متر ESR DIY. لیست گسترده ای از خرابی تجهیزات وجود دارد که علت آن دقیقاً الکترولیتی است. عامل اصلی خرابی خازن های الکترولیتی "خشک شدن" است که برای همه آماتورهای رادیویی آشناست که به دلیل آب بندی ضعیف محفظه رخ می دهد. در این حالت، راکتانس خازنی یا به عبارتی راکتانس آن در نتیجه کاهش ظرفیت اسمی آن افزایش می یابد.

علاوه بر این، در حین کار، واکنش های الکتروشیمیایی در آن انجام می شود که باعث خوردگی نقاط اتصال بین لیدها و صفحات می شود. تماس خراب می شود و در نهایت "مقاومت تماس" را تشکیل می دهد که گاهی اوقات به چند ده اهم می رسد. اگر مقاومتی به صورت سری به خازن در حال کار متصل شود و علاوه بر این، این مقاومت در داخل آن قرار گیرد، دقیقاً مشابه است. به این مقاومت "مقاومت سری معادل" یا ESR نیز می گویند.

وجود مقاومت سری بر عملکرد دستگاه های الکترونیکی با ایجاد اختلال در عملکرد خازن ها در مدار تأثیر منفی می گذارد. افزایش ESR (حدود 3...5 اهم) تأثیر بسیار قوی بر عملکرد دارد که منجر به سوزاندن ریزمدارها و ترانزیستورهای گران قیمت می شود.

جدول زیر میانگین مقادیر ESR (بر حسب میلی اهم) را برای خازن های جدید با ظرفیت های مختلف بسته به ولتاژی که برای آن طراحی شده است نشان می دهد.

بر کسی پوشیده نیست که راکتانس با افزایش فرکانس کاهش می یابد. به عنوان مثال، در فرکانس 100 کیلوهرتز و ظرفیت 10 μF، مولفه خازنی بیش از 0.2 اهم نخواهد بود. هنگام اندازه گیری افت ولتاژ متناوب با فرکانس 100 کیلوهرتز و بالاتر، می توانیم فرض کنیم که با خطا در منطقه 10 ... 20٪، نتیجه اندازه گیری مقاومت فعال خازن خواهد بود. بنابراین، مونتاژ آن اصلا دشوار نیست.

توضیحات ESR متر برای خازن ها

یک ژنراتور پالس با فرکانس 120 کیلوهرتز روی آن مونتاژ می شود عناصر منطقی DD1.1 و DD1.2. فرکانس ژنراتور توسط مدار RC روی عناصر R1 و C1 تعیین می شود.

برای هماهنگی، عنصر DD1.3 معرفی شد. برای افزایش توان پالس ها از ژنراتور، عناصر DD1.4...DD1.6 وارد مدار شدند. سپس، سیگنال از تقسیم کننده ولتاژ در مقاومت های R2 و R3 عبور می کند و به خازن Cx مورد مطالعه می رود. واحد اندازه گیری ولتاژ متناوب شامل دیودهای VD1 و VD2 و یک مولتی متر به عنوان ولتاژ متر، به عنوان مثال، M838 است. مولتی متر باید به حالت اندازه گیری تغییر کند ولتاژ DC. ESR متر با تغییر مقدار R2 تنظیم می شود.

ریز مدار DD1 - K561LN2 را می توان با K1561LN2 جایگزین کرد. دیودهای VD1 و VD2 ژرمانیوم هستند، امکان استفاده از D9، GD507، D18 وجود دارد.

اجزای رادیویی متر ESR روی آن قرار دارند که می توانید خودتان آنها را بسازید. از نظر ساختاری، دستگاه در همان محفظه با باتری ساخته شده است. پروب X1 به شکل یک خرطومی ساخته شده و به بدنه دستگاه متصل می شود، پروب X2 سیمی به طول بیش از 10 سانتی متر است که در انتهای آن یک سوزن قرار دارد. خازن ها را می توان مستقیماً روی برد بررسی کرد، نیازی به لحیم کردن آنها نیست، که پیدا کردن خازن معیوب را در حین تعمیر بسیار آسان می کند.

راه اندازی دستگاه

1، 5، 10، 15، 25، 30، 40، 60، 70 و 80 اهم.

لازم است یک مقاومت 1 اهم را به پروب های X1 و X2 متصل کنید و R2 را بچرخانید تا مولتی متر 1 میلی ولت را نشان دهد. سپس به جای 1 اهم، مقاومت بعدی (5 اهم) را وصل کنید و بدون تغییر R2، قرائت مولتی متر را ثبت کنید. همین کار را با مقاومت های باقی مانده انجام دهید. نتیجه جدولی از مقادیر است که از آن می توان راکتانس را تعیین کرد.

تکنسین هایی که تجهیزات رادیویی را تعمیر می کنند اغلب با خرابی خازن ها یا کاهش ظرفیت خازن مواجه می شوند. برای اینکه بفهمید قطعه ای کار می کند یا نه، باید ظرفیت خازن را اندازه گیری کنید. دستگاه های مختلفی برای این کار وجود دارد.

طراحی و مشخصات خازن

خازن شامل دو صفحه فلزی است که بین آنها دی الکتریک قرار می گیرد. برای دی الکتریک از مواد هوا، پلاستیک، میکا، مقوا و سرامیک استفاده می شود.

در قطعات مدرن تر به جای فلز از فویل استفاده می شود که به صورت رول در می آید. بنابراین با ابعاد کوچکتر خازن می توان ظرفیت آن را افزایش داد.

خازن ها بر اساس مواد دی الکتریک، روش های نصب، شکل صفحه و غیره طبقه بندی می شوند. با توجه به قطبیت آنها به دو دسته تقسیم می شوند:

• الکترولیتی یا اکسیدی که دارای قطبیت است.
• غیر قطبی

عناصر خازن الکترولیتی هنگام روشن شدن نیاز به قطبیت اجباری دارند. دی الکتریک موجود در آنها لایه اکسیدی است که روی آند تانتالیوم (آلومینیوم) تشکیل شده است. کاتد یک الکترولیت به شکل مایع یا ژل است. اندازه گیری ظرفیت خازن از این نوع باید با در نظر گرفتن علامت گذاری قطب های قطعه انجام شود.

خاصیت اصلی یک خازن انباشتگی است شارژ الکتریکیبه همین دلیل در فیلترهای مختلف کاربرد فراوانی دارد. با کمک آن می توانید سیگنالی را بین مراحل تقویت، جداسازی بالا و فرکانس های پایینو غیره.

پارامترهای خازن:

1. ظرفیت. توانایی تجمع بار بسته به مساحت صفحات، فاصله بین آنها و ماهیت ماده مورد استفاده به عنوان الکترولیت. بر حسب فاراد اندازه گیری می شود.
2. ولتاژ محاسبه شده. نشان می دهد که عملکرد طولانی مدت و پایدار عنصر در چه ولتاژی امکان پذیر است. اگر از پارامتر فراتر رود، ممکن است خرابی رخ دهد.

خرابی های احتمالی خازن

انواع مختلفی از اختلالات خازن وجود دارد که بر عملکرد مدار الکتریکی تأثیر می گذارد:

• خرابی کامل (اتصال کوتاه بین صفحات)؛
• نقض سفتی خارجی از آسیب مکانیکی;
• کاهش ظرفیت؛
• افزایش دادن مقاومت داخلی;
• کاهش ولتاژ که در آن یک شکست برگشت پذیر عنصر رخ می دهد.

در بیشتر موارد، قطعات به دلیل کارکرد طولانی مدت در شرایط گرمای بیش از حد از کار می افتند. اطمینان از شرایط دمایی مطلوب برای عملکرد تجهیزات همیشه مهم است.

نحوه بررسی سلامت خازن

در مرحله اول باید از نظر آسیب مکانیکی، تغییر شکل بدنه و تغییر رنگ، قطعه را بازرسی بصری انجام دهید. برای سلول های الکترولیتی، این تورم در قسمت بالایی است که می تواند کوچک باشد، اما در مقایسه با آنالوگ های قابل استفاده قابل توجه است. اغلب این قطعه از بیرون عادی به نظر می رسد. سپس برای بررسی آن به دستگاه های خاصی نیاز دارید:

• یک مولتی متر با یک تابع اندازه گیری ظرفیت؛
• خازن متر خازن ویژه؛
• LC متر؛
• دستگاه ESR.

با استفاده از یک مولتی متر، گاهی اوقات نتیجه گیری در مورد نقص مشکل است، زیرا ظرفیت عنصر خازن آسیب دیده به مقدار بسیار کمی کاهش می یابد. با استفاده از متر ال سی یا دستگاه های خاص می توان مقدار آن را با دقت بیشتری تعیین کرد. از ابزارهای ESR برای اندازه گیری ظرفیت خازن های الکترولیتی استفاده می شود. علاوه بر این، اندازه گیری ها بدون لحیم کاری قطعات از مدار انجام می شود.

اگر دستگاه خاصی وجود نداشته باشد، می توان با یک مولتی متر که مقاومت را اندازه گیری می کند، اندازه گیری های خازنی عناصر غیر قطبی را انجام داد. در این حالت آنها از روی تخته لحیم کاری می شوند.

1. حد را روی "200 کیلو اهم" در مقیاس مولتی متر تنظیم کنید. محدودیت مقیاس بسته به مقدار ظرفیت اسمی متفاوت است.
2. عناصر خازن لحیم کاری شده را در صورت وجود تخلیه کنید شارژ باقی مانده. تخلیه با اتصال کوتاه پایانه های آنها تولید می شود.
3. پروب های دستگاه را به پایانه های خازن وصل کرده و قرائت آن را مشاهده کنید. سعی کنید قسمت تماس پروب ها را با دستان خود لمس نکنید.

مقدار مقاومتی که روی صفحه ظاهر می شود به تدریج افزایش می یابد و سپس "1" را نشان می دهد که در دستگاه دیجیتال به معنای "بی نهایت" است. در خازن های با ظرفیت کم، فرآیند تغییر مقاومت تسریع می شود تا ممکن است تشخیص داده نشود.

مهم!یک عنصر خازن با شارژ مناسب مقاومت "بی نهایت" دارد.

اگر قطعه معیوب باشد، بلافاصله، بدون ایجاد قبلی، مقادیر "1" قابل مشاهده خواهد بود که نشان دهنده شکست در داخل قطعه یا "0" - یک اتصال کوتاه داخلی است. افزایش نرمی در مقاومت به دلیل شارژ شدن قطعه از باتری مولتی متر مشاهده می شود.

از تسترهای آنالوگ قدیمی نیز می توان برای اندازه گیری ظرفیت استفاده کرد. در این مورد، مشاهداتی از حرکات فلش انجام می شود. باید فوراً با سرعت بسته به خازن به سمت راست منحرف شود و حرکت آهسته خود را تا مرزهای مقیاس ادامه دهد. اگر تکان نخورد یا منحرف شد و متوقف شد، این نشان دهنده آسیب است. همین موضوع با یک پرش شدید به حداکثر اعداد نشان داده می شود.

مهم!عناصر خازن با ظرفیت حداکثر 0.25 μF را می توان با مولتی متر آزمایش کرد. برای پارامترهای کوچکتر، آزمایش بر روی مترهای LC انجام می شود.

اندازه گیری مقادیر ظرفیت خازنی واقعی

با استفاده از روشی که در بالا توضیح داده شد، نمی توان مقادیر کمی خازنی را تعیین کرد. با استفاده از ابزارهایی که ظرفیت خازن را بر حسب فاراد اندازه گیری می کنند، بلافاصله انحراف آن از پارامتر اسمی مشخص می شود. مقدار صفر نشان دهنده خرابی است، مقدار کاهش یافته نیز نشان می دهد که قطعه باید تعویض شود.

مقدار ظرفیت خازن را می توان به طور غیر مستقیم با میزان افزایش مقاومت در لحظه اتصال به مولتی متر قضاوت کرد. هر چه کمتر باشد ظرفیت آن بیشتر می شود. شما می توانید مقدار تقریبی آن را با اتصال عناصر خازن قابل سرویس با یک ظرفیت شناخته شده قبلی و اندازه گیری زمان در ثانیه که در طی آن مقاومت به "بی نهایت" می رسد، محاسبه کنید. نتیجه گیری بر اساس مقایسه با عنصر خازن مورد آزمایش انجام می شود.

در پانل جلویی یک مولتی متر که برای اندازه گیری های خازنی طراحی شده است، کانکتورهای ورودی ویژه CX وجود دارد که با علامت "پلاس" و "منفی" مشخص شده اند. در عوض، پروب های معمولی ممکن است وجود داشته باشند. برای اندازه گیری، عناصر خازن با رعایت اجباری قطبیت قطعات الکترولیتی در این کانکتورها وارد می شوند. علامت گذاری روی خود خازن ها نیز وجود دارد. برای عناصر غیر قطبی این مهم نیست. مقدار حدی مقیاس ظرفیت اندازه گیری شده باید بر اساس پارامترهای خازن تنظیم شود.

مهم!قبل از اتصال به دستگاه، لازم است شارژ باقیمانده را از خازن خارج کنید.

اندازه گیری ESR

ESR مخفف عبارت Equivalent Series Resistance است که یک پارامتر بسیار مهم برای یک خازن الکترولیتی است. هنگامی که این مقاومت افزایش می یابد، جریان شارژ کاهش می یابد و باعث اختلال در عملکرد می شود مدار الکتریکی. علاوه بر این، ظرفیت اندازه گیری شد روش های سنتی، ممکن است از حد معمول فراتر نرود. اثر مقاومت معادل به ویژه در قطعات با ظرفیت بیش از 5 μF قابل توجه است. برای عملکرد پایدار، پارامتر نباید از 1 اهم تجاوز کند.

هنگام بررسی عناصر خازن بدون لحیم کردن آنها از برد، چنین دستگاهی نتایج دقیق تری می دهد. تلاش برای اندازه گیری مشابه پارامترهای یک قطعه با یک مولتی متر تصویر قابل اعتمادی به دست نمی دهد. در کنار خازن عناصر دیگری وجود دارد: اندوکتانس، مقاومت و غیره که یک اثر اعوجاج ایجاد می کنند. معمولاً با استفاده از اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم در مورد قابلیت سرویس‌دهی عنصر خازن نتیجه‌گیری می‌شود یا یکی دیگر با ویژگی‌های یکسان به موازات آن لحیم می‌شود. این فقط در مدارهای ولتاژ پایین امکان پذیر است.

کاهش ولتاژ خرابی یک خازن

آماتورهای رادیویی ممکن است با موردی مواجه شوند که تمام مشخصات خازن هنگام اندازه گیری با مولتی متر طبیعی باشد، اما هنگام کار در مدار، علائم خرابی آن مشاهده می شود. این زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ شکست کمتر از مقدار اسمی باشد. اگر قطعه برای ولتاژ 25 ولت طراحی شده باشد و خرابی در 15 ولت رخ دهد، پس از اندازه گیری با مولتی متر، نقص عنصر خازن تشخیص داده نمی شود، زیرا خرابی برگشت پذیر است.

برای تعیین چنین نقصی، باید از یک منبع استفاده کنید جریان مستقیمبا قابلیت تنظیم سطح ولتاژ. با اتصال بخشی به آن و افزایش تدریجی ولتاژ تغذیه، وجود آسیب آشکار می شود که با افزایش شدید جریان تا زمانی که خاموش شدن محافظتی منبع تغذیه آغاز شود، قابل توجه است.

اندازه گیری ظرفیت خازنی را می توان انجام داد راه های مختلف. شما به سادگی می توانید یک عنصر معیوب را با اهم متر تشخیص دهید.

ویدیو

تقریباً دو سال پیش یک ظرفیت سنج دیجیتال خریدم و شاید بتوان گفت اولین چیزی را که به آن برخورد کردم برداشتم. من از عدم توانایی مولتی متر Mastech MY62 در اندازه گیری ظرفیت خازن های بیش از 20 میکروفاراد بسیار خسته شده بودم و به درستی کمتر از 100 پیکو فاراد را اندازه گیری نمی کرد. من دو چیز را در مورد SM-7115A دوست داشتم:

1. کل محدوده مورد نیاز را اندازه گیری می کند
2. جمع و جور و راحت

پرداخت 750 روبل. من صمیمانه معتقد بودم که ارزش پول را ندارد و به دلیل فقدان کامل محصولات رقابتی، قیمت "تورم" شده است. البته کشور مبدأ چین است. او می ترسید که "فیب" شود، علاوه بر این، او از آن مطمئن بود - اما بیهوده.

ظرفیت سنج و سیم های آن در پلی اتیلن بسته بندی شده بود، هر کدام در پوسته خود و در جعبه ای ساخته شده از مقوای ضخیم قرار داده شدند، فضای آزاد با پلاستیک فوم پر شد. همچنین در جعبه دستورالعمل برای زبان انگلیسی. ابعاد کلی دستگاه 135*72*36 میلی متر، وزن 180 گرم می باشد. رنگ بدنه مشکی است، پنل جلویی دارای رنگ یاسی است. دارای نشانگر کریستال مایع، نه محدوده اندازه گیری، دو موقعیت خاموشی، یک رگولاتور تنظیم صفر، 15 سانتی متر، سیم های رنگی مختلف (قرمز - مشکی) که با آن خازن اندازه گیری شده به دستگاه متصل می شود و با گیره های تمساح ختم می شود. و سوکت های روی بدنه دستگاه برای اتصال آنها با یک علامت رنگی با قطبیت مربوطه مشخص شده اند. نماد خازن در حال اندازه گیری از باتری 9 ولتی استفاده شده و عملکردی برای نشان دادن خودکار تخلیه آن وجود دارد. نشانگر سه رقمی کریستال مایع +1 رقم اعشار، محدوده اندازه گیری اعلام شده توسط سازنده از 0.1 pF تا 20000 μF، با قابلیت تنظیم محدوده اندازه گیری از 0 تا 200 pF، برای تنظیم صفر، در +/- 20 pF است. ، زمان یک اندازه گیری 2-3 ثانیه.

جدول خطاهای مجاز در اندازه گیری ها به تفکیک محدوده. توسط سازنده ارائه شده است.

یک پایه یکپارچه در نیمه پشتی کیس وجود دارد. این امکان قرار دادن متر را به صورت فشرده در محل کار فراهم می کند و دید نمایشگر کریستال مایع را بهبود می بخشد.

محفظه باتری کاملاً مستقل است تا باتری را تغییر دهید، فقط درب آن را به کناری ببرید. راحتی زمانی که وجود داشته باشد نامشخص است.

به منظور حذف پشت جلدکافی است یک پیچ خودکشی روی محفظه باز کنید. عظیم ترین جزء تخته مدار چاپی- فیوز 500 میلی آمپر.

عملکرد دستگاه اندازه گیری بر اساس روش ادغام دوگانه است. این بر روی شمارنده های منطقی HEF4518BT - 2 عدد، کلید HEF4066BT، شمارنده اعشاری با رسیور HCF4017 و ترانزیستورهای SMD مونتاژ می شود: J6 - 4 عدد، M6 - 2 عدد.

با باز کردن شش پیچ دیگر می توانید طرف دیگر برد مدار چاپی را ببینید. مقاومت متغیری که برای تنظیم آن روی "0" استفاده می شود به گونه ای قرار می گیرد که در صورت لزوم به راحتی قابل تعویض باشد. در سمت چپ، کنتاکت‌هایی برای اتصال خازن در حال اندازه‌گیری وجود دارد، موارد بالا برای ارتباط مستقیم(بدون سیم).

دستگاه بلافاصله روی نقطه مرجع صفر تنظیم نمی شود، اما قرائت تنظیم شده باقی می ماند. با قطع سیم ها انجام این کار بسیار ساده تر است.

برای نشان دادن به وضوح تفاوت در دقت اندازه گیری زمانی که راه های مختلفاندازه گیری (با و بدون سیم) من خازن های کوچک با علامت های کارخانه گرفتم - 8.2 pF

بررسی ویدیویی دستگاه

بدون سیم با سیم
№1 8 pF 7.3 pF
№2 7.6 pF 8.3 pF
№3 8.1 pF 9.3 pF

همه چیز واضح است. من همچنین بارها و بارها خازن ها را روی تخته ها اندازه گرفتم - قرائت اندازه گیری خازن های قابل سرویس با توجه به مقدار نشان داده شده روی آنها کاملاً کافی است. بدون اینکه خیلی ضربه زننده باشیم، می توان گفت که ضریب کیفیت اندازه گیری دستگاه بسیار بالاست.

معایب دستگاه

• صفر کردن بلافاصله انجام نمی شود،
• تیغه های تماسی برای اندازه گیری بدون سیم فاقد خاصیت ارتجاعی بوده و پس از بازکردن به حالت اولیه خود برنمی گردند.
• کنتور مجهز به ظرف کالیبراسیون نیست.

نتیجه گیری

در کل از دستگاه راضی هستم. اندازه آن خوب است، جمع و جور است (به راحتی در جیب جا می شود)، بنابراین در بازار رادیو من نه آنچه را که می دهند، بلکه آنچه را که نیاز دارم، می گیرم. من قصد دارم وقتی وقت داشته باشم آن را اصلاح کنم: پتانسیومتر و کنتاکت های اندازه گیری مستقیم را جایگزین کنید. نمودار آن، یا چیزی مشابه، را می توان در بخش یافت. او به آن گفت "همانطور که هست" و شما می توانید خودتان تصمیم بگیرید که آیا ارزش افزودن چنین دستگاهی به آزمایشگاه خانگی خود را دارد یا خیر. نویسنده - بابای.

در این مقاله ما بیشترین را خواهیم داد دستورالعمل های کامل، که به شما امکان می دهد بدون کمک صنعتگران واجد شرایط یک خازن متر خازن را با دستان خود بسازید.

متأسفانه، تجهیزات اغلب خراب می شوند. اغلب یک دلیل وجود دارد - ظاهر یک خازن الکترولیتی. همه آماتورهای رادیویی با به اصطلاح "خشک شدن" آشنا هستند که به دلیل نقض سفتی محفظه دستگاه اتفاق می افتد. راکتانس به دلیل کاهش ظرفیت نامی افزایش می یابد.

علاوه بر این، در طول عملیات، واکنش های الکتروشیمیایی شروع به رخ دادن می کند، آنها مفاصل پایانه را از بین می برند. در نتیجه، کنتاکت ها شکسته می شوند و مقاومت تماسی را تشکیل می دهند که گاهی به ده ها اهم می رسد. هنگامی که یک مقاومت به خازن کار متصل شود، همین اتفاق خواهد افتاد. وجود همین مقاومت سری بر عملکرد تأثیر منفی می گذارد دستگاه الکترونیکی، کل عملکرد خازن ها در مدار دچار اعوجاج می شود.

به دلیل تأثیر شدید مقاومت در محدوده سه تا پنج اهم، غیر قابل استفاده می شوند منابع پالسیمنبع تغذیه، زیرا ترانزیستورها و میکرو مدارهای گران قیمت در آنها می سوزند. اگر در هنگام مونتاژ دستگاه، قطعات بررسی شده باشد و در هنگام نصب خطایی رخ نداده باشد، مشکلی در راه اندازی آن وجود نخواهد داشت.

به هر حال، ما به شما پیشنهاد می کنیم به دنبال یک آهن لحیم کاری جدید در Aliexpress باشید - ارتباط دادن(بررسی های عالی). یا به دنبال تجهیزات لحیم کاری در فروشگاه VseInstrumenty.ru بگردید - پیوند به بخش با آهن لحیم کاری .

طرح، اصل عملیات، دستگاه

این طرح با استفاده از تقویت کننده عملیاتی. دستگاهی که قرار است با دستان خود بسازیم به ما امکان می دهد ظرفیت خازن ها را در محدوده از چند پیکوفاراد تا یک میکروفاراد اندازه گیری کنیم.

بیایید نمودار داده شده را درک کنیم:

• زیر باندها. این واحد دارای 6 "فرعی" است، محدودیت های بالای آنها 10، 100 است. 1000 pF، و همچنین 0.01، 0.1 و 1 µF. ظرفیت خازن با استفاده از شبکه اندازه گیری میکرو آمپرمتر اندازه گیری می شود.
• هدف. اساس عملکرد دستگاه اندازه گیری است جریان متناوب، از یک خازن عبور می کند که نیاز به بررسی دارد.
• تقویت کننده DA 1 حاوی یک مولد پالس است. نوسانات تکرار آنها تابع ظرفیت C 1-C 6 خازن ها و همچنین موقعیت سوئیچ ضامن مقاومت "تنظیم" R 5 است. فرکانس از 100 هرتز تا 200 کیلوهرتز متغیر خواهد بود. ما برای مقاومت پیرایش R1 یک مدل متناسب از نوسانات در خروجی ژنراتور تعیین می کنیم.
• دیودهای نشان داده شده در نمودار، مانند D 3 و D 6، مقاومت (تنظیم شده) R 7-R 11، میکرو آمپرمتر RA 1، خود متر جریان متناوب را تشکیل می دهند. در داخل میکرو آمپرمتر، مقاومت نباید بیش از 3 کیلو اهم باشد، به طوری که خطای اندازه گیری در محدوده حداکثر 10 pF از ده درصد تجاوز نمی کند.
• مقاومت های تریمر R 7 - R 11 به موازات P A 1 به زیرمجموعه های دیگر متصل می شوند. زیر محدوده اندازه گیری مورد نظر با استفاده از کلید ضامن S A 1 تنظیم می شود. دوم مقاومت ها را در نشانگر سوئیچ می کند.
• برای اینکه دستگاه بتواند انرژی دریافت کند، به یک منبع تثبیت شده 2 قطبی (ولتاژ 8 تا 15 ولت) نیاز دارد. مقادیر خازن تنظیم فرکانس ممکن است 20٪ متفاوت باشد، اما خود آنها باید پایداری زمانی و دمایی بالایی داشته باشند.

البته، برای یک فرد معمولی که فیزیک را نمی فهمد، همه اینها ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما باید درک کنید که برای ساختن یک خازن سنج با دستان خود، باید دانش و مهارت خاصی داشته باشید. در مرحله بعد، بیایید در مورد نحوه تنظیم دستگاه صحبت کنیم.

راه اندازی دستگاه اندازه گیری

برای تنظیم صحیح، دستورالعمل ها را دنبال کنید:

1. ابتدا، تقارن نوسانات با استفاده از مقاومت R 1 به دست می آید. "لغزنده" مقاومت R 5 در وسط قرار دارد.
2. مرحله بعدی این است که خازن مرجع 10 pf را به پایانه هایی که با علامت cx مشخص شده اند وصل کنید. با استفاده از مقاومت R 5، سوزن میکرو آمپرمتر را به مقیاس مربوط به ظرفیت خازن مرجع حرکت دهید.
3. در مرحله بعد، شکل نوسان در خروجی ژنراتور بررسی می شود. کالیبراسیون در تمام زیرمجموعه ها انجام می شود.

مکانیسم دستگاه ممکن است متفاوت باشد. پارامترهای اندازه به نوع میکروآمپرمتر بستگی دارد. هیچ ویژگی خاصی هنگام کار با دستگاه وجود ندارد.

ایجاد مدل های مختلف متر

مدل سری AVR

شما می توانید چنین متری را بر اساس یک ترانزیستور متغیر بسازید. در اینجا دستورالعمل ها وجود دارد:

1. ما یک کنتاکتور را انتخاب می کنیم.
2. ما ولتاژ خروجی را اندازه می گیریم.
3. مقاومت منفی در ظرفیت سنج بیش از 45 اهم نیست.
4. اگر رسانایی 40 میکرون باشد، اضافه بار 4 آمپر خواهد بود.
5. برای بهبود دقت اندازه گیری، باید از مقایسه کننده ها استفاده کنید.
6. همچنین عقیده ای وجود دارد که بهتر است فقط از فیلترهای باز استفاده کنید ، زیرا در صورت بار سنگین از نویز ضربه ای نمی ترسند.
7. همچنین توصیه می شود از تثبیت کننده های قطب استفاده کنید، اما فقط مقایسه گرهای شبکه برای اصلاح دستگاه مناسب نیستند.

قبل از روشن کردن ظرفیت سنج، باید مقاومت را اندازه گیری کنید که برای دستگاه های خوش ساخت باید تقریباً 40 اهم باشد. اما بسته به دفعات اصلاح ممکن است نشانگر متفاوت باشد.

ماژول مبتنی بر PIC16F628A می تواند از نوع قابل تنظیم باشد.

بهتر است فیلترهای رسانایی بالا نصب نکنید.

قبل از شروع لحیم کاری، باید ولتاژ خروجی را بررسی کنیم.

اگر مقاومت خیلی زیاد است، ترانزیستور را عوض کنید.

ما از مقایسه کننده ها برای غلبه بر نویز ضربه ای استفاده می کنیم.

علاوه بر این ما از تثبیت کننده های هادی استفاده می کنیم.

صفحه نمایش می تواند متن باشد، که ساده ترین و راحت ترین است. آنها باید از طریق پورت های کانال نصب شوند.

بعد، با استفاده از تستر، اصلاح را تنظیم کردیم.

اگر مقادیر خازن خیلی زیاد باشد، ترانزیستورها را با رسانایی کم تغییر می دهیم.

می توانید در مورد نحوه ساخت خازن متر خازن با دستان خود از ویدیو زیر اطلاعات بیشتری کسب کنید.

دستورالعمل های ویدیویی

خازن عنصری از مدار الکتریکی است که از الکترودهای رسانا (صفحات) جدا شده توسط دی الکتریک تشکیل شده است. برای استفاده از ظرفیت الکتریکی آن طراحی شده است. یک خازن با ظرفیت C، که ولتاژ U به آن اعمال می شود، بار Q را در یک طرف و Q را از طرف دیگر جمع می کند. ظرفیت خازن در اینجا بر حسب فاراد است، ولتاژ بر حسب ولت، شارژ بر حسب کولن است. هنگامی که جریان 1 A از خازن با ظرفیت 1 F عبور می کند، ولتاژ 1 ولت در 1 ثانیه تغییر می کند.

یک فاراد ظرفیت زیادی دارد، بنابراین معمولاً از میکروفارادها (µF) یا پیکوفارادها (pF) استفاده می‌شود. 1F = 106 µF = 109 nF = 1012 pF. در عمل از مقادیری از چند پیکوفاراد تا ده ها هزار میکروفاراد استفاده می شود. جریان شارژ یک خازن با جریان عبوری از مقاومت متفاوت است. این نه به بزرگی ولتاژ، بلکه به سرعت تغییر ولتاژ بستگی دارد. به همین دلیل، اندازه گیری ظرفیت خازن نیاز به طراحی مدارهای ویژه متناسب با ویژگی های خازن دارد.

نام گذاری روی خازن ها

ساده ترین راه برای تعیین مقدار ظرفیت خازن، علامت گذاری روی بدنه خازن است.

خازن قطبی الکترولیتی (اکسید) با ظرفیت 22000 µF، طراحی شده برای ولتاژ نامی 50 ولت DC. یک نام WV - ولتاژ عملیاتی وجود دارد. علامت گذاری خازن غیر قطبی باید امکان کارکرد در مدارهای جریان متناوب را نشان دهد ولتاژ بالا(220 VAC).

خازن فیلم با ظرفیت 330000 pF (0.33 µF). مقدار در این مورد با آخرین رقم یک عدد سه رقمی تعیین می شود که تعداد صفرها را نشان می دهد. حرف زیر نشان دهنده خطای مجاز است، در اینجا - 5٪. رقم سوم می تواند 8 یا 9 باشد. سپس دو رقم اول به ترتیب در 0.01 یا 0.1 ضرب می شوند.

ظرفیت تا 100 pF، به استثنای نادر، با عدد مربوطه مشخص شده است. این برای به دست آوردن اطلاعات در مورