Během oprav nebo rádiového inženýrství se člověk často musí vyrovnat s takovým prvkem, jako je kondenzátor. Jeho hlavní charakteristikou je jeho kapacita. Kvůli zvláštnostem zařízení a provozním režimům se porucha elektrolytu stává jednou z hlavních příčin poruch rádiových zařízení. K určení kapacity prvku se používají různá testovací zařízení. Lze je snadno zakoupit v obchodě, nebo si je můžete vyrobit sami.
Fyzikální definice kondenzátoru
Kondenzátor je elektrický prvek používaný k ukládání náboje nebo energie. Konstrukčně se radioelement skládá ze dvou desek vyrobených z vodivého materiálu, mezi nimiž je umístěna dielektrická vrstva. Vodivé desky se nazývají desky. Nejsou spojeny společným kontaktem, ale každý má svůj vlastní závěr.
Kondenzátory mají vícevrstvý vzhled, ve kterém se dielektrická vrstva střídá s vrstvami desek. Představují válec nebo rovnoběžnostěn se zaoblenými rohy. Hlavním parametrem elektrického prvku je kapacita, jejíž jednotkou je farad (F, F). Na schématech a v literatuře je rádiová součást označena latinským písmenem C. Za symbolem je uvedeno sériové číslo na schématu a hodnota jmenovité kapacity.
Jelikož jedna farad je poměrně velká hodnota, skutečné hodnoty kapacity kondenzátoru jsou mnohem nižší. Proto při psaní je obvyklé používat podmíněné zkratky:
- P - pikofarad (pF, pF);
- H - nanofarad (nF, nF);
- M - mikrofarad (mF, μF).
Princip činnosti
Princip činnosti rádiové komponenty závisí na typu elektrická síť... Při připojení k vývodům zdrojových desek stejnosměrný proud nosiče náboje padají na vodivé desky kondenzátoru, kde se hromadí. Zároveň se na svorkách desek objeví potenciální rozdíl. Jeho hodnota se zvyšuje, dokud nedosáhne hodnoty rovnající se aktuálnímu zdroji. Jakmile se tato hodnota vyrovná, přestane se náboj na deskách hromadit a elektrický obvod se přeruší.
V AC síti je kondenzátor odpor. Jeho hodnota souvisí s frekvencí proudu: čím vyšší je, tím nižší je odpor a naopak. Když je radioaktivní prvek vystaven proměnlivé síle proudu, hromadí se náboj. Postupem času nabíjecí proud klesá a úplně zmizí. Během tohoto procesu se na deskách zařízení koncentrují náboje různých znaků.
Dielektrikum mezi nimi jim brání v pohybu. V okamžiku změny půlvlny se kondenzátor vybije zátěží připojenou k jeho svorkám. Vzniká vybíjecí proud, to znamená, že energie akumulovaná rádiovým prvkem začne proudit do elektrického obvodu.
Kondenzátory se používají téměř ve všech elektronický obvod... Slouží jako filtrační prvky pro převod zvlněného proudu a odříznutí různých frekvencí. Kromě toho kompenzují jalový výkon.
Vlastnosti a typy
Měření parametrů kondenzátorů je spojeno se zjišťováním hodnot jejich charakteristik. Ale mezi nimi je nejdůležitější kapacita, která se obvykle měří. Tato hodnota označuje množství náboje, které může rádiový prvek akumulovat. Ve fyzice se elektrická kapacita nazývá hodnota rovná poměru náboje na libovolné desce k potenciálnímu rozdílu mezi nimi.
V tomto případě závisí kapacita kondenzátoru na ploše desek prvků a tloušťce dielektrika. Kromě kapacity se rádiové zařízení vyznačuje také polaritou a hodnotou vnitřního odporu. Pomocí speciálních zařízení lze tyto veličiny také měřit. Odpor zařízení ovlivňuje samovybíjení prvku. Kromě, hlavní charakteristiky kondenzátoru zahrnují:
Kondenzátory jsou klasifikovány podle různých kritérií, ale nejdříve jsou rozděleny podle typu dielektrika. Může být plynný, kapalný a pevný. Nejčastěji se jako sklo používá sklo, slída, keramika, papír a syntetické fólie. Kromě, kondenzátory se liší ve své schopnosti měnit hodnotu kapacity a mohou být:
V závislosti na účelu jsou kondenzátory také obecné a speciální. Zařízení prvního typu jsou nízkonapěťová a druhého - impulzní, spouštěcí atd. Ale bez ohledu na typ a účel je princip měření jejich parametrů stejný.
Měřící nástroje
K měření parametrů kondenzátorů se používají jak specializovaná zařízení, tak všeobecné použití. Podle svého typu jsou měřiče kapacity rozděleny do dvou typů: digitální a analogové. Specializovaná zařízení mohou měřit kapacitu prvku a jeho vnitřní odpor. Jednoduchý tester obvykle diagnostikuje pouze poruchu dielektrika nebo velký únik. Pokud je navíc tester multifunkční (multimetr), lze s ním měřit také kapacitu, ale obvykle je jeho mez měření nízká.
Tedy jako tester kondenzátoru může být použito:
- Měřič ESR nebo RLC;
- multimetr;
- tester.
V tomto případě lze diagnostiku prvku se zařízením patřícím k prvnímu typu provést bez odpájení z obvodu. Pokud je použit druhý nebo třetí typ, musí být prvek nebo alespoň jeden z jeho výstupů od něj odpojen.
Pomocí měřiče ESR
Měření ESR je velmi důležité při testování výkonu kondenzátoru. Faktem je, že téměř všechny moderní technologie je pulsní, při své práci využívá vysoké frekvence. Pokud je ekvivalentní odpor kondenzátoru velký, uvolní se na něm energie, což způsobí zahřátí rádiového prvku, což vede k jeho degradaci.
Strukturálně je specializovaným měřičem pouzdro s displejem z tekutých krystalů. Jako zdroj energie se používá baterie KRONA. Zařízení má dva konektory různých barev, ke kterým jsou připojeny sondy. Červená sonda je považována za pozitivní a černá za negativní. To se provádí, aby bylo možné správně měřit polární kondenzátory.
Před měřením odporu ESR musí být rádiová součást vybitá, jinak může dojít k selhání zařízení. K tomu jsou vodiče kondenzátoru na krátkou dobu uzavřeny s odporem řádově jeden kiloohm.
Přímé měření se provádí připojením svorek rádiové komponenty k sondám zařízení. V případě elektrolytického kondenzátoru je nutné dodržet polaritu, to znamená připojit plus k plusu a minus k mínusu. Poté se zařízení zapne a po chvíli se na jeho obrazovce objeví výsledky měření odporu a kapacity prvku.
Je třeba poznamenat, že většina těchto zařízení se vyrábí v Číně. Jejich činnost je založena na použití mikrokontroléru, jehož práce je řízena programem. Při měření kontrolér porovnává signál, který prošel rádiovým prvkem, s interním a na základě rozdílů podle složitého algoritmu vydává data. Přesnost měření těchto zařízení proto závisí hlavně na kvalitě komponent použitých při jejich výrobě.
Při měření kapacity můžete také použít měřič imitance. Vypadá to jako měřič ESR, ale může také měřit indukčnost. Jeho princip činnosti je založen na průchodu testovacího signálu měřeným prvkem a analýze získaných dat.
Kontrola pomocí multimetru
Téměř všechny základní parametry lze měřit pomocí multimetru, ale přesnost těchto výsledků bude nižší než při použití nástroje ESR. Měření pomocí multimetru lze reprezentovat následovně:
Pokud tester zobrazuje OL nebo přetížení, znamená to, že kapacita je příliš vysoká na to, aby bylo možné měřit pomocí multimetru, nebo je kondenzátor poškozený. Pokud je před získaným výsledkem několik nul, musí být mez měření snížena.
Aplikace testeru
Pokud nemáte po ruce multimetr, který by měřil kapacitu, můžete provádět měření pomocí improvizovaných prostředků. To bude vyžadovat rezistor, zdroj konstantního výstupního napájení a zařízení pro měření napětí. Je lepší zvážit techniku \u200b\u200bměření na konkrétním příkladu.
Nechť je kondenzátor, jehož kapacita není známa. Znát ji budete muset udělat následující:
Takový měřicí algoritmus nelze nazvat přesným, ale je docela schopný poskytnout obecnou představu o kapacitě rádiového prvku.
Pokud máte znalosti o radioamatismu, můžete si sestavit zařízení pro měření kapacity vlastníma rukama. Existuje mnoho obvodových řešení různých úrovní složitosti. Mnoho z nich je založeno na měření frekvence a periody pulzů v obvodu s měřeným kondenzátorem. Takové obvody jsou složité, takže je snazší použít měření založená na výpočtu reaktance, když jsou přenášeny impulsy pevné frekvence.
Obvod takového zařízení je založen na multivibrátoru, jehož pracovní frekvence je určena kapacitou a odporem rezistoru připojeného ke svorkám D1.1 a D1.2. Přepínač S1 nastavuje rozsah měření, to znamená mění frekvenci. Z výstupu multivibrátoru jsou impulsy přiváděny do výkonového zesilovače a poté do voltmetru.
Přístroj je kalibrován při každém limitu pomocí referenčního kondenzátoru. Citlivost se nastavuje rezistorem R6.
Toto schéma, navzdory své zjevné složitosti, je docela snadné opakovat, protože je sestaveno na digitálních mikroobvodech a při absenci chyb při instalaci a použití zjevně opravitelných dílů prakticky nevyžaduje seřízení. Možnosti zařízení jsou nicméně poměrně velké:
- rozsah měření - 0,01 - 10 000 μF;
- 4 podrozsahy - 10, 100, 1000, 10 000 uF;
- výběr dílčího rozsahu - automatický;
- indikace výsledku - digitální, 4místná plovoucí desetinná čárka;
- chyba měření - jednotka nejméně významné číslice;
Zvažte schéma zařízení:
Klikni pro zvětšení
Na mikroobvodu DD1, nebo spíše na jeho dvou prvcích, je sestaven křemenný oscilátor, jehož provoz nevyžaduje vysvětlení. Taktovací frekvence dále jde do děliče sestaveného na mikroobvodech DD2 - DD4. Signály z něj s frekvencemi 1 000, 100, 10 a 1 kHz se přivádějí do multiplexeru DD6.1, který se používá jako jednotka pro automatický výběr subpásma.
Hlavní měřící jednotka je jednorázová, sestavená na prvcích DD5.3, DD5.4, jejichž doba trvání impulsu přímo závisí na připojeném kondenzátoru. Princip měření kapacity spočítá počet pulzů během provozu jednorázového zásahu. Na prvcích DD5.1, DD5.2 je sestaven uzel, aby se zabránilo odskočení kontaktů tlačítka „Start měření“. Poslední částí obvodu je čtyřmístná řada binárních desetinných čítačů DD9 - DD12 s výstupem do čtyř sedmisegmentových indikátorů.
Uvažujme algoritmus měřiče. Když stisknete tlačítko SB1, binární čítač DD8 se vynuluje a přepne uzel rozsahu (multiplexer DD6.1) na nejnižší rozsah měření - 0,010 - 10,00 μF. Navíc jeden ze vstupů elektronický klíč Jsou přijímány pulzy DD1.3 s frekvencí 1 MHz. Na druhý vstup stejného klíče je předán povolovací signál z jednorázového zásahu, jehož doba trvání je přímo úměrná kapacitě měřeného kondenzátoru, který je k němu připojen.
Impulzy s frekvencí 1 MHz tak začínají přicházet do počítající dekády DD9 ... DD12. Pokud dojde k přetečení dekády, pak přenosový signál z DD12 zvýší čítač DD8 o jednu a umožní zápis nuly do spouštěče DD7 na vstupu D. Tato nula zapne shaper DD5.1, DD5.2 a ten se zase resetuje počítající dekáda, nastaví DD7 znovu na „1“ a restartuje jednorázový zásah. Proces se opakuje, ale pro sčítací dekádu je nyní přepínačem dodávána frekvence 100 kHz (druhé pásmo je zapnuto).
Pokud před koncem impulzu z jednorázového pokusu přetéká počítací dekáda znovu, pak se rozsah znovu změní. Pokud je jednorázový snímek vypnut dříve, počítání se zastaví a na indikátoru lze odečíst hodnotu připojené kapacity pro měření. Posledním dotykem je řídicí blok desetinné čárky, který označuje aktuální dílčí rozsah měření. Jeho funkce provádí druhá část multiplexeru DD6, která osvětluje požadovaný bod v závislosti na zahrnutém subpásmu.
Vakuové fluorescenční indikátory IV6 se používají jako indikátory v obvodu, proto napájecí jednotka měřiče musí poskytovat dvě napětí: 1 V pro vytápění a +12 V pro anodové napájení lamp a mikroobvodů. Pokud jsou indikátory nahrazeny LCD, vystačíte si s jedním zdrojem + 9V, ale použití LED matric je nemožné kvůli nízké zatížitelnosti mikroobvodů DD9 ... DD12.
Je lepší použít víceotáčkový rezistor jako kalibrační rezistor R8, protože velikost chyby měření zařízení bude záviset na přesnosti kalibrace. Zbytek rezistorů může být MLT-0,125. Pokud jde o mikroobvody, v zařízení lze použít libovolnou řadu K1561, K564, K561, K176, ale je třeba mít na paměti, že řada 176 se velmi zdráhá pracovat s křemenným rezonátorem (DD1).
Nastavení zařízení je poměrně jednoduché, ale mělo by být prováděno s velkou opatrností.
- Dočasně odpojte tlačítko SB1 od DD8 (pin 13).
- Aplikujte obdélníkové impulsy s frekvencí asi 50-100 Hz na bod připojení R3 s R2 (bude to stačit jakýkoli nejjednodušší generátor na logickém mikroobvodu).
- Namísto měřeného kondenzátoru připojte příkladný kondenzátor, jehož kapacita je známá a leží v rozmezí 0,5 - 4 μF (například K71-5V 1 μF ± 1%). Pokud je to možné, je lepší měřit kapacitu pomocí měřícího můstku, ale můžete se také spolehnout na kapacitu uvedenou na pouzdře. Zde je třeba mít na paměti, jak přesně zařízení kalibrujete, aby vás v budoucnu měřilo.
- Pomocí trimrového odporu R8 nastavte co nejpřesněji odečty indikátorů podle kapacity referenčního kondenzátoru. Po kalibraci je lepší zastřihovač pokrýt kapkou laku nebo barvy.
Na základě materiálů z „Radioamatéra“ č. 5, 2001.
Toto zařízení se používá k opravám televizorů již 8 let a ukázalo se z té nejlepší stránky. Zařízení používá mikroobvody CMOS, z nichž mnohé stále mají prach ve starých zásobách. To, stejně jako použití LCD indikátoru IZhTs5-4 / 8, umožnilo přivést spotřebovaný proud až na 10 mA a napájet zařízení z baterie typu „Krona“. Rozměry zařízení umožňují jeho umístění do pouzdra z multimetru D-830 atd. Navzdory relativně velkému počtu mikroobvodů nepřekračují celkové náklady na díly (podle cen známých internetových obchodů) náklady pouze na jeden moderní LCD indikátor, jako je 8x2 nebo 16x1 atd.
Na mikroobvodech DA1 a DA2 je sestaven převaděč kapacitního času (obr. 1) - jakýsi známý multivibrátor na operačním zesilovači, dále jej budeme nazývat PSV. Na operačním zesilovači DA1.1 je pro analogovou část implementován umělý „zem“ (střed). Na operačním zesilovači DA2 a DA1.2 je sestaven skutečný převodník. Perioda opakování pulzu je určena výrazem T \u003d 2 * R7 * Cx * (1 + ln (2 * R3 / R5)). Vzorec ukazuje, že období závisí jen málo na destabilizujících faktorech, jako je napájecí napětí, teplota (je lepší zvolit termostabilní odpory) atd. a může být docela vysoká. Amplituda napětí na měřené kapacitě je Uc \u003d Ud * (R3 / (R3 + R5)), (kde Ud je dopředné napětí přes diodu) a nepřesahuje 0,1 Voltu, což umožňuje měřit kapacitu bez vyjmutí z obvodu, protože při takovém napětí jsou všechny polovodičové spoje uzavřeny. Použití mikroobvodu KR544UD2 jako DA2 umožnilo snížit chybu zařízení při měření malých kapacit. Pro ochranu DA2, když je připojen nabitý kondenzátor, jsou zavedeny prvky VD3, VD4, R4, navíc jsou diody vybrány s významným povoleným jednorázovým pulzním proudem a odpor s výkonem nejméně 0,5 W. Z pinu 6 DA2 jsou do řídicí jednotky odesílány impulsy s periodou úměrnou kapacitě měřeného kondenzátoru.
