Ang artikulong ito ay nagbibigay ng elementarya circuit ng isang capacitance meter sa isang logic chip. Ang ganitong klasiko at elementarya na solusyon sa circuit ay maaaring kopyahin nang mabilis at madali. Samakatuwid, ang artikulong ito ay magiging kapaki-pakinabang sa isang baguhan na radio amateur na nagpaplanong mag-ipon ng isang pangunahing capacitor capacitance meter.
Ang operasyon ng capacitance meter circuit:
Figure No. 1 – Capacitance meter circuit Listahan ng mga elemento ng capacitance meter:
R1- R4 – 47 KOhm
R5 – 1.1 KOhm
C3 – 1500 pF
C4 – 12000 pF
C5 –0.1 µF
C meas. – kapasitor na nais mong sukatin ang kapasidad
SA1 - switch ng roller
DA1 – K155LA3 o SN7400
VD1-VD2– KD509 o analogue 1N903A
PA1 – Head indicator ng pointer (kabuuang pagpapalihis ng kasalukuyang 1 mA, frame resistance 240 Ohm)
XS1- XS2 – mga konektor ng buwaya
Ang bersyon na ito ng capacitor capacitance meter ay may apat na hanay, na maaaring mapili gamit ang switch SA1. Halimbawa, sa posisyon na "1" maaari mong sukatin ang mga capacitor na may kapasidad na 50 pF, sa posisyon na "2" - hanggang 500 pF, sa posisyon na "3" - hanggang 5000 pF, sa posisyon na "4" - hanggang 0.05 µF.
Ang mga elemento ng DA1 microcircuit ay nagbibigay ng sapat na kasalukuyang upang singilin ang sinusukat na kapasitor (C sinusukat). Ito ay lalong mahalaga para sa katumpakan ng pagsukat upang sapat na piliin ang mga diode VD1-VD2 dapat silang magkaroon ng parehong (pinaka magkatulad) na mga katangian.
Pag-set up ng capacitance meter circuit:
Ang pag-set up ng naturang circuit ay medyo simple; may mga kilalang katangian (na may alam na kapasidad). Piliin ang kinakailangang hanay ng pagsukat gamit ang switch SA1 at i-rotate ang knob ng construction resistor hanggang sa makamit mo ang nais na pagbabasa sa indicator head PA1 (Inirerekumenda ko ang pag-calibrate nito alinsunod sa iyong mga pagbabasa, magagawa ito sa pamamagitan ng pag-disassembling ng indicator head at gluing isang bagong sukat na may mga bagong inskripsiyon)
Ang kapasitor ay isang elemento ng isang de-koryenteng circuit na binubuo ng pagsasagawa ng mga electrodes (mga plato) na pinaghihiwalay ng isang dielectric. Idinisenyo upang gamitin ang kapasidad ng kuryente nito. Ang isang kapasitor na may kapasidad C, kung saan inilapat ang isang boltahe U, ay nag-iipon ng singil Q sa isang panig at Q sa kabilang panig. Ang kapasidad dito ay nasa farads, ang boltahe ay nasa volts, ang singil ay nasa coulombs. Kapag ang isang kasalukuyang ng 1 A ay dumadaloy sa isang kapasitor na may kapasidad na 1 F, ang boltahe ay nagbabago ng 1 V sa 1 s.
Ang isang farad ay may malaking kapasidad, kaya ang microfarads (µF) o picofarads (pF) ay karaniwang ginagamit. 1F = 106 µF = 109 nF = 1012 pF. Sa pagsasagawa, ang mga halaga mula sa ilang picofarad hanggang sampu-sampung libong microfarad ay ginagamit. Ang kasalukuyang singilin ng isang kapasitor ay naiiba sa kasalukuyang sa pamamagitan ng isang risistor. Hindi ito nakasalalay sa magnitude ng boltahe, ngunit sa rate ng pagbabago ng huli. Para sa kadahilanang ito, ang pagsukat ng kapasidad ay nangangailangan ng mga espesyal na solusyon sa circuit batay sa mga katangian ng kapasitor.
Mga pagtatalaga sa mga capacitor
Ang pinakamadaling paraan upang matukoy ang halaga ng kapasidad ay sa pamamagitan ng mga marka sa katawan ng kapasitor.
Electrolytic (oxide) polar capacitor na may kapasidad na 22000 µF, na idinisenyo para sa isang nominal na boltahe na 50 V DC. Mayroong isang pagtatalaga WV - operating boltahe. Ang pagmamarka ng isang non-polar capacitor ay dapat magpahiwatig ng posibilidad ng operasyon sa mataas na boltahe na alternating current circuits (220 VAC).
Film capacitor na may kapasidad na 330000 pF (0.33 µF). Ang halaga sa kasong ito ay tinutukoy ng huling digit ng isang tatlong-digit na numero, na nagpapahiwatig ng bilang ng mga zero. Ang sumusunod na liham ay nagpapahiwatig ng pinahihintulutang error, dito - 5%. Ang ikatlong digit ay maaaring 8 o 9. Pagkatapos ang unang dalawa ay pinarami ng 0.01 o 0.1, ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga kapasidad na hanggang 100 pF ay minarkahan, na may mga bihirang pagbubukod, na may kaukulang numero. Ito ay sapat na upang makakuha ng data tungkol sa produkto ang karamihan sa mga capacitor ay minarkahan sa ganitong paraan. Ang tagagawa ay maaaring makabuo ng kanyang sariling natatanging mga pagtatalaga, na hindi laging posible na maunawaan. Nalalapat ito lalo na sa code ng kulay ng mga produktong domestic. Imposibleng makilala ang kapasidad sa pamamagitan ng nabura na mga marka sa ganoong sitwasyon, hindi mo magagawa nang walang mga sukat.
Mga kalkulasyon gamit ang mga formula ng electrical engineering
Ang pinakasimpleng RC circuit ay binubuo ng isang risistor at isang kapasitor na konektado sa parallel.
Pagkatapos magsagawa ng mathematical transformations (hindi ibinigay dito), ang mga katangian ng circuit ay natutukoy, mula sa kung saan ito ay sumusunod na kung ang isang sisingilin na kapasitor ay konektado sa isang risistor, ito ay maglalabas tulad ng ipinapakita sa graph.
Ang produktong RC ay tinatawag na time constant ng circuit. Kapag ang R ay nasa ohms at ang C ay nasa farads, ang produkto RC ay tumutugma sa mga segundo. Para sa isang kapasidad ng 1 μF at isang pagtutol ng 1 kOhm, ang pare-pareho ng oras ay 1 ms, kung ang kapasitor ay sisingilin sa isang boltahe ng 1 V, kapag ang isang risistor ay konektado, ang kasalukuyang sa circuit ay magiging 1 mA. Kapag nagcha-charge, ang boltahe sa kapasitor ay aabot sa Vo sa oras t ≥ RC. Sa pagsasagawa, ang sumusunod na panuntunan ay nalalapat: sa isang oras ng 5 RC, ang capacitor ay sisingilin o idi-discharge ng 99%. Sa iba pang mga halaga, ang boltahe ay magbabago nang malaki. Sa 2.2 RC ito ay magiging 90%, sa 3 RC ito ay magiging 95%. Ang impormasyong ito ay sapat upang makalkula ang kapasidad gamit ang mga simpleng aparato.
Pagsukat ng circuit
Upang matukoy ang kapasidad ng isang hindi kilalang kapasitor, dapat mong isama ito sa isang circuit na binubuo ng isang risistor at isang pinagmumulan ng kapangyarihan. Ang input boltahe ay pinili nang bahagya na mas mababa kaysa sa na-rate na boltahe ng kapasitor kung ito ay hindi kilala, 10-12 volts ay magiging sapat. Kailangan mo rin ng stopwatch. Upang maalis ang impluwensya ng panloob na paglaban ng pinagmumulan ng kapangyarihan sa mga parameter ng circuit, dapat na mai-install ang isang switch sa input.
Ang paglaban ay pinili sa eksperimento, higit pa para sa kaginhawahan ng timing, sa karamihan ng mga kaso sa loob ng lima hanggang sampung kiloohms. Ang boltahe sa kapasitor ay sinusubaybayan ng isang voltmeter. Binibilang ang oras mula sa sandaling naka-on ang power - kapag nagcha-charge at nag-off, kung kinokontrol ang discharge. Ang pagkakaroon ng kilalang mga halaga ng paglaban at oras, ang kapasidad ay kinakalkula gamit ang formula t = RC.
Ito ay mas maginhawa upang mabilang ang oras ng paglabas ng kapasitor at markahan ang mga halaga sa 90% o 95% ng paunang boltahe sa kasong ito, ang pagkalkula ay isinasagawa gamit ang mga formula 2.2t = 2.2RC at 3t = 3RC; . Sa ganitong paraan, maaari mong malaman ang kapasidad ng mga electrolytic capacitor na may katumpakan na tinutukoy ng mga error sa pagsukat ng oras, boltahe at paglaban. Ang paggamit nito para sa ceramic at iba pang maliliit na kapasidad, gamit ang isang 50 Hz transpormer at pagkalkula ng kapasidad, ay nagbibigay ng hindi mahuhulaan na error.
Mga instrumento sa pagsukat
Ang pinaka-naa-access na paraan para sa pagsukat ng kapasidad ay isang malawakang ginagamit na multimeter na may ganitong kakayahan.
Sa karamihan ng mga kaso, ang mga naturang device ay may pinakamataas na limitasyon sa pagsukat ng sampu-sampung microfarads, na sapat para sa karaniwang mga aplikasyon. Ang error sa pagbabasa ay hindi lalampas sa 1% at proporsyonal sa kapasidad. Upang suriin, ipasok lamang ang mga lead ng kapasitor sa mga inilaan na socket at basahin ang mga pagbabasa ang buong proseso ay tumatagal ng isang minimum na oras. Ang function na ito ay hindi naroroon sa lahat ng mga modelo ng multimeter, ngunit madalas itong matatagpuan na may iba't ibang mga limitasyon sa pagsukat at mga pamamaraan ng pagkonekta sa kapasitor. Upang matukoy ang mas detalyadong mga katangian ng kapasitor (pagkawala ng tangent at iba pa), ginagamit ang iba pang mga aparato, na idinisenyo para sa isang tiyak na gawain, madalas na mga nakatigil na aparato.
Ang circuit ng pagsukat ay pangunahing nagpapatupad ng paraan ng tulay. Ginagamit ang mga ito nang limitado sa mga espesyal na propesyonal na lugar at hindi malawakang ginagamit.
Gawang bahay na C-meter
Nang hindi isinasaalang-alang ang iba't ibang mga kakaibang solusyon, tulad ng isang ballistic galvanometer at mga circuit ng tulay na may isang tindahan ng paglaban, ang isang baguhang radio amateur ay maaaring gumawa ng isang simpleng aparato o isang attachment para sa isang multimeter. Ang malawakang ginagamit na 555 series chip ay angkop para sa mga layuning ito. Ito ay isang real-time na timer na may built-in na digital comparator, sa kasong ito ay ginagamit bilang generator.
Ang dalas ng mga hugis-parihaba na pulso ay itinakda sa pamamagitan ng pagpili ng mga resistor R1–R8 at mga capacitor C1, C2 gamit ang switch SA1 at katumbas ng: 25 kHz, 2.5 kHz, 250 Hz, 25Hz - naaayon sa paglipat ng mga posisyon 1, 2, 3 at 4–8 . Ang kapasitor Cx ay sinisingil sa isang rate ng pag-uulit ng pulso sa pamamagitan ng diode VD1, sa isang nakapirming boltahe. Ang discharge ay nangyayari sa isang paghinto sa pamamagitan ng mga resistensya R10, R12–R15. Sa oras na ito, ang isang pulso ay nabuo na may tagal depende sa kapasidad Cx (mas malaki ang kapasidad, mas mahaba ang pulso). Pagkatapos na dumaan sa integrating circuit R11 C3, lumilitaw ang isang boltahe sa output na naaayon sa haba ng pulso at proporsyonal sa halaga ng capacitance Cx. Ang isang multimeter (X 1) ay konektado dito upang sukatin ang boltahe sa limitasyon na 200 mV. Ang mga posisyon ng switch SA1 (simula sa una) ay tumutugma sa mga limitasyon: 20 pF, 200 pF, 2 nF, 20 nF, 0.2 µF, 2 µF, 20 µF, 200 µF.
