Rəqəmsal tutum ölçən. Kondansatör parametrlərinin ölçülməsi İki keçidli genişləndiricilərə əsaslanan modellər: montaj və konfiqurasiya

IN elektrik dövrələri kondansatörlərdən istifadə olunur fərqli növlər. Əvvəla, onlar tutumlarına görə fərqlənirlər. Bu parametri müəyyən etmək üçün xüsusi sayğaclardan istifadə olunur. Bu cihazlar müxtəlif kontaktlarla istehsal edilə bilər. Müasir modifikasiyalar yüksək ölçmə dəqiqliyi ilə seçilir. Sadə bir kondansatör tutumunu öz əllərinizlə etmək üçün cihazın əsas komponentləri ilə tanış olmalısınız.

Sayğac necə işləyir?

Standart modifikasiyaya genişləndiricisi olan modul daxildir. Məlumat ekranda göstərilir. Bəzi modifikasiyalar relay tranzistoru əsasında işləyir. Müxtəlif tezliklərdə işləməyi bacarır. Bununla belə, bu modifikasiyanın bir çox kondansatör növləri üçün uyğun olmadığını qeyd etmək lazımdır.

Aşağı dəqiqlikli cihazlar

Bir adapter modulundan istifadə edərək, öz əllərinizlə aşağı dəqiqlikli ESR kondansatör tutumunu ölçə bilərsiniz. Ancaq əvvəlcə genişləndirici istifadə olunur. Bunun üçün iki yarımkeçirici ilə kontaktların seçilməsi daha məqsədəuyğundur. 5 V çıxış gərginliyi ilə cərəyan 2 A-dan çox olmamalıdır. Sayğacın nasazlıqlardan qorunması üçün filtrlər istifadə olunur. Tuning 50 Hz tezliyində aparılmalıdır. Bu halda, test cihazı 50 Ohm-dan çox olmayan bir müqavimət göstərməlidir. Bəzi insanlarda katod keçiriciliyi ilə bağlı problemlər var. Bu vəziyyətdə modul dəyişdirilməlidir.

Yüksək dəqiqlikli modellərin təsviri

Öz əlinizlə bir kondansatör kapasitansı sayğacını hazırlayarkən, dəqiqliyin hesablanması xətti genişləndirici əsasında aparılmalıdır. Modifikasiyanın həddindən artıq yükləmə göstəricisi modulun keçiriciliyindən asılıdır. Bir çox mütəxəssis model üçün dipol tranzistoru seçməyi məsləhət görür. İlk növbədə istilik itkisi olmadan işləməyi bacarır. Təqdim olunan elementlərin nadir hallarda həddindən artıq istiləşməsini də qeyd etmək lazımdır. Sayğac üçün kontaktor aşağı keçiriciliklə istifadə edilə bilər.

Öz əlinizlə sadə, dəqiq bir kondansatör tutum ölçmə cihazı etmək üçün bir tiristora diqqət yetirməlisiniz. Göstərilən element ən azı 5 V gərginlikdə işləməlidir. 30 mikron keçiriciliyi ilə bu cür cihazlarda həddindən artıq yük, bir qayda olaraq, 3 A-dan çox deyil. Filtrlər müxtəlif növlərdən istifadə olunur. Onlar tranzistordan sonra quraşdırılmalıdır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, displey yalnız simli portlar vasitəsilə qoşula bilər. Sayğacı doldurmaq üçün 3 Vt batareyalar uyğun gəlir.

AVR seriyası modelini necə etmək olar?

Yalnız dəyişən bir tranzistor əsasında öz əllərinizlə, AVR ilə bir kondansatör tutum ölçer edə bilərsiniz. Əvvəla, modifikasiya üçün bir kontaktor seçilir. Modeli qurmaq üçün dərhal çıxış gərginliyini ölçməlisiniz. Sayğacların mənfi müqaviməti 45 ohm-dan çox olmamalıdır. 40 mikron keçiriciliyi ilə cihazlarda həddindən artıq yüklənmə 4 A-dır. Maksimum ölçmə dəqiqliyini təmin etmək üçün komparatorlar istifadə olunur.

Bəzi ekspertlər yalnız açıq filtrləri seçməyi məsləhət görürlər. Onlar hətta ağır yük altında impuls səs-küydən qorxmurlar. Qütb stabilizatorlarına son zamanlarda böyük tələbat var. Yalnız grid komparatorları modifikasiya üçün uyğun deyil. Cihazı işə salmadan əvvəl müqavimət ölçülməsi aparılır. Keyfiyyətli modellər üçün bu parametr təxminən 40 ohmdur. Lakin, bu halda, çox şey modifikasiya tezliyindən asılıdır.

PIC16F628A əsasında modelin qurulması və yığılması

PIC16F628A istifadə edərək, öz əllərinizlə bir kondansatör tutum ölçmə cihazı etmək olduqca problemlidir. İlk növbədə montaj üçün açıq ötürücü seçilir. Modul tənzimlənən tip kimi istifadə edilə bilər. Bəzi mütəxəssislər yüksək keçiricilik filtrlərinin quraşdırılmasını tövsiyə etmirlər. Modulu lehimləməzdən əvvəl çıxış gərginliyi yoxlanılır.

Müqavimət artarsa, tranzistorun dəyişdirilməsi tövsiyə olunur. İmpuls səs-küyünə qalib gəlmək üçün komparatorlardan istifadə olunur. Ayrıca keçirici stabilizatorlardan da istifadə edə bilərsiniz. Tez-tez ekranlardan istifadə olunur mətn növü. Onlar kanal portları vasitəsilə quraşdırılmalıdır. Dəyişiklik bir test cihazından istifadə edərək konfiqurasiya edilir. Kondansatörlərin tutum parametrləri çox yüksəkdirsə, aşağı keçiriciliyi olan tranzistorları əvəz etməyə dəyər.

Elektrolitik kondansatörlər üçün model

Lazım gələrsə, öz əllərinizlə elektrolitik kondansatörlər üçün bir kapasitans sayğacı edə bilərsiniz. Bu tip mağaza modelləri aşağı keçiriciliyi ilə fərqlənir. Bir çox modifikasiyalar kontaktor modullarında aparılır və 40 V-dan çox olmayan bir gərginlikdə işləyir. Onların mühafizə sistemi RK sinfidir.

Sayğacları da qeyd etmək lazımdır bu tipdən azaldılmış tezlik ilə xarakterizə olunur. Onların filtrləri yalnız keçid tiplidir, onlar impuls səs-küyünün öhdəsindən səmərəli şəkildə gələ bilirlər, həmçinin harmonik vibrasiya. Modifikasiyaların mənfi cəhətləri haqqında danışsaq, onların kiçik olduğunu qeyd etmək lazımdır ötürmə qabiliyyəti. Yüksək rütubət şəraitində zəif işləyirlər. Mütəxəssislər simli kontaktorlarla uyğunsuzluğu da qeyd edirlər. Cihazlar alternativ cərəyan dövrələrində istifadə edilə bilməz.

Sahə kondansatörləri üçün dəyişikliklər

Sahə kondansatörləri üçün qurğular həssaslığın azalması ilə xarakterizə olunur. Bir çox model düz xətt kontaktorlarından işləməyə qadirdir. Cihazlar ən çox keçid tipində istifadə olunur. Modifikasiyanı özünüz etmək üçün tənzimlənən tranzistordan istifadə etməlisiniz. Filtrlər ardıcıl olaraq quraşdırılır. Sayğacı yoxlamaq üçün əvvəlcə kiçik kondansatörlərdən istifadə olunur. Bu halda, tester mənfi bir müqavimət aşkar edir. Sapma 15% -dən çox olarsa, tranzistorun işini yoxlamaq lazımdır. Bunun üzərindəki çıxış gərginliyi 15 V-dan çox olmamalıdır.

2V cihazları

2 V-da bir DIY kondansatör kapasitans ölçeri hazırlamaq olduqca sadədir. İlk növbədə, mütəxəssislər aşağı keçiriciliyə malik açıq tranzistor hazırlamağı məsləhət görürlər. Bunun üçün yaxşı bir modulyator seçmək də vacibdir. Komparatorlar adətən aşağı həssaslıqla istifadə olunur. Bir çox modelin mühafizə sistemi KR seriyasında mesh tipli filtrlərdə istifadə olunur. İmpuls salınımlarını aradan qaldırmaq üçün dalğa stabilizatorları istifadə olunur. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, modifikasiyanın yığılması üç pinli genişləndiricinin istifadəsini nəzərdə tutur. Modeli qurmaq üçün bir əlaqə test cihazından istifadə etməlisiniz və müqavimət 50 Ohm-dan aşağı olmamalıdır.

3V dəyişikliklər

Öz əlinizlə bir kondansatör kapasitansı sayğacını qatlayarkən, genişləndirici ilə bir adapter istifadə edə bilərsiniz. Bir tranzistor seçmək daha məqsədəuyğundur xətti tip. Orta hesabla, sayğacın keçiriciliyi 4 mikron olmalıdır. Filtrləri quraşdırmadan əvvəl kontaktoru bərkitmək də vacibdir. Bir çox modifikasiyaya həmçinin ötürücülər də daxildir. Bununla belə, bu elementlər sahə kondansatörləri ilə işləmək iqtidarında deyil. Onların maksimum tutum parametri 4 pF-dir. Modellərin mühafizə sistemi RK sinfidir.

4 V modellər

Yalnız xətti tranzistorlardan istifadə edərək, öz əllərinizlə bir kondansatör tutum ölçmə cihazının yığılmasına icazə verilir. Model həmçinin yüksək keyfiyyətli ekspander və adapter tələb edəcək. Mütəxəssislərin fikrincə, keçid tipli filtrlərdən istifadə etmək daha məqsədəuyğundur. Bazar dəyişikliklərini nəzərə alsaq, onlar iki genişləndiricidən istifadə edə bilərlər. Modellər 45 Hz-dən çox olmayan tezlikdə işləyir. Eyni zamanda, onların həssaslığı tez-tez dəyişir.

Sadə bir sayğac yığırsınızsa, onda kontaktor triod olmadan istifadə edilə bilər. O, aşağı keçiriciliyə malikdir, lakin ağır yük altında işləməyə qadirdir. Həm də qeyd etmək lazımdır ki, modifikasiya harmonik salınımlara diqqət yetirəcək bir neçə qütb filtrini ehtiva etməlidir.

Tək qovşaq genişləndiricisi ilə dəyişikliklər

Tək qovşaqlı genişləndirici əsasında öz əllərinizlə bir kondansatör tutum ölçmə cihazı hazırlamaq olduqca sadədir. Əvvəla, modifikasiya üçün aşağı keçiriciliyi olan bir modul seçmək tövsiyə olunur. Həssaslıq parametri 4 mV-dən çox olmamalıdır. Bəzi modellərdə ciddi keçiricilik problemi var. Transistorlar adətən dalğa tipindən istifadə olunur. Mesh filtrlərindən istifadə edərkən tiristor tez qızdırılır.

Qarşısını almaq üçün oxşar problemlər, mesh adapterlərində bir anda iki filtr quraşdırmaq tövsiyə olunur. İşin sonunda yalnız müqayisə aparatını lehimləmək qalır. Modifikasiyanın işini yaxşılaşdırmaq üçün kanal stabilizatorları quraşdırılır. Dəyişən kontaktorlara əsaslanan qurğuların olduğunu da qeyd etmək lazımdır. Onlar 50 Hz-dən çox olmayan bir tezlikdə işləməyə qadirdirlər.

İki qovşaqlı genişləndiricilərə əsaslanan modellər: montaj və konfiqurasiya

Öz əlinizlə iki qovşaqlı genişləndiricilərdə rəqəmsal bir kondansatör tutum ölçer yığmaq olduqca sadədir. Bununla birlikdə, dəyişikliklərin normal işləməsi üçün yalnız uyğundur tənzimlənən tranzistorlar. Həm də qeyd etmək lazımdır ki, montaj zamanı nəbz komparatorlarını seçmək lazımdır.

Cihaz üçün displey xətt tiplidir. Bu halda, port üç kanal üçün istifadə edilə bilər. Dövrdə təhrif ilə bağlı problemləri həll etmək üçün aşağı həssaslıq filtrləri istifadə olunur. Dəyişikliklərin diod stabilizatorlarından istifadə edərək yığılması lazım olduğunu da qeyd etmək lazımdır. Model 55 Ohm mənfi müqavimətlə konfiqurasiya edilmişdir.

.

Kondansatörlər bütün növ elektron sxemlərdə çox geniş istifadə olunur və demək olar ki, heç bir radio sxemi onsuz edə bilməz. Bu layihədə tikinti texnikasını müzakirə edəcəyik rəqəmsal sayğac istifadə edilən konteynerlər mikro nəzarətçi PIC. Bu layihə 1 nF-dən 99 uF-ə qədər olan tutum dəyərlərini ölçə bilər (müvafiq olaraq, pikofaradları da ölçür). Bu layihədə istifadə edilən mikrokontroller PIC16F628A-dır.

Dövrə iki hissədən ibarətdir, dövrənin birinci hissəsi aşağıda təqdim olunur:

İkinci hissə:

Dövrədən ikinci hissənin çıxışları, üzərindəki təyinatlara uyğun olaraq mikrokontrolörün çıxışlarına qoşulur.

Bu kapasitans sayğacı bir kondansatörün doldurulması prinsipinə əsaslanır seriyalı rezistor. Kondansatörün məlum gərginliyə qədər doldurulması üçün lazım olan vaxtı bilsək, R-nin dəyərini bilməklə C üçün bu tənliyi həll edə bilərik.

Rezistorun dəyərini (bu halda 22K-dır) və doldurulma müddətini bilməklə, indi C kapasitansını hesablamaq üçün kondansatör tənliyini həll edə bilərik. Bu proqramda istifadə olunan prinsipdir. Ölçmə düyməsi basıldıqda ölçmə başlayır. Ölçülmüş kapasitans ekranda göstərilir LCD displey. Dövrəni gücləndirmək üçün 5V enerji təchizatı tələb olunur.

Mikrokontroller proqram təminatı PIC kompilyatoru üçün C. Pro-da yazılmışdır. Ölçülə bilən tutumun maksimum dəyəri 99,99 uF-dir. Ölçülmüş dəyər diapazondan kənarda olarsa, proqram “Out of Range” mesajını göstərir.Aydındır ki, mikrofaradların ölçülməsi piko və ya nanofaradlardan daha çox vaxt aparacaq.Cihaz kifayət qədər dəqiqdir və xəta cəmi 1 nF-dir.

Qeyd:Ölçmələrə başlamazdan əvvəl yüksək gərginlikli kondansatörlər yüksək müqavimətli rezistorla boşaldılmalıdır.

Ölçülmüş tutumların nümunələri:

/c]

Bu kapasitans sayğacı ilə siz pF vahidlərindən yüzlərlə mikrofarada qədər istənilən tutumu asanlıqla ölçə bilərsiniz. Kapasitansı ölçmək üçün bir neçə üsul var. Bu layihə inteqrasiya metodundan istifadə edir.

Bu metoddan istifadənin əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, ölçmə vaxtın ölçülməsinə əsaslanır və bu, MC-də kifayət qədər dəqiqliklə həyata keçirilə bilər. Bu üsul evdə hazırlanmış bir kapasitans sayğacı üçün çox uyğundur və mikrokontrolördə də asanlıqla həyata keçirilə bilər.

Kapasitans sayğacının iş prinsipi

Dövrənin vəziyyəti dəyişdikdə baş verən hadisələr keçici proseslər adlanır. Bu əsas anlayışlardan biridir rəqəmsal sxemlər. Şəkil 1-dəki açar açıq olduqda, kondansatör R rezistoru vasitəsilə doldurulur və onun üzərindəki gərginlik Şəkil 1b-də göstərildiyi kimi dəyişəcəkdir. Kondansatördəki gərginliyi təyin edən əlaqə formaya malikdir:

Dəyərlər SI vahidləri, t saniyə, R ohm, C faradlarla ifadə edilir. Kondansatördəki gərginliyin V C1 dəyərinə çatdığı vaxt təxminən aşağıdakı düsturla ifadə edilir:

Bu düsturdan belə çıxır ki, t1 vaxtı kondansatörün tutumu ilə mütənasibdir. Buna görə də, kondansatörün doldurulma müddətindən tutum hesablana bilər.

Sxem

Doldurma vaxtını ölçmək üçün komparator və mikrokontroller taymeri və rəqəmsal məntiq çipi kifayətdir. AT90S2313 mikro nəzarətçisindən istifadə etmək olduqca məqbuldur (müasir analoq ATtiny2313). Müqayisənin çıxışı flip-flop T C1 kimi istifadə olunur. Eşik gərginliyi rezistor bölücü tərəfindən təyin edilir. Doldurma müddəti təchizatı gərginliyindən asılı deyil. Doldurma müddəti düstur 2 ilə müəyyən edilir, buna görə də təchizatı gərginliyindən asılı deyil, çünki VC 1 /E düsturunda nisbət yalnız bölücü əmsalı ilə müəyyən edilir. Əlbəttə ki, ölçmə zamanı təchizatı gərginliyi sabit olmalıdır.

Formula 2 kondansatörü 0 voltdan doldurmaq üçün lazım olan vaxtı ifadə edir. Bununla belə, aşağıdakı səbəblərə görə sıfıra yaxın gərginliklə işləmək çətindir:

  • Gərginlik 0 volta düşmür. Kondansatörün tamamilə boşaldılması üçün vaxt lazımdır. Bu, ölçmə vaxtının artmasına səbəb olacaq.
  • Başlamalar arasında tələb olunan vaxttaymerin doldurulması və işə salınması. Bu, ölçmə səhvinə səbəb olacaqdır. AVR üçün bu kritik deyil, çünki bu yalnız bir saat dövrü tələb edir.
  • Analoq girişdə sızma cərəyanı. AVR məlumat cədvəlinə görə, giriş gərginliyi sıfır volta yaxın olduqda cərəyan sızması artır.

Bu çətinliklərin qarşısını almaq üçün iki eşik gərginliyi VC 1 (0,17 Vcc) və VC 2 (0,5 Vcc) istifadə edilmişdir. Sızma cərəyanlarını minimuma endirmək üçün PCB səthi təmiz olmalıdır. Mikrokontroller üçün tələb olunan təchizatı gərginliyi 1,5VAA batareya ilə təchiz edilmiş DC-DC çeviricisi tərəfindən təmin edilir. DC-DC çeviricisi əvəzinə istifadə etmək məsləhətdir 9 Vbatareya və çevirici 78 L05, tercihenHəmçininsöndürməyinBOD, əks halda problemlər yarana bilər EEPROM.

Kalibrləmə

Aşağı diapazonu kalibrləmək üçün: SW1 düyməsini istifadə edərək. Sonra, P1-də pin # 1 və pin # 3-ü birləşdirin, 1nF kondansatör daxil edin və SW1 düyməsini basın.

Yüksək diapazonu kalibrləmək üçün: P1 konnektorunun №4 və 6 saylı pinlərini bağlayın, 100nF kondansatör daxil edin və SW1 düyməsini basın.

Yandırıldıqda "E4" yazısı kalibrləmə dəyərinin EEPROM-da tapılmadığını bildirir.

İstifadəsi

Avtomatik diapazon

Doldurma 3.3M rezistor vasitəsilə başlayır. Kondansatördəki gərginlik 130 mS-dən (>57nF) az müddətdə 0,5 Vcc-ə çatmazsa, kondansatör boşaldılır və doldurulur, lakin 3,3 kOhm rezistor vasitəsilə. Kondansatördəki gərginlik 1 saniyədə (>440µF) 0,5 Vcc-ə çatmazsa, "E2" yazısı. Vaxt ölçüldükdə, tutum hesablanır və göstərilir. Son seqment ölçmə diapazonunu (pF, nF, µF) göstərir.

Qısqac

Bir rozetkanın bir hissəsini sıxac kimi istifadə edə bilərsiniz. Kiçik tutumları (pikofaradların vahidləri) ölçərkən uzun tellərin istifadəsi arzuolunmazdır.

Bu capacitance metr diapazonun aşağı hissəsində 1 pF qətnamə ilə kondansatörlərin tutumunu ölçə bilər. Maksimum ölçülən tutum 10000 µF-dir. Həqiqi dəqiqlik məlum deyil, lakin xətti xəta maksimum 0,5% daxilindədir və adətən 0,1% -dən azdır (paralel qoşulmuş bir neçə kondansatorun ölçülməsi ilə əldə edilir). Böyük tutumlu elektrolitik kondansatörlərin ölçülməsi zamanı ən böyük çətinliklər yaranır.

Kapasitans ölçmə cihazı ölçmə hədlərinin avtomatik seçilməsi rejimində və ya aşağı və ya yuxarı tutum diapazonunda məcburi şəkildə işləyir. Cihaz eyni kondansatör üçün iki ölçmə həyata keçirən iki fərqli ölçmə limitinə malikdir. Bu, ölçmənin düzgünlüyünü yoxlamağa və ölçülən hissənin həqiqətən bir kondansatör olub olmadığını öyrənməyə imkan verir. Bu üsulla elektrolitlər öz xarakterik qeyri-xəttiliyini nümayiş etdirirlər müxtəlif mənalar müxtəlif ölçü limitlərində.

Kapasitans sayğacında digər şeylər arasında sıfır dəyəri və 1 µF tutumu kalibrləməyə imkan verən bir menyu sistemi var. Kalibrləmə EEPROM-da saxlanılır.

Layihə üçün ən kiçik çiplərdən biri olan Atmega8 seçildi. Dövrə 7805 xətti tənzimləyici vasitəsilə 9V batareya ilə qidalanır.

Cihaz üç rejimdə işləyə bilər: aşağı diapazonda ölçmə, yuxarı diapazonda və boşalma rejimində. Bu rejimlər PD5 və PD6 nəzarətçi pinlərinin vəziyyəti ilə müəyyən edilir. Boşaltma zamanı PD6 bir jurnala malikdir. 0 və kondansatör R7 rezistoru (220 Ohm) vasitəsilə boşaldılır. Üst ölçmə diapazonunda PD5-də bir jurnal var. Şəkil 1, R8 (1.8K) və PD6 vasitəsilə kondansatörün doldurulması analoq müqayisə cihazına gərginliyi müqayisə etməyə imkan vermək üçün Z vəziyyətindədir. Aşağı ölçmə diapazonunda PD5 də Z vəziyyətindədir və kondansatör yalnız R6 (1.8MΩ) vasitəsilə doldurulur.

HD44780 nəzarətçisində istənilən 16x2 simvollu displey göstərici kimi istifadə edilə bilər. Ekran konnektorunun düzülüşü bu şəkildə göstərilmişdir:

Cihaz çörək taxtasına yığılır və sadə düzbucaqlı şəklində yerləşdirilir plastik qutu. Korpus qapağında indikator, düymə və LED üçün kəsilmiş deliklər var, onlar isti əriyən yapışqanla bərkidilir:

Kapasitans ölçmə proqramı

Cihaz atmega8 və atmega48/88/168 ailə kontrollerlərindən istifadə edə bilər. Proqramda bir nəzarətçi dəyişdirərkən, müəyyən bir nəzarətçinin taymer konfiqurasiyasına cavabdeh olan xətti dəyişdirməlisiniz.

Bu sadə bir tutum ölçəndir. Kapasitansı ölçmək üçün bir neçə üsul var, məsələn, müqavimət körpüsündən istifadə etmək və ya maqnit iynəsinin əyilməsini ölçmək. Bu yaxınlarda tipik kapasitans sayğacları tutumu və bəzilərini ölçür əlavə xüsusiyyətlər cərəyan vektorunu ölçülmüş tutuma tətbiq etməklə ölçmək AC gərginliyi. Bəzi sadə kapasitans sayğacları RC dövrəsinin qısamüddətli keçid reaksiyasını ölçən inteqrasiya metodundan istifadə edir. Bu üsulu həyata keçirən kapasitans sayğaclarının yığılması üçün hazır dəstlər var.

Bu layihə inteqrasiya metodundan istifadə edir. Bu metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, nəticə dərhal rəqəmsal formada asanlıqla əldə edilə bilər, çünki metod vaxt intervallarının ölçülməsinə əsaslanır, dəqiq analoq sxem tələb olunmur, sayğac mikrokontroller vasitəsilə asanlıqla kalibrlənə bilər. Beləliklə, inteqrasiya üsulu əl ilə qurulmuş bir tutum ölçmə cihazı üçün ən uyğundur.

Keçid prosesi

Vəziyyət dəyişikliyindən sonra dövrənin vəziyyəti sabitləşənə qədər baş verən hadisəyə keçici proses deyilir. Keçici proses impuls dövrələrində əsas hadisələrdən biridir. Şəkil 1a-dakı açar açıldığında, kondansatör C rezistor R vasitəsilə doldurulacaq və Vc gərginliyi Şəkil 1b-də göstərildiyi kimi dəyişəcək. Şəkil 1a-da dövrənin vəziyyətini dəyişdirmək üçün emf E-ni dəyişdirmək də mümkündür, keçiddən istifadə etmək əvəzinə, iki üsul ekvivalent olacaqdır. Vc gərginliyinin t vaxtından asılılığı düsturla ifadə edilir.

(1)

Kəmiyyətlərin ölçüləri: t - saniyə, R - Ohms, C - Farads, sayı - e, təxminən 2.72. Vc gərginliyi Vc1 müəyyən bir dəyərə çatdıqda, t1 vaxtı düsturla ifadə edilə bilər:

(2)

Bu o deməkdir ki, t1 vaxtı C ilə mütənasibdir. Beləliklə, tutum doldurulma müddətindən və digər sabit parametrlərdən hesablana bilər.

Aparat

Doldurma müddətini ölçmək üçün sizə yalnız bir gərginlik komparatoru, sayğac və bəzi qarşılıqlı əlaqə məntiqi lazımdır. Bununla belə, bu layihədə istifadə edilən mikrokontroller (AT90S2313) bunun həyata keçirilməsini asanlaşdırır. Əvvəlcə AVR kontrollerlərindəki analoq komparatorun yararsız olduğunu düşünürdüm, lakin mən kəşf etdim ki, müqayisə cihazının çıxışından gələn siqnal TC1 flip-flopun girişinə tətbiq oluna bilər. Bu, bizim işimiz üçün əla fürsətdir.

İnteqrativ sxem cihaz diaqramında göstərildiyi kimi sadələşdirilə bilər. Referans gərginliyi rezistiv bölücü tərəfindən yaradılır. İlk baxışdan, ayırıcının istifadəsi nəticəni təchizatı gərginliyindəki dəyişikliklərə qeyri-sabit hala gətirdiyi görünür, lakin şarj müddəti təchizatı gərginliyindən asılı deyil. Formula (2) istifadə edərək, gərginliyin ümumiyyətlə Vc1/E parametri ilə əvəz oluna biləcəyini tapa bilərsiniz, bu yalnız bölücü müqavimətlərin nisbətindən asılıdır. NE555 taymer IC bu üstünlükdən istifadə edir. Əlbəttə ki, ölçmə zamanı təchizatı gərginliyi sabit olmalıdır.

Əsas prinsiplərə görə, kapasitansı ölçərkən yalnız bir istinad gərginliyi istifadə edilə bilər. Bununla belə, sıfıra yaxın bir giriş gərginliyindən istifadə aşağıdakı səbəblərə görə problemlidir.

  • Gərginlik heç vaxt sıfır volta düşməyəcək. Kondansatördəki gərginlik 0 volta düşə bilməz. Ölçmələrə icazə vermək üçün kondansatörü kifayət qədər aşağı gərginlik səviyyəsinə boşaltmaq üçün vaxt lazımdır. Bu, ölçmə intervalını artıracaq. Boşaltma açarında gərginliyin düşməsi də bu təsiri artıracaq.
  • Doldurmanın başlaması ilə taymerin başlaması arasında vaxt var. Bu, ölçmə xətasına səbəb ola bilər. AVR-lərdə buna məhəl qoyula bilməz, çünki onlar bunun üçün yalnız bir saat dövrü tələb edir. Digər nəzarətçilərdə bu problemi həll etməli ola bilərsiniz.
  • Analoq dövrədə sızma cərəyanı. AVR spesifikasiyasına əsasən, analoq girişlərdə sızma cərəyanı onlarda gərginlik sıfıra yaxın olduqda artır. Bu, ölçmə xətasına səbəb ola bilər.

Sıfıra yaxın gərginlikdən istifadə etməmək üçün iki istinad gərginliyi Vc1(0,17 Vcc) və Vc2(0,5 Vcc) istifadə olunur və t2-t1 (0,5RC) vaxt intervalları fərqi ölçülür. Bu, yuxarıda göstərilən problemlərin qarşısını alır və müqayisəedici gecikmə də kompensasiya edilir. Çap dövrə lövhəsi səthdə cərəyan sızmasını minimuma endirmək üçün cihazlar təmiz saxlanılmalıdır.

Təchizat gərginliyi 1,5 voltluq batareya ilə işləyən bir çevirici tərəfindən yaradılır. Əsas enerji təchizatı ölçmə dövrəsi üçün tətbiq edilmir, baxmayaraq ki, görünüşdə dövrə gərginlik dalğalanmalarına məruz qalmır, çünki güc dövrəsində iki filtr istifadə olunur . Mən 5 volt stabilizator 78 ilə 9 voltluq batareyadan istifadə etməyi məsləhət görürəmL05 əvəzinə, və BOD funksiyasını söndürməyin, əks halda siz nəzarətçinin qeyri-sabit yaddaşında məlumatların pozulmasından əziyyət çəkəcəksiniz.

Məzuniyyət

Aşağı diapazonu kalibrləmək üçün:Əvvəlcə SW1 düyməsi ilə 0 təyin edin. Sonra 1nF dəqiqlikli kondansatörü, P1-in #1 və #3 qısaqapanma sancaqlarını birləşdirin və SW1 düyməsini basın.

Yüksək diapazonu kalibrləmək üçün: 100 nF tutumlu dəqiq kondansatörü birləşdirin, P1 konnektorunun №4 və 6 saylı sancaqlarını bağlayın, SW1 düyməsini basın.

Yandırıldıqda "E4" qeyri-uçucu yaddaşdakı kalibrləmə dəyərinin zədələndiyini bildirir. Kalibrləmə artıq həyata keçirilibsə, bu mesaj heç vaxt göstərilməyəcək. Sıfırın təyin edilməsinə gəlincə, bu dəyər qeyri-sabit yaddaşa yazılmır və hər dəfə işə salındıqda və hər ölçüdən əvvəl sıfırlanmalıdır.

İstifadəsi

Avtomatik diapazonun dəyişdirilməsi

Ölçmə prosesi ölçülmüş tutumun bağlandığı andan 500 millisaniyəlik fasilələrlə başlayır. Ölçmə aşağı diapazondan (3,3 mOhm) başlayır. Kondansatör gərginliyi 130 millisaniyədə (>57 nF) 0,5 Vcc-ə çatmazsa, kondansatör boşalır və ölçmə yüksək diapazonda (3,3 kOhm) yenidən başlayır. Kondansatörün gərginliyi 1 saniyə ərzində (>440 µF) 0,5 Vcc-ə çatmazsa, ölçmə ləğv edilir və “E2” mesajı göstərilir. Etibarlı vaxt dəyəri ölçülürsə, tutum hesablanır və göstərilir. Tutum dəyəri ekranda soldan yalnız ilk üç rəqəmin göstərildiyi şəkildə göstərilir. Bu avtomatik olaraq iki ölçmə diapazonunu və üç displey diapazonunu seçir.