Измеритель ёмкости конденсаторов
СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ

Различные простые и полезные схемы радиолюбительских устройств - блок питания, усилитель, зарядное устройство, преобразователь, программатор, металлоискатель. Новые светодиодные схемы и конструкции на LED приборах. Теория и практика домашней радиоэлектроники.
 Мои схемы

Измеритель ёмкости конденсаторов

   Измеритель ёмкости конденсаторов - небольшое устройство, подключаемое к цифровому тестеру типа D830, для измерения ёмкости конденсаторов от 2нФ до 20 микрофарад. Прибор подключают к трем гнездам мультиметра — к его входам "VΩmA" и "СОМ", а также к гнезду "Е PNP" для подключения эмиттера транзистора структуры p-n-р при измерении параметров транзисторов. Схема измерителя ёмкости конденсаторов:

   Работа измерителя ёмкости - генератор, определяющий частоту перезарядки проверяемого конденсатора, собран на одном инвертирующем элементе DD1.1, а переключатель, поочередно подключающий конденсатор Сх к плюсу источника питания и к измерителю тока — на ключах микросхемы DD2. Для уменьшения сопротивления открытых ключей оба канала микросхемы соединены параллельно. При низком уровне на входе 1 микросхемы ее выводы 13 и 3 соединяются с выходами ХО и Y0 соответственно, происходит зарядка проверяемого конденсатора Сх до напряжения 3 В. Когда же на этот вход поступает импульс положительной полярности, указанные выводы соединяются с выходами Х1 и Y1, конденсатор Сх разряжается через один из шунтов R6 — R9.

   Для питания приставки использован внутренний стабилизатор мультиметра с напряжением около 3 В. Оно снято с его гнезд "Е PNP " и "СОМ". Однако ключи использованной в качестве DD2 микросхемы К561КП1 при напряжении питания 3 В хорошо пропускают сигналы только с "цифровыми" уровнями, т. е. близкими к напряжению питания и общего провода. При плавно меняющемся коммутируемом напряжении вблизи половины напряжения питания сопротивление транзисторов ключа быстро возрастает и конденсатор Сх не успевает перезаряжаться.

 Для повышения напряжения питания в приставку введен преобразователь на микросхеме DA1 и конденсаторах С1 — С4, формирующий напряжение -3 В относительно общего провода. Выходное напряжение преобразователя суммируется с выходным напряжением стабилизатора мультиметра и используется для питания микросхем DD1 и DD2. Резисторы R1 — R3, переключаемые секцией SA1.1 переключателя, совместно с конденсатором С5 определяют частоту генератора.

   Выходная емкость ключей, монтажная емкость цепи, подключаемой параллельно проверяемому конденсатору, входная емкость мультиметра увеличивают показания измерителя примерно на 40 пФ. Для исключения такого сдвига показаний введены резисторы R4 и R5, подбором которых можно скомпенсировать ошибку показаний.


   Измеритель ёмкости конденсаторов собран на печатной плате из односторенне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Использованы резисторы МЛТ, С2-23, КИМ (R5), конденсаторы К50-16 (СЗ, С4), импортный аналог К50-35 (С1), КМ-6 (С2), К73-9 на напряжение 100 В (С5). Можно применить любые другие резисторы и конденсаторы, подходящие по размерам, но конденсатор С5 должен быть металлопленочным (серий К73) или бумажным, установка керамических конденсаторов недопустима из-за их низкой температурной стабильности. Микросхемы серии К561 заменимы на аналогичные серии КР1561, а микросхему КР1168ЕП1 допустимо заменить ее импортным аналогом ICL7660 или ICL7660A.

 Для подключения проверяемого конденсатора в плату впаяны два гнезда от разъема 2РМ под штыри диаметром 1 мм. В них можно вставить такие штыри с перпендикулярно подпаянными зажимами "крокодил", что позволит подключать измеряемые конденсаторы различного размера. Плата накрыта кожухом, спаянным из фольгированного стеклотекстолита и закрепленного на плате по углам пайкой. Фольга кожуха соединена с общим проводом и выполняет роль экрана.

    Настраивают приставку в следующем порядке. Вначале на плату устанавливают все элементы, кроме резисторов и кронштейна с переключателем. В отверстия платы, отмеченные на рис. 3 надписями "к SA1.1" и "к SA1.2", и в предназначенные для установки левого (по рис. 3) вывода резистора R3 и нижнего R9 впаивают по отрезку жесткого медного провода длиной примерно 40 мм. Между выводом 5 DD2 и общим проводом подпаивают резистор номиналом 680 Ом и допуском не хуже ±10%.

    В гнезда Х1, Х2 включают конденсатор емкостью 1... 1,5 мкФ, а между выводами 9 и 10 микросхемы DD1 подпаивают постоянный резистор сопротивлением 1,5 МОм последовательно с переменным 470 кОм. Для этого этапа настройки точность емкости конденсатора не имеет значения.

   Устанавливают переключатель мультиметра в положение "200 mV" и вставляют приставку штырями в соответствующие гнезда мультиметра. Измеряют любым вольтметром напряжение на выводах 14 и 7 микросхемы DD1 относительно общего провода — оно должно составлять +3 и -3 В соответственно. Убеждаются в наличии генерации с частотой порядка 50 Гц с помощью осциллографа, подключенного параллельно Сх, или, при его отсутствии, подключением туда же любого пьезоизлучателя.

   Показания мультиметра должны примерно соответствовать емкости конденсатора, но могут хаотически изменяться в некоторых пределах. Плавным поворотом вала переменного резистора добиваются максимальной стабильности показаний мультиметра. Частота генератора при этом должна быть равна 50 Гц — желательно проверить ее осциллографом или частотомером. Пульсации входного напряжения с этой частотой хорошо подавляются аналого-цифровым преобразователем мультиметра, а при отклонении от нее проявляются в упомянутом выше хаотическом изменении показаний.

    Измеряют суммарное сопротивление постоянного и переменного резисторов и подбирают постоянный такого же сопротивления. Если это сделать трудно, можно взять резистор несколько меньшего сопротивления, а последовательно с ним включить переменный. Повторить подстройку по отсутствию изменений показаний, и измеряют сопротивление только переменного резистора. Заменяют переменный на постоянный такого же сопротивления — здесь уже высокой точности не потребуется.

    Установив на место Сх конденсатор с точно известной емкостью 1,5... 1,9 мкФ, добиваются соответствующих показаний на табло мультиметра подбором резистора R8. Для удобства можно взять резистор несколько большего сопротивления и параллельно ему подключить переменный на 22 кОм. Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, подбирают соответствующий постоянный.

   Далее, не меняя частоты генератора и используя конденсатор известной емкости около 10 мкФ, подбирают аналогично резистор R9. Подпаяв подобранный резистор R8 и включив в гнезда эталонный конденсатор емкостью 0,15...0,19 мкФ, подбирают резистор R2. При этом частота генератора должна быть около 500 Гц.

   Сохранив такие частоту генератора и эталонный конденсатор, подбирают резистор R7. Следует иметь в виду, что показания приставки будут завышены примерно на 40 пФ, поэтому, скажем, эталонному конденсатору 0,015 мкФ должны соответствовать показания 1504. Убирают сдвиг показаний подбором резистора R5. Далее подбирают резистор R6 такого же сопротивления, что и R7. Вставив в гнезда эталонный конденсатор емкостью 1500... 1900 пФ, подбирают резистор R3, а для исключения сдвига показаний — резистор R4.

   Если есть цифровой частотомер, можно вначале установить частоты генератора 50, 500, 5000 Гц подбором резисторов R1, R2 и R3 соответственно, а затем подобрать резисторы R6 — R9, используя эталонные конденсаторы указанной выше емкости. Точность измерений на первых четырех пределах будет не хуже 2%, на пределе 20 мкФ линейность сохраняется до 10 мкФ, а при емкости 20 мкФ показания окажутся заниженными примерно на 8%. Данный Измеритель ёмкости конденсаторов работет уже год и очень хорошо себя зарекомендовал.





Похожие схемы
Схема электронного табло
Зарядка на основе электронного трансформатора
Что такое туннельный диод
Высоковольтная поющая дуга
Микронаушник своими руками
Генератор высокого напряжения из электронного балласта


Поиск
Радиолюбителям - схемы электрошокеров, металлодетекторов, светодиодных мигалок и других конструкций.