See artikkel pakub loogikakiibil oleva mahtuvusmõõturi elementaarset vooluringi. Sellist klassikalist ja elementaarset skeemilahendust saab üsna kiiresti ja lihtsalt reprodutseerida. Seetõttu on see artikkel kasulik algajale raadioamatöörile, kes kavatseb kokku panna põhilise kondensaatori mahtuvusmõõturi.

Mahtuvusmõõturi ahela töö:

Joonis nr 1 – Mahtuvusmõõturi ahel

Mahtuvusmõõturi elementide loend:

R1-R4 – 47 KOhm

R5 – 1,1 KOhm

C3 – 1500 pF

C4 – 12000 pF

C5 –0,1 µF

C mõõdab. – kondensaator, mille mahtuvust soovite mõõta

SA1 – rulllüliti

DA1 – K155LA3 või SN7400

VD1-VD2– KD509 või analoog 1N903A

PA1 – osuti näidikupea (täielik läbipaindevool 1 mA, raami takistus 240 oomi)

XS1- XS2 – krokodilli pistikud

Sellel kondensaatori mahtuvusmõõturi versioonil on neli vahemikku, mida saab valida lüliti SA1 abil. Näiteks positsioonis “1” saate mõõta kondensaatoreid mahutavusega 50 pF, positsioonis “2” - kuni 500 pF, positsioonis “3” - kuni 5000 pF, positsioonis “4” - kuni 0,05 µF.

DA1 mikroskeemi elemendid annavad piisava voolu mõõdetud kondensaatori (C mõõdetud) laadimiseks. Mõõtmistäpsuse seisukohalt on eriti oluline dioodide VD1-VD2 adekvaatne valimine, neil peavad olema samad (kõige sarnasemad) omadused.

Mahtuvusmõõturi vooluringi seadistamine:

Sellise vooluringi seadistamine on üsna lihtne, peate ühendama C-muutuse. teadaolevate omadustega (teadaoleva võimsusega). Valige lülitiga SA1 vajalik mõõtepiirkond ja keerake ehitustakisti nuppu seni, kuni saavutate näidikupea PA1 soovitud näidu (soovitan kalibreerida vastavalt oma näitudele, seda saab teha näidikupea lahtivõtmise ja liimimisega uus skaala uute kirjadega)

Kondensaator on elektriahela element, mis koosneb juhtivatest elektroodidest (plaatidest), mis on eraldatud dielektrikuga. Mõeldud oma elektrilise võimsuse kasutamiseks. Kondensaator mahtuvusega C, millele on rakendatud pinge U, kogub ühele poole laengu Q ja teisele poole Q. Mahtuvus on siin faradides, pinge voltides, laeng kulonites. Kui 1 F võimsusega kondensaatorit läbib vool 1 A, muutub pinge 1 s jooksul 1 V võrra.

Ühel faraadil on tohutu mahtuvus, seetõttu kasutatakse tavaliselt mikrofaradi (µF) või pikofaradi (pF). 1F = 106 uF = 109 nF = 1012 pF. Praktikas kasutatakse väärtusi, mis ulatuvad mõnest pikofaraadist kümnete tuhandete mikrofaradeni. Kondensaatori laadimisvool erineb takisti läbivast voolust. See ei sõltu mitte pinge suurusest, vaid viimase muutumise kiirusest. Sel põhjusel on mahtuvuse mõõtmiseks vaja spetsiaalseid vooluahela lahendusi, mis põhinevad kondensaatori omadustel.

Kondensaatorite tähistused

Lihtsaim viis mahtuvuse väärtuse määramiseks on kondensaatori korpusel olevate märgiste järgi.

Elektrolüütiline (oksiid) polaarkondensaator võimsusega 22000 µF, mis on ette nähtud 50 V alalisvoolu nimipingele. Seal on tähistus WV - tööpinge. Mittepolaarse kondensaatori märgistus peab näitama töötamise võimalust kõrgepinge vahelduvvooluahelates (220 VAC).

Kilekondensaator võimsusega 330000 pF (0,33 µF). Väärtuse määrab sel juhul kolmekohalise numbri viimane number, mis näitab nullide arvu. Järgmine täht näitab lubatud viga, siin - 5%. Kolmas number võib olla 8 või 9. Seejärel korrutatakse kaks esimest vastavalt 0,01 või 0,1-ga.

Mahutavused kuni 100 pF on tähistatud harvade eranditega vastava numbriga. Sellest piisab toote kohta andmete saamiseks, valdav enamus kondensaatoreid on nii märgistatud. Tootja võib välja mõelda oma ainulaadsed tähised, mida pole alati võimalik dešifreerida. See kehtib eriti kodumaiste toodete värvikoodi kohta. Mahtuvust on kustutatud märgiste järgi võimatu ära tunda, sellises olukorras ei saa ilma mõõtmisteta hakkama.

Arvutused elektrotehniliste valemite abil

Lihtsaim RC-ahel koosneb takistist ja paralleelselt ühendatud kondensaatorist.

Peale matemaatiliste teisenduste sooritamist (siin pole toodud) määratakse ahela omadused, millest järeldub, et kui laetud kondensaator ühendada takistiga, siis see tühjeneb nagu graafikul näidatud.

Korrutist RC nimetatakse ahela ajakonstandiks. Kui R on oomides ja C on faradides, vastab korrutis RC sekunditele. Mahtuvusel 1 μF ja takistusel 1 kOhm on ajakonstant 1 ms, kui kondensaator laeti pingeni 1 V, on takisti ühendamisel vooluahelas 1 mA. Laadimisel jõuab kondensaatori pinge aja jooksul t ≥ RC väärtuseni Vo. Praktikas kehtib järgmine reegel: 5 RC ajaga laetakse või tühjeneb kondensaator 99%. Muude väärtuste korral muutub pinge eksponentsiaalselt. 2,2 RC korral on see 90%, 3 RC korral 95%. See teave on piisav võimsuse arvutamiseks lihtsate seadmete abil.

Mõõteahel

Tundmatu kondensaatori mahtuvuse määramiseks peaksite selle kaasama takistist ja toiteallikast koosnevasse vooluringi. Sisendpinge valitakse veidi madalamaks kui kondensaatori nimipinge, kui see pole teada, piisab 10–12 voltist. Teil on vaja ka stopperit. Toiteallika sisemise takistuse mõju välistamiseks vooluahela parameetritele tuleb sisendisse paigaldada lüliti.

Takistus valitakse eksperimentaalselt, rohkem ajastamise mugavuse huvides, enamasti viie kuni kümne kilooomi piires. Kondensaatori pinget jälgitakse voltmeetriga. Aega arvestatakse toite sisselülitamise hetkest – laadimisel ja väljalülitamisel, kui tühjenemist kontrollitakse. Teatud takistuse ja aja väärtuste korral arvutatakse mahtuvus valemiga t = RC.

Mugavam on lugeda kondensaatori tühjenemise aega ja märkida väärtused 90% või 95% algpingest; sel juhul tehakse arvutus valemite 2,2t = 2,2RC ja 3t = 3RC abil. . Nii saate teada elektrolüütkondensaatorite mahtuvuse täpsusega, mis on määratud aja, pinge ja takistuse mõõtmisvigade järgi. Selle kasutamine keraamiliste ja muude väikeste mahtude jaoks, 50 Hz trafo kasutamine ja mahtuvuse arvutamine annab ettearvamatu vea.

Mõõteriistad

Kõige ligipääsetavam meetod mahtuvuse mõõtmiseks on selle võimalusega laialdaselt kasutatav multimeeter.

Enamasti on selliste seadmete mõõtmise ülempiir kümneid mikrofaradiid, mis on tavarakenduste jaoks piisav. Lugemisviga ei ületa 1% ja on võrdeline võimsusega. Kontrollimiseks sisestage kondensaatori juhtmed ettenähtud pistikupesadesse ja lugege näidud; kogu protsess võtab minimaalselt aega. Seda funktsiooni pole kõigis multimeetrite mudelites, kuid see on sageli erinevate mõõtmispiiride ja kondensaatori ühendamise meetoditega. Kondensaatori üksikasjalikumate omaduste (kadu puutuja ja muud) määramiseks kasutatakse muid seadmeid, mis on ette nähtud konkreetse ülesande jaoks, sageli statsionaarseid seadmeid.

Mõõteahel rakendab peamiselt sillameetodit. Neid kasutatakse piiratud erialal ja neid ei kasutata laialdaselt.

Kodune C-meeter

Arvestamata erinevaid eksootilisi lahendusi, nagu ballistiline galvanomeeter ja takistussalvestiga sildahelad, saab algaja raadioamatöör valmistada lihtsa seadme või multimeetri kinnituse. Laialdaselt kasutatav 555-seeria kiip on nendel eesmärkidel üsna sobiv. See on sisseehitatud digitaalse komparaatoriga reaalajas taimer, mida kasutatakse antud juhul generaatorina.

Ristkülikukujuliste impulsside sagedus määratakse, valides takistid R1–R8 ja kondensaatorid C1, C2, kasutades lülitit SA1 ning see on võrdne: 25 kHz, 2,5 kHz, 250 Hz, 25 Hz - mis vastab lüliti positsioonidele 1, 2, 3 ja 4–8 . Kondensaator Cx laetakse impulsi kordussagedusega läbi dioodi VD1 fikseeritud pingeni. Tühjenemine toimub pausi ajal läbi takistuste R10, R12–R15. Sel ajal moodustub impulss, mille kestus sõltub mahtuvusest Cx (mida suurem on mahtuvus, seda pikem on impulss). Pärast integreerimisahela R11 C3 läbimist ilmub väljundisse pinge, mis vastab impulsi pikkusele ja on võrdeline mahtuvuse Cx väärtusega. Siin on ühendatud multimeeter (X 1), et mõõta pinget 200 mV piiril. Lüliti SA1 asendid (alates esimesest) vastavad piiridele: 20 pF, 200 pF, 2 nF, 20 nF, 0,2 µF, 2 µF, 20 µF, 200 µF.

Konstruktsiooni reguleerimine tuleb teha seadmega, mida kasutatakse tulevikus. Reguleerimiseks kasutatavad kondensaatorid tuleb valida võimsusega, mis on võrdne mõõtmise alavahemikega ja võimalikult täpselt, viga sõltub sellest. Valitud kondensaatorid ühendatakse ükshaaval X1-ga. Kõigepealt reguleeritakse alamvahemikke 20 pF–20 nF, selleks kasutatakse vastavate multimeetri näitude saavutamiseks vastavaid trimmitakisteid R1, R3, R5, R7; võib tekkida vajadus pisut muuta parameetri väärtusi. järjestikku ühendatud takistused. Teistes alamvahemikes (0,2 µF–200 µF) tehakse kalibreerimine takistitega R12–R15.

Toiteallika valimisel tuleb arvestada, et impulsside amplituud sõltub otseselt selle stabiilsusest. Siin sobivad hästi 78xx seeria integreeritud stabilisaatorid, mille vooluahel ei ületa 20–30 milliamprit ja piisab 47–100 mikrofaraadi mahutavusega filtrikondensaatorist. Mõõtmisviga, kui kõik tingimused on täidetud, võib olla umbes 5%, esimeses ja viimases alamvahemikus suureneb see konstruktsiooni enda mahtuvuse ja taimeri väljundtakistuse mõju tõttu 20% -ni. Seda tuleb äärmuslikel piiridel töötades arvestada.

Ehitus ja detailid

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

Diood VD1 - kõik väikese võimsusega impulss-, kilekondensaatorid, väikese lekkevooluga. Mikroskeem on mis tahes 555-seeria (LM555, NE555 ja teised), vene analoog on KR1006VI1. Arvestiks võib olla peaaegu iga kõrge sisendtakistusega voltmeeter, mis on selle jaoks kalibreeritud. Toiteallika väljundpinge peab olema 5–15 volti voolutugevusel 0,1 A. Sobivad fikseeritud pingega stabilisaatorid: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

PCB valik ja komponentide paigutus

Video teemal

Artikli pealkirjast on selge, et täna räägime seadmest kondensaatorite mahtuvuse mõõtmiseks. Mitte igal lihtsal multimeetril pole seda funktsiooni. Aga järjekordset omatehtud toodet tehes mõtleme väga tihti sellele, kas see töötab, kas kondensaatorid, mida kasutasime, töötavad, kuidas neid kontrollida Ja lihtsalt remondi käigus läheb see seade vajalik. Loomulikult saate testeri abil kontrollida elektrolüütkondensaatori terviklikkust. Aga me saame teada, kas ta on elus või mitte, aga me ei saa kindlaks teha konteinerit, kui kuiv ta on.

Mõned praegu turul olevad odavad multimeetrid omavad seda funktsiooni. Kuid mõõtmispiir on piiratud 200 mikrofaradiga. Millest ilmselgelt ei piisa. Teil on vaja vähemalt neli tuhat mikrofaradi. Kuid sellised multimeetrid maksavad suurusjärgu võrra kõrgemad. Seega otsustasin lõpuks osta kondensaatori mahtuvusmõõtur. Valisin odavaima vastuvõetavate omadustega. Valisin XC6013L:

See seade on ilusas karbis. Tõsi, karbil on pilt teisest multimeetrist:

Ja peal on kleebis selle seadme mudeliga; hiinlastel pole ilmselt piisavalt karpe:

Seade on suletud kollasesse kaitsvasse, pehmest plastikust korpusesse, mis sarnaneb kummiga. See tundub teie käes kaalukas, mis näitab seadme tõsidust. Alumisel küljel on kokkupandav alus, mis ei pruugi paljudele kasulik olla:

Võimsusmõõturi toiteallikaks on 9-voldine Krona aku, mis on komplektis:

Seadme omadused on lihtsalt suurepärased. See võib mõõta 200 pikofaraadist 20 tuhande mikrofaradini. Mis on amatöörraadio jaoks täiesti piisav:

Seadme peal on suur ja informatiivne vedelkristallekraan. Selle all on kaks nuppu. Vasakul on punane nupp, millega saab ekraanil fikseerida hetke mahtuvuse näidu. Ja paremal on sinine nupp, millega jäin väga rahule - ekraan on taustvalgustusega, mis on selle seadme kahtlemata eelis. Nuppude vahel on pistik väikeste kondensaatorite mõõtmiseks. Tõsi, doonorplaatidest joodetud pukskondensaatoreid pole võimalik testida, kuna kontaktpadjad asuvad üsna sügaval. Seetõttu saab seda pistikut kasutada ainult pikkade juhtmetega kondensaatorite kontrollimisel:

Mõõtmisvahemike valimise valija all on pistik sondide ühendamiseks. Muide, sondid on valmistatud samast materjalist, mis seadme kaitsekest, need on katsudes üsna pehmed:

Samuti on kahtlemata seadme kõige olulisem funktsioon - pikofarade kategooriasse mahtuvuse mõõtmisel nullnäitude seadmine. Nagu on selgelt näha kahel järgmisel fotol. Siin on üks sond teadlikult eemaldatud ja regulaatori abil seatakse null:

Siin pannakse õlimõõtevarras oma kohale. Nagu näete, mõjutab sondide mahtuvus näitu. Nüüd piisab regulaatori abil nulli seadmisest ja mõõtmiste tegemisest, mis on üsna täpsed:

Nüüd testime seadet töökorras ja vaatame, mida see suudab.

Mahtuvusmõõturi testimine

Alustuseks vaatame üle teadaolevalt head, uued ja doonorplaatidelt eemaldatud kondensaatorid. Esimene on katsealune 120 mikrofaraadi kõrgusel. See on uus koopia. Nagu näete, on näidud veidi alahinnatud. Muide, mul on 4 sellist kondensaatorit ja ükski ei näidanud 120 mikrofaradi. Võib esineda instrumendi viga. Või äkki teevad nad nüüd midagi ebastandardset:

Siin on tuhat mikrofaradi väga täpselt:

Kaks tuhat kakssada mikrofaradi pole ka halb:

Ja siin on kümme mikrofaradi:

Noh, nüüd sada mikrofaradi, väga hea:

Vaatame näitu, mida seade näitab remondi käigus eemaldatud defektsete kondensaatorite kontrollimisel. Nagu näete, on erinevus märgatav:

Need on tulemused. Muidugi on mõnel juhul elektrolüütkondensaatori rike visuaalselt nähtav. Kuid enamasti on seda ilma seadmeta raske teha. Lisaks katsetasin seda seadet kahel plaadil, kontrollides kondensaatoreid ilma neid lahtijootmata. Seade näitas häid tulemusi, ainult mõnel juhul on vaja jälgida polaarsust. Seetõttu soovitan teil selline seade osta ja kondensaatorite mahtuvust saate oma kätega mõõta.

Selles artiklis anname kõige täielikumad juhised, mis võimaldavad teil oma kätega kondensaatori mahtuvusmõõturit valmistada ilma kvalifitseeritud käsitööliste abita.

Kahjuks ebaõnnestuvad seadmed sageli. Kõige sagedamini on üks põhjus - elektrolüütkondensaatori välimus. Kõik raadioamatöörid tunnevad nn kuivamist, mis tekib seadme korpuse tiheduse rikkumise tõttu. Reaktiivvõime suureneb nimimahtuvuse vähenemise tõttu.

Lisaks hakkavad töö ajal toimuma elektrokeemilised reaktsioonid, mis hävitavad terminali liigesed. Selle tulemusena on kontaktid katki, moodustades kontakttakistuse, mis mõnikord ulatub kümnete oomideni. Sama juhtub ka siis, kui töökondensaatoriga on ühendatud takisti. Sama seeriatakistuse olemasolu mõjutab negatiivselt elektroonikaseadme tööd; kogu ahela kondensaatorite töö on moonutatud.

Takistuse tugeva mõju tõttu vahemikus kolm kuni viis oomi muutuvad lülitustoiteallikad kasutuskõlbmatuks, kuna neis olevad kallid transistorid ja mikroskeemid põlevad läbi. Kui osi kontrolliti seadme kokkupanemisel ja paigaldamisel ei tehtud vigu, siis selle seadistamisega probleeme ei teki.

Muide, soovitame teil otsida Aliexpressist uut jootekolbi - LINK(suurepärased arvustused). Või otsige mõnda jootmisseadet VseInstrumenty.ru poest - link jootekolbidega sektsioonile .

Skeem, tööpõhimõte, seade

Seda vooluahelat kasutatakse operatiivvõimendi abil. Seade, mille me oma kätega valmistame, võimaldab meil mõõta kondensaatorite mahtuvust vahemikus paarist pikofaraadist ühe mikrofaradini.

Saame aru antud diagrammist:

• Alamribad. Seadmel on 6 alamvahemikku, nende kõrged piirid on 10, 100; 1000 pF, samuti 0,01, 0,1 ja 1 µF. Mahtuvust mõõdetakse mikroampermeetri mõõtevõre abil.
• Eesmärk. Seadme töö aluseks on vahelduvvoolu mõõtmine, see läbib kondensaatorit, mida tuleb uurida.
• DA 1 võimendi sisaldab impulsigeneraatorit. Nende kordumise võnkumised sõltuvad kondensaatorite mahtuvusest C 1-C 6, samuti häälestustakisti R 5 lülituslüliti asendist. Sagedus on muutuv vahemikus 100 Hz kuni 200 kHz. Määrame trimmitakisti R 1 jaoks generaatori väljundis proportsionaalse võnkemudeli.
• Diagrammil näidatud dioodid, nagu D 3 ja D 6, takistid (reguleeritud) R 7-R 11, mikroampermeeter RA 1, moodustavad vahelduvvoolumõõturi enda. Mikroampermeetri sees ei tohi takistus olla suurem kui 3 kOhm, et mõõtmisviga ei ületaks kümmet protsenti vahemikus kuni 10 pF.
• Trimmeri takistid R 7 - R 11 on ühendatud teiste alamvahemikega paralleelselt P A 1-ga. Soovitud mõõteala reguleeritakse lülituslülitiga S A 1. Üks kontaktide kategooria lülitab kondensaatorid (sageduse seadistus) C 1 ja C 6 generaatoris, teine ​​lülitab indikaatorisse takistid.
• Selleks, et seade saaks energiat, vajab see 2-polaarset stabiliseeritud allikat (pinge 8 kuni 15 V). Sagedusseadistuskondensaatori väärtused võivad erineda 20%, kuid neil endal peab olema kõrge aja- ja temperatuuristabiilsus.

Muidugi, tavalisele inimesele, kes füüsikat ei mõista, võib see kõik tunduda keeruline, kuid peate mõistma, et kondensaatori mahtuvusmõõturi oma kätega valmistamiseks peavad teil olema teatud teadmised ja oskused. Järgmisena räägime, kuidas seadet seadistada.

Mõõteseadme seadistamine

Õige reguleerimise tegemiseks järgige juhiseid:

1. Esiteks saavutatakse võnkumiste sümmeetria takisti R 1 abil. Takisti R 5 “liugur” on keskel.
2. Järgmine samm on 10 pf võrdluskondensaatori ühendamine klemmidega, mis on märgistatud cx. Kasutades takistit R 5, liigutage mikroampermeetri nõel võrdluskondensaatori mahtuvuse vastavale skaalale.
3. Järgmisena kontrollitakse võnkekuju generaatori väljundis. Kalibreerimine viiakse läbi kõigis alamvahemikes, siin kasutatakse takisteid R 7 ja R 11.

Seadme mehhanism võib olla erinev. Suuruse parameetrid sõltuvad mikroampermeetri tüübist. Seadmega töötamisel pole erilisi funktsioone.

Erinevate arvestimudelite loomine

AVR-seeria mudel

Sellise arvesti saate teha muutuva transistori alusel. Siin on juhised.

1. Valime kontaktori;
2. Mõõdame väljundpinget;
3. mahtuvusmõõturi negatiivne takistus ei ületa 45 oomi;
4. Kui juhtivus on 40 mikronit, on ülekoormus 4 amprit;
5. Mõõtmise täpsuse parandamiseks peate kasutama võrdlusseadmeid;
6. Samuti on arvamus, et parem on kasutada ainult avatud filtreid, kuna need ei karda suure koormuse korral impulssmüra;
7. Soovitatav on kasutada ka poststabilisaatoreid, kuid seadme muutmiseks ei sobi ainult võre võrdlejad;

Enne mahtuvusmõõturi sisselülitamist peate mõõtma takistust, mis peaks hästi valmistatud seadmete puhul olema ligikaudu 40 oomi. Kuid indikaator võib olenevalt muutmise sagedusest erineda.

PIC16F628A baasil põhinev moodul võib olla reguleeritavat tüüpi;

Parem on mitte paigaldada kõrge juhtivusega filtreid;

Enne jootmise alustamist peame kontrollima väljundpinget;

Kui takistus on liiga kõrge, vahetage transistor;

Impulssmüra ületamiseks kasutame komparaatoreid;

Lisaks kasutame juhtmestabilisaatoreid;

Ekraan võib olla tekst, mis on kõige lihtsam ja mugavam. Need tuleb paigaldada kanaliportide kaudu;

Järgmisena seadistame testeri abil modifikatsiooni;

Kui kondensaatorite mahtuvuse väärtused on liiga kõrged, siis vahetame madala juhtivusega transistore.

Lisateavet selle kohta, kuidas kondensaatori mahtuvusmõõturit oma kätega teha, leiate allolevast videost.

Video juhised

Olles avastanud Internetist artikli Digitaalne mahtuvusmõõtur, tahtsin selle arvesti ehitada. Käepärast polnud aga AT90S2313 mikrokontrollerit ja ühise anoodiga LED indikaatoreid. Kuid seal olid DIP-paketis ATMEGA16 ja neljakohaline seitsmesegmendiline vedelkristallekraan. Mikrokontrolleri tihvtidest piisas selle otse LCD-ekraaniga ühendamiseks. Nii lihtsustati arvesti vaid ühele mikroskeemile (tegelikult on olemas ka teine ​​- pingestabilisaator), üheks transistoriks, dioodiks, peotäieks takisti-kondensaatoriteks, kolmeks pistikuks ja nupuks. kompaktne ja lihtne kasutada. Nüüd pole mul küsimusi selle kohta, kuidas kondensaatori mahtuvust mõõta. See on eriti oluline SMD kondensaatorite puhul, mille võimsus on mitu pikofaradi (ja isegi pikofaradi murdosa), mida ma kontrollin alati enne nende mis tahes plaadile jootmist. Nüüd on saadaval palju laua- ja kaasaskantavaid arvestiid, mille tootjad väidavad, et mahtuvuse mõõtmise piirmäär on 0,1 pF ja piisav täpsus nii väikeste mahtude mõõtmiseks. Kuid paljudes neist tehakse mõõtmisi üsna madala sagedusega (paar kilohertsi). Küsimus on selles, kas sellistel tingimustel (isegi kui mõõdetavaga paralleelselt on ühendatud suurem kondensaator) on võimalik saada vastuvõetavat mõõtmistäpsust? Lisaks leiate Internetist üsna palju RLC arvesti ahela kloone mikrokontrolleril ja operatiivvõimendil (sama, millel on elektromagnetiline relee ja ühe- või kaherealine LCD). Väikesi mahuteid pole aga selliste seadmetega võimalik “inimlikult” mõõta. Erinevalt paljudest teistest on see arvesti mõeldud spetsiaalselt väikeste mahtuvusväärtuste mõõtmiseks.

Mis puudutab väikeste induktiivsuste (nanogeensete ühikute) mõõtmist, siis selleks kasutan edukalt analüsaatorit RigExpert AA-230, mida meie ettevõte toodab.

Mahtuvusmõõturi foto:

Mahtuvusmõõturi parameetrid

Mõõtevahemik: 1 pF kuni ligikaudu 470 µF.
Mõõtmispiirid: piiride automaatne ümberlülitus – 0...56 nF (alumine piir) ja 56 nF...470 µF (ülemine piir).
Näidustus: kolm märgilist numbrit (kaks numbrit mahtuvustele, mis on väiksemad kui 10 pF).
Juhtimine: üks nupp nullimiseks ja kalibreerimiseks.
Kalibreerimine: ühekordne, kasutades kahte võrdluskondensaatorit, 100 pF ja 100 nF.

Enamik mikrokontrolleri tihvte on ühendatud LCD-ekraaniga. Mõnel neist on ka pistik mikrokontrolleri ahelasiseseks programmeerimiseks (ByteBlaster). Mahtuvuse mõõtmise ahelas kasutatakse nelja kontakti, sealhulgas komparaatori sisendid AIN0 ja AIN1, mõõtepiiride juhtväljund (transistori abil) ja lävipinge valiku väljund. Mikrokontrolleri ainsa järelejäänud tihvtiga on ühendatud nupp.

+5 V pingestabilisaator on kokku pandud traditsioonilise vooluahela järgi.

Indikaator on seitsmesegmendiline, 4 tähemärki, segmentide otsese ühendusega (st mittemultipleksne). Kahjuks LCD-l mingeid märgistusi ei olnud. Paljude ettevõtete näidikud, näiteks AND ja Varitronix, on sama tihvti ja mõõtmetega (51×23 mm).

Diagramm on näidatud allpool (skeemil pole polaarsuse ümberpööramise eest kaitsvat dioodi; soovitatav on ühendada toitepistik selle kaudu):

Mikrokontrolleri programm

Kuna ATMEGA16 on "MEGA" seeriast, mitte "pisikesest" seeriast, pole monteerijaprogrammi kirjutamisel erilist mõtet. C-keeles on võimalik seda teha palju kiiremaks ja lihtsamaks ning korralik välkmälu mikrokontrolleril võimaldab võimsuse arvutamisel kasutada sisseehitatud ujukomafunktsioonide teeki.

Mikrokontroller teostab mahtuvuse mõõtmist kahes etapis. Kõigepealt määratakse kondensaatori laadimisaeg läbi takisti, mille takistus on 3,3 MOhm (alumine piir). Kui vajalikku pinget ei saavutata 0,15 sekundi jooksul (mis vastab umbes 56 pF mahtuvusele), laaditakse kondensaator uuesti läbi 3,3 kOhm takisti (mõõtmise ülemine piir).

Sel juhul tühjendab mikrokontroller kondensaatori esmalt läbi 100-oomise takisti ja seejärel laeb selle pingeni 0,17 V. Alles pärast seda mõõdetakse laadimisaega pingeni 2,5 V (pool toitepingest). Pärast seda korratakse mõõtmistsüklit.

Tulemuse väljastamisel rakendatakse LCD-klemmidele vahelduva polaarsusega pinge (selle ühise juhtme suhtes) sagedusega umbes 78 Hz. Piisavalt kõrge sagedus välistab indikaatori virvenduse täielikult.