Řídicí jednotka je implementována na mikroobvodech DD1 - DD4. Impulsy z napájecího zdroje jsou prostřednictvím invertoru na DD3.1 přivedeny na čítací vstup C D-klopného obvodu DD2.2. Sekundární impulsy jsou odesílány na vstup z jiného spouštěče mikroobvodu. Logika práce a vzájemné propojení spouštěčů je takové, že je přítomen inverzní výstup DD2.2 nízká úroveň s dobou trvání rovnou periodě PSU (doba počítání) a vysoká - s dobou trvání přibližně 1 s (doba indikace). Od přímého výstupu (pin 1) přes prvky C10, R15, krátký puls vynuluje počitadla na 0 na začátku každé měřicí periody. Prvek 2 NEBO NENÍ DD3.4 předává impulsy referenční frekvence 32768 Hz na vstup čítače pouze během doby počítání. Na čipu DD1 je sestaven krystalový oscilátor s příkladnou frekvencí, který je přiváděn na kolík 6 DD3.4 z výstupní vyrovnávací paměti (kolík 12). Z toho přicházejí druhé impulsy z pinu 5 do čítacího vstupu spouště DD2.1 a jsou také odstraněny impulsy s frekvencí 63 Hz (pracovní frekvence indikátoru). Indikátor LCD neumožňuje přivést na něj stejnosměrné napětí, proto toto zařízení na indikátor se přivede střídavé napětí s frekvencí 63 Hz a segmenty se zapnou fázovou metodou (pokud je na segment přiveden signál stejné fáze jako na společný výstup indikátoru, pak segment zhasne, pokud je v antifáze, segment je zapnutý). K ovládání čárek se používají prvky EXCLUSIVE-OR čipu DD4. Na jeden ze vstupů prvků DD4.2, DD4.3, DD4.4 je dodáván signál 63 Hz (v protifázi ke společnému indikátoru). Každý prvek, když je logická 0 použita na jiný vstup, opakuje impulsy na výstupu (je uvedena čárka), a když je použita logická 1, invertuje se (čárka je zhasnuta). DD4.2 ovládá 3. (nejvýznamnější) desetinné místo, které je normálně zapnuté. Na prvku DD4.1 je implementován klopný obvod RS, jehož výstup je nastaven na logiku 1 dodáním krátkého kladného impulzu na pin 5 prostřednictvím prvků C8, R10, VD5 na začátku každého intervalu měření. V případě přetečení čítače ovlivňuje záporný rozdíl z výstupu bitu vyššího řádu čítače přes měnič DD3.2 a rozlišovací obvod C9, R12 pin 6 na DD4.1 a převádí jeho výstup na 0. Pokud bude místo DD4 použit čip rychlejší řady, je to pro správná práce DD4.1 bude muset snížit hodnotu R12, aby zkrátil puls na pinu 6. Pokud je na pinu 6 DD4.1 stanovena logická 0, zapne se čárka nejméně významného bitu prostřednictvím prvku DD4.4, indikující přetečení.
Na prvcích DD4.4, VD6, R14 je indikátor vybití baterie. Když napětí poklesne pod 7 V, nastaví se nízká úroveň na pin 12 DD4.4 a čárky 1. a 2. číslice se „rozsvítí“, což signalizuje vybití baterie. Prvek DD3.3 hraje roli invertorové vyrovnávací paměti.
Na mikroobvodech DD5-DD8 se vyrábí čítač pulsů s výstupem na LCD indikátor. Když jsou na pin 6 počitadla přivedeny impulzy 63 Hz stejné fáze jako indikátor, výstupy představují pulsy s fází v závislosti na zahrnutí segmentu a odpovídající indikátor je viditelný na indikátoru.
Zařízení neumožňuje přepínání mezí měření, pokud je však nutné měřit kapacity až 10 000 mikrofarad, lze zavést ještě jeden čítač a spínač pomocí kloubové montáže podle schématu zobrazeného na obr. K tomu je nutné odstranit propojovací spojovací kolík 4 prvku DD3.4 a 4. kolík mikroobvodu DD5 a podle toho je čítač DD9 připojen mezi tyto body spínačem S2. Druhá skupina kontaktů aplikací logické 1 na pin 9 DD4.2 vypne indikaci třetí číslice čárkou (na tištěný spoj k tomu je k dispozici kontakt označený „x“). Je třeba poznamenat, že při měření kapacit nad 1 000 μF není čtení naměřených hodnot zcela pohodlné kvůli znatelnému „běhu“ naměřených hodnot během doby počítání. Současně však lze odečty číst bez chyby.
Níže je uveden další způsob, jak zvýšit horní hranici na 10 000 μF, což je možná ten nejjednodušší, jaký může být. Souběžně s odporem R7 je připojen další s odporem 85,3 Ohm, což snižuje jeho odpor na 76,7 Ohm, tj. 10krát. Tato metoda má své vlastní výhody a nevýhody. Výhody: jednoduchost, minimální náklady, maximální doba měření (0,3 s) se nemění. Existuje pouze jedna nevýhoda - s takovým zvýšením limitu je závislost výsledku na ESR kondenzátoru mnohem znatelnější (i když se tato nevýhoda může stát výhodou, pokud se zařízení používá k hledání vadných kondenzátorů). Již ESR 0,5 - 1 ohm vede k vážnému snížení hodnot. V v tomto případě, možná budete muset opustit ochranný rezistor R4, což zvýší riziko poškození DA2, když je k zařízení připojen nabitý kondenzátor. Volba metody je ponechána na čtenáři.
Téměř všechny detaily zařízení jsou umístěny na jednostranném plošném spoji z 1 mm silného fóliového skleněného vlákna o rozměrech 60x95 mm, který je uveden v přiloženém souboru (také ve formátu). Indikátor je instalován na mikroobvody K176IE4 na podložkách, které jsou vyrobeny ze zásuvky pro mikroobvody se 40 vývody a roztečí 2,5 mm. Zásuvka je rozdělena podélně na 2 části (jsou získány dvě úzké jednořadé podložky) a každá je zkrácena na 17 kontaktů. Vývody indikátoru jsou tvarovány do tvaru písmene "L" se vzdáleností mezi ohyby rovnou 35 mm.
Nejprve by měly být pájeny propojky a diskrétní prvky a poté mikroobvody a podložky pro indikátor. Propojky jsou vyrobeny z pocínovaného drátu o průměru 0,3-0,5 mm. Všechny rezistory, s výjimkou R4, jsou typu MLT-0,125. Kondenzátory, keramické a elektrolytické, jsou malé. Lze použít zenerovu diodu importovanou při 3,3 V. Diody VD1, VD2, VD5 kterékoli ze sérií KD521, KD522. Diody VD3, VD4 lze použít s jakoukoli řadou HER10x - HER20x. Z domácího prostředí je KD212 vhodný, ale mohou nastat potíže s instalací kvůli velkým rozměrům a tloušťce vodičů. Křemenný rezonátor lze aplikovat na vadný desktop nebo dokonce náramkové hodinky... Mikroobvod DA1, pokud chybí, lze nahradit téměř jakýmkoli dvojitým operačním zesilovačem dovážené produkce, ale se změnou vzoru desky (nebo namontovaným na povrchovou montáž), například LM358. DA2 lze nahradit KR544UD1, KR140UD6 s mírným nárůstem chyby při malých hodnotách. DD1 lze vyměnit za K176IE12 se změnou vzoru desky, v extrémních případech lze na mikroobvod K561LN2 podle známých schémat na dva střídače namontovat tři samostatné generátory pro 1, 63 a 32768 a měl by být použit pouze generátor 32768 Hz stabilní, zbytek lze použít na RC ... K176TM2 se mění bez změny vzoru na K176TM1 nebo odpovídající sérii 561. Také K176LP2 a K176LE5 jsou změněny na K561LP2 a K561LE5. Indikátor lze nahradit IZhTs21-4 / 7.
Při správné instalaci zařízení nevyžaduje seřizování a kalibraci. Je nutné zvolit pouze rezistory R3, R5, R7 s přesností alespoň 1% (R7 může být složen z paralelně zapojených rezistorů 1 kOhm a 3,3 kOhm).
Jak již bylo zmíněno výše, zařízení lze umístit do pouzdra z multimetru typu D-830 - D-838, ale v té době to lákavé nemělo a pouzdro bylo vyrobeno samostatně: přední panel byl vyroben z 3 mm plexiskla a přilepený samolepicí, zbytek pouzdra byl pouzdro vyrobené z mosazi o tloušťce 0,4 mm. Přední panel je vložen do pouzdra a upevněn ze stran tenké „samořezné šrouby“ zašroubované do předvrtaných otvorů. Sonda je vyrobena ze dvou kolíků a skládá se ze dvou pružných jehel připájených k fóliované laminátové desce.
Na závěr poznamenávám, že zařízení je určeno k měření kapacity, nikoli ESR (ESR), avšak se zvýšením ekvivalentního sériového odporu se hodnoty zařízení prudce snižují (přibližně dvakrát s odporem 10-15 ohmů) . Tato vlastnost zařízení umožňuje úspěšně jej použít k opravě rádiových zařízení - jednoduše odmítáme kondenzátory, jejichž kapacita je podle údajů zařízení více než 2krát nižší než nominální, bez ohledu na skutečný důvod pro nízké hodnoty.
Seznam radioelementů
| Označení | Typ | Označení | množství | Poznámka | Skóre | Můj zápisník | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Řídicí blok | |||||||
| DD1 | Čip | K176IE5 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| DD2 | Čip | K176TM2 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| DD3 | Čip | K176LE5 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| DD4 | Čip | K176LP2 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| VD5 | Dioda | KD522B | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| VD6 | Zenerova dioda | KS133A | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Z1 | Křemenný rezonátor | 32768 Hz | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| R8, R15 | Rezistor | 100 kΩ | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R9 | Rezistor | 10 MOhm | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| R10 | Rezistor | 27 kΩ | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| R11 | Rezistor | 22 k Ohm | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| R12, R13 | Rezistor | 30 kΩ | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R14 | Rezistor | 1 kΩ | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C6 | Kondenzátor | 51 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C7 | Kondenzátor | 220 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C8 | Kondenzátor | 1 000 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C9 | Kondenzátor | 100 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C10 | Kondenzátor | 22 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C11 | Elektrolytický kondenzátor | 100uF x 16V | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Počítadlo pulzů | |||||||
| DD5-DD8 | Čip | K176IE4 | 4 | Do poznámkového bloku | |||
| HL1 | Indikátor | IZhTs 5-4 / 8 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Převodník kapacitního období | |||||||
| DA1 | Čip | K157UD2 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| DA2 | Čip | K544UD2 | 1 | ||||
V elektrické obvody kondenzátory se používají odlišné typy... Nejprve se liší kapacitou. K určení tohoto parametru se používají speciální měřiče. Uvedená zařízení mohou být vyráběna s různými kontakty. Moderní úpravy se vyznačují vysokou přesností měření. Chcete-li vytvořit jednoduchý kapacitní měřič kondenzátoru pro vlastní potřebu, musíte se seznámit s hlavními součástmi zařízení.
Jak funguje měřič?
Standardní verze obsahuje modul s expandérem. Zobrazí se údaje o. Některé úpravy fungují na bázi reléového tranzistoru. Je schopen pracovat na různých frekvencích. Je však třeba poznamenat, že tato modifikace není vhodná pro mnoho typů kondenzátorů.
Zařízení s nízkou přesností
Měřič ESR s nízkou přesností kapacity kondenzátoru můžete vyrobit vlastními rukama pomocí adaptéru. Expander se však používá především. Je účelnější vybrat kontakty pomocí dvou polovodičů. Při výstupním napětí 5 V by proud neměl být větší než 2 A. Filtry se používají k ochraně měřiče před poruchami. Ladění by mělo být prováděno na frekvenci 50 Hz. V tomto případě by měl tester vykazovat odpor nejvýše 50 ohmů. Některé mají problémy s vodivostí katody. V takovém případě modul vyměňte.
Popis vysoce přesných modelů
Když děláte kapacitní měřič kondenzátoru vlastními rukama, výpočet přesnosti by měl být proveden na základě lineárního expandéru. Hodnocení přetížení modifikace závisí na vodivosti modulu. Mnoho odborníků doporučuje zvolit pro model dipólový tranzistor. Především je schopen pracovat bez tepelných ztrát. Je také třeba poznamenat, že prezentované prvky se zřídka přehřívají. Stykač měřiče lze použít s nízkou vodivostí.
Chcete-li vytvořit jednoduchý a přesný kapacitní měřič kondenzátoru pro vlastní potřebu, měli byste se postarat o tyristor. Uvedený prvek musí pracovat při napětí nejméně 5 V. Při vodivosti 30 mikronů nepřetížení těchto zařízení zpravidla nepřesahuje 3 A. Filtry se používají různých typů. Měly by být instalovány za tranzistorem. Za zmínku stojí také to, že displej lze připojit pouze prostřednictvím kabelových portů. K nabíjení měřiče jsou vhodné 3W baterie.
Jak vyrobit model řady AVR?
Kapacitní měřič kondenzátoru AVR můžete vyrobit pouze na základě variabilního tranzistoru. Nejprve je vybrán stykač pro modifikaci. Při konfiguraci modelu byste měli okamžitě změřit výstupní napětí. Záporný odpor měřičů by neměl překročit 45 ohmů. Při vodivosti 40 mikronů je přetížení zařízení 4 A. K zajištění maximální přesnosti měření se používají komparátory.
Někteří odborníci doporučují vybrat pouze otevřené filtry. Nebojí se impulzního hluku ani při velkém pracovním zatížení. Stabilizátory pólů v v poslední době jsou velmi žádané. Pouze síťové komparátory nejsou vhodné pro modifikaci. Před zapnutím zařízení se provede měření odporu. Vysoce kvalitní modely tento parametr je přibližně 40 ohmů. V tomto případě však hodně záleží na frekvenci úprav.
Nastavení a sestavení modelu založeného na PIC16F628A
Výroba měřiče kapacity kondenzátoru vlastníma rukama na PIC16F628A je docela problematická. Nejprve je pro montáž vybrán otevřený transceiver. Modul smí používat regulovaný typ. Někteří odborníci nedoporučují instalovat filtry s vysokou vodivostí. Před pájením modulu je zkontrolováno výstupní napětí.
Pokud je odpor vysoký, doporučuje se tranzistor vyměnit. K překonání impulzního šumu se používají komparátory. Můžete také použít vodivé stabilizátory. Displeje jsou často textového typu. Měly by být instalovány přes porty kanálu. Modifikace se konfiguruje pomocí testeru. S nadhodnocenými kapacitními parametry stojí za to nahradit tranzistory s nízkou vodivostí.
Model pro elektrolytické kondenzátory
V případě potřeby si můžete pro elektrolytické kondenzátory vyrobit vlastní měřič kondenzátoru. Nakupované modely tohoto typu vynikají nízkou vodivostí. Mnoho modifikací se provádí na stykačových modulech a pracuje při napětí nepřesahujícím 40 V. Jejich ochranný systém je třídy RK.
Je také třeba poznamenat, že měřiče tohoto typu se liší sníženou frekvencí. Jejich filtry se používají pouze přechodného typu, jsou schopné účinně se vyrovnat s impulzním šumem i harmonickými kmity. Pokud mluvíme o nevýhodách modifikací, je důležité si uvědomit, že mají nízkou šířku pásma. Ve vlhkých podmínkách vykazují špatné výsledky. Odborníci také poukazují na nekompatibilitu s kabelovými stykači. Zařízení nelze v obvodu použít střídavý proud.
Úpravy polních kondenzátorů
Zařízení pro polní kondenzátory se vyznačují sníženou citlivostí. Mnoho modelů je schopno pracovat s přímými stykači. Zařízení se nejčastěji používají přechodného typu. Chcete-li provést úpravu vlastními rukama, musíte použít nastavitelný tranzistor. Filtry se instalují v pořadí. K testování měřiče se nejprve používají malé kondenzátory. V tomto případě tester detekuje negativní odpor. Pokud je odchylka větší než 15%, je nutné zkontrolovat funkčnost tranzistoru. Výstupní napětí nemělo by překročit 15 V.
2 V zařízení
Při 2 V je kapacitní měřič kondenzátoru pro kutily docela jednoduchý. Nejprve odborníci doporučují připravit otevřený tranzistor s nízkou vodivostí. Je také důležité najít pro něj dobrý modulátor. Komparátory se obvykle používají s nízkou citlivostí. Ochranný systém pro mnoho modelů používá řada KR na sítových filtrech. Stabilizátory vln se používají k překonání výkyvů impulzů. Za zmínku stojí také to, že sestava modifikace zahrnuje použití expandéru se třemi kontakty. K vyladění modelu použijte tester kontaktů a indikátor odporu by neměl být nižší než 50 ohmů.
3 V modifikace
Při skládání měřiče kapacity kondenzátoru vlastníma rukama můžete použít adaptér s expandérem. Je účelnější zvolit tranzistor lineárního typu. V průměru by vodivost měřiče měla být 4 mikrony. Je také důležité zajistit stykač před instalací filtrů. Mnoho úprav zahrnuje také vysílače a přijímače. Tyto prvky však nejsou schopné pracovat s polními kondenzátory. Jejich limitující kapacitní parametr je 4 pF. Ochranný systém pro modely je třídy RK.
4V modely
Je povoleno sestavit kapacitní měřič kondenzátoru vlastníma rukama pouze na lineárních tranzistorech. Model bude také vyžadovat vysoce kvalitní expandér a adaptér. Pokud věříte odborníkům, je účelnější použít filtry přechodného typu. Pokud vezmeme v úvahu úpravy trhu, pak mohou použít dva expandéry. Modely pracují na frekvenci nejvýše 45 Hz. Zároveň se často mění jejich citlivost.
Pokud sestavíte jednoduchý měřič, lze stykač použít bez triody. Má nízkou vodivost, ale je schopen pracovat při velkém pracovním zatížení. Za zmínku stojí také to, že úprava by měla zahrnovat několik pólových filtrů, které budou věnovat pozornost harmonickým vibracím.
Úpravy jedním expandérem spojení
Je docela jednoduché vyrobit kapacitní měřič kondenzátoru vlastními rukama na základě expandéru s jedním spojem. Nejprve se doporučuje vybrat modul s nízkou vodivostí pro modifikaci. V tomto případě by parametr citlivosti neměl být větší než 4 mV. Některé modely mají vážný problém s vodivostí. Tranzistory se používají zpravidla vlnového typu. Při použití síťových filtrů se tyristor rychle zahřívá.
Abyste se těmto problémům vyhnuli, doporučujeme nainstalovat na síťové adaptéry dva filtry najednou. Na konci práce zbývá už jen pájet komparátor. Pro zvýšení efektivity úpravy jsou nainstalovány stabilizátory kanálu. Je také třeba poznamenat, že existují zařízení s proměnnými stykači. Jsou schopné pracovat při frekvenci nejvýše 50 Hz.
Modely založené na expandérech s dvojitým spojem: montáž a nastavení
Skládat digitální kondenzátorový měřič kondenzátoru na dvoucestných expandérech vlastními rukama je docela snadné. Pro normální provoz úprav jsou však vhodné pouze nastavitelné tranzistory. Za zmínku stojí také to, že při sestavování je třeba zvolit komparátory impulzů.
Displej zařízení je vhodný pro typ linky. V tomto případě je možné port použít pro tři kanály. Filtry s nízkou citlivostí se používají k řešení problémů se zkreslením obvodu. Za zmínku stojí také to, že je třeba sestavit úpravy na diodových stabilizátorech. Model je vyladěn se záporným odporem 55 ohmů.
Zařízení se čtením měřená kapacita vyráběné na stupnici číselníkového měřidla, nazývané faradometry nebo mikrofaradometry. Níže popsaný kondenzátorový mikrofaradometr se vyznačuje širokou škálou měřených kapacit, jednoduchými obvody a nastavením.
Princip činnosti mikrofaradometru je založen na měření průměrné hodnoty svodového proudu měřeného kondenzátoru, který se periodicky dobíjí na frekvenci F. Na obr. 1 ukazuje zjednodušené schéma měřicí části zařízení napájeného pravoúhlým pulzním napětím vycházejícím z pulzního generátoru G. Za přítomnosti napětí
Postava: 1. Zjednodušené schéma měřicí části zařízení
U imp na výstupu generátoru přes diodu D1 je kondenzátor Cx rychle nabitý. Parametry obvodu jsou voleny takovým způsobem, že doba nabíjení kondenzátoru je mnohem kratší než doba trvání impulsu t aproto má kondenzátor C x čas na úplné nabití na napětí U imp ještě před jeho koncem. V časovém intervalu t a mezi impulsy je kondenzátor vybit po vnitřní odpor generátorR ga mikroampérmetr μA1, který měří průměrnou hodnotu vybíjecího proudu. Časová konstanta obvodu vybíjení kondenzátoruC x výrazně kratší doba pauzyt p, proto má kondenzátor téměř úplně čas na vybití během intervalu mezi impulsy, jehož frekvence
V ustáleném stavu tedy množství elektřiny akumulované kondenzátoremC x po jedno období a je jim dáno během vybíjení, Q \u003d C x U imp. Při frekvenci opakování impulzů F je průměrná hodnota proudu procházejícího mikroammetrem při periodických výbojích kondenzátoru C x, rovná se:
I a \u003d QF \u003d C x U imp F, odkud
Z výsledného vzorce vyplývá, že měřená kapacita kondenzátoruZ x je úměrné síle vybíjecího proudu, a proto při stabilních hodnotáchU imp a F číselníkový úchylkoměr μA1 může být vybaven jednotnou stupnicí kalibrovanou v hodnotách C x (v praxi se používá stávající lineární stupnice mikroammetru magnetoelektrického systému).
Na obr. 2 ukazuje schematický diagram mikrofaradometru, který umožňuje měřit kapacitu kondenzátorů od přibližně 5 do 100 000 pF na stupnicích: 0-100; 0-1000; 0-10 000 a 0-100 000 pF. Naměřená kapacita se odečte přímo na dostupné stupnici mikroammetru, což umožňuje rychlé a přesné měření. Jako zdroj energie pro mikrofaradometr se používá baterie 7D-0,1 nebo baterie Krona. Na stupnici 0-100 pF je proud mnohem menší a jeho síla nepřesahuje 4 mA. Chyba měření nepřesahuje 5–7% horní meze stupnice.
Nabíjení kondenzátoruC x provádí obdélníkové napěťové impulsy vytvořené asymetricky
metrický multivibrátor namontovaný na tranzistorechT1, T2 s různou vodivostí. Multivibrátor generuje periodickou sekvenci obdélníkových napěťových pulzů s vysokým pracovním cyklem. Přeskakování frekvence
Postava: 2. Schéma mikrofaradometru
opakování pulzů je produkováno sekcíPřepínač B1a B1, včetně kladného obvodu zpětná vazba jeden z kondenzátorů C1-C4 hladký - proměnný rezistorR3. Stejný přepínač umožňuje přechod z jednoho limitu měření do druhého.
Obdélníkové napěťové impulsy generované přes rezistorR1, přes kontakty 1-2 tlačítkaB2 a dioda D1 nabijte jeden z referenčních kondenzátorůC5 - C8 nebo měřený kondenzátorC x (se stisknutým tlačítkemV 2). V intervalech mezi impulsy jeden z indikovaných kondenzátorů (v závislosti na limitu měření a poloze tlačítkaV 2) vybité přes rezistoryR1, R5 a mikroampérmetr μA1. DiodaD1 neovlivňuje odečty mikroampérmetru, protože jeho zpětný odpor je mnohem vyšší než odpor obvodu měřiče(Rn + R5). Kondenzátory C5 - C8 jsou navrženy ke kalibraci přístroje a musí být sladěnymožná přesněji, s odchylkou od nomináluvíce než ± 2%.
Konstrukce využívá malé rezistory VS \u003d 0,125, kondenzátory KSO, SGM, KBGI. Pere
Postava: 3. Přední panel zařízení
vyměnitelný rezistor R3 typ SP-1. PřepínačV 1 sušenkový typ pro 4 polohy a 2 směry. Mikrometr - 50 μA magnetoelektrický systém.
Jedna z možností umístění ovládacích prvků na předním panelu je uvedena na obr. 3. Rozměry konstrukce jsou určeny rozměry mikroammetru a spínačeV 1 a proto se nezobrazují. V případě potřeby lze zařízení napájet ze sítě pomocí stabilizovaného usměrňovače, který poskytuje na výstupu napětí 9 V se zátěžovým proudem nejméně 10 mA. V takovém případě by měl být usměrňovač umístěn v krytu zařízení.
Stupnice kapacitního měřiče, jak již bylo zmíněno, je prakticky lineární, takže není nutné aplikovat speciální značky mezi nulou a posledním dělením na stávající stupnici mikroammetru. Měřítko
mikrometr, který má například digitalizované značky 0, 20, 40 ... 1000 μA, je správný při jakémkoli limitu měření kapacity kondenzátorů. Změní se pouze cena divize. Takže v rozsahu 0-100; 0-1000; Odečty 0–10 000 a 0–100 000 mikroampérmetrů by se měly vynásobit 1; deset; 10 2 a 10 3. Pokud má stupnice mikroametru pouze 50 dílků, pak se hodnoty mikroammetru musí v závislosti na uvedených mezích měření vynásobit 2; 2 10; 2 10 2; 2 10 3
Seřízení zařízení obvykle nezpůsobuje žádné potíže, pokud je sestaveno ze zjevně opravitelných dílů a během instalace nedošlo k žádným chybám. Činnost multivibrátoru lze posoudit podle měřítka mikroammetru, jehož hodnoty by se měly měnit, když se změní poloha posuvníku proměnného odporuR3 v kterémkoli ze čtyř rozsahů měření.
Nastavením přepínačeB1 do polohy 1 (stupnice 0-100 pF), proměnný rezistor R3 se používá k dosažení vychýlení jehly mikroammetru na celou stupnici. Pokud to nelze získat, motor rezistoruR3 nastavte do střední polohy a vyberte hodnotu kondenzátoruC1. Přesněji řečeno, šipka na konci stupnice je nastavena pomocí odporuR3 ... Pak přepínačV 1 dát do polohy2 (stupnice 0-1000 pF) a bez dotyku rezistoruR3 , vyberte kapacitu kondenzátoruC2 tak, aby jehla mikroammetru byla blízko konce stupnice. Podobně je zadána hodnota kapacity kondenzátorůСЗ a С4 v polohách 3 a 4 spínače В1 (na stupnicích 0-10 000 a 0-100 000 pF).
Tím je nastavení zařízení dokončeno. Postup měření kapacity kondenzátorů je následující. Připojením kondenzátoruOd x do zásuvek Гн1 , spínač B3 zapněte zařízení a přepněteV 1 nastavte požadovaný limit měření. Pak rezistorR3 jehla mikroammetru se nastaví na poslední díl stupnice a stisknutím tlačítkaIN 2 , vytvoří odečet naměřené kapacity na stupnici s přihlédnutím k ceně jejího rozdělení. Pokud jehla mikroammetru zhasne po stisknutí tlačítka, přepněte spínačV 1 přeneste na vyšší mez měření a měření opakujte. Pokud je šipka nastavena na samém začátku
váhy, přepínač se přesune na spodní mez měření.
Závěrem poukazujeme na to, že minimální hodnota kapacity, měřená na stupnici 0-100 pF, závisí na počáteční kapacitě mezi zásuvkamiGn1 , které by měly být během instalace minimalizovány. Před připojením kondenzátoru k zařízení se ujistěte, že nedošlo k jeho poruše, protože by mohlo dojít k poškození mikroammetru a diody. Pokud není pořadí měřené kapacity známé, měl by být proces měření spuštěn od nejvyššího rozsahu měření (0-100 000 pF).
Pokud chcete zvýšit přesnost měření, můžete zvýšit počet limitů (stupnic). K tomu použijte přepínačV 1 z velké množství pozice (rovnající se počtu limitů), nainstalujte nové referenční kondenzátory, jejichž kapacity musí odpovídat horní hodnotě vybraných limitů měření, a také vyberte hodnocení kondenzátorů (místoC1-C4 ), které určují rychlost opakování napěťových pulzů multivibrátoru.