Toto zařízení se používá k opravám televizorů již 8 let a ukázalo se z té nejlepší stránky. Zařízení používá mikroobvody CMOS, ve kterých je ve starých zásobách stále ještě prach. To, stejně jako použití LCD indikátoru IZhTs5-4 / 8, umožnilo přenést spotřebovaný proud až na 10 mA a napájet zařízení z baterie typu „Krona“. Rozměry zařízení umožňují jeho umístění do pouzdra z multimetru, jako je 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 převodník kapacity a času (obr. 1)-jakýsi známý multivibrátor na operačním zesilovači, dále mu budeme říkat PSV. Na operačním zesilovači DA1.1 je pro analogovou část implementována umělá „zem“ (midpoint). Samotný převodník je sestaven na operačním zesilovači DA2 a DA1.2. Perioda opakování pulzu je určena výrazem T = 2 * R7 * Cx * (1 + ln (2 * R3 / R5)). Ze vzorce je patrné, že období závisí jen málo na destabilizačních faktorech, jako je napájecí napětí, teplota (je lepší zvolit termostabilní odpory) atd. a může být docela vysoká. Amplituda napětí na měřené kapacitě je Uc = Ud * (R3 / (R3 + R5)), (kde Ud je dopředné napětí přes diodu) a nepřesahuje 0,1 Voltu, což umožňuje měřit kapacitu bez jeho vyjmutí z obvodu, protože při tomto napětí jsou všechny polovodičové spoje uzavřeny. Použití mikroobvodu KR544UD2 jako DA2 umožnilo snížit chybu zařízení při měření malých kapacit. Pro ochranu DA2 při připojení nabitého kondenzátoru jsou zavedeny prvky VD3, VD4, R4, navíc jsou diody vybírány s významným přípustným jednorázovým pulzním proudem a odpor s výkonem nejméně 0,5 W. Z pinu 6 DA2 jsou do řídicí jednotky posílány impulsy s periodou úměrnou kapacitě měřeného kondenzátoru.
Řídicí jednotka je implementována na mikroobvody DD1 - DD4. Impulzy z napájecího zdroje přes měnič na DD3.1 jsou přiváděny na počítací vstup C klopného obvodu D2.2. Sekundární impulsy jsou odesílány na vstup z jiného spouště mikroobvodu. Logika práce a připojení spouště k sobě navzájem je taková, že je přítomen inverzní výstup DD2.2 nízká úroveň doba trvání se rovná periodě PSU (doba počítání) a vysoká doba trvání je přibližně 1 s (doba indikace). Z přímého výstupu (pin 1) přes prvky C10, R15 krátký puls resetuje čítače na 0 na začátku každé periody měření. Prvek 2 NEBO NE DD3.4 předává impulsy referenční frekvence 32768 Hz na vstup čítače pouze během doby počítání. Krystalový oscilátor příkladné frekvence je sestaven na mikroobvodu DD1, který je napájen na pin 6 DD3.4 z výstupní vyrovnávací paměti (pin 12). Z něj přicházejí druhé impulsy z pinu 5 na čítací vstup spouště DD2.1 a impulsy s frekvencí 63 Hz jsou také odstraněny (pracovní frekvence indikátoru). LCD indikátor neumožňuje připojení stejnosměrného napětí, proto toto zařízení na indikátor je přivedeno střídavé napětí s frekvencí 63 Hz a segmenty jsou zapnuty fázovou metodou (pokud je na segment aplikován signál stejné fáze jako na společný výstup indikátoru, pak segment zhasne, pokud je v protifázi, segment je zapnutý). K ovládání čárek se používají prvky EXCLUSIVE-OR mikroobvodu 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 na druhý vstup aplikována logická 0, opakuje impulsy na výstupu (je uvedena čárka) a když je zadána logická 1, invertuje se (čárka zhasne). DD4.2 ovládá 3. (nejvýznamnější) desetinné místo, které je normálně zapnuté. Na prvku DD4.1 je implementován klopný obvod RS, na jehož výstupu je nastavena logika 1 přivedením krátkého kladného impulsu na kolík 5 prostřednictvím prvků C8, R10, VD5 na začátku každého intervalu měření. Při přetečení čítače působí záporný diferenciál z výstupu čítače vyššího řádu přes invertor DD3.2 a rozlišovací obvod C9, R12 na pin 6 DD4.1 a převádí jeho výstup na 0. Pokud je rychlejší místo DD4 bude použit mikroobvod řady, je možné, 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 klesne pod 7V, je na pinu 12 DD4.4 nastavena nízká úroveň a čárky 1. a 2. číslice „svítí“, čímž signalizují vybití baterie. Prvek DD3.3 plní roli vyrovnávací paměti měniče.
Na mikroobvodech DD5-DD8 je vytvořen čítač impulsů s výstupem na LCD indikátor. Když jsou na pin 6 čítače přivedeny pulsy 63 Hz stejné fáze jako indikátor, na výstupech jsou impulsy s fází v závislosti na zahrnutí segmentu a na indikátoru je vidět odpovídající obrázek.
Zařízení nezajišťuje přepínání mezí měření, je -li však nutné měřit kapacity až 10 000 mikrofarad, lze zavést závěsnou montáž podle schématu na obr. 6 ještě jeden čítač a spínač. K tomu je nutné odstranit propojovací kolík 4 propojovacího prvku DD3.4 a 4. kolík mikroobvodu DD5 a podle toho je čítač DD9 mezi těmito body propojen spínačem S2. Druhá skupina kontaktů aplikováním logické 1 na pin 9 DD4.2 vypne indikaci čárky 3. číslice (na tištěný spoj k tomu je určen kontakt označený „x“). Je třeba poznamenat, že při měření kapacit nad 1000 μF není čtení naměřených hodnot zcela pohodlné kvůli znatelnému „běhu“ naměřených hodnot během doby počítání. Současně však lze údaje číst bez chyby.
Níže je další způsob, jak zvýšit horní limit na 10 000 μF, což je možná nejjednodušší způsob, jaký může být. Paralelně s rezistorem R7 je připojen další s odporem 85,3 Ohm, snižující jeho odpor na 76,7 Ohm, tedy 10krát. Tato metoda má své 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 kondenzátor(i když tato nevýhoda se může stát výhodou, pokud se zařízení používá k vyhledávání vadných kondenzátorů). Již ESR 0,5-1 ohmu vede k vážnému poklesu hodnot. PROTI tento případ, možná budete muset opustit ochranný odpor R4, což zvýší riziko poškození DA2, když je k zařízení připojen nabitý kondenzátor. Volba metody je na čtenáři.
