Miernik pojemności kondensatorów z samokalibracją. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Miernik pojemności kondensatorów z samokalibracją. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

W amatorskiej praktyce radiowej często pojawia się zadanie pomiaru pojemności kondensatorów. Multimetry przemysłowe z pomiarem pojemności są dość drogie i nie dla każdego dostępne. Zaproponowano projekt prostego miernika, zmontowanego na trzech mikroukładach, który umożliwia pomiar pojemności kondensatorów, a także częstotliwości sygnału okresowego i może być stosowany jako generatory z cyfrową regulacją częstotliwości.

Schemat ideowy miernika pokazano na rysunku.

(kliknij, aby powiększyć)

Urządzenie zawiera mikrokontroler DD1 typ PIC16.84A, cyfrowy wskaźnik ciekłokrystaliczny firmy AON DD2 typ K0-4V2 (lub podobny) oraz timer DA1 NE555 (KR1006VI1). Miernik pojemności opiera się na zależności częstotliwości wyjściowej generatora RC na zegarze DA1 od wartości pojemności kondensatora Cx:

fout≈1/kRCx,

gdzie K jest pewną stałą. Ponieważ zależność ta jest odwrotnie proporcjonalna, mikrokontroler oblicza odwrotność y=1/fout.

Aby poprawić dokładność pomiarów i łatwość regulacji, stosuje się autokalibrację według wcześniej wybranych znanych wartości pojemności kondensatorów wzorcowych (C3, C5, C6). Miernik posiada trzy zakresy pomiaru pojemności: 1 - 10 .... 1000 pF, 2 - 470 ... 4700 pF, 3 - 4700 pF ... 0,47 μF. W pierwszym zakresie do samokalibracji zastosowano kondensator wzorcowy C5 o pojemności 470 pF, w drugim C6 o pojemności 2000 pF, aw trzecim C3 o pojemności 15 nF. Przed zainstalowaniem tych kondensatorów w urządzeniu należy je dobrać zgodnie z wartością pojemności znamionowej za pomocą pewnego rodzaju miernika pojemności.

Pożądane jest wybranie kondensatorów o minimalnych wartościach współczynników temperaturowych pojemności. Aby zwiększyć liniowość licznika w timerze, na tranzystorze VT1 zastosowano źródło prądu, którego wartość prądu w różnych zakresach jest ustawiana za pomocą rezystorów R9R11. Przełączanie realizowane jest przez mikrokontroler DD1 poprzez przełączanie portów B0-B7 z wejścia na wyjście. Wyboru zakresów pomiarowych oraz trybu pracy miernika dokonuje się za pomocą przełączników S1 i S2, zgodnie z tabelą:

Miernik pojemności kondensatorów z samokalibracją

Autokalibracja przeprowadzana jest okresowo, mniej więcej raz na minutę. W tym momencie na wyświetlaczu LCD wyświetlana jest wartość pojemności kondensatora wzorcowego. We wszystkich trzech zakresach wartość pojemności jest wyświetlana w pikofaradach, a litery „R.” są wyświetlane w lewym rogu wskaźnika. W trybie licznika częstotliwości i generatora litery te nie są wyświetlane. Podczas samokalibracji zamiast Cx do obwodu automatycznie dołączany jest jeden z kondensatorów wzorcowych i mierzona jest jego pojemność. W tym przypadku obliczana jest wartość kodu korekcyjnego N0, która jest przechowywana w pamięci RAM mikrokontrolera Nout=N0Nin.

Równolegle do mierzonego kondensatora Cx podłączony jest kondensator C4 o małej pojemności. Ma to na celu osiągnięcie bardziej liniowego odcinka pomiarów, a wartość pojemności C4 jest automatycznie odejmowana w DD1 od wartości mierzonej pojemności Cx. Podczas pomiaru małych pojemności (do 100 pF) w pierwszym podzakresie możliwe jest wyświetlanie niezerowych odczytów na wskaźniku, gdy mierzony kondensator Cx jest wyłączony. Ta nieskompensowana wartość pojemności (w jednostkach pikofaradów) musi zostać odjęta od zmierzonej wartości CX.

W trybie oscylatora rezystor zmienny R1 jest podłączony do źródła prądu VT13, regulując częstotliwość swobodnych oscylacji fgen. Jeśli przełącznik S3 jest wyłączony, mikroprocesor mierzy częstotliwość generowania. Na wyjściu fgen sygnał jest pulsacyjny. Jeśli potrzebujesz sygnału o tym samym czasie trwania impulsu i przerwy, wyjście fgen musi być przyłożone do dzielnika częstotliwości (na przykład w mikroukładzie K561IE10). Z wyjścia „a” można pobrać sygnał piłokształtny. Jeśli wyjście „a” zostanie przyłożone do wejścia integratora na elemencie logicznym, można uzyskać sygnał zbliżony kształtem do sinusoidy, zakres częstotliwości generatora wynosi od kilkudziesięciu herców do 20 ... 30 kHz . Aby rozszerzyć zakres w kierunku niskich częstotliwości, można zwiększyć wartość rezystora R13.

Przycisk S4 - ze stykami normalnie zamkniętymi. Służy do resetowania mikrokontrolera poprzez przerwanie obwodów zasilających podczas przełączania z jednego zakresu pomiarowego na inny. Przycisk należy przytrzymać przez kilka sekund. Kwarc Q1 - dowolny przy 1 MHz. Urządzenie może wykorzystywać timer MOS typu 7555.

Możesz samodzielnie zaprogramować mikrokontroler według metody opisanej w [1]. Podczas pomiaru częstotliwości drgań zewnętrznych przełącznik S3 musi być wyłączony.

Literatura:

Denisov A. Miernik częstotliwości na procesorze PIC16.84//Radiohobby. - 2000. - Nr 1. - S.4243.

Autor: A.M. Savolyuk

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

Ogłoszono nowy projekt referencyjny aparatu cyfrowego 24.03.2007

Texas Instruments Corporation, wiodący producent produktów półprzewodnikowych, ogłosił opracowanie nowego projektu referencyjnego opartego na procesorze obrazu DaVinci, który zwiększa wydajność kompaktowych aparatów cyfrowych „do poziomu lustrzanek jednoobiektywowych”.

Główną zaletą nowego pomysłu jest zwiększenie szybkości seryjnego fotografowania kompaktów cyfrowych do 5 klatek na sekundę. Przypomnijmy, że nawet podstawowe i średnie lustrzanki cyfrowe nie mogą pochwalić się taką szybkością, na przykład szybkostrzelność takich modeli jak Canon EOS 400D, Nikon D80 i Sony DSLR-A100 to „tylko” 3 klatki na druga.

Projekt referencyjny obejmuje nowy 8-megapikselowy czujnik CMOS firmy Micron Technology i zastrzeżony sprzętowy kodek wideo o wysokiej rozdzielczości (HD), który jest w stanie „przenieść wideo HD do modeli poniżej 99 USD”.

Co więcej, zgodnie z oficjalnym komunikatem prasowym, nowy system stabilizacji obrazu w połączeniu z wysoką wydajnością procesora DaVinci, sięgającą 10 megapikseli na sekundę, pozwoli producentom aparatów cyfrowych ustawić czułość nowych modeli do ISO 10000 XNUMX.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Bojowy pocisk mikrofalowy

▪ Merkury na tle Słońca

▪ Moduł pamięci Samsung Compute Express Link (CXL) 512 GB

▪ Miniaturowy czujnik z technologią radarową

▪ Niezniszczalna elektronika

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Połączenia i symulatory audio. Wybór artykułu

▪ artykuł Nagrywanie kilku kanałów telewizyjnych jednocześnie. sztuka wideo

▪ artykuł Które jeziora na świecie znajdują się w pierwszej dziesiątce pod względem powierzchni lustra wody? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Rola pierwszej pomocy ofiarom

▪ artykuł Prostokwasza. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Robot kuchenny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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