Miernik pojemności i EPS kondensatorów - mocowanie do multimetru. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Miernik pojemności i EPS kondensatorów - mocowanie do multimetru. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

W dzisiejszych czasach prawie każdy radioamator ma multimetr cyfrowy, ale nie każdy model ma funkcję pomiaru pojemności kondensatorów. Zarówno w naprawie radia, jak iw ocenie przydatności ponownie użytych kondensatorów, bardzo przydatny jest pomiar pojemności i równoważnej rezystancji szeregowej (ESR) „podejrzanych” kondensatorów.

Głównymi kryteriami przy opracowywaniu miernika były prostota obwodu, taniość i dostępność elementów, łatwość regulacji i małe wymiary. Można powiedzieć, że jest to „konstrukcja weekendowa”, którą można złożyć w kilka godzin

Działanie tego urządzenia przy pomiarze pojemności opiera się na zasadzie ładowania kondensatora o nieznanej pojemności do określonego napięcia przez rezystor o znanej rezystancji.Czas trwania tego procesu jest wprost proporcjonalny do pojemności kondensatora.

Zasada pomiaru EPS jest następująca, rozładowany kondensator jest podłączony do źródła napięcia poprzez rezystor o znanej rezystancji. następnie w krótkich odstępach czasu mikrokontroler dwukrotnie mierzy napięcie na naładowanym kondensatorze i oblicza jego ESR.

Wraz ze spadkiem pojemności wzrasta błąd pomiaru ESR. Dlatego pomiar ten jest wyłączany przez oprogramowanie, gdy pojemność kondensatora jest mniejsza niż 2 uF.

Główne cechy techniczne

Interwał pomiaru pojemności, uF......0,02...10000
Błąd pomiaru pojemności, nie więcej niż % ......5
Interwał pomiarowy EPS, Ohm.......0.. 50
Rozdzielczość pomiaru EPS, Ohm ...... 0,2
Błąd pomiaru EPS, Ohm ......±0,45
Maksymalne napięcie na badanym kondensatorze, V ....... 5
Pobór prądu, mA w stanie spoczynku ....... 5,5
w trybie pomiarowym.....11

Obwód miernika pokazano na ryc. 1 Podstawą urządzenia jest mikrokontroler PIC 12F683 (DD1) Działa on z częstotliwością taktowania 4 MHz z wewnętrznego oscylatora RC. Po włączeniu mikrokontroler wchodzi w tryb pomiaru pojemności, a następnie konfiguracja portów wejścia/wyjścia wygląda następująco: GP0 i GP4 pracują jako wyjścia i sterują ładowaniem kondensatora poprzez odpowiednio rezystory R1 i R3; GP1 - wejście odwracające komparatora wbudowanego w mikrokontroler, natomiast jego wejście nieodwracające jest podłączone do wewnętrznego źródła napięcia odniesienia, które określa próg napięcia, do którego obliczany jest czas ładowania kondensatora; GP3 - wejście sygnału z przycisku SB1 do przełączenia w tryb pomiaru EPS, GP5 - wyjście sterujące wskazaniem podzakresu pojemności i wreszcie SSR1 - wyjście sygnału SHI, którego średnie napięcie jest proporcjonalne do mierzonego parametru. Obliczona wartość okresu sygnału SHI wynosi 4096 μs.

Sondy multimetru cyfrowego włączone w trybie pomiaru napięcia stałego na granicy 2 mV są podłączone do gniazd wyjściowych Х2000 i ХЗ.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Podzakresy mierzonej pojemności sygnalizowane są przez zielone diody HL1, HL2 oraz czerwone HL3, HL4. Podczas pomiaru pojemności mniejszej niż 1 μF, jak również podczas pomiaru ESR, diody LED są wyłączone.Jeśli pojemność jest większa niż 1 μF, ale mniejsza niż 10 μF, świecą się tylko czerwone diody LED. Jeśli pojemność jest większa niż YumkF, ale mniejsza niż 100 mikrofaradów, wszystkie się palą. Jeśli pojemność jest większa niż 100 uF, ale mniejsza niż 1000 uF, świecą się tylko zielone diody Wreszcie, jeśli pojemność jest większa niż 1000 uF, ale nie większa niż 10000 uF, migają czerwona i zielona dioda LED W tym podzakresie maksymalna wartość na wyświetlaczu multimetru to „1000” w pozostałych - „999”

Jeżeli zmierzona pojemność jest większa niż 10000 XNUMX uF, diody pozostają w stanie naprzemiennego migania, a na wyświetlaczu multimetru pojawia się wartość progowa, która została opisana poniżej.

Mierzony kondensator jest rozładowywany przez rezystory R1 i R2, podczas gdy port GP1 również przełącza się w tryb wyjściowy. Całkowity czas pomiędzy cyklami ładowania/rozładowania w ostatnim podzakresie pomiarowym sięga 10 s, w pozostałych podzakresach jest mniejszy.