Téměř všechny detaily zařízení jsou umístěny na jednostranné desce plošných spojů z fóliového sklolaminátu o tloušťce 1 mm a rozměrech 60x95 mm, která je uvedena v přiloženém souboru (rovněž ve formátu). Indikátor je instalován na mikroobvody K176IE4 na podložky, které jsou vyrobeny ze zásuvky pro mikroobvody se 40 piny a roztečí 2,5 mm. Zásuvka je rozdělena podélně na 2 části (získáte dvě úzké jednořadé podložky) a každá je zkrácena na 17 kontaktů. Vodiče indikátoru jsou vylisovány do tvaru písmene "L" se vzdáleností mezi ohyby 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 odpory, kromě R4, jsou typu MLT-0,125. Keramické a elektrolytické kondenzátory jsou malé velikosti. Zenerovu diodu lze použít importovanou na 3,3 V. Diody VD1, VD2, VD5 libovolné řady KD521, KD522. Diody VD3, VD4 lze použít s jakoukoli řadou HER10x - HER20x. Z domácích je vhodný KD212, ale s instalací mohou být potíže kvůli velkým rozměrům a tloušťce přívodů. Křemenný rezonátor lze použít z vadné pracovní plochy a dokonce náramkové hodinky... Mikroobvod DA1, pokud chybí, lze nahradit téměř jakýmkoli dvojitým operačním zesilovačem importované produkce, ale se změnou vzoru desky (nebo namontovaným na povrchovou montáž), například LM358. DA2 lze nahradit KR544UD1, KR140UD6 s mírným zvýšením chyb při malých hodnotách. DD1 lze nahradit K176IE12 změnou vzoru desky, v extrémních případech lze na mikroobvodu K561LN2 sestavit tři samostatné generátory pro 1, 63 a 32768 podle dobře známých schémat na dvou střídačích a pouze generátor 32768 Hz měl by být stabilní, zbytek lze použít na RC ... K176TM2 se mění beze změny vzoru na K176TM1 nebo odpovídající řadu 561. Také K176LP2 a K176LE5 se mění na K561LP2 a K561LE5. Indikátor lze nahradit IZhTs21-4 / 7.
Při správné instalaci zařízení nevyžaduje seřizování a kalibraci. Je nutné pouze vybrat odpory R3, R5, R7 s přesností alespoň 1% (R7 může být složen z paralelně zapojených odporů 1 kOhm a 3,3 kOhm).
Jak bylo uvedeno výše, zařízení lze umístit do pouzdra z multimetru typu D-830-D-838, ale v té době lákavé nemělo a pouzdro bylo vyrobeno nezávisle: přední panel byl vyroben z 3 mm plexiskla a přelepeno samolepicí, zbytek pouzdra bylo pouzdro z mosazi o tloušťce 0,4 mm. Přední panel je vložen do pouzdra a upevněn ze strantenké „samořezné šrouby“ zašroubované do předvrtaných otvorů. Sonda je vyrobena ze dvou kolíků a skládá se ze dvou pružných jehel připájených k fólií potažené sklolaminátové desce.
Na závěr poznamenávám, že zařízení je určeno k měření kapacity, a nikoli ESR, nicméně s nárůstem ekvivalentního sériového odporu se hodnoty zařízení prudce snižují (přibližně dvakrát s odporem 10-15 ohmů). Tato vlastnost zařízení umožňuje jeho úspěšné použití pro opravy rádiových zařízení - jednoduše odmítáme kondenzátory, jejichž kapacita je podle údajů na zařízení více než 2krát nižší než nominální, bez ohledu na skutečný důvod pro nízké hodnoty.
Seznam radioprvků
| Označení | Typ | Označení | Množství | Poznámka | Prodejna | 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 | 1000 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 | |||
| Pulzní čítač | |||||||
| DD5-DD8 | Čip | K176IE4 | 4 | Do poznámkového bloku | |||
| HL1 | Indikátor | IZhT 5-4 / 8 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Převodník kapacity a periody | |||||||
| DA1 | Čip | K157UD2 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| DA2 | Čip | K544UD2 | 1 | ||||
Domácí měřicí přístroje
V. VASILIEV, Naberezhnye Chelny
Rádio, 1998, č. 4
Každý, kdo opravuje domácí nebo průmyslová rádiová zařízení, to ví provozuschopnost kondenzátorů komfortní šek bez jejich demontáže. Mnoho kapacitních měřičů kondenzátoru však tuto schopnost neposkytuje. Je pravda, že jeden takový design byl popsán v. Má malý rozsah měření, nelineární stupnici odpočítávání, což snižuje přesnost. Při návrhu nového měřiče byl vyřešen úkol vytvořit zařízení se širokým rozsahem, lineárním měřítkem a přímým odečtem, aby jej bylo možné použít jako laboratorní. Kromě toho musí být zařízení diagnostické, to znamená, že musí být schopné kontrolovat kondenzátory posunuté pn křižovatkami polovodičových zařízení a odpory odporů.
Schéma přístroje
Princip fungování zařízení je následující. Na vstup derivátoru je přivedeno trojúhelníkové napětí, ve kterém je jako derivátor použit zkoušený kondenzátor. V tomto případě je na jeho výstupu získán meandr s amplitudou úměrnou kapacitě tohoto kondenzátoru. Dále detektor vybere hodnotu amplitudy meandru a výstupů stálý tlak na měřicí hlavě.
Amplituda měřicího napětí na sondách zařízení je přibližně 50 mV, což nestačí k otevření р-n přechody polovodičových součástek, takže nemají svůj posunovací efekt.
Zařízení má dva přepínače. Koncový spínač "Scale" s pěti polohami: 10 μF, 1 μF, 0,1 μF, 0,01 μF, 1000 pF. Přepínač „Multiplikátor“ (X1000, x10O, x10, X1) mění frekvenci měření. Zařízení má tedy osm dílčích rozsahů měření kapacity od 10 000 μF do 1000 pF, což je ve většině případů prakticky dostačující.
Trojúhelníkový oscilátor je sestaven na operačním zesilovači mikroobvodu DA1.1, DA1.2, DA1.4 (obr. 1). Jeden z nich, DA1.1, pracuje v komparačním režimu a generuje obdélníkový signál, který je přiváděn na vstup integrátoru DA1.2. Integrátor převádí obdélníkové vibrace na trojúhelníkové. Kmitočet generátoru je určen prvky R4, C1 - C4. V řetězu zpětná vazba generátor je vybaven měničem založeným na operačním zesilovači DA1.4, který poskytuje režim s vlastní oscilací. Přepínačem SA1 lze nastavit jednu z měřicích frekvencí (multiplikátor): 1 Hz (X1000), 10 Hz (x10O), 10OHz (x10), 1 kHz (X1).
OU DA2.1 je napěťový sledovač, na jeho výstupu je trojúhelníkový signál o amplitudě cca 50 mV, který slouží k vytvoření měřicího proudu testovaným kondenzátorem Cx.
Vzhledem k tomu, že kapacita kondenzátoru je měřena v desce, může na něm být zbytkové napětí, proto, aby se zabránilo poškození měřiče, jsou paralelně k jeho sondám připojeny dvě antiparalelní diody můstku VD1.
OU DA2.2 funguje jako diferenciátor a funguje jako měnič proud-napětí. Jeho výstupní napětí:
Uout = (Rl2 ... R16) IBX = (Rl2 ... Rl6) Cx-dU / dt.
Například při měření kapacity 100 μF na frekvenci 100 Hz se ukazuje: Iin = Cx dU / dt = 100-100 MB / 5MC = 2MA, Uout = R16 lBX = 1 kΩ mA = 2 V.
Prvky R11, C5 - C9 jsou nezbytné pro stabilní provoz diferenciátoru. Kondenzátory eliminují oscilační procesy na čelech meandru, které znemožňují přesné měření jeho amplitudy. Výsledkem je, že na výstupu DA2.2 je získána obdélníková vlna s hladkými okraji a amplitudou úměrnou naměřené kapacitě. Rezistor R11 také omezuje vstupní proud, když jsou sondy zavřené nebo když je kondenzátor rozbitý. Pro vstupní obvod elektroměru musí být splněna následující nerovnost:
(3 ... 5) CxR1<1/(2f).
Pokud tato nerovnost není splněna, pak za polovinu období aktuální IBX nedosáhne hodnoty ustáleného stavu a meandr nedosáhne odpovídající amplitudy a při měření dojde k chybě. Například v měřiči popsaném v je při měření kapacity 1 000 μF na frekvenci 1 Hz časová konstanta definována jako
Cx R25 = 10OO μF - 910 Ohm = 0,91 s.
Polovina oscilační periody T / 2 je pouze 0,5 s, takže na tomto měřítku budou měření znatelně nelineární.
Synchronní detektor se skládá z klíče na tranzistoru VT1 s efektem pole, řídicí jednotky klíče na operačním zesilovači DA1.3 a paměťového kondenzátoru C10. OA DA1.2 vydává řídicí signál do klávesy VT1 během kladné půlvlny meandru, když je nastavena jeho amplituda. Kondenzátor C10 si pamatuje stejnosměrné napětí generované detektorem.
Z kondenzátoru C10 je informace o napětí o kapacitě Cx přenášející napětí vedena přes sledovač DA2.3 na mikroametr PA1. Kondenzátory C11, C12 - vyhlazování. Z motoru proměnného kalibračního odporu R22 je napětí odstraněno na digitální voltmetr s mezí měření 2 V.
Napájecí zdroj (obr. 2) produkuje bipolární napětí ± 9 V. Referenční napětí tvoří termostabilní zenerovy diody VD5, VD6. Rezistory R25, R26 nastavují požadované výstupní napětí. Konstrukčně je napájecí zdroj integrován s měřicí částí zařízení na společné desce plošných spojů.
Zařízení využívá variabilní odpory typu SPZ-22 (R21, R22, R25, R26). Pevné odpory R12 - R16 - typ C2-36 nebo C2-14 s tolerancí ± 1%. Odpor R16 se získává zapojením několika vybraných odporů do série. Odpory rezistorů R12 - R16 lze použít i jiných typů, je však nutné je volit pomocí digitálního ohmmetru (multimetru). Zbytek pevných rezistorů je jakýkoli s ztrátovým výkonem 0,125 W. Kondenzátor C10 - K53- 1A, kondenzátory C11 - C16 - K50-16. Kondenzátory C1, C2-K73-17 nebo jiné kovové fólie, SZ, C4-KM-5, KM-6 nebo jiné keramické kondenzátory s TKE ne horším než M750, musí být také vybrány s chybou nejvýše 1% . Zbytek kondenzátorů je libovolný.
Přepínače SA1, SA2 - P2G -3 5P2N. V návrhu je přípustné použít tranzistor KPZOZ (VT1) s písmenovými indexy A, B, C, F, I. Tranzistory VT2, VT3 napěťových stabilizátorů mohou být nahrazeny jinými nízkonapěťovými křemíkovými tranzistory odpovídající struktury. Místo OA K1401UD4 můžete použít K1401UD2A, ale pak na hranici „1000 pF“ může dojít k chybě v důsledku posunutí vstupu diferenciátoru vytvořeného vstupním proudem DA2.2 na R16.
Výkonový transformátor T1 má celkový výkon 1 W. Je přípustné použít transformátor se dvěma sekundárními vinutími po 12 V, ale pak jsou nutné dva usměrňovací můstky.
Ke konfiguraci a ladění nástroje je zapotřebí osciloskop. Pro kontrolu frekvencí trojúhelníkového oscilátoru je dobré mít frekvenční čítač. Budou také potřeba modelové kondenzátory.
Zařízení začne ladit nastavením napětí +9 V a -9 V pomocí odporů R25, R26. Poté je zkontrolována činnost generátoru trojúhelníkových oscilací (oscilogramy 1, 2, 3, 4 na obr. 3). Pokud je k dispozici měřič frekvence, frekvence generátoru se měří na různých pozicích přepínače SA1. Je přijatelné, pokud se frekvence liší od hodnot 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, ale měly by se navzájem lišit přesně 10krát, protože na tom závisí správnost údajů z přístroje na různých stupnicích. Pokud frekvence generátoru nejsou násobky deseti, pak se požadované přesnosti (s chybou 1 %) dosáhne volbou kondenzátorů zapojených paralelně ke kondenzátorům C1 - C4. Pokud jsou kapacity kondenzátorů C1 - C4 zvoleny s požadovanou přesností, obejdete se bez měření frekvencí.
Dále zkontrolujte činnost OA DA1.3 (oscilogramy 5, 6). Poté je limit měření nastaven na „10 μF“, multiplikátor je nastaven do polohy „x1“ a je připojen příkladný kondenzátor s kapacitou 10 μF. Výstup derivátoru by měl být obdélníkový, ale s rozšířenými vyhlazenými čely kmitů s amplitudou asi 2 V (oscilogram 7). Rezistor R21 nastavuje hodnoty zařízení - vychýlení šipky na plné měřítko. Do zdířek XS3, XS4 je připojen digitální voltmetr (na hranici 2 V) a rezistor R22 nastavuje odečet na 1000 mV. Pokud jsou kondenzátory C1 - C4 a odpory R12 - R16 přesně sladěny, pak budou hodnoty zařízení násobky na jiných stupnicích, které lze zkontrolovat pomocí příkladných kondenzátorů.
Měření kapacity kondenzátoru pájeného do desky s jinými prvky je obvykle docela přesné v rozmezí 0,1 - 10 000 mikrofarad, s výjimkou případů, kdy je kondenzátor posunut odporovým obvodem s nízkým odporem. Protože jeho ekvivalentní odpor závisí na frekvenci Хс = 1 / ωС, aby se snížil posunovací účinek ostatních prvků zařízení, je nutné zvýšit měřicí frekvenci se snížením kapacity měřených kondenzátorů. Pokud se při měření kondenzátorů s kapacitou 10 000 μF, 1 000 μF, 100 μF, 10 μF použijí frekvence 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, pak posunovací účinek odporů ovlivní čtení zařízení, když je paralelně zapojen rezistor 300 Ohm (chyba asi 4 %) a méně. Při měření kondenzátorů s kapacitou 0,1 a 1 mikrofaradu na frekvenci 1 kHz bude chyba 4% způsobena vlivem paralelně připojeného odporu již s odporem 30 respektive 3 kΩ.
Na hranicích 0,01 μF a 1 000 pF je vhodné zkontrolovat kondenzátory po odpojení zkratových obvodů, protože měřicí proud je malý (2 μA, 200 nA). Je však vhodné připomenout, že spolehlivost malých kondenzátorů je díky konstrukci a vyššímu povolenému napětí znatelně vyšší.
Někdy se např. při měření některých kondenzátorů oxidovým dielektrikem (K50-6 apod.) o kapacitě 1 mikrofarad až 10 mikrofaradů při frekvenci 1 kHz objeví chyba, zřejmě spojená s vlastní indukčností a ztrátami kondenzátoru. ve svém dielektriku; hodnoty zařízení se ukázaly být menší. Proto může být vhodné provádět měření na nižší frekvenci (například v našem případě na frekvenci 100 Hz), i když v tomto případě ovlivní bočníkové vlastnosti paralelních rezistorů i při jejich větším odporu.
LITERATURA
1. Kuchin S. Zařízení pro měření kapacity. - Rádio. 1993, ╧ 6, s. 21 - 23.
2. Bolgov A. Tester oxidových kondenzátorů. - Rádio, 1989, ╧ 6, s. 44.
Jednou z nejčastějších příčin poruchy elektronického zařízení nebo zhoršení jeho parametrů je změna vlastností elektrolytických kondenzátorů. Někdy se při opravě zařízení (zejména těch vyrobených v bývalém SSSR) vyrobeného pomocí určitých typů elektrolytických kondenzátorů (například K50 -...), aby se obnovil výkon zařízení, uchýlí k úplné nebo částečné výměně starých elektrolytických kondenzátorů. To vše musí být provedeno vzhledem k tomu, že vlastnosti materiálů obsažených v elektrolytickém (zejména elektrolytickém, protože v kompozici je použit elektrolyt) kondenzátoru se pod elektrickými, atmosférickými a tepelnými efekty v průběhu času mění. A tím pádem se mění i nejdůležitější vlastnosti kondenzátorů, jako je kapacita a svodový proud (kondenzátor „vyschne“ a jeho kapacita se zvětší, často i o více než 50 % původní, a zvětší se svodový proud, tzn. vnitřní odpor posunující kondenzátor klesá), což přirozeně vede ke změně charakteristik a v nejhorším případě k úplnému selhání zařízení.
Měřič má následující kvalitativní a kvantitativní charakteristiky:
1) měření kapacity na 8 podrozsahech:
- 0 ... 3 μF;
- 0 ... 10 μF;
- 0 ... 30 μF;
- 0 ... 100 μF;
- 0 ... 300 μF;
- 0 ... 1000 μF;
- 0 ... 3000 μF;
- 0 ... 10 000 μF.
2) posouzení svodového proudu kondenzátoru pomocí LED indikátoru;
3) schopnost přesně měřit při změně napájecího napětí a teploty okolí (vestavěná kalibrace měřiče);
4) napájecí napětí 5-15 V;
5) stanovení polarity elektrolytických (polárních) kondenzátorů;
6) odběr proudu ve statickém režimu ............ ne více než 6 mA;
7) čas měření kapacity .................................... ne více než 1 s;
8) spotřeba proudu během měření kapacity se zvyšuje s každým dílčím rozsahem,
ale................................................. ................................ ne více než 150 mA v posledním dílčím rozsahu.
Podstatou zařízení je měření napětí na výstupu diferenciačního obvodu, obr.
 |
Napětí rezistoru: Ur = i * R,
kde i je celkový proud obvodem, R je nabíjecí odpor;
Protože diferenciální obvod, pak jeho proud: i = C * (dUc / dt),
kde C je nabitá kapacita obvodu, ale kondenzátor bude lineárně nabit přes zdroj proudu, tj. stabilizovaný proud: i = С * const,
znamená napětí napříč odporem (výstup pro tento obvod): Ur = i * R = C * R * const - je přímo úměrné kapacitě nabitého kondenzátoru, což znamená, že měřením napětí na rezistoru voltmetrem, také měříme zkoumanou kapacitu kondenzátoru v určitém měřítku.
Schéma je znázorněno na obr. 2.
V počáteční poloze je testovaný kondenzátor Cx (nebo kalibrace C1 se zapnutým přepínačem SA2) vybit přes R1. Měřicí kondenzátor, na kterém (ne přímo na testovaném) je měřeno napětí úměrné kapacitě testovaného Cx, je vybíjen přes kontakty SA1.2. Po stisknutí tlačítka SA1 se předmět Cx (C1) nabíjí přes odpory R2 ... R11 odpovídající dílčímu rozsahu (spínač SA3). V tomto případě nabíjecí proud Cx (C1) prochází LED VD1, jejíž zářivý jas umožňuje posoudit svodový proud (odpor posunující kondenzátor) na konci nabíjení kondenzátoru. Současně s Cx (C1) se přes stabilizovaný zdroj proudu VT1, VT2, R14, R15 nabíjí i měřicí kondenzátor C2. VD2, VD3 slouží k zabránění vybití měřicího kondenzátoru přes zdroj napájecího napětí, resp. stabilizátor proudu. Po nabití Cx (C1) na úroveň určenou R12, R13 (v tomto případě na úroveň asi poloviny napětí zdroje) komparátor DA1 vypne zdroj proudu, synchronně s Cx (C1), nabití C2 se zastaví a napětí z něj, úměrné kapacitě testovaného Cx (C1), je indikováno mikroametrem PA1 (dvě stupnice s násobky hodnot 3 a 10, i když je možné je upravit na libovolnou stupnici) skrz sledovač napětí DA2 s vysokou vstupní impedancí, který také zajišťuje dlouhé udržení náboje na C2.
Přizpůsobení
Při nastavování je poloha odporu kalibrační proměnné R17 fixována v jakékoli poloze (například uprostřed). Připojením referenčních kondenzátorů s přesně známými hodnotami kapacity v příslušném rozsahu, rezistorů R2, R4, R6-R11, je měřič kalibrován - takový nabíjecí proud je zvolen tak, aby hodnoty referenční kapacity odpovídaly určitým hodnotám na zvoleném měřítku.
V mém obvodu byly přesné hodnoty nabíjecích odporů při napájecím napětí 9 V:
Po kalibraci se jeden z referenčních kondenzátorů stane kalibrací C1. Nyní, když se změní napájecí napětí (změny okolní teploty, například při silném ochlazení hotového odladěného zařízení za studena, byly hodnoty kapacity sníženy o 5 procent), nebo jen pro kontrolu přesnosti měření, stačí propojit C1 s pákovým přepínačem SA2 a stisknutím SA1 proveďte kalibraci rezistoru R17 nastavení PA1 na zvolenou hodnotu kapacity C1.
Design
Před zahájením výroby zařízení je nutné zvolit mikroampérmetr s vhodnou stupnicí (s), rozměry a proudem maximální výchylky šipky, ale proud může být libovolný (řádově desítky, stovky mikroampérů ) kvůli možnosti nastavení a kalibrace zařízení. Použil jsem mikroametr EA0630 s Inom = 150 μA, třídou přesnosti 1,5 a dvěma stupnicemi 0 ... 10 a 0 ... 30.
Deska byla navržena s přihlédnutím ke skutečnosti, že bude připevněna přímo k mikroametrům pomocí matic na jejích svorkách, obr. Toto řešení zajišťuje mechanickou i elektrickou integritu konstrukce. Zařízení je umístěno v pouzdře vhodné velikosti, které je dostačující pro umístění (kromě mikroampérmetru a desky):
Tlačítko SA1-KM2-1 dvou malých přepínačů;
- SA2- malý přepínač MT-1;
- SA3 - malý deskový přepínač pro 12 poloh PG2-5-12P1NV;
- R17 - SP3-9a - VD1 - libovolný, použil jsem některé z řady KIPh-xx, barva červená záře;
- 9voltová baterie "Korund" o rozměrech 26,5 x 17,5 x 48,5 mm (bez délky kontaktů).
