам не попадались.

Другие интересные новости:

▪ Медвежье самолечение

▪ Стимуляция височных долей коры улучшает память

▪ Женские нейроны тоньше мужских

▪ Технология записи и стирания магнитов при помощи импульсов лазерного света

▪ Microsoft расшифрует иммунную систему человека

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Распределительный клапан вместо золотника. Советы моделисту

▪ статья Откуда берутся грибы? Подробный ответ

▪ статья Камыш лесной. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кое-что об антеннах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоподзаряд аккумулятора резервного питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026