Po naciśnięciu przycisku SB1 urządzenie przechodzi na 5 s do trybu pomiaru ESR, po czym powraca do trybu pomiaru pojemności. W trybie pomiaru ESR konfiguracja portów I/O mikrokontrolera jest następująca - GP0 i GP1 sterują synchronicznie ładowaniem kondensatora poprzez rezystory R1 i R2; GP4 - wejście wbudowanego przetwornika analogowo-cyfrowego;

GP5 i CCP1 pełnią te same funkcje, co w trybie pomiaru pojemności. Podczas pomiaru EPS diody nie świecą, wskazanie jest wyświetlane w dziesiątych częściach oma z rozdzielczością 0,2 Ohm. Wynika to z faktu, że rozdzielczość wbudowanego ADC mikrokontrolera wynosi około 5 mV, a prąd ładowania kondensatora w tym trybie wynosi 25 m A. Jeśli zmierzony ESR kondensatora przekroczy 50 omów, multimetr wyświetli wartość progową.

Miernik zasilany jest baterią 9 V, rozmiar 6F22, którą podłącza się do złącza X1. Napięcie akumulatora jest dostarczane do układu stabilizującego 78L05 (DA1) napięciem wyjściowym 5 V. Kondensatory C1 i C2 zapewniają stabilność jego działania. Jeśli to możliwe, zamiast mikroukładu 78L05 lepiej jest użyć LP2950CZ-5.0 - zmniejszy to pobór prądu do 1,5 mA w trybie spoczynku i do 7,5 mA w trybie pomiaru. Diody VD1 i VD2 oraz dioda Zenera VD3 służą do zabezpieczenia linii wejścia/wyjścia mikrokontrolera przed awarią w przypadku podłączenia naładowanego kondensatora. Wybierając diodę Zenera VD3, należy wziąć pod uwagę, że przy napięciu 5 V prąd większy niż 0,5 mA nie powinien przez nią przepływać. Na przykład możesz zastosować BZX55C5V6. Diody VD1 i VD2 - dowolny impuls krzemowy, na przykład z serii KD521, KD522. Ale wybrano diody 1N4148 ze względu na większy maksymalny dopuszczalny pulsujący prąd przewodzenia.Diodę VD4 można zastąpić zworką, jeśli wykluczy się niewłaściwą polaryzację podłączenia akumulatora do złącza X1.

Ze względu na prostotę urządzenia nie opracowano do niego płytki drukowanej, zmontowano ją na płytce stykowej o wymiarach 26x40 mm. Mikrokontroler jest zainstalowany w panelu. Podczas programowania zezwolenie na resetowanie mikrokontrolera musi być wyłączone - w polu „MCLR Enable” nie powinno być zaznaczenia, ponieważ ten pin jest używany jako wejście sygnału. Diody LED HL1-HL4 - dowolny inny kolor świecenia z zauważalną jasnością przy prądzie 5 ... 6 mA, autorska kopia zastosowana DFL-3014RC i DFL-3014LGC o średnicy 3 mm. Warunkiem koniecznym jest to, aby łańcuch czterech diod połączonych szeregowo nie świecił po podłączeniu do źródła 5 V, dlatego stosuje się cztery diody, chociaż do sygnalizacji potrzebne są tylko dwie. Jeśli jasność świecenia diod LED o różnych kolorach znacznie się różni, jest ona wyrównywana przez wybór rezystorów R8 i R9.

Miernik pojemności i kondensatory ESR - mocowanie do multimetru
Rys.. 2

Złącze X1 - listwa zaciskowa z akumulatora 6F22. Gniazda X2 i X2 do podłączenia multimetru są pobierane ze złącza zasilania płyty głównej komputera (ryc. 2). Gniazdo dodatnie X1 nie ma żadnych specjalnych cech. Gniazdo ujemne HZ w połączeniu z wyłącznikiem sieciowym SA3 to konstrukcja własna pokazana na rys. 3. Jeden z dwóch sprężystych pasków stykowych jest usuwany, w pobliżu instalowana jest podkładka izolacyjna z włókna szklanego o kwadratowym boku 4 ... 0,5 mm. Zamocowany jest na nim wygięty drut sprężynowy o średnicy 0,6 ... 1 mm, który działa jak wyłącznik zasilania SA3. Gdy sonda ujemna multimetru jest włożona do gniazda X1, dotyka drutu sprężynowego, w wyniku czego obwód ujemnego przewodu zasilającego miernika zostaje zamknięty. Oczywiście powtarzając projekt można zastosować dowolny przemysłowy miniaturowy wyłącznik sieciowy SA2 oraz gniazdo ujemne, np. XXNUMX.

Miernik pojemności i kondensatory ESR - mocowanie do multimetru
Ris.3

Rezystor trymera R7 - SPZ-19a lub podobna miniatura. Rezystor R3 określa prąd ładowania dla zakresu mierzonych pojemności do 15 μF, lepiej jest wziąć go z tolerancją 1% lub wziąć za pomocą omomierza cyfrowego. Rezystor R1, który określa prąd ładowania dla pojemności większej niż 15 uF, można wybrać z wartości nominalnej 1 kOhm 5%, jego obliczona rezystancja wynosi 980 Ohm, ale całkiem dopuszczalne jest umieszczenie 1 kOhm 1% bez wyboru, ponieważ taka pojemność jest typowa dla kondensatorów tlenkowych, a dla nich dokładność pomiaru ich pojemności 5% jest całkiem wystarczająca.

Kalibrację przyrządu można przeprowadzić na dwa sposoby.

Pierwszy sposób polega na podłączeniu do miernika jednego lub kilku kondensatorów o łącznej pojemności większej niż 10000 7 uF i ustawieniu wartości progowej „1023” na wyświetlaczu multimetru za pomocą rezystora trymującego R62. Można też podłączyć do wejścia miernika obwód rezystora 100...50 Ohm i kondensatora 1000...1 uF, nacisnąć przycisk SB5 i analogicznie ustawić taką samą wartość progową na wyświetlaczu. Ponieważ miernik pozostaje w tym trybie tylko przez XNUMX sekund, może być konieczne kilkukrotne powtórzenie tej operacji.

Błąd kalibracji może w najgorszym przypadku wynieść około 3%, ponieważ składa się z błędów wewnętrznego generatora i różnic rezystancji rezystorów R1-R3 od wartości obliczonych.

Drugim sposobem jest podłączenie do miernika kondensatora foliowego lub ceramicznego o znanej pojemności w granicach 4,7 ... 9 μF i ustawienie wartości jego pojemności na wyświetlaczu multimetru za pomocą rezystora dostrajania R7. Najpierw należy zmierzyć pojemność tego kondensatora za pomocą przykładowego urządzenia z dokładnością nie gorszą niż 1%. Przy kalibracji tą metodą wartość progowa może nieznacznie różnić się od "1023" Wybór metody kalibracji nie jest fundamentalny - rozrzut odczytów kilku egzemplarzy kalibrowanego na różne sposoby urządzenia nie przekraczał 3%.

Oczywiście do miernika należy podłączyć tylko wstępnie rozładowany kondensator. Podczas pomiaru pojemności kondensatorów tlenkowych należy przestrzegać biegunowości połączenia. Dotykanie cęgów pomiarowych rękami spowoduje zniekształcenie odczytów.

Programy mikrokontrolerów można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/02/van.zip.

Autor: Yu Vanyushin

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Inteligentna klamka do drzwi Philips 21.01.2024

Firma Philips Corporation ogłosiła swoje najnowsze osiągnięcie w dziedzinie bezpieczeństwa w domu — inteligentną klamkę do drzwi z innowacyjną technologią rozpoznawania dłoni. To nowatorskie urządzenie posiada unikalny system biometryczny, który identyfikuje użytkowników na podstawie układu żył na dłoniach, nawiązując do technologii wprowadzonej wcześniej w smartfonie LG G8.

Nowe pióro firmy Philips z technologią rozpoznawania dłoni stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie bezpieczeństwa w domu, obiecując poprawę bezpieczeństwa i wygody użytkownika.

Cechą szczególną tego zamka jest czujnik składania, który aktywuje się, gdy zbliża się dłoń. Zeskanowanie przejrzystej mapy żył na dłoni użytkownika pozwala wbudowanym czujnikom łatwo i bez przeszkód otworzyć drzwi, gdy dłoń się zbliży.

Philips twierdzi, że ta inteligentna klamka do drzwi z funkcją rozpoznawania dłoni może całkowicie zastąpić tradycyjne zamki do drzwi. Zapewnia kontrolę poprzez specjalną aplikację oraz polecenia głosowe za pomocą asystentów takich jak Asystent Google.

Wprowadzenie na rynek inteligentnego zamka Palm Recognition Smart Deadbolt za 360 USD zaplanowano na pierwszą połowę 2024 r., zapewniając nowy poziom bezpieczeństwa i wygody dostępu do domu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Kubek magnetyczny do klatki

▪ Naklejki ultradźwiękowe na ciało

▪ Właściciele psów żyją dłużej

▪ Sieć w przemyśle

▪ Dwa lata na telefonie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Sprzęt spawalniczy. Wybór artykułów

▪ artykuł Zębata łopata. Wskazówki dla mistrza domu

▪ artykuł Dlaczego pisali listy w Anglii w XIX wieku, zapisując kartkę od góry do dołu? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Bezpieczeństwo elektryczne w placówkach edukacyjnych

▪ artykuł Interfejsy komputerowe. Informator

▪ artykuł Regulacja głośności ze stopniem buforowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn