מד קיבול קבלים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מד קיבול קבלים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

מכשיר זה מבוסס על מכשיר שתואר בעבר ביומן שלנו [1]. בניגוד לרוב המכשירים מסוג זה, מעניין בכך שבדיקת יכולת השירות והיכולת של הקבלים אפשרית מבלי להסירם מהלוח. המונה המוצע נוח מאוד לשימוש ובעל דיוק מספיק.

כל מי שמתקן ציוד רדיו ביתי או תעשייתי יודע שנוח לבדוק את יכולת השירות של קבלים מבלי לפרק אותם. עם זאת, מדי קיבול קבלים רבים אינם מספקים יכולת זו. נכון, בנייה דומה אחת תוארה ב-[2]. יש לו טווח מדידה קטן וסולם ספירה לא ליניארי, מה שמפחית את הדיוק. בעת תכנון מד חדש נפתרה הבעיה של יצירת מכשיר עם טווח רחב, קנה מידה ליניארי וקריאה ישירה, כך שיוכל לשמש כמעבדה. בנוסף, ההתקן חייב להיות דיאגנוסטי, כלומר, מסוגל לבדוק קבלים ב-shunted על ידי חיבורי p-n של התקני מוליכים למחצה והתנגדויות נגד.

עיקרון הפעולה של המכשיר הוא כדלקמן. מתח משולש מופעל על הכניסה של המבדיל, שבו הקבל הנבדק משמש כמבדיל. במקרה זה, הפלט שלו מייצר גל מרובע עם משרעת פרופורציונלית לקיבול של קבל זה. לאחר מכן, הגלאי בוחר את ערך המשרעת של הפיתול ומוציא מתח קבוע לראש המדידה.

משרעת מתח המדידה על הבדיקות של המכשיר היא בערך 50 mV, וזה לא מספיק כדי לפתוח צמתים p-n של התקני מוליכים למחצה, כך שאין להם את אפקט ה-shunting שלהם.

למכשיר שני מתגים. מתג גבול "קנה מידה" עם חמישה מצבים: 10 µF, 1 µF, 0,1 µF, 0,01 µF, 1000 pF. מתג "מכפיל" (X1000, x10O, x10, X1) משנה את תדירות המדידה. לפיכך, למכשיר יש שמונה טווחי מדידת קיבולים מ-10 μF עד 000 pF, וזה מספיק למעשה ברוב המקרים.

מחולל התנודות המשולש מורכב על שבבי OP-AMP DA1.1, DA1.2, DA1.4 (איור 1). אחד מהם, DA1.1, פועל במצב השוואות ומייצר אות מלבני, המוזן לכניסה של האינטגרטור DA1.2. האינטגרטור ממיר תנודות מלבניות לתנודות משולשות. תדר הגנרטור נקבע על ידי אלמנטים R4, C1 - C4. במעגל המשוב של הגנרטור קיים מהפך המבוסס על OP-amp DA1.4, המספק מצב נדנוד עצמי. ניתן להשתמש במתג SA1 כדי להגדיר את אחד מתדרי המדידה (מכפיל): 1 הרץ (X1000), 10 הרץ (x10O), 10 הרץ (x10), 1 קילוהרץ (X1).

(לחץ להגדלה)

Op-amp DA2.1 הוא עוקב מתח, במוצא שלו אות משולש עם משרעת של כ-50 mV, המשמש ליצירת זרם מדידה דרך הקבל Cx הנבדק.

מכיוון שהקיבול של הקבל נמדד בלוח, יתכן שיש עליו מתח שיורי, לכן, כדי למנוע נזק למונה, מחוברות שתי דיודות גשר גב אל גב VD1 במקביל לבדיקות שלו.

Op-amp DA2.2 פועל כמבדיל ופועל כממיר מתח זרם. מתח המוצא שלו:

Uout=(Rl2...R16) IBX=(Rl2...Rl6)Cx-dU/dt.

לדוגמה, כאשר מודדים קיבול של 100 μF בתדר של 100 הרץ, מתברר: Iin=Cx dU/dt=100-100MB/5MC = 2MA, Uout= R16 lBX= 1 kOhm mA= 2 V.

האלמנטים R11, C5 - C9 נחוצים לפעולה יציבה של המבדיל. קבלים מבטלים תהליכי תנודה בחזיתות המתפתלים, מה שלא מאפשר למדוד במדויק את המשרעת שלו. כתוצאה מכך, הפלט של DA2.2 מייצר פיתול עם קצוות חלקים ומשרעת פרופורציונלית לקיבול הנמדד. הנגד R11 גם מגביל את זרם הכניסה כאשר הבדיקות מקוצרות או כאשר הקבל נשבר. עבור מעגל הקלט של המונה יש לעמוד באי השוויון הבא:

(3...5)CxR1<1/(2f).

אם אי השוויון הזה לא מסופק, אז במחצית התקופה ה-IBX הנוכחי לא מגיע לערך המצב היציב, והפיתול לא מגיע לאמפליטודה המתאימה, ומתרחשת שגיאה במדידה. לדוגמה, במד המתואר ב-[1], כאשר מודדים קיבול של 1000 μF בתדר של 1 הרץ, קבוע הזמן נקבע כמו

Cx R25 \u10d 910OO uF - 0,91 אוהם \uXNUMXd XNUMX שניות.

מחצית מתקופת התנודה T/2 היא רק 0,5 שניות, כך שבסקאלה זו המדידות יהיו לא ליניאריות באופן ניכר.

הגלאי הסינכרוני מורכב ממתג על טרנזיסטור אפקט שדה VT1, יחידת בקרת מפתח על מגבר DA1.3 וקבל אחסון C10. Op-amp DA1.2 מוציא אות בקרה למתג VT1 במהלך חצי הגל החיובי של הפיתול, כאשר המשרעת שלו מוגדרת. קבל C10 מאחסן את המתח הקבוע שנוצר על ידי הגלאי.

מהקבל C10, המתח, הנושא מידע על ערך הקיבול Cx, מסופק דרך משחזר DA2.3 למיקרו-אמפרמטר RA1. קבלים C11, C12 מחליקים. המתח מוסר מנגד הכיול המשתנה R22 למד מתח דיגיטלי עם מגבלת מדידה של 2V.

ספק הכוח (איור 2) מייצר מתחים דו-קוטביים ±9 V. מתחי הייחוס נוצרים על ידי דיודות זנר יציבות תרמית VD5, VD6. נגדים R25, R26 קובעים את מתח המוצא הנדרש. מבחינה מבנית, מקור הכוח משולב עם חלק המדידה של המכשיר על לוח מעגל משותף.

המכשיר משתמש בנגדים משתנים מסוג SPZ-22 (R21, R22, R25, R26). נגדים קבועים R12 - R16 - סוג C2-36 או C2-14 עם סטייה מותרת של ±1%. התנגדות R16 מתקבלת על ידי חיבור מספר נגדים נבחרים בסדרה. ניתן להשתמש בהתנגדויות של נגדים R12 - R16 בסוגים אחרים, אך יש לבחור אותם באמצעות אוהם מד דיגיטלי (מולטימטר). הנגדים הקבועים הנותרים הם כל אחד עם הספק פיזור של 0,125 W. קבלים C10 - K53-1A, קבלים C11 - C16 - K50-16. קבלים C1, C2 - K73-17 או סרט מתכת אחר, C3, C4 - KM-5, KM-6 או קרמיקה אחרת עם TKE לא גרוע מ-M750, יש לבחור אותם גם עם שגיאה של לא יותר מ-1%. הקבלים הנותרים הם כלשהם.

מתגים SA1, SA2 - P2G-3 5P2N. בתכנון, מותר להשתמש בטרנזיסטור KP303 (VT1) עם מדדי האות A, B, V, Zh, I. ניתן להחליף מייצבי מתח של טרנזיסטורים VT2, VT3 בטרנזיסטורי סיליקון אחרים בעלי הספק נמוך במבנה המתאים. במקום מגבר ההפעלה K1401UD4, אתה יכול להשתמש ב-K1401UD2A, אבל אז במגבלה של "1000 pF", עלולה להתרחש שגיאה עקב ההטיה של קלט המבדיל שנוצר על ידי זרם הכניסה DA2.2 ב-R16.

לשנאי כוח T1 יש הספק כולל של 1 W. מותר להשתמש בשנאי עם שני פיתולים משניים של 12V, אבל אז נדרשים שני גשרים מיישרים.

כדי להגדיר וניפוי באגים של המכשיר, תזדקק לאוסילוסקופ. כדאי להצטייד במד תדר כדי לבדוק את התדרים של מתנד המשולש. יהיה צורך גם בקבלים מדגם.

המכשיר מתחיל להיות מוגדר על ידי הגדרת המתחים +9 V ו-9 V באמצעות נגדים R25, R26. לאחר מכן, נבדקת פעולת מחולל התנודות המשולש (אוסצילוגרמות 1, 2, 3, 4 באיור 3). אם יש לך מד תדר, מדוד את התדר של הגנרטור במיקומים שונים של מתג SA1. זה מקובל אם התדרים שונים מהערכים 1 הרץ, 10 הרץ, 100 הרץ, 1 קילו הרץ, אך בינם לבין עצמם הם חייבים להיות שונים בדיוק 10 פעמים, שכן נכונות קריאות המכשיר בסולמות שונים תלויה בכך. אם תדרי הגנרטור אינם כפולה של עשר, הדיוק הנדרש (עם שגיאה של 1%) מושג על ידי בחירת קבלים המחוברים במקביל לקבלים C1 - C4. אם הקיבולים של הקבלים C1 - C4 נבחרים עם הדיוק הנדרש, אתה יכול לעשות בלי למדוד תדרים.