Ang pagsasaayos ng istraktura ay dapat gawin sa isang aparato na gagamitin sa hinaharap. Ang mga capacitor para sa pagsasaayos ay dapat mapili na may kapasidad na katumbas ng mga subrange ng pagsukat at nang tumpak hangga't maaari, ang error ay nakasalalay dito. Ang mga napiling capacitor ay konektado nang paisa-isa sa X1. Una sa lahat, ang mga subrange ng 20 pF–20 nF ay nababagay para dito, ang mga katumbas na trimming resistors R1, R3, R5, R7 ay ginagamit upang makamit ang kaukulang mga pagbabasa ng multimeter; mga panlaban na konektado sa serye. Sa iba pang mga subrange (0.2 µF–200 µF) ang pagkakalibrate ay isinasagawa gamit ang resistors R12–R15.
Kapag pumipili ng isang mapagkukunan ng kapangyarihan, dapat itong isaalang-alang na ang amplitude ng mga pulso ay direktang nakasalalay sa katatagan nito. Ang mga pinagsama-samang stabilizer ng serye ng 78xx ay lubos na naaangkop dito Ang circuit ay gumagamit ng isang kasalukuyang hindi hihigit sa 20-30 milliamps at isang filter na kapasitor na may kapasidad na 47-100 microfarads ay magiging sapat. Ang error sa pagsukat, kung ang lahat ng mga kondisyon ay natutugunan, ay maaaring humigit-kumulang 5% sa una at huling mga subrange, dahil sa impluwensya ng capacitance ng istraktura mismo at ang output resistance ng timer, tumataas ito sa 20%. Dapat itong isaalang-alang kapag nagtatrabaho sa matinding limitasyon.
Konstruksyon at mga detalye
R1, R5 6.8k R12 12k R10 100k C1 47nF
R2, R6 51k R13 1.2k R11 100k C2 470pF
R3, R7 68k R14 120 C3 0.47mkF
R4, R8 510k R15 13
Diode VD1 - anumang low-power pulsed, film capacitors, na may mababang leakage current. Ang microcircuit ay alinman sa 555 series (LM555, NE555 at iba pa), ang Russian analogue ay KR1006VI1. Ang metro ay maaaring halos anumang voltmeter na may mataas na input impedance, na naka-calibrate para dito. Ang pinagmumulan ng kuryente ay dapat na may output na 5–15 volts sa kasalukuyang 0.1 A. Ang mga stabilizer na may nakapirming boltahe ay angkop: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.
Opsyon sa PCB at layout ng bahagi
Video sa paksa
Mula sa pamagat ng artikulo ay malinaw na ngayon ay pag-uusapan natin ang tungkol sa isang aparato para sa pagsukat ng kapasidad ng mga capacitor. Hindi lahat ng simpleng multimeter ay may ganitong function. Ngunit kapag gumagawa ng isa pang produktong gawa sa bahay, madalas naming iniisip kung gagana ito, kung gumagana ang mga capacitor na ginamit namin, kung paano suriin ang mga ito at sa panahon ng proseso ng pag-aayos, kakailanganin ang aparatong ito. Siyempre, maaari mong suriin ang integridad ng electrolytic capacitor gamit ang isang tester. Ngunit aalamin natin kung buhay ba siya o hindi, ngunit hindi natin matukoy ang lalagyan, kung gaano siya katuyo.
Ang ilang mga murang multimeter na kasalukuyang nasa merkado ay mayroong tampok na ito. Ngunit ang limitasyon sa pagsukat ay limitado sa 200 microfarads. Na malinaw na hindi sapat. Kailangan mo ng hindi bababa sa apat na libong microfarad. Ngunit ang mga naturang multimeter ay nagkakahalaga ng isang order ng magnitude na mas mataas. Kaya sa wakas ay nagpasya akong bumili capacitor capacitance meter. Pinili ko ang pinakamurang isa na may katanggap-tanggap na mga katangian. Pinili ko ang XC6013L:
Ang aparatong ito ay nasa isang magandang kahon. Totoo, mayroong isang larawan ng isa pang multimeter sa kahon:
At sa itaas ay isang sticker na may modelo ng device na ito ay malamang na walang sapat na mga kahon:
Ang aparato ay nakapaloob sa isang proteksiyon na dilaw na pambalot na gawa sa malambot na plastik, katulad ng goma. Pakiramdam nito ay mabigat sa iyong mga kamay, na nagpapahiwatig ng kabigatan ng device. May natitiklop na stand sa ibabang bahagi, na maaaring hindi kapaki-pakinabang sa marami:
Ang capacity meter ay pinapagana ng 9-volt Krona na baterya, na ibinibigay sa kit:
Ang mga katangian ng aparato ay mahusay lamang. Maaari itong sukatin mula sa 200 picofarads hanggang 20 thousand microfarads. Alin ang sapat para sa mga layunin ng amateur radio:
Sa ibabaw ng device ay may malaki at nagbibigay-kaalaman na liquid crystal display. Sa ibaba nito ay dalawang pindutan. Sa kaliwa ay isang pulang button kung saan maaari mong ayusin ang kasalukuyang pagbabasa ng kapasidad sa display. At sa kanan ay may isang asul na pindutan, na labis kong ikinatuwa - ang screen ay backlit, na walang alinlangan na isang bentahe ng device na ito. Sa pagitan ng mga pindutan ay may connector para sa pagsukat ng maliliit na capacitor. Totoo, hindi posible na subukan ang mga capacitor ng bush na ibinebenta mula sa mga donor board, dahil ang mga contact pad ay matatagpuan medyo malalim. Samakatuwid, ang connector na ito ay magagamit lamang kapag sinusuri ang mga capacitor na may mahabang lead:
Sa ilalim ng tagapili para sa pagpili ng mga saklaw ng pagsukat mayroong isang konektor para sa pagkonekta ng mga probe. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga probe ay gawa sa parehong materyal tulad ng proteksiyon na pambalot ng aparato;
Mayroon ding, walang alinlangan, ang pinakamahalagang pag-andar ng aparato - ang pagtatakda ng mga zero na pagbabasa kapag sinusukat ang mga kapasidad sa kategorya ng picofarad. Gaya ng malinaw na makikita sa susunod na dalawang larawan. Narito ang isang probe ay sadyang inalis at ang zero ay nakatakda gamit ang regulator:
Dito inilalagay ang dipstick. Tulad ng nakikita mo, ang kapasidad ng mga probes ay nakakaapekto sa mga pagbabasa. Ngayon ay sapat na upang itakda ang zero gamit ang regulator at kumuha ng mga sukat, na magiging tumpak:
Ngayon, subukan natin ang device na gumagana at tingnan kung ano ang magagawa nito.
Pagsubok ng isang capacitance meter
Upang magsimula, susuriin namin ang mga capacitor na kilalang mabuti, bago at tinanggal mula sa mga donor board. Ang una ay ang test subject sa 120 microfarads. Ito ay isang bagong kopya. Tulad ng nakikita mo, ang mga pagbabasa ay bahagyang minamaliit. Sa pamamagitan ng paraan, mayroon akong 4 tulad ng mga capacitor, at walang nagpakita ng 120 microfarads. Maaaring may error sa instrumento. O baka ngayon ay may ginagawa silang substandard:
Narito ang isang libong microfarad, napaka tumpak:
Ang dalawang libo dalawang daang microfarad ay hindi rin masama:
At narito ang sampung microfarads:
Buweno, ngayon isang daang microfarad, napakahusay:
Tingnan natin ang mga pagbabasa na ipapakita ng device kapag sinusuri ang mga may sira na capacitor na inalis sa panahon ng pag-aayos. Tulad ng nakikita mo, ang pagkakaiba ay kapansin-pansin:
Ito ang mga resulta. Siyempre, sa ilang mga kaso ang malfunction ng electrolytic capacitor ay nakikita nang biswal. Ngunit sa karamihan ng mga kaso mahirap gawin nang walang aparato. Bilang karagdagan, sinubukan ko ang device na ito sa dalawang board, sinusuri ang mga capacitor nang hindi na-desoldering ang mga ito. Ang aparato ay nagpakita ng magagandang resulta, tanging sa ilang mga kaso kinakailangan na obserbahan ang polarity. Samakatuwid, ipinapayo ko sa iyo na bumili ng gayong aparato, at maaari mong sukatin ang kapasidad ng mga capacitor gamit ang iyong sariling mga kamay.
Sa artikulong ito ibibigay namin ang pinaka kumpletong mga tagubilin na magpapahintulot sa iyo na gumawa ng isang capacitor capacitance meter gamit ang iyong sariling mga kamay, nang walang tulong ng mga kwalipikadong craftsmen.
Sa kasamaang palad, ang kagamitan ay madalas na nabigo. Kadalasan mayroong isang dahilan - ang hitsura ng isang electrolytic capacitor. Ang lahat ng mga radio amateur ay pamilyar sa tinatawag na "pagpatuyo", na nangyayari dahil sa isang paglabag sa higpit ng pabahay ng aparato. Tumataas ang reactance dahil sa pagbaba ng rate ng kapasidad.
Dagdag pa, sa panahon ng operasyon, ang mga electrochemical reaction ay nagsisimulang mangyari at sirain ang mga terminal joints. Bilang resulta, ang mga contact ay nasira, na bumubuo ng isang contact resistance na kung minsan ay umaabot sa sampu-sampung Ohms. Ang parehong bagay ay mangyayari kapag ang isang risistor ay konektado sa gumaganang kapasitor. Ang pagkakaroon ng parehong paglaban ng serye ay negatibong makakaapekto sa pagpapatakbo ng elektronikong aparato ang buong operasyon ng mga capacitor sa circuit ay magiging pangit.
Dahil sa malakas na impluwensya ng paglaban sa hanay ng tatlo hanggang limang ohms, ang paglipat ng mga suplay ng kuryente ay nagiging hindi magagamit, dahil ang mga mamahaling transistor at microcircuits sa kanila ay nasusunog. Kung ang mga bahagi ay nasuri sa panahon ng pagpupulong ng aparato, at walang mga error na ginawa sa panahon ng pag-install, pagkatapos ay walang mga problema sa pag-setup nito.
Sa pamamagitan ng paraan, iminumungkahi namin na maghanap ka ng isang bagong panghinang na bakal sa Aliexpress - LINK(mahusay na mga pagsusuri). O maghanap ng ilang kagamitan sa paghihinang sa tindahan ng VseInstrumenty.ru - link sa seksyon na may mga panghinang na bakal .
Scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo, device
Ginagamit ang circuit na ito gamit ang operational amplifier. Ang aparato na gagawin namin gamit ang aming sariling mga kamay ay magbibigay-daan sa amin upang masukat ang kapasidad ng mga capacitor sa hanay mula sa isang pares ng mga picofarad hanggang sa isang microfarad.
Unawain natin ang ibinigay na diagram:
- Mga subband. Ang yunit ay may 6 na "subrange", ang kanilang mataas na limitasyon ay 10, 100; 1000 pF, pati na rin ang 0.01, 0.1 at 1 µF. Ang kapasidad ay sinusukat gamit ang pagsukat ng grid ng microammeter.
- Layunin. Ang batayan ng pagpapatakbo ng aparato ay upang masukat ang alternating kasalukuyang;
- Ang DA 1 amplifier ay naglalaman ng pulse generator. Ang mga oscillations ng kanilang pag-uulit ay napapailalim sa capacitance C 1-C 6 ng mga capacitor, pati na rin ang posisyon ng toggle switch ng "tuning" risistor R 5. Ang dalas ay magiging variable mula 100 Hz hanggang 200 kHz. Tinutukoy namin para sa trimming risistor R 1 isang katapat na modelo ng mga oscillations sa output ng generator.
- Ang mga diode na ipinahiwatig sa diagram, tulad ng D 3 at D 6, resistors (naayos) R 7-R 11, microammeter RA 1, ay bumubuo sa alternating current meter mismo. Sa loob ng microammeter, ang paglaban ay dapat na hindi hihigit sa 3 kOhm, upang ang error sa pagsukat ay hindi lalampas sa sampung porsyento sa hanay na hanggang 10 pF.
- Trimmer resistors R 7 - R 11 ay konektado sa iba pang mga subrange na kahanay ng P A 1. Ang nais na pagsukat subrange ay nababagay gamit ang toggle switch S A 1. Isang kategorya ng mga contact switch capacitors (frequency setting) C 1 at C 6 sa generator, ang pangalawang switch resistors sa indicator.
- Upang ang aparato ay makatanggap ng enerhiya, kailangan nito ng isang 2-polar na nagpapatatag na mapagkukunan (boltahe mula 8 hanggang 15 V). Ang mga halaga ng frequency-setting capacitor ay maaaring mag-iba ng 20%, ngunit sila mismo ay dapat magkaroon ng mataas na temporal at temperatura na katatagan.
Siyempre, para sa isang ordinaryong tao na hindi nakakaintindi ng pisika, maaaring mukhang kumplikado ang lahat, ngunit dapat mong maunawaan na upang makagawa ng isang capacitor capacitance meter gamit ang iyong sariling mga kamay, kailangan mong magkaroon ng ilang kaalaman at kasanayan. Susunod, pag-usapan natin kung paano i-set up ang device.
Pag-set up ng aparato sa pagsukat
Upang gawin ang tamang pagsasaayos, sundin ang mga tagubilin:
- Una, ang simetrya ng mga oscillations ay nakakamit gamit ang risistor R 1. Ang "slider" ng risistor R 5 ay nasa gitna.
- Ang susunod na hakbang ay ikonekta ang 10 pf reference capacitor sa mga terminal na may markang cx. Gamit ang risistor R 5, ilipat ang microammeter needle sa kaukulang sukat ng capacitance ng reference capacitor.
- Susunod, ang hugis ng oscillation sa output ng generator ay nasuri. Ang pagkakalibrate ay isinasagawa sa lahat ng mga subrange na R 7 at R 11 ay ginagamit dito.
Maaaring iba ang mekanismo ng device. Ang mga parameter ng laki ay depende sa uri ng microammeter. Walang mga espesyal na tampok kapag nagtatrabaho sa device.
Paglikha ng iba't ibang mga modelo ng metro
Modelo ng serye ng AVR
Maaari kang gumawa ng naturang metro batay sa isang variable na transistor. Narito ang mga tagubilin:
- Pumili kami ng contactor;
- Sinusukat namin ang output boltahe;
- negatibong pagtutol sa capacitance meter ay hindi hihigit sa 45 ohms;
- Kung ang conductivity ay 40 microns, kung gayon ang labis na karga ay magiging 4 Amperes;
- Upang mapabuti ang katumpakan ng pagsukat, kailangan mong gumamit ng mga comparator;
- Mayroon ding isang opinyon na mas mahusay na gumamit lamang ng mga bukas na filter, dahil hindi sila natatakot sa ingay ng salpok sa kaso ng mabigat na pagkarga;
- Inirerekomenda din na gumamit ng mga pole stabilizer, ngunit ang mga comparator ng grid lamang ang hindi angkop para sa pagbabago ng device;
Bago i-on ang capacitance meter, kailangan mong sukatin ang paglaban, na dapat ay humigit-kumulang 40 ohms para sa mahusay na mga aparato. Ngunit ang tagapagpahiwatig ay maaaring mag-iba, depende sa dalas ng pagbabago.
Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa kung paano gumawa ng isang capacitor capacitance meter gamit ang iyong sariling mga kamay mula sa video sa ibaba.
Mga tagubilin sa video
Nang matuklasan ang artikulong Digital Capacitance Meter sa Internet, gusto kong buuin ang meter na ito. Gayunpaman, ang AT90S2313 microcontroller at LED indicator na may karaniwang anode ay wala sa kamay. Ngunit mayroong ATMEGA16 sa isang DIP package at isang apat na digit na pitong-segment na liquid crystal display. Ang mga microcontroller pin ay sapat lamang upang direktang ikonekta ito sa LCD. Kaya, ang metro ay pinasimple sa isang microcircuit lamang (sa katunayan, mayroong pangalawang isa - isang boltahe stabilizer), isang transistor, isang diode, isang maliit na bilang ng mga risistor-capacitor, tatlong konektor at isang pindutan compact at madaling gamitin. Ngayon wala akong mga katanungan tungkol sa kung paano sukatin ang kapasidad ng isang kapasitor. Ito ay lalong mahalaga para sa mga SMD capacitor na may mga kapasidad ng ilang mga picofarads (at kahit na mga fraction ng isang picofarad), na palagi kong sinusuri bago paghihinang ang mga ito sa anumang board. Marami na ngayong magagamit na mga desktop at portable na metro, ang mga tagagawa nito ay naghahabol ng mas mababang limitasyon sa pagsukat ng kapasidad na 0.1 pF at sapat na katumpakan para sa pagsukat ng gayong maliliit na kapasidad. Gayunpaman, sa marami sa kanila, ang mga pagsukat ay isinasagawa sa medyo mababang dalas (ilang kilohertz). Ang tanong ay, posible bang makakuha ng katanggap-tanggap na katumpakan ng pagsukat sa ilalim ng gayong mga kondisyon (kahit na ang isang mas malaking kapasitor ay konektado kahanay sa kung ano ang sinusukat)? Bilang karagdagan, sa Internet maaari kang makahanap ng maraming mga clone ng RLC meter circuit sa isang microcontroller at isang operational amplifier (ang parehong may isang electromagnetic relay at isang isa o dalawang linya na LCD). Gayunpaman, hindi posible na sukatin ang maliliit na lalagyan nang "makatao" gamit ang mga naturang device. Hindi tulad ng marami pang iba, ang meter na ito ay partikular na idinisenyo para sa pagsukat ng maliliit na halaga ng kapasidad.
