커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위해 멀티미터에 부착합니다. 계획, 설명

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커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위한 멀티미터 부착. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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잡지 "Radio"는 커패시턴스 미터에 대한 설명이 포함된 기사 [1, 2]를 게재했습니다. 저자에 따르면 가장 성공적인 장치는 기사 [1]에 설명되어 있습니다. 보드에서 납땜을 제거하지 않고 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 데 사용할 수 있으므로 전자 장치의 수리 및 조정 속도가 크게 향상되고 단순화됩니다. 이를 기반으로 제안된 장치가 개발되었다. 개발 과정에서 작업은 저렴하고 널리 사용 가능한 구성 요소를 사용하여 멀티미터 또는 전압계용 부착물을 조립하고 조정 및 설정이 용이하며 주 XNUMX일, 하루 XNUMX시간 배터리로 자율적으로 작동할 수 있도록 설정되었습니다.

프로토타입[1]과 달리 셋톱박스에는 안정화된 승압 전압 변환기, 배터리 방전 제어 장치 및 자동 종료 기능이 포함되어 있습니다. 셋톱박스는 마이크로파워 연산 증폭기를 사용합니다. 프로토타입[1]을 설정하고 보정하려면 적절한 커패시터를 선택해야 합니다. 저항을 조정하면 셋톱박스를 설정하고 보정하는 것이 훨씬 더 쉽고 편리해집니다.

커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위해 멀티미터에 부착
그림. 1

쌀. 2 (확대하려면 클릭)

제안된 셋톱박스의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. Ni-Cd 또는 Ni-MH 배터리 1개로 구성된 GB8 배터리로 전원이 공급됩니다. 배터리는 12...1V의 출력 전압으로 외부 전원 공급 장치에서 충전됩니다. 전계 효과 트랜지스터 VT2은 충전 전류를 안정화하며 그 값은 저항 R2,5를 선택하여 설정됩니다. 2,9~4V 전압으로의 배터리 방전 제어는 트랜지스터 VT5 및 VT6의 트리거를 통해 수행됩니다. 셋톱박스를 꺼서 배터리의 과방전을 방지합니다. 회로 R5VD3C4은 "충전"위치에 표시된 스위치 SA1에 의해 셋톱 박스의 전원 공급 장치가 켜질 때 트랜지스터 VTXNUMX를 열도록 설계되었습니다.

승압 전압 변환기에는 트랜지스터 VT2 및 VT3, 변압기 T1, 커패시터 C1, 저항 R1 및 R3, 양극(VD3C4) 및 음극(VD4C5) 극성의 전압 정류기의 차단 생성기가 포함되어 있습니다. 컨버터의 작동 주파수는 약 100kHz이고, 1,8~5V의 입력 전압에서 작동하며, 출력 전압은 ±(7±0,5)V에서 안정화됩니다.

주요 기술 특성

커패시턴스 측정 한계, 최소 uF ....... 0,001
최대 ......10000
측정 오류는 한계 백분율로 표시됩니다. 커패시턴스는 10μF 이하입니다........5
10μF보다 큰 정전용량의 경우.......10
공급 전압, V
최소 ....... 2,5
최대 ....... 5
전류 소비, mA, 더 이상.......13
전체 치수, mm ....... 65x75x35
배터리 포함 무게, g.......200

제안된 콘솔의 작동 원리는 프로토타입의 작동 원리와 동일하다. 삼각 펄스 발생기는 연산 증폭기 DA 1.1, DA2.2, DA2.4를 사용하여 조립됩니다. 연산 증폭기 DA1.1은 비교기로 작동하며 출력에서 직사각형 신호가 연산 증폭기 DA2.2의 적분기 입력에 공급되어 직사각형 전압 펄스를 삼각형 전압 펄스로 변환합니다. 발생기 주파수는 멀티플렉서 DD23에 의해 전환되는 RC 회로(R8C1 - 24kHz, R9C100 - 25Hz, R10C10 - 26Hz, R11C1 - 1Hz)에 의해 결정됩니다. 이 회로의 저항은 조정되며 필요한 생성 주파수를 설정합니다. 발전기의 피드백 회로에는 자체 발진 모드를 제공하는 연산 증폭기 DA2.4 기반 인버터가 있습니다. 전압 팔로워는 연산 증폭기 DA2.3에 조립됩니다. 출력에서 50mV 진폭의 삼각 전압이 테스트 중인 커패시터 C*에 공급됩니다. 다이오드 VD21 및 VD22는 보호용입니다. 연산 증폭기 DA3에는 미분기가 조립되어 있습니다. 저항 R42는 테스트 중인 커패시터가 파손된 경우 전류를 제한합니다.

스위치 SA2를 사용하여 멀티플렉서 DD6 및 DD17는 다이오드 VD1-VD2을 통해 제어됩니다. 스위치 SA1의 위치 5~2에서 DD1 멀티플렉서의 X5~X2 채널이 전환되어 1nf~10μF 범위의 측정값을 제공하고 DD1 멀티플렉서에는 채널 X1이 열려 있어 생성기가 특정 주파수에서 작동하도록 보장합니다. 1kHz. SA6의 위치 8~2에서 DD2 멀티플렉서의 X4~X1 채널이 전환되어 DD100 멀티플렉서가 열려 있는 동안 10000, 100 및 10Hz의 주파수에서 1~2μF의 커패시턴스 값을 측정할 수 있습니다. 채널 X5.

연산 증폭기 DA3의 출력에서 진폭이 측정된 커패시턴스 Cx에 비례하는 펄스는 연산 증폭기 DA6의 제어 장치가 있는 전계 효과 트랜지스터 VT1.2에 조립된 동기 검출기에 공급됩니다. 커패시터-C7에서 연산 증폭기 DA2.1의 디커플링 전압 팔로워를 통해 역시 C*에 비례하는 전압이 전압계 또는 멀티미터에 공급되며, 이는 최소 1V의 전압 측정 모드에 있어야 합니다. 커패시턴스 커패시터 07의 전류는 100μF 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 측정 한계가 10000μF이고 발생기 주파수가 1Hz인 경우 전압계 판독값이 불안정해집니다.

1nF 및 0,01μF의 한계에서는 테스트 중인 커패시터를 션트 회로에서 분리하는 것이 좋습니다.

프로토타입에 대해 [1]에서 공식화한 커패시턴스 측정의 정확도에 대한 영향에 대한 결론은 셋톱 박스에도 유효합니다.

셋톱 박스의 연산 증폭기가 1kHz 이하의 주파수로 신호를 처리한다는 점을 고려하여 1401개의 마이크로 소모 연산 증폭기를 포함하는 1463UDZ 마이크로 회로가 사용되었습니다. 4UD140 또는 12개의 단일 1UD10로 교체할 수 있습니다. 발생기 출력의 진동 진폭은 모든 주파수(100, 1000, 11 및 18Hz)에서 동일하다는 사실에 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 저항 R0,2 및 RXNUMX의 저항을 줄여 전류가 XNUMXmA를 초과하지 않도록 제어하십시오.

셋톱박스는 허용 편차가 ±19%인 SPZ-10 튜닝 저항기를 사용합니다. 고정 저항기 - C2-33, 허용 편차는 ±5%입니다. 산화물 커패시터 - K53-18. 커패시터 C9-C11 - K73-17 또는 기타 금속 필름, 커패시터 C8 - KM5a 또는 KM56, TKE는 MPO 또는 PZZ보다 나쁘지 않습니다. 저항기 R1-12, R1-16, 커패시터 K53-68, K10-50 또는 가져온 아날로그와 같은 표면 장착 요소를 사용할 수 있습니다.

변압기 T1은 직경 4mm의 PEV-4 와이어와 2000NM 페라이트로 만들어진 표준 크기 W2x0,15의 자기 코어에 감겨 있습니다. 권선 I에는 15회전이 포함되고, 권선 II 및 III에는 각각 35회전이 포함됩니다.

연산 증폭기 DA3은 전류 소비가 낮고 입력 저항이 높은 이유로 140UD14 시리즈에서 선택되었습니다. 1nf의 측정 한계에서 저항 R43의 저항을 10(프로토타입에서와 같이)에서 12MOhm으로 증가시켜 입력 저항의 영향을 수정합니다. 부착물과 프로브의 기생 용량의 영향에 대한 보상(이 측정 한계에서 부착물의 35 출력 전압 설정)은 저항 R3를 사용하여 수행됩니다. 미분기가 자가 여기되기 쉽기 때문에 기생 발진을 제거하는 커패시터 C18이 있는 연산 증폭기 DAXNUMX의 비표준 주파수 보정이 사용되었습니다.

셋톱박스 설정은 트리밍 저항 R23-R26을 사용하여 각 제한에서 생성 주파수를 설정하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 용량이 10μF 이하인 표준 커패시터를 연결하십시오. 트리머 저항 R16은 출력 전압을 마이크로패럿 단위의 표준 커패시터 커패시턴스의 37분의 40과 동일한 볼트 단위로 설정합니다. 다음으로, 다른 표준 커패시터를 사용하여 더 작은 측정 한계에서 트리밍 저항기 R102-R1을 사용하여 부착물을 유사하게 교정합니다. 기준 전압 소스 - LED AL307VM(HL522)은 AL8VM 또는 KD30 시리즈의 여러 직렬 연결된 실리콘 다이오드 체인으로 대체될 수 있습니다. 필요한 경우 저항 R2,5의 저항을 ±2,9% 이내로 선택하여 기준 전압을 조정합니다. 이것이 충분하지 않으면 회로의 다이오드 수를 변경하십시오. 차단 전압은 XNUMX~XNUMXV 범위에서 설정됩니다.

배터리의 충전 전류는 저항 R2에 의해 선택됩니다. 저자의 사본에서는 전류가 26mA로 설정되어 있습니다. 필요한 경우 전계 효과 트랜지스터 KP302V(VT1)를 더 강력한 KP903V로 교체하십시오.

문학

Vasiliev V. 커패시터 커패시턴스 미터. - 라디오, 1998, No. 4, p. 36, 37; 2000년, 7호, p. 50.
Kuchin S. 정전 용량 측정 장치. - 라디오, 1993, 6번, p. 21-23.

저자: A. 수친스키

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