מד קיבול קבלים

לאחר מכן, בדוק את הפעולה של מגבר OP DA1.3 (אוסצילוגרמות 5, 6). לאחר מכן, הגדר את מגבלת המדידה ל-"10 µF", המכפיל למצב "x1" וחבר קבל סטנדרטי בקיבולת של 10 µF. הפלט של המבדיל צריך להיות מלבני, אבל עם חזיתות ממושכות ומוחלקות, תנודות עם משרעת של כ-2 V (אוסצילוגרמה 7). הנגד R21 קובע את קריאות המכשיר - המחט מוסטת לקנה מידה מלא. מד מתח דיגיטלי (במגבלה של 2 V) מחובר לשקעים XS3, XS4 ונגד R22 משמש להגדרת הקריאה ל-1000 mV. אם הקבלים C1 - C4 והנגדים R12 - R16 נבחרו במדויק, קריאות המכשירים יהיו כפולות בסולמות אחרים, אותם ניתן לבדוק באמצעות קבלים סטנדרטיים.

מדידת הקיבול של קבל המולחם בלוח עם אלמנטים אחרים היא בדרך כלל די מדויקת בטווח של 0,1 - 10 uF, למעט כאשר הקבל משולף על ידי מעגל התנגדות בעל התנגדות נמוכה. מכיוון שההתנגדות המקבילה שלו תלויה בתדר Xc = 000/ωС, כדי להפחית את אפקט ה-shunting של אלמנטים אחרים של המכשיר יש צורך להגדיל את תדירות המדידה עם ירידה בקיבול של הקבלים הנמדדים. אם, בעת מדידת קבלים בקיבולת של 1 μF, 10 μF, 000 μF, 1000 μF, נעשה שימוש בתדרים של 100 הרץ, 10 הרץ, 1 הרץ, 10 קילו-הרץ, בהתאמה, אזי השפעת ה-shunting של הקריאה תשפיע על אפקט ההתנגדות. של המכשיר עם נגד מחובר מקביל עם התנגדות של 100 אוהם (שגיאה של כ-1%) או פחות. כאשר מודדים קבלים בקיבולת של 300 ו-4 μF בתדר של 0,1 קילו-הרץ, שגיאה של 1% תהיה עקב השפעת נגד מחובר מקביל עם התנגדות של 1 ו-4 קילו אוהם, בהתאמה.

בגבולות של 0,01 μF ו- 1000 pF, רצוי לבדוק את הקבלים עם מעגלי ה-shunt כבויים, שכן זרם המדידה קטן (2 μA, 200 nA). עם זאת, ראוי לזכור כי האמינות של קבלים קטנים גבוהה יותר באופן ניכר בשל עיצובם ומתח מותר גבוה יותר.

לפעמים, למשל, כאשר מודדים כמה קבלים עם דיאלקטרי תחמוצת (K50-6 וכו') עם קיבולת מ-1 µF עד 10 µF בתדר של 1 קילו-הרץ, מופיעה שגיאה, כנראה הקשורה בהשראות ובהפסדים של הקבל עצמו. בדיאלקטרי שלו; קריאות המכשיר נמוכות יותר. לכן, אולי כדאי לבצע מדידות בתדר נמוך יותר (לדוגמה, במקרה שלנו בתדר של 100 הרץ), אם כי במקרה זה תכונות ה-shunting של נגדים מקבילים ישתקפו כבר בהתנגדות גבוהה יותר.

ספרות

Kuchin S. מכשיר למדידת קיבול. - רדיו. 1993, מס' 6, עמ' 21 - 23.
Bolgov A. בודק של קבלים תחמוצת. - רדיו, 1989, מס' 6, עמ'. 44.

מחבר: V. Vasiliev, Naberezhnye Chelny

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

בריכות שחייה יכולות להיות מסוכנות 03.01.2002

קבוצת רופאים מהאוניברסיטה הקתולית של לובן (בלגיה) טוענת שביקור בבריכת השחייה מוביל לאלרגיות ואסטמה בילדים.

226 ילדים בגילאי 8 עד 12 נבדקו. חלקם מעולם לא היו בבריכות שחייה, אחרים היו בבריכה שלוש פעמים בשבוע מגיל שלוש או ארבע. ניתוחים הראו שאצל ילדים ששוחים זמן רב בבריכה מופיעים בדם חלבונים האופייניים למעשנים בוגרים ומעידים על פגיעה ברקמת הריאה. חוקרים אחרים מצאו שכיחות מוגברת של אסתמה בקרב מטפלים בבריכות שחייה. שתי התופעות מוסברות ככל הנראה על ידי נוכחות של כלור במים.

הרופאים מאמינים שיש להחליף את הכלור המוסף למים לצורך חיטוי באוזון או ברום.

עוד חדשות מעניינות:

▪ תקשורת לוויינית בפס 300 GHz

▪ משחזר טלפורטציה עבור אינטרנט קוונטי

▪ מקלדת מגע עם Bluetooth

▪ כרטיסי רשת Aquantia AQtion לרשתות 2,5/5G

▪ שיא מהירות quadcopter

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר הגנת ברקים. בחירת מאמרים

▪ מאמר הכוח שייך למי שההמונים מאמינים בו. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מתי התחלת לעשות קעקוע? תשובה מפורטת

▪ מאמר מכונאי של מגרד אוניברסלי. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר מערכת הארקה TN-CS. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר טיסה של בקבוק מצילינדר אחד למשנהו. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר