Izdariet pats ierīces diagramma kondensatora kapacitātes mērīšanai. Kondensatora parametru mērīšana. "Universālās saskaņošanas ierīces" shēmai

DIY kondensatora kapacitātes mērītājs- zemāk ir diagramma un apraksts par to, kā bez lielām pūlēm jūs varat patstāvīgi izgatavot ierīci kondensatoru kapacitātes pārbaudei. Šāda ierīce var būt ļoti noderīga, iegādājoties konteinerus radioelektronikas tirgū. Ar tās palīdzību var viegli identificēt nekvalitatīvus vai bojātus uzglabāšanas elementus elektriskais lādiņš. Shematiska diagrammaŠis ESR, kā to parasti sauc vairums elektronikas inženieru, nav nekas sarežģīts, un pat iesācējs radioamatieris var salikt šādu ierīci.

Turklāt kondensatora kapacitātes mērītājam nav nepieciešams ilgs laiks tā montāžai un lielas finansiālās izmaksas zondes ekvivalenta ražošanai sērijas pretestība tas burtiski aizņem divas līdz trīs stundas. Tāpat nav nepieciešams skriet uz radio veikalu - jebkuram radioamatieram, iespējams, būs neizmantotas detaļas, kas piemērotas šim dizainam. Viss, kas jums nepieciešams, lai atkārtotu šo shēmu, ir gandrīz jebkura modeļa multimetrs, bet vēlams tāds, kas ir digitāls un kuram ir ducis daļu. Digitālajā testerā nav jāveic nekādas izmaiņas vai jauninājumi, ir tikai jāpielodē detaļu tapas pie nepieciešamajiem spilventiņiem uz tā dēļa.

ESR ierīces shematiskā diagramma:

Skaitītāja montāžai nepieciešamo elementu saraksts:

Viena no ierīces galvenajām sastāvdaļām ir transformators, kura apgriezienu attiecībai jābūt 11:1. Ferīta gredzenveida serdeņa M2000NM1-36 K10x6x3, kas vispirms jāietin ar izolācijas materiālu. Pēc tam uztiniet uz tā primāro tinumu, sakārtojot pagriezienus pēc principa - pagrieziet pagriezienā, vienlaikus piepildot visu apli. Sekundārais tinums arī jāveic ar vienmērīgu sadalījumu pa visu perimetru. Aptuvenais apgriezienu skaits primārajā tinumā K10x6x3 gredzenam būs 60-90 apgriezieni, un sekundārajam jābūt vienpadsmit reizes mazākam.

Jūs varat izmantot gandrīz jebkuru silīcija diodi D1 ar vismaz 40 V apgriezto spriegumu, ja jums nav nepieciešama liela mērījumu precizitāte, tad KA220 ir diezgan piemērots. Lai precīzāk noteiktu kapacitāti, opcijā būs jāinstalē diode ar nelielu sprieguma kritumu tiešs savienojums- Šotkijs. Aizsardzības slāpētāja diodei D2 jābūt paredzētai reversajam spriegumam no 28 V līdz 38 V. Mazjaudas silīcija pnp tranzistors: piemēram, KT361 vai tā analogs.

Izmēriet ESR vērtību 20 V sprieguma diapazonā. Pievienojot ārējā skaitītāja savienotāju, ESR stiprinājums pie multimetra nekavējoties pārslēdzas uz kapacitātes pārbaudes darbības režīmu. Šajā gadījumā ierīcē vizuāli tiks parādīts aptuveni 35 V rādījums testa diapazonā no 200 V un 1000 V (tas ir atkarīgs no slāpētāja diodes izmantošanas). Ja kapacitāte tiek pārbaudīta pie 20 voltiem, rādījums tiks parādīts kā “ārpus mērījumu robežām”. Kad ārējā skaitītāja savienotājs ir atvienots, EPS stiprinājums uzreiz pārslēdzas uz darbības režīmu kā parasts multimetrs.

Secinājums

Ierīces darbības princips ir tāds, ka, lai sāktu ierīces darbību, ir jāpievieno adapteris tīklam, un ESR mērītājs ieslēdzas, kad ESR tiek izslēgts, multimetrs automātiski pārslēdzas uz standarta izpildes režīmu funkcijas. Lai kalibrētu ierīci, jums ir jāatlasa pastāvīgs rezistors, lai tas atbilstu mērogam. Skaidrības labad zemāk redzams attēls:

Kad zondes ir saīsinātas, multimetra skalā tiks parādīts 0,00-0,01, šis rādījums nozīmē instrumenta kļūdu mērījumu diapazonā līdz 1 om.

Mūsdienās, kad praktiski visi radioelektronisko iekārtu barošanas avoti tiek būvēti, izmantojot impulsu ķēdes, viens no populārākajiem remontstrādnieku iekārtām ir ESR mērītājs elektrolītiskie kondensatori vai ESR mērītājs. Uz ilgu laiku Es pārbaudīju šādu kondensatoru izmantojamību digitālais skaitītājs kondensatori, kas uzlādē kondensatorus ar augstfrekvences zāģi. Bet, tā kā šī ierīce tika ražota pirms vairāk nekā 10 gadiem, ir maz loģikas un LED indikatori, - lai izmantotu tik novecojušu ierīci un pat bez “īstā” ESR mērītāja, es to tagad uzskatu vienkārši morāli nekošeru. Tāpēc, kopš apgūstu mūsdienu mikroprocesoru programmaparatūru, es vienmēr esmu sapņojis par ķēdi, kas atbilst mūsu laika prasībām - detaļu minimums, moderna elementu bāze un shēmas dizains, vienlaicīga C un ESR vērtību parādīšana LCD ekrānā. , nekādu releju, slēdžu un citu blēņu, kas prasa papildus kustības. Un visbeidzot, pēc daudzu gadu skatīšanās desmitiem diagrammu (un viss bija nepareizi), es sastapos ar šādas ierīces aprakstu. Radio žurnāls Nr. 6, 2010, 19. lpp. - Iemīlējos šajā shēmā un programmatūras risinājumā no pirmā acu uzmetiena :-) Populārs MK ATtiny2313, LCD indikators divās rindās pa astoņām zīmēm, vienkārša un saprotama mērīšanas daļa, labs programmatūras atbalsts. Es daru visu!

Bet, kā vienmēr - reti ir tāda shēma, ka atkārtoju 1:1 - paņemu sarkano pastu un, a la skolas skolotāja, sāku enerģiski izsvītrot no diagrammas nevajadzīgos fragmentus. Autonomais barošanas avots - mēs to noņemam, jo ​​ierīce darbosies telpās no plkst tīkla adapteris, tā pievienošanai atstāju tikai savienotāju. Automātiska izslēgšana strāvas avots no ķēdes un tā kvazisensoriskā aktivizēšana - mēs to izsvītrojam - tas ir neracionāls foppery. Pieslēgšanās datoram caur COM portu - noņemsim - kurš muļķis ieslēgtu visu datoru viena kondensatora kapacitātes mērīšanas dēļ, kas jau ir redzams ierīces LCD; Es pastāvīgi ieslēdzu indikatora fona apgaismojumu. Kopumā ķēde ir “zaudējusi svaru” par 25 procentiem :-) Turklāt, rūpīgi izlasot aprakstu un iedziļinoties skaitītāja darbības principā, ķēdē tika atklāta viena kļūda - divu mērījumu strāvas avoti. apakšgrupas bija sajauktas savā starpā - mēs labojam...
Tā mēs to savāksim. Zemāk ir ESR mērītāja diagramma:

Protams, autora lēmumu izmantot modernu importētu bāzi uz viena tāfeles vienlaikus ar novecojušu pašmāju, un pat ar ne labākajiem parametriem, es uzskatu par ļoti ekstravagantu (KS133 neiztur nekādu kritiku). Tāpēc es nekavējoties nolemju, ka KT3107 vietā es instalēšu 2SA733 un ņemšu BZX 3V3 Zener diodes (lai gan es instalēju BZX 3V9). Diagrammā netiks norādīts arī LCD (nevarēju atrast), bet gan populārākais WH0802A no Winstar. Es izkārtoju iespiedshēmas plati, pamatojoties uz indikatora izmēriem - atbilstoši tās platumam un augstumam (augstas daļas novietoju horizontāli, izmantoju elektrolītus ar samazinātu ķermeņa augstumu), vienmēr pielodēju kontrasta regulatoru šādās ierīcēs tieši uz paša indikatora spailes. Tādējādi dēlis iznāca ar izmēru 6x6 cm, montāžas augstums ir vienāds ar indikatora augstumu (apmēram 1 cm). Saliktā tāfele ar indikatoru viegli iederēsies cigarešu paciņā.

ESR iestatīšana

Ak, tā ir atsevišķa saruna... Izlasot rakstu, rodas iespaids, ka tikai programmatūras inženieris laboratorijā ar augstas precizitātes instrumentiem var konfigurēt ķēdi. Spriediet paši - autors iesaka iestatīt strāvas avotus, izmantojot miliammetru, kas garantē divu zīmju precizitāti aiz komata. Pēc tam - sprieguma dalītājs, izmantojot tādas pašas precizitātes voltmetru (dabiski tiek pieņemts, ka šai precizitātei nav nekā kopīga ar Ķīnas displeja skaitītāju “precizitāti”). Pēc tam šīs izmērītās vērtības jāievada nekompilētās programmas tekstā, jādestilē mašīnkodā un jāiešūt MK ar šiem grozījumiem. Labi? Bet, par laimi, autors ļoti detalizēti aprakstīja savas ierīces darbības principu, pēc kura izlasīšanas kļūst skaidrs, ka šo augsti lidojošo mūsdienu inženierijas brīnumu var uzstādīt jebkura Ivaška no Pionieru pils un pat bez jebkāda. instrumenti vispār. Tas ir viss, aizveriet žurnālu un iestatiet to tā, kā tas man darbojās.

Mēs ieslēdzam salikto ierīci ar sašūtu un uz tāfeles uzstādīto MK. Vispirms pagrieziet kontrasta vadību, līdz LCD ekrānā parādās skaidrs uzraksts ar divām rindiņām. Ja tā nav, mēs pārbaudām instalāciju attiecībā uz MK savienošanu pārī ar LCD un barošanu abiem šīs ierīces dārgākajiem elementiem. Un arī MK programmaparatūras pareizība - neaizmirstiet par drošinātājiem - PonyProg, piemēram:

Mēs nospiežam pogu “Kalibrēšana” uz tāfeles netālu no MK - programmaparatūrai tiks veiktas skaitītāja ievades daļas reakcijas ātruma korekcijas.
Nākamais posms. Mums būs nepieciešami jauni elektrolītiskie kondensatori augstas kvalitātes(nav obligāti Low Esr) ar ietilpību 220...470 μF dažādu partiju, vislabāk - dažādiem spriegumiem (16V, 35V, 50V...). Jebkuru no tiem pievienojam ierīces ievades ligzdām un sākam atlasīt rezistoru R2 diapazonā no 100...470 omi (man saņēmu 300 omi; īslaicīgi varat izmantot konstantu + apgriešanas ķēdi), lai kapacitātes vērtība LCD ekrāns ir aptuveni līdzīgs kondensatora vērtībai. Pagaidām nav jātiecas uz lielu precizitāti - vēl būs korekcijas; pēc tam pārbaudiet ar citiem kondensatoriem.

Tālāk mēs uzstādām ESR mērītāju. Eh, man atkal būs jāatver Radio žurnāls - Nr. 7, 2010, 22. lpp. - tur ir plāksne ar tipiskām šī parametra vērtībām dažādiem kondensatoriem. Vai arī izmantojiet šo, kas atrodams plašajos interneta plašumos. Starp citu, šādu plāksni, ja vēlas, var pielīmēt kā apkrāptu lapu topošās ierīces korpusam zem displeja. Kā lietot šādu plāksni, manuprāt, ir skaidrs - teiksim, izrādās, ka tipisks ESR 100 µF kondensatoram pie 35 V ir kaut kur ap 0,32 omi:

Sekojošā plāksnīte norāda maksimālās vērtības EPS elektrolītiskajiem kondensatoriem. Ja izmērītajam kondensatoram tas ir ievērojami augstāks, tad to vairs nevar izmantot, lai strādātu taisngrieža izlīdzināšanas filtrā:

Mēs pievienojam 220 uF kondensatoru un, nedaudz izvēloties rezistoru R6, R9, R10 pretestību (shēmā un manā montāžas zīmējumā norādītas ar zvaigznītēm), mēs sasniedzam Esr rādījumus, kas ir tuvu tabulas rādījumiem. Mēs pārbaudām visus pieejamos sagatavotos atsauces kondensatorus, t.sk. Var jau izmantot kondensatorus no 1 līdz 100 μF (pagaidām nepievēršot uzmanību kapacitātes mērītāja rādījumiem).

Tā kā vienu un to pašu ķēdes posmu izmanto kondensatoru kapacitātes mērīšanai no 150 μF un ESR skaitītājam, pēc šo rezistoru pretestības izvēles kapacitātes mērītāja rādījumu precizitāte nedaudz mainīsies. Tagad jūs varat vēl vairāk pielāgot rezistora R2 pretestību, lai padarītu šos rādījumus precīzākus. Citiem vārdiem sakot, jūsu uzdevums ir izvēlēties pretestību R2, lai precizētu kapacitātes mērītāja rādījumus, pielāgojot rezistorus salīdzinājuma dalītājā, lai precizētu ESR mērītāja rādījumus. Turklāt prioritāte jāpiešķir ESR mērītājam. Kas attiecas uz lielajām kapacitātēm - es domāju, ka visi saprot, ka, ja ierīcei ir uzstādīts 1000 µF kondensators, tad tā strādās vismaz ar 950 µF, vismaz ar 1100 µF jaudu - tāpēc diez vai ir ieteicams maksāt īpašu pievērst uzmanību šādu kondensatoru kapacitātes mērīšanai.

Šeit var rasties jautājums - vai nav iespējams uzreiz un ļoti precīzi noregulēt ESR mērītāju, pieslēdzot tā ieejai zemas pretestības, augstas precizitātes rezistorus, kalibrējot ierīci, izmantojot tos? Nē, tas tā nav - šādi var konfigurēt dažāda veida vienkāršus analogos ESR skaitītājus, kas, rupji sakot, ir ommetri ar zvaniņiem un svilpēm. Šī pati ierīce izmanto mērīšanas metodi, kuras pamatā ir kondensatora uzlāde ar strāvu, bet rezistoru, protams, nevar uzlādēt

Atliek konfigurēt kapacitātes mērītāju kondensatoriem diapazonā no 0,1...150 µF. Tā kā šim nolūkam ķēdē ir paredzēts atsevišķs strāvas avots, šādu kondensatoru kapacitātes mērīšanu var padarīt ļoti precīzu. Ierīces ieejas ligzdām pievienojam mazos kondensatorus un, izvēloties pretestību R1 3,3...6,8 kOhm diapazonā (man sanāca 4,3k), panākam visprecīzākos rādījumus. To var panākt, ja kā atsauces izmantojam nevis elektrolītus, bet augstas precizitātes kondensatorus K71-1 ar jaudu 0,15 μF ar garantētu novirzi 0,5 vai 1%, savienojot tos vai nu pa vienam, vai paralēli “baterijām”.

Tas pabeidz ierīces iestatīšanu, jūs varat to ievietot korpusā un izmantot paredzētajam mērķim.

Zemāk varat lejupielādēt iespiedshēmas plati LAY formātā, montāžas rasējumu un programmaparatūru

Mēraparāta oriģinālā versija: Radio - Nr.7, 2010.g.

Radioelementu saraksts

No raksta virsraksta ir skaidrs, ka šodien mēs runāsim par ierīci kondensatoru kapacitātes mērīšanai. Ne katram vienkāršajam multimetram ir šī funkcija. Bet, izgatavojot kārtējo paštaisītu izstrādājumu, mēs ļoti bieži domājam par to, vai tas darbosies, vai mūsu izmantotie kondensatori darbojas, kā tos pārbaudīt un vienkārši remonta procesā šī ierīce būs nepieciešama. Protams, jūs varat pārbaudīt elektrolītiskā kondensatora integritāti, izmantojot testeri. Bet mēs uzzināsim, vai viņš ir dzīvs vai nē, bet mēs nevarēsim noteikt konteineru, cik viņš ir sauss.

Dažiem lētiem multimetriem, kas pašlaik ir tirgū, ir šī funkcija. Bet mērījumu ierobežojums ir ierobežots līdz 200 mikrofaradiem. Ar ko nepārprotami nepietiek. Jums vajag vismaz četrus tūkstošus mikrofaradu. Bet šādi multimetri maksā par kārtu augstāk. Tāpēc es beidzot nolēmu iegādāties kondensatora kapacitātes mērītājs. Es izvēlējos lētāko ar pieņemamām īpašībām. Es izvēlējos XC6013L:

Šī ierīce ir iepakota skaistā kastē. Tiesa, uz kastes ir vēl viena multimetra attēls:

Un augšpusē ir uzlīme ar šīs ierīces modeli, iespējams, ka ķīniešiem nav pietiekami daudz kastīšu:

Ierīce ir ievietota aizsargājošā dzeltenā apvalkā, kas izgatavots no mīkstas plastmasas, līdzīgs gumijai. Tas jūtas smags jūsu rokās, kas norāda uz ierīces nopietnību. Apakšā ir saliekams statīvs, kas daudziem var nebūt noderīgs:

Jaudas mērītāju darbina 9 voltu Krona akumulators, kas ir iekļauts komplektā:

Ierīces īpašības ir vienkārši lieliskas. Tas var izmērīt no 200 pikofaradiem līdz 20 tūkstošiem mikrofaradu. Ar ko pilnīgi pietiek radioamatieru nolūkiem:

Ierīces augšpusē ir liels un informatīvs šķidro kristālu displejs. Zem tā ir divas pogas. Kreisajā pusē ir sarkana poga, ar kuru var fiksēt displeja pašreizējās jaudas rādījumus. Un labajā pusē ir zila poga, par ko mani ļoti iepriecināja - ekrāns ir izgaismots, kas neapšaubāmi ir šīs ierīces priekšrocība. Starp pogām ir savienotājs mazu kondensatoru mērīšanai. Tiesa, no donoru plāksnēm pielodētos bukses kondensatorus pārbaudīt nav iespējams, jo kontaktu paliktņi atrodas diezgan dziļi. Tāpēc šo savienotāju var izmantot tikai, pārbaudot kondensatorus ar gariem vadiem:

Zem selektora mērījumu diapazonu izvēlei ir savienotājs zondes pievienošanai. Starp citu, zondes ir izgatavotas no tā paša materiāla kā ierīces aizsargapvalks, tās ir diezgan mīkstas uz tausti:

Ir arī, bez šaubām, vissvarīgākā ierīces funkcija - nulles rādījumu iestatīšana, mērot kapacitātes pikofaradu kategorijā. Kā skaidri redzams nākamajās divās fotogrāfijās. Šeit viena zonde tiek apzināti noņemta un, izmantojot regulatoru, tiek iestatīta nulle:

Šeit mērstieni noliek vietā. Kā redzat, zondu kapacitāte ietekmē rādījumus. Tagad pietiek ar regulatoru iestatīt nulli un veikt mērījumus, kas būs diezgan precīzi:

Tagad pārbaudīsim ierīci darbībā un redzēsim, ko tā spēj.

Kapacitātes mērītāja pārbaude

Sākumā mēs pārbaudīsim kondensatorus, kas ir labi, jauni un noņemti no donoru paneļiem. Pirmais būs testa subjekts ar 120 mikrofaradiem. Šī ir jauna kopija. Kā redzat, rādījumi ir nedaudz novērtēti par zemu. Starp citu, man ir 4 šādi kondensatori, un neviens nerādīja 120 mikrofarādes. Var būt instrumenta kļūda. Vai varbūt tagad viņi dara kaut ko nestandarta:

Šeit ir tūkstotis mikrofaradu, ļoti precīzi:

Divi tūkstoši divi simti mikrofarādes arī nav slikti:

Un šeit ir desmit mikrofarādes:

Nu, tagad simts mikrofarādes, ļoti labi:

Apskatīsim rādījumus, ko ierīce parādīs, pārbaudot bojātos kondensatorus, kas tika noņemti remonta laikā. Kā redzat, atšķirība ir pamanāma:

Tādi ir rezultāti. Protams, dažos gadījumos elektrolītiskā kondensatora darbības traucējumi ir redzami vizuāli. Bet vairumā gadījumu bez ierīces ir grūti iztikt. Turklāt es testēju šo ierīci uz diviem dēļiem, pārbaudot kondensatorus, tos neatlodējot. Ierīce uzrādīja labus rezultātus, tikai dažos gadījumos ir jāievēro polaritāte. Tāpēc es iesaku jums iegādāties šādu ierīci, un jūs varat izmērīt kondensatoru kapacitāti ar savām rokām.

Dažreiz kondensators nav marķēts ar tā marķējumu. Kā tad var uzzināt tā īsto jaudu, ja pie rokas nav speciālā aprīkojuma un iekārta ir bez marķējuma? Tad palīgā nāk dažādi improvizēti līdzekļi un formulas. Pirms darba uzsākšanas jums jāatceras, ka pirms testēšanas kondensators ir jāizlādē (tā kontakti ir jāizlādē). Lai to izdarītu, varat izmantot parasto skrūvgriezi ar izolētu rokturi. Turot rokturi ar skrūvgriezi, pieskarieties kontaktiem, tādējādi tos aizverot. Tālāk mēs detalizēti aprakstīsim, kā ar multimetru noteikt kondensatora kapacitāti, sniedzot norādījumus ar video piemēru.

Izmantojot režīmu "Cx".

Pēc kontaktu īssavienojuma var noteikt pretestību. Ja elements ir fiksēts, tad tūlīt pēc pievienošanas tas sāks uzlādēt ar līdzstrāvu. Šajā gadījumā pretestība parādīsies minimāla un turpinās augt.

Ja kondensators ir bojāts, multimetrs nekavējoties parādīs bezgalību vai vienlaikus parādīs nulles pretestību un pīkstienu. Šo pārbaudi veic, ja struktūra ir polāra.

Lai uzzinātu kapacitāti, jums ir jābūt multimetram ar parametra “Cx” mērīšanas funkciju.

Kapacitātes noteikšana, izmantojot šādu multimetru, ir vienkārša: iestatiet to uz “Cx” režīmu un norādiet minimālo mērījumu robežu, kādai jābūt konkrētam kondensatoram. Šādiem multimetriem ir īpašas ligzdas ar noteiktiem mērījumu ierobežojumiem. Šajās ligzdās tiek ievietots kondensators atbilstoši tā mērījumu robežai un noteikti tā parametri.

Ja testerim nav šādu ligzdu, varat noteikt kapacitāti, izmantojot mērīšanas zondes, kā parādīts zemāk esošajā fotoattēlā:

Svarīgi! Mēs runājām atsevišķā rakstā. Mēs arī iesakām izlasīt šo materiālu!

Formulu pielietojums

Ko darīt, ja pie rokas nav multimetra ar mērīšanas ligzdām, bet tikai parasta sadzīves tehnika? Šajā gadījumā ir jāatceras fizikas likumi, kas palīdzēs noteikt kapacitāti.

Sākumā atcerēsimies, ka gadījumā, ja kondensators tiek uzlādēts no pastāvīga sprieguma avota caur rezistoru, tad pastāv shēma, saskaņā ar kuru ierīces spriegums tuvosies avota spriegumam un galu galā kļūs vienāds ar to.

Bet, lai to nesagaidītu, procesu var vienkāršot. Piemēram, priekš noteiktu laiku, kas ir vienāds ar 3*RC, uzlādes laikā šūna sasniedz 95% no RC ķēdei pievadītā sprieguma. Tādējādi laika konstanti var noteikt pēc strāvas un sprieguma. Bet pareizāk, ja ir zināms spriegums barošanas avotā, paša rezistora vērtība, tiek noteikta laika konstante un pēc tam ierīces kapacitāte.

Piemēram, ir elektrolītiskais kondensators, kura kapacitāti var uzzināt pēc marķējuma, kur rakstīts 6800 uF 50V. Bet ko darīt, ja ierīce ilgu laiku ir bijusi dīkstāvē un pēc uzraksta ir grūti noteikt tās darba stāvokli? Šajā gadījumā labāk ir pārbaudīt tā ietilpību, lai pārliecinātos.

Lai to izdarītu, jums jāveic šādas darbības:

Kā noteikt keramikas kondensatora kapacitāti? Šajā gadījumā jūs varat veikt noteikšanu, izmantojot tīkla transformatoru. Lai to izdarītu, mēs savienojam RC ķēdi ar sekundārais tinums transformators, un tas ir savienots ar tīklu. Pēc tam, izmantojot multimetru, izmēra kondensatora un rezistora spriegumu. Pēc tam ir jāveic aprēķini: tiek aprēķināta strāva, kas iet caur rezistoru, pēc tam tās spriegums tiek dalīts ar pretestību. Iegūtā kapacitatīvā pretestība ir Xc.

Ja ir strāvas frekvence un Xc, kapacitāti var noteikt, izmantojot formulu:

Citas tehnikas

Kapacitāti var noteikt arī, izmantojot ballistisko galvanometru. Šim nolūkam izmantotā formula ir:

• Cq ir galvanometra ballistiskā konstante;
• U2 - voltmetra rādījumi;
• a2 ir galvanometra novirzes leņķis.

Vērtības noteikšana, izmantojot ampērmetra-voltmetra metodi, tiek veikta šādi: tiek mērīts spriegums un strāva ķēdē, pēc tam kapacitātes vērtību nosaka pēc formulas:

Spriegumam ar šo noteikšanas metodi jābūt sinusoidālam.

Vērtības mērīšana ir iespējama arī, izmantojot tilta ķēdi. Šajā gadījumā tilta diagramma AC norādīts zemāk:

Šeit vienu tilta atzaru veido mēramais elements (Cx). Nākamā roka sastāv no bezzudumu kondensatora un pretestības krātuves. Atlikušās divas rokas sastāv no pretestības krātuvēm. Mēs pievienojam barošanas avotu vienai diagonālei, bet nulles indikatoru - otrai. Un mēs aprēķinām vērtību, izmantojot formulu:

Kondensators - elements elektriskā ķēde, kas sastāv no vadošiem elektrodiem (plāksnēm), kas atdalīti ar dielektriķi. Paredzēts tā elektriskās jaudas izmantošanai. Kondensators ar kapacitāti C, kuram tiek pielikts spriegums U, vienā pusē uzkrāj lādiņu Q un otrā pusē Q. Kapacitāte šeit ir farādos, spriegums ir voltos, lādiņš ir kulonos. Kad 1 A strāva plūst caur kondensatoru ar jaudu 1 F, spriegums mainās par 1 V 1 s.

Vienai farādei ir milzīga kapacitāte, tāpēc parasti izmanto mikrofarādes (µF) vai pikofarādes (pF). 1F = 106 µF = 109 nF = 1012 pF. Praksē tiek izmantotas vērtības, sākot no dažiem pikofaradiem līdz desmitiem tūkstošu mikrofaradu. Kondensatora uzlādes strāva atšķiras no strāvas caur rezistoru. Tas ir atkarīgs nevis no sprieguma lieluma, bet gan no tā izmaiņu ātruma. Šī iemesla dēļ kapacitātes mērīšanai ir nepieciešami īpaši ķēdes risinājumi, kuru pamatā ir kondensatora raksturlielumi.

Apzīmējumi uz kondensatoriem

Vienkāršākais veids, kā noteikt kapacitātes vērtību, ir pēc marķējuma uz kondensatora korpusa.

Elektrolītiskais (oksīda) polārais kondensators ar jaudu 22000 µF, paredzēts 50 V DC nominālajam spriegumam. Ir apzīmējums WV - darba spriegums. Nepolārā kondensatora marķējumam jānorāda iespēja darboties maiņstrāvas ķēdēs augstspriegums(220 VAC).

Filmas kondensators ar jaudu 330 000 pF (0,33 µF). Vērtība šajā gadījumā tiek noteikta pēdējais cipars trīsciparu skaitlis, kas norāda nulles skaitu. Sekojošais burts norāda pieļaujamo kļūdu, šeit - 5%. Trešais cipars var būt 8 vai 9. Tad pirmie divi tiek reizināti attiecīgi ar 0,01 vai 0,1.

Kapacitātes līdz 100 pF ir atzīmētas ar retiem izņēmumiem ar atbilstošo numuru. Tas ir pietiekami, lai iegūtu datus par produktu, lielākā daļa kondensatoru ir atzīmēti šādi. Ražotājs var nākt klajā ar saviem unikālajiem apzīmējumiem, kurus ne vienmēr ir iespējams atšifrēt. Tas jo īpaši attiecas uz krāsu kods pašmāju ražojumi. Šādā situācijā nav iespējams atpazīt ietilpību pēc izdzēstiem marķējumiem, nevar iztikt bez mērījumiem.

Aprēķini, izmantojot elektrotehnikas formulas

Vienkāršākā RC ķēde sastāv no paralēli savienota rezistora un kondensatora.

Pēc matemātisko pārveidojumu veikšanas (šeit nav dotas) tiek noteiktas ķēdes īpašības, no kurām izriet, ka, ja uzlādēts kondensators ir savienots ar rezistoru, tas izlādēsies, kā parādīts grafikā.

Produktu RC sauc par ķēdes laika konstanti. Ja R ir omos un C ir farados, reizinājums RC atbilst sekundēm. Ja kapacitāte ir 1 μF un pretestība 1 kOhm, laika konstante ir 1 ms, ja kondensators tika uzlādēts līdz 1 V spriegumam, kad ir pievienots rezistors, strāva ķēdē būs 1 mA. Uzlādes laikā spriegums pāri kondensatoram sasniegs Vo laikā t ≥ RC. Praksē tiek piemērots šāds noteikums: 5 RC laikā kondensators tiks uzlādēts vai izlādēts par 99%. Citās vērtībās spriegums mainīsies eksponenciāli. Pie 2.2 RC tas būs 90%, pie 3 RC tas būs 95%. Šī informācija ir pietiekama, lai aprēķinātu jaudu, izmantojot vienkāršas ierīces.

Mērīšanas ķēde

Lai noteiktu nezināma kondensatora kapacitāti, tas jāiekļauj ķēdē, kas sastāv no rezistora un strāvas avota. Ieejas spriegums ir izvēlēts nedaudz zemāks par kondensatora nominālo spriegumu, ja tas nav zināms, pietiks ar 10–12 voltiem. Nepieciešams arī hronometrs. Lai novērstu strāvas avota iekšējās pretestības ietekmi uz ķēdes parametriem, pie ieejas ir jāuzstāda slēdzis.

Pretestība tiek izvēlēta eksperimentāli, vairāk laika ērtībai, vairumā gadījumu piecu līdz desmit kiloomu robežās. Spriegumu pāri kondensatoram uzrauga ar voltmetru. Laiks tiek skaitīts no strāvas ieslēgšanas brīža - uzlādējot un izslēdzot, ja tiek kontrolēta izlāde. Ja ir zināmas pretestības un laika vērtības, kapacitāti aprēķina, izmantojot formulu t = RC.

Šajā gadījumā ērtāk ir saskaitīt kondensatora izlādes laiku un atzīmēt vērtības pie 90% vai 95% no sākotnējā sprieguma, aprēķinu veic, izmantojot formulas 2.2t = 2.2RC un 3t = 3RC; . Tādā veidā var noskaidrot elektrolītisko kondensatoru kapacitāti ar precizitāti, ko nosaka laika, sprieguma un pretestības mērījumu kļūdas. Izmantojot to keramikas un citām mazām kapacitātēm, izmantojot 50 Hz transformatoru un aprēķinot kapacitāti, rodas neparedzama kļūda.

Mērinstrumenti

Visvairāk pieejamu metodi kapacitātes mērīšana ir plaši izmantots multimetrs ar šo iespēju.

Vairumā gadījumu šādām ierīcēm augšējā mērījumu robeža ir desmitiem mikrofaradu, kas ir pietiekama standarta lietojumiem. Nolasīšanas kļūda nepārsniedz 1% un ir proporcionāla jaudai. Lai pārbaudītu, vienkārši ievietojiet kondensatora vadus paredzētajās ligzdās un nolasiet rādījumus, viss process aizņem minimālu laiku. Šī funkcija nav pieejama visos multimetru modeļos, taču tā bieži sastopama ar dažādām mērīšanas robežām un kondensatora pieslēgšanas metodēm. Lai noteiktu sīkākus kondensatora raksturlielumus (zaudējumu tangensu un citus), tiek izmantotas citas ierīces, kas paredzētas konkrētam uzdevumam, bieži vien stacionāras ierīces.

Mērījumu ķēde galvenokārt īsteno tilta metodi. Tos izmanto ierobežoti īpašās profesionālās jomās un netiek plaši izmantoti.

Pašdarināts C-metrs

Neņemot vērā dažādus eksotiskus risinājumus, piemēram, ballistisko galvanometru un tilta shēmas ar pretestības krātuvi, iesācējs radioamatieris var izgatavot vienkāršu ierīci vai pielikumu multimetram. Plaši izmantotā 555. sērijas mikroshēma ir diezgan piemērota šiem mērķiem. Šis ir reāllaika taimeris ar iebūvētu digitālo komparatoru, kas šajā gadījumā tiek izmantots kā ģenerators.

Taisnstūra impulsu frekvence tiek iestatīta, izvēloties rezistorus R1–R8 un kondensatorus C1, C2, izmantojot slēdzi SA1, un ir vienāda ar: 25 kHz, 2,5 kHz, 250 Hz, 25 Hz - atbilst slēdža pozīcijām 1, 2, 3 un 4–8 . Kondensators Cx tiek uzlādēts ar impulsa atkārtošanās ātrumu caur diodi VD1 līdz fiksētam spriegumam. Izlāde notiek pauzes laikā caur pretestībām R10, R12-R15. Šajā laikā tiek izveidots impulss, kura ilgums ir atkarīgs no kapacitātes Cx (jo lielāka kapacitāte, jo garāks impulss). Izejot cauri integrējošajai shēmai R11 C3, izejā parādās spriegums, kas atbilst impulsa garumam un ir proporcionāls kapacitātes Cx vērtībai. Šeit ir pievienots multimetrs (X 1), lai mērītu spriegumu pie 200 mV robežas. Slēdža SA1 pozīcijas (sākot ar pirmo) atbilst robežām: 20 pF, 200 pF, 2 nF, 20 nF, 0,2 µF, 2 µF, 20 µF, 200 µF.

Struktūras regulēšana jāveic ar ierīci, kas tiks izmantota nākotnē. Kondensatori regulēšanai jāizvēlas ar jaudu, kas vienāda ar mērījumu apakšdiapazoniem, un pēc iespējas precīzāk, kļūda būs atkarīga no tā. Atlasītie kondensatori tiek savienoti pa vienam ar X1. Pirmkārt, tiek pielāgoti apakšdiapazoni 20 pF–20 nF, lai sasniegtu atbilstošos multimetra rādījumus, tiek izmantoti atbilstošie rezistori R1, R3, R5, R7; sērijveidā savienotas pretestības. Citos apakšdiapazonos (0,2 µF–200 µF) kalibrēšana tiek veikta ar rezistoriem R12–R15.

Izvēloties barošanas avotu, jāņem vērā, ka impulsu amplitūda ir tieši atkarīga no tā stabilitātes. Šeit ir diezgan piemēroti integrētie 78xx sērijas stabilizatori. Ķēde patērē ne vairāk kā 20–30 miliampērus, un pietiks ar filtra kondensatoru ar jaudu 47–100 mikrofaradu. Mērījumu kļūda, ja ir izpildīti visi nosacījumi, var būt aptuveni 5% pirmajā un pēdējā apakšdiapazonā, pateicoties pašas konstrukcijas kapacitātes un taimera izejas pretestības ietekmei, tā palielinās līdz 20%. Tas jāņem vērā, strādājot pie galējām robežām.

Konstrukcija un detaļas

R1, R5 6.8k R12 12k R10 100k C1 47nF

R2, R6 51k R13 1,2k R11 100k C2 470pF

R3, R7 68k R14 120 C3 0,47mkF

R4, R8 510k R15 13

Diode VD1 - jebkuri mazjaudas impulsu, plēves kondensatori, ar zemu noplūdes strāvu. Mikroshēma ir jebkura no 555 sērijas (LM555, NE555 un citas), krievu analogs ir KR1006VI1. Skaitītājs var būt gandrīz jebkurš voltmetrs ar augstu ieejas pretestību, kas tam ir kalibrēts. Strāvas avotam jābūt 5–15 voltu izvadei pie 0,1 A strāvas. Piemēroti stabilizatori ar fiksētu spriegumu: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

Opcija iespiedshēmas plate un sastāvdaļu atrašanās vieta

Video par tēmu