SA1, SA2, SA3, R17, VD1 jsou upevněny na horním krytu (panelu) zařízení a jsou umístěny nad deskou (baterie je upevněna drátěným rámem přímo na desce), ale jsou připojeny k desce pomocí vodičů , a všechny ostatní rádiové prvky obvodu jsou umístěny na desce (a přímo pod mikroametrem) a spojeny tištěným zapojením. Nezajistil jsem samostatný vypínač napájení (a do vybraného pouzdra by se již nevešel), kombinoval jsem ho s vodiči pro připojení testovaného kondenzátoru Cx v konektoru typu SG5. "Matka" konektoru XS1 má plastové pouzdro pro montáž na desku s plošnými spoji (je instalováno v rohu desky) a "samec" XP1 je připojen otvorem na konci pouzdra zařízení. Když je zástrčkový konektor připojen svými kontakty 2-3, zapne napájení zařízení. Není špatné připojit na dráty Cx paralelně konektor (blok) nějakého designu pro připojení samostatných uzavřených kondenzátorů.
Práce se zařízením
Při práci s přístrojem je třeba dávat pozor na polaritu připojení elektrolytických (polárních) kondenzátorů. Při jakékoli polaritě zapojení ukazuje indikátor stejnou hodnotu kapacity kondenzátoru, ale při špatné polaritě zapojení, tzn. "+" Z kondenzátoru na "-" zařízení LED VD1 indikuje velký svodový proud (po nabití kondenzátoru LED stále jasně hoří), zatímco se správnou polaritou připojení LED bliká a postupně zhasíná, což ukazuje pokles nabíjecího proudu na velmi malou hodnotu, téměř k úplnému zániku (mělo by být pozorováno po dobu 5-7 sekund), za předpokladu, že testovaný kondenzátor má nízký svodový proud. Nepolární neelektrolytické kondenzátory mají velmi nízký svodový proud, což je patrné z velmi rychlého a úplného zhasnutí LED. A pokud je svodový proud velký (odpor shuntující kondenzátor je malý), tzn. kondenzátor je starý a „prosakuje“, pak je již záře LED viditelná při Rleak = 100 kΩ a při nižších bočníkových odporech LED svítí ještě jasněji.
Je tedy možné určit polaritu elektrolytických kondenzátorů zářením LED: při připojení, když je svodový proud menší (LED je méně jasná), polarita kondenzátoru odpovídá polaritě zařízení.
Důležitá poznámka!
Pro větší přesnost odečtů by se jakékoli měření mělo opakovat alespoň 2krát, protože poprvé část nabíjecího proudu jde vytvořit oxidovou vrstvu kondenzátoru, tj. údaje o kapacitě jsou mírně podhodnocené.
RadioHobby 5 "2000
Seznam radioprvků
| Označení | Typ | Označení | Množství | Poznámka | Prodejna | Můj zápisník |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1, DA2 | Čip | K140UD608 | 2 | K140UD708 nebo KR544 | Do poznámkového bloku | |
| VT1, VT2 | Bipolární tranzistor | KT315B | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| VD2, VD3 | Dioda | KD521A | 2 | KD522 | Do poznámkového bloku | |
| C1 | 2,2 uF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C2 | Elektrolytický kondenzátor | 22 uF | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R1 | Rezistor | 1,3 ohm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R2, R4, R6 | Rezistor trimru | 100 kΩ | 3 | Do poznámkového bloku | ||
| R3 | Rezistor | 470 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R5 | Rezistor | 30 kΩ | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R7, R8 | Rezistor trimru | 10 kΩ | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| R9 | Rezistor trimru | 2,2 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R10, R11 | Rezistor trimru | 470 ohmů | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| R12, R13 | Rezistor | 1 kΩ | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| R14 | Rezistor | 13 kΩ | 1 |
Technika měření Jednoduchý měřič Úprava je obsažena v nastavení maximálních limitů pro každý rozsah pomocí přepínatelných odporů (47 K), které je lepší dát trimry ....
Pro diagram "Měřič kapacity na logickém prvku"
Za „LC MĚŘÍCÍ PŘÍDAVEK K DIGITÁLNÍMU VOLTMETERU“
Měřicí zařízení LC MĚŘÍCÍ PŘÍDAVEK K DIGITÁLNÍMU VOLTOMETRU Digitální měřicí zařízení v radioamatérské laboratoři již není neobvyklé. Měření parametrů však není často možné kondenzátory a induktory, navíc pokud se jedná o multimetr. Jednoduchý nástavec popsaný na tomto místě je určen k použití ve spojení s multimetry nebo digitálními voltmetry (například M-830V, M-832 a podobně), které nemají režim pro měření parametrů reaktivních prvků. indukčnosti pomocí jednoduchého nástavce, je použit princip, podrobně popsaný v článku A. Stepanova „Simple LC-meter“ v „Radio“ č. 3 z roku 1982. Navrhovaný měřič je poněkud zjednodušen (místo oscilátoru s křemenným rezonátorem a desetidenní frekvenční dělič, používá se multivibrátor s přepínatelnou generační frekvencí), ale umožňuje procvičit s přesností měření kapacity do 2 pF ... 1 μF a indukčnosti 2 μH ... Regulátor výkonu na ts122 25 1 H . Navíc generuje obdélníkové napětí s pevnými frekvencemi 1 MHz, 100 kHz, 10 kHz, 1 kHz, 100 Hz a nastavitelnou amplitudou od 0 do 5 V, což rozšiřuje pole působnosti zařízení. Hlavní generátor Metr(Obr. 1) je vyroben na prvcích mikroobvodu DD1 (CMOS), frekvence na jeho výstupu se mění pomocí přepínače SA1 v rozmezí 1 MHz - 100 Hz, připojením kondenzátorů C1 -C5. Z generátoru je signál veden do elektronického klíče shromážděného na tranzistoru VT1. Přepněte SA2 a vyberte režim měření „L“ nebo „C“. V poloze přepínače znázorněné na obrázku měří nástavec indukčnost. Naměřená indukční cívka je připojena k zásuvkám X4, X5, kondenzátor k XZ, X4 a voltmetr k zásuvkám X6, X7. Během provozu je voltmetr nastaven do režimu měření stejnosměrného napětí ...