Tulad ng para sa pagsukat ng maliliit na inductance (nanogenry units), para dito matagumpay kong ginagamit ang RigExpert AA-230 analyzer, na ginagawa ng aming kumpanya.
Larawan ng metro ng kapasidad:
Mga parameter ng metro ng kapasidad
Saklaw ng pagsukat: 1 pF hanggang humigit-kumulang 470 µF.
Mga limitasyon sa pagsukat: awtomatikong pagpapalit ng mga limitasyon – 0...56 nF (ibabang limitasyon) at 56 nF...470 µF (itaas na limitasyon).
Indikasyon: tatlong makabuluhang numero (dalawang numero para sa mga kapasidad na mas maliit sa 10 pF).
Control: solong pindutan para sa zeroing at pagkakalibrate.
Pag-calibrate: isang beses, gamit ang dalawang reference capacitor, 100 pF at 100 nF.
Karamihan sa mga microcontroller pin ay konektado sa LCD. Ang ilan sa kanila ay mayroon ding connector para sa in-circuit programming ng microcontroller (ByteBlaster). Apat na pin ang ginagamit sa capacitance measurement circuit, kabilang ang comparator inputs na AIN0 at AIN1, ang mga limitasyon ng pagsukat sa control output (gamit ang transistor) at ang threshold voltage selection output. Ang isang pindutan ay konektado sa tanging natitirang pin ng microcontroller.
Ang +5 V boltahe stabilizer ay binuo ayon sa isang tradisyonal na circuit.
Ang indicator ay pitong segment, 4 na character, na may direktang koneksyon ng mga segment (i.e., non-multiplex). Sa kasamaang palad, walang mga marka sa LCD. Ang mga indicator mula sa maraming kumpanya, halimbawa, AND at Varitronix, ay may parehong pinout at mga sukat (51×23 mm).
Ang diagram ay ipinapakita sa ibaba (ang diagram ay hindi nagpapakita ng diode para sa proteksyon laban sa "polarity reversal"; inirerekomenda na ikonekta ang power connector sa pamamagitan nito):
Programa ng microcontroller
Dahil ang ATMEGA16 ay mula sa seryeng "MEGA" at hindi mula sa "maliit na" serye, walang kabuluhan ang pagsulat ng isang assembler program. Sa wikang C posible na gawin itong mas mabilis at mas simple, at ang isang disenteng halaga ng flash memory sa microcontroller ay nagpapahintulot sa iyo na gamitin ang built-in na library ng mga floating point function kapag kinakalkula ang kapasidad.
Ang microcontroller ay nagsasagawa ng pagsukat ng kapasidad sa dalawang hakbang. Una sa lahat, ang oras ng pagsingil ng kapasitor sa pamamagitan ng isang risistor na may pagtutol na 3.3 MOhm (mas mababang limitasyon) ay tinutukoy. Kung ang kinakailangang boltahe ay hindi naabot sa loob ng 0.15 segundo (naaayon sa isang kapasidad na humigit-kumulang 56 pF), ang kapasitor ay sinisingil muli sa pamamagitan ng isang 3.3 kOhm risistor (itaas na limitasyon sa pagsukat).
Sa kasong ito, ang microcontroller ay unang naglalabas ng kapasitor sa pamamagitan ng isang 100 Ohm risistor, at pagkatapos ay sisingilin ito sa isang boltahe ng 0.17 V. Pagkatapos lamang nito ang oras ng pagsingil sa isang boltahe ng 2.5 V (kalahati ng supply boltahe) ay sinusukat. Pagkatapos nito, ang ikot ng pagsukat ay paulit-ulit.
Kapag naglalabas ng resulta, ang isang boltahe ng alternating polarity (na may kaugnayan sa karaniwang wire nito) na may dalas na humigit-kumulang 78 Hz ay inilalapat sa mga terminal ng LCD. Ang isang sapat na mataas na dalas ay ganap na nag-aalis ng pagkutitap ng indicator.