Pro obvod „CAPACITY METER“
Měřicí technika MĚŘENÍ Elektrolytické kondenzátory v důsledku podstřelu kapacity nebo významné svodové proudy jsou často příčinou poruchy rádiového zařízení. Elektronický tester, systém který je znázorněn na obrázku, umožňuje určit proveditelnost dalšího použití kondenzátoru, který byl pravděpodobně příčinou poruchy. Společně s vícelimitním avometrem (na hranici 5 V) nebo samostatnou měřicí hlavou (100 μA), testerem, je možné měřit kapacity od 10 mikrofarad do 10 000 mikrofarad, jakož i kvalitativně určit míru úniku kondenzátorů Tester je založen na principu sledování zbytkového náboje na pólech kondenzátoru, který byl nabit proudem o určité hodnotě pro určitý čas. Například kapacita 1 F., přijímající náboj s proudem 1 A po dobu 1 s, bude mít rozdíl potenciálů na deskách rovný 1 V. Téměř konstantní nabíjecí proud testovacího kondenzátoru C je zajištěn generátor proudu sestavený na tranzistoru V5. Tyristorový napájecí zdroj Na prvním rozsahu můžete měřit až 100 μF (nabíjecí proud kondenzátoru 10 μA), na druhém - až 1000 μF (100 μA) a na třetím - až 10 000 μF (1 mA). ). Doba nabíjení Cx je zvolena rovna 5 s a je počítána buď automaticky pomocí časového relé, nebo stopkami. Před zahájením měření v poloze „S2“ vybíjení, potenciometr R8 nastaví rovnováhu můstku tvořeného základním vysílačem křižovatky tranzistorů V6 a V7, odporů R8, R9, R10 a diod V3. V4 slouží jako nízkonapěťová reference. Poté se pomocí přepínače S1 zvolí očekávaný rozsah měření kapacity. Pokud kondenzátor není označen nebo ztratil část kapacity, začne měření v prvním rozsahu. Přepnu ...
Pro schéma „UNIVERZÁLNÍ ZAŘÍZENÍ PRO PŘIPOJENÍ“
Antény UNIVERZÁLNÍ ZAŘÍZENÍ PRO PŘIPOJENÍ Zařízení je navrženo tak, aby odpovídalo vysílači s různými typy antén, a to jak s koaxiálním podavačem, tak s otevřeným vstupem (typ „dlouhý paprsek“ atd.). Použití zařízení umožňuje dosáhnout optimálního přizpůsobení vysílače na všech amatérských pásmech, navíc při práci s anténou náhodné délky. Vestavěný měřič SWR lze použít pro ladění a seřízení anténních napáječů a také jako indikátor výkonu dodávaného do antény.Přizpůsobovací zařízení pracuje v rozsahu 3-30 MHz a je navrženo pro výkon do 50 W. S odpovídajícím zvýšením dielektrické pevnosti součástí lze zvýšit pravděpodobnou úroveň výkonu. systém odpovídající zařízení je znázorněno na obr. 1. Obsahuje dvě funkční jednotky: vlastní přizpůsobovací zařízení (cívky L1 a L2, kondenzátory C6-C9, spínače B2 a VZ) a měřič VSWR sestavený podle symetrického vf můstkového obvodu.Zařízení je namontováno na šasi. Obvod regulátoru proudu T160 Přední panel obsahuje všechna nastavení a je na něm nainstalován také indikátor voliče VSWR. Na zadní stěně šasi jsou dva vysokofrekvenční konektory pro připojení výstupu vysílače a antén s koaxiálním napáječem, dále průchodka se svorkou pro antény s dlouhým paprskem atd. SWR je namontován na tištěném obvodová deska (viz obr. 2) Kondenzátory C1 a C2 jsou vzduchové nebo keramické s počáteční kapacitou 0,5-1,5 pF. VF transformátor Tr1 je navinutý na kroužku z feritu M30VCh2 o rozměrech 12X6XX4,5 mm. Sekundární vinutí obsahuje 41 závitů drátu...
Pro schéma "RADIOSTANICE NA TŘECH TRANSISTORech"
Rádiové vysílače, rozhlasové stanice Sestavuje se podle obvodu transceiveru. Tranzistorový stupeň VT1 slouží jako přijímač i vysílač. Zesilovač na tranzistorech VT1 a VT2 v režimu příjmu zesiluje signál přidělený přijímačem a v režimu vysílání moduluje nosnou. Při instalaci je třeba věnovat zvláštní pozornost umístění kondenzátory C10 a C11. Používají se k prevenci vlastního vzrušení. Pokud stále dochází k samobuzení, musíte připojit několik dalších kondenzátory stejnou kapacitu. O přizpůsobení. Je to velmi jednoduché. Nejprve se pomocí čítače frekvence nastaví frekvence vysílače a poté se naladí přijímač jiné rozhlasové stanice na maximální potlačení šumu a největší hlasitost signálu. Triac tc112 a obvody na něm Cívka L1 konfiguruje vysílač a cívka L2 - přijímač. Tp1 - jakýkoli malý výstupní transformátor. Ba1 - Jakýkoli reproduktor vhodné velikosti s odporem cívky 8 - 10 ohmů. Dr1 - DPM -0,6 nebo domácí: 75 - 80 otáček PEV 0,1 na odporu 0,5 W MLT - 500 kOhm. Ostatní podrobnosti jsou jakéhokoli typu. Cívky jsou navinuty na rámy o průměru 8 mm a obsahují 10 závitů drátu PEV 0,5. = Deska plošných spojů a plošných spojů - na Obr. 2 Desky plošných spojů a obvodů - na obr. 2 TECHNICKÉ ÚDAJE Napájecí napětí - 9 - 12 voltů Komunikační vzdálenost v otevřeném prostoru - přibližně 1 km. Odběr proudu: Přijímač -15 mA Vysílač - 30 mA. Teleskopická anténa - 0,7 - 1 m. Rozměry pouzdra - 140 x 75 x 30 mm N. MARUSHKEVICH, Minsk ...
Pro režim „Identifikátor identity látky“
Zařízení je určeno ke kontrole identity různých látek: kapalných, sypkých, organických a minerálních, Zařízení umožňuje porovnávat stejné látky a detekovat v nich nečistoty. Hlavním účelem zařízení je expresní analýza prováděná podle relativní hodnoty indikátoru číselníku.V stojanu skříně jsou dva otvory, do kterých vložte zkumavky. Jedna zkumavka - se vzorkovanou látkou, druhá - s testovanou. Objem látek v obou zkumavkách je 30 ml. Každá zkumavka je obalena kolem měřicích destiček C1 a C2. Pokud jsou obě látky identické, kapacita obou bude stejná a šipka indikátoru zůstane na referenční značce. Pokud jedna z látek obsahuje nečistoty, šipka se od značky odchýlí. Úhlem odchylky šipky dokáže posoudit procento nečistot. ) je symetrický multivibrátor vyrobený na tranzistorech VT2 a VT3. Kondenzátory C1 a C2 jsou měřící kondenzátory. Pokud jsou stejné, je pracovní cyklus impulsů na kolektorech multivibračních tranzistorů stejný. Ale pracovní cyklus impulsů lze zcela určit, je nastaven proměnným odporem R3. Poté bude šipka indikátoru PA1, připojená k zatěžovacím rezistorům multivibrátoru prostřednictvím sledovačů emitorů na tranzistorech VT1 a VT4, na dělení „nula“ - referenční bod zařízení nebo na libovolném jiném rozdělení zvoleném libovolně ( přesnost určení identity se zvýší, pokud šipka indikátoru zůstane v pravé polovině stupnice). Střední rozdělení stupnice je bráno jako „nula“. Když mezi deskami jsou látky lišící se složením, kapacitou kondenzátory vůle ...
Pro obvod "POWER METER".
Měřící vybavení Lze jej snadno převést na měřič výstupního výkonu vysílače. Principiální systém Metr výkon vysílacího VF zařízení je na obr.1. Skládá se ze zatěžovacího odporu R1, děliče napětí na rezistorech R2 a R3 (dělicí faktor 10). stejně jako vysokofrekvenční diodový voltmetr VI. Protože odpor rezistoru R1 je jasný, lze mu přidělený výkon snadno vypočítat podle vzorce P = U2 / R1. Zde U je efektivní napětí napříč zátěží. Jako zatěžovací odpor RI je použit odpor TVO-60 o výkonu 60 W a odporu 75 Ohm. 0,728.05061.231.56066.334.07072,537.08077.540.09082.242.510086,545.0150106 .055 .0200122.563,0250137,070,5300150,077.0350162.083.5400173.089.0450184.095,0500194,0100,0 Je umístěn v mosazném pouzdře Na jednu ze stěn skříně je nainstalován koaxiální konektor. Rezistory R2 a R3 - TBO -0,5. Pokud není odpor TVO-60. pak můžete použít ...
Pro schéma „Aktivní dolní propust“
Amatérské rádiové uzly Aktivní dolní propust V. POLYAKOV (RA3AAE) Obr. 1 ukazuje systém aktivní dolní propust s mezní frekvencí 3 kHz, kterou lze použít v mikrofonním zesilovači vysílače nebo v přijímači přímé konverze. Filtr obsahuje dva identické zesilovací stupně na tranzistorech T1 a T2 a sledovač emitoru na tranzistoru T3. rýže. 1Frekvenční odezva prvního stupně je tvořena zpětnovazební smyčkou R4C3C4. Fázové vztahy v obvodu jsou takové, že při frekvencích 2-3 kHz se dosáhne určitého zvýšení zesílení a při frekvencích nad 3 kHz zesílení prudce klesá v důsledku silné negativní zpětné vazby. Při nízkých frekvencích kapacitní odpor kondenzátory C3 a C4 jsou velké a prakticky neexistuje zpětná vazba. Pasivní T-link R1R2C2 kompenzuje zesílení zesílení a způsobuje další útlum frekvencí nad 3 khz. Rezistor R3 zkresluje a stabilizuje fázový režim. Časové obvody pro periodické zapínání zátěže Druhý stupeň je sestaven podobným způsobem. Sledovač emitorů eliminuje vliv zátěže na parametry filtru. Pokud filtr pracuje na vysokoimpedanční zátěži (více než 5 kΩ), pak může být emitorový sledovač vyloučen a výstupní signál může být odstraněn z kolektoru T2. Normalizovaná frekvenční odezva zařízení je znázorněna na obr. 2. Aby se zabránilo harmonickému zkreslení, neměl by vstupní signál překročit 10 mV. V tomto případě dosahuje amplituda signálu 2 V, to znamená, že je dostačující pro přímé napájení, například do polovodičového vyváženého modulátoru. rýže. 2 Filtr je relativně nekritický k parametru odporů a kondenzátorů, které jsou v něm zahrnuty, takže v něm mohou být použity části s tolerancí + -10%. Místo těch, které jsou uvedeny v diagramu, můžete použít libovolné nízkofrekvenční tranzistory s Bst = 50-100. Se správnou instalací filtru ...
Pro schéma „JEDNODUCHÝ BLOKÁTOR TELEFONU“
Telefonie JEDNODUCHÝ TELEFONNÍ ZÁMEK PANKRATIEV 700198, Taškent, Kuylyuk-array-4, 28-10. Někdy je třeba vyloučit možnost vytáčení čísla z určitého telefonního přístroje (TA), například při paralelním připojení. Nabízím reléový blokátor telefonních voleb (BTN), který se vyznačuje jednoduchostí a spolehlivostí. Princip činnosti BTN je založen na zajištění toku konstantní složky proudu linky („držení“ linky) při vytáčení čísla. Podívejme se na schematický diagram zařízení zobrazeného na obrázku. V počátečním stavu je obvod telefonního přístroje (TA) rozpojen a relé K1 je bez napětí. Při zvednutí elektronky TA se relé spustí proudem procházejícím jejím vinutím, sepnou se kontakty K1.1 a do vedení se připojí obvod VD1, VD2, C3, C4, RI. Kondenzátory jsou nabíjeny na určitou úroveň napětí odpovídající stacionárnímu stavu zařízení. Časové konstanty jsou voleny tak, že při pokusu o vytočení čísla (s periodickým rozpojováním obvodu TA se standardní frekvencí 10 Hz) si relé K1 zachová svůj stav a tok pulzního nabíjecího proudu přes kondenzátory C3, C4 zajišťují zachování „linky“, tj. regulátoru výkonu na ts122-20, vytočení čísla z TA připojeného přes BTN je nemožné. kondenzátory střídavý proud je malý a neovlivňují činnost TA během konverzace. Úroveň napětí proměnné složky je omezena na 1,8 V, což odpovídá stabilizačnímu napětí antiparalelně zapojených stabilizátorů VDl, VD2. Po uvolnění se relé K1 uvolní a zařízení se vrátí do původního stavu. Rezistor R1 slouží k vybíjení C3, C4. BTN nezasahuje do průchodu signálu volání do TA kvůli jeho nízké reaktanci ...
Kondenzátor je prvek elektrického obvodu sestávající z vodivých elektrod (desek) oddělených dielektrikem. Navrženo pro využití jeho elektrické kapacity. Kondenzátor kapacity C, na který je aplikováno napětí U, akumuluje náboj Q na jedné straně a - Q - na druhé straně. Kapacita je ve faradech, napětí ve voltech a náboj v coulombech. Když proud 1 A protéká kondenzátorem 1 F, napětí se změní o 1 V za 1 s.
Jedna faradova kapacita je obrovská, takže se obvykle používají mikrofarady (μF) nebo pikofarady (pF). 1F = 106 μF = 109 nF = 1012 pF. V praxi se používají hodnoty od několika pikofaradů po desítky tisíc mikrofarad. Nabíjecí proud kondenzátoru se liší od proudu přes rezistor. Nezáleží na velikosti napětí, ale na rychlosti jeho změny. Z tohoto důvodu vyžadují kapacitní měření speciální řešení obvodů ve vztahu k charakteristikám kondenzátoru.
Označení kondenzátoru
Nejjednodušší způsob, jak určit hodnotu kapacity, je ze značení na pouzdru kondenzátoru.
Elektrolytický (oxidový) polární kondenzátor s kapacitou 22 000 μF, dimenzovaný na jmenovité napětí 50 V DC. Existuje označení WV - provozní napětí. Označení nepolárního kondenzátoru musí indikovat možnost práce ve vysokonapěťových střídavých obvodech (220 VAC).
Filmový kondenzátor s kapacitou 330 000 pF (0,33 μF). Hodnota je v tomto případě určena poslední číslicí tříciferného čísla udávající počet nul. Písmeno dále označuje přípustnou chybu, zde - 5%. Třetí číslice může být 8 nebo 9. Poté jsou první dvě vynásobeny 0,01 nebo 0,1.
Kapacity do 100 pF jsou až na vzácné výjimky označeny odpovídajícím číslem. Pro získání dat o produktu to stačí, jelikož je takto označeno převážné množství kondenzátorů. Výrobce si může vymyslet vlastní, jedinečná označení, která není vždy možné rozluštit. To platí zejména pro barevný kód domácích produktů. Podle vymazaného označení nelze kapacitu rozpoznat, v takové situaci se bez měření neobejdeme.
Výpočty pomocí elektrotechnických vzorců
Nejjednodušší RC obvod se skládá z rezistoru a kondenzátoru zapojeného paralelně.
Po provedení matematických transformací (zde není ukázáno) jsou určeny vlastnosti obvodu, ze kterého vyplývá, že pokud je k rezistoru připojen nabitý kondenzátor, vybije se, jak ukazuje graf.
RC součin se nazývá časová konstanta obvodu. S R v ohmech a C ve faradech je RC produkt sekundy. Pro kapacitu 1 μF a odpor 1 kΩ je časová konstanta 1 ms, pokud byl kondenzátor nabit na napětí 1 V, při zapojení rezistoru bude proud v obvodu 1 mA. Při nabíjení dosáhne napětí na kondenzátoru Vo za čas t ≥ RC. V praxi platí následující pravidlo: za 5 RC časů se kondenzátor nabije nebo vybije o 99%. U ostatních hodnot se napětí bude exponenciálně měnit. U 2,2 RC to bude 90%, u 3 RC to bude 95%. Tyto informace jsou dostatečné pro výpočet kapacity pomocí nejjednodušších zařízení.
Schéma měření
Chcete -li určit kapacitu neznámého kondenzátoru, měli byste jej zahrnout do obvodu z rezistoru a zdroje energie. Vstupní napětí je zvoleno o něco menší než jmenovité napětí kondenzátoru, pokud není známo, bude stačit 10-12 voltů. Jsou potřeba i stopky. Aby se eliminoval vliv vnitřního odporu napájecího zdroje na parametry obvodu, musí být na vstupu nainstalován spínač.
Odpor se volí experimentálně, spíše pro pohodlí načasování, ve většině případů do pěti až deseti kiloohmů. Napětí na kondenzátoru je monitorováno voltmetrem. Čas se počítá od okamžiku zapnutí napájení - při nabíjení a při vypnutí, pokud je kontrolováno vybíjení. Při známých hodnotách odporu a času se kapacita vypočítá podle vzorce t = RC.
Je pohodlnější spočítat dobu vybití kondenzátoru a označit hodnoty na 90% nebo 95% počátečního napětí, v tomto případě se výpočet provádí podle vzorců 2,2t = 2,2RC a 3t = 3RC . Tímto způsobem můžete zjistit kapacitu elektrolytických kondenzátorů s přesností určenou chybami měření času, napětí a odporu. Jeho aplikace pro keramické a jiné malé kapacity, pomocí 50 Hz transformátoru, výpočet kapacitního odporu - dává nepředvídatelnou chybu.
Měřící nástroje
Nejdostupnější metodou pro měření kapacity je rozšířený multimetr s touto schopností.
Ve většině případů mají taková zařízení horní limit měření desítek mikrofarad, což je pro standardní aplikace dostačující. Chyba čtení nepřesahuje 1 % a je úměrná kapacitě. Pro kontrolu stačí zasunout vývody kondenzátoru do určených zdířek a odečíst naměřené hodnoty, celý proces zabere minimum času. Tato funkce není přítomna u všech modelů multimetrů, ale často ji lze nalézt u různých měřicích rozsahů a způsobů připojení kondenzátorů. K určení podrobnějších charakteristik kondenzátoru (tangens ztrátového úhlu atd.) Se používají jiná zařízení určená pro konkrétní úkol, což jsou často stacionární zařízení.
Měřicí obvod převážně implementuje můstkovou metodu. Ve speciálních profesních oborech se používají omezeně a nejsou příliš rozšířené.
Domácí S - metr
Bez ohledu na různá exotická řešení, jako je balistický galvanometr a můstkové obvody s odporovým boxem, je možné pro začínajícího radioamatéra vyrobit jednoduché zařízení nebo nástavec k multimetru. Rozšířený čip řady 555 je pro tento účel docela vhodný. Jedná se o časovač v reálném čase s vestavěným digitálním komparátorem, v tomto případě se používá jako generátor.
Frekvence obdélníkových impulzů je nastavena výběrem rezistorů R1 - R8 a kondenzátorů C1, C2 přepínačem SA1 a je rovna: 25 kHz, 2,5 kHz, 250 Hz, 25 Hz - odpovídajícím způsobem polohám spínačů 1, 2, 3 a 4 –8. Kondenzátor Cx se nabíjí opakovací frekvencí pulzů přes diodu VD1 na pevné napětí. K vybití dochází během pauzy přes odpory R10, R12 - R15. V této době se vytvoří puls s dobou trvání závislou na kapacitě Cx (větší kapacita - delší puls). Po průchodu integrujícím obvodem R11 C3 se na výstupu objeví napětí, které odpovídá délce impulsu a je úměrné hodnotě kapacity Cx. Zde je připojen (X 1) multimetr k měření napětí na hranici 200 mV. Polohy přepínače SA1 (počínaje první) odpovídají limitům: 20 pF, 200 pF, 2 nF, 20 nF, 0,2 μF, 2 μF, 20 μF, 200 μF.
Úpravu konstrukce je nutné provést pomocí zařízení, které bude v budoucnu používáno. Kondenzátory pro uvedení do provozu musí být vybrány s kapacitou rovnající se měřicím dílčím rozsahům a co nejpřesněji na tom bude záviset chyba. Vybrané kondenzátory jsou střídavě připojeny k X1. Nejprve jsou naladěny podrozsahy 20 pF-20 nF, aby odpovídající trimovací rezistory R1, R3, R5, R7 dosáhly odpovídajících hodnot multimetru, možná budete muset mírně změnit hodnocení sériově zapojených odpory. Na ostatních subranzích (0,2 µF - 200 µF) se kalibrace provádí s odpory R12 - R15.
Při výběru zdroje energie je třeba mít na paměti, že amplituda pulsu přímo závisí na jeho stabilitě. Zde jsou zcela použitelné integrované stabilizátory řady 78xx. Obvod spotřebuje ne více než 20-30 miliampérů a bude stačit filtrační kondenzátor s kapacitou 47-100 mikrofarad. Chyba měření, za všech podmínek, může být asi 5%, na prvním a posledním podrozsahu, v důsledku vlivu kapacity samotné struktury a výstupního odporu časovače se zvyšuje na 20%. To je třeba vzít v úvahu při práci v extrémních mezích.
Konstrukce a detaily
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
Dioda VD1 - jakékoli nízkonapěťové pulzní, filmové kondenzátory, s nízkým svodovým proudem. Mikroobvod - jakýkoli ze série 555 (LM555, NE555 a další), ruský protějšek - KR1006VI1. Měřičem může být téměř jakýkoli voltmetr s vysokou vstupní impedancí, pro který byla kalibrace provedena. Napájecí zdroj musí mít výkon 5-15 voltů při proudu 0,1 A. Vhodné jsou stabilizátory s pevným napětím: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.
Umístění volitelných desek a součástek
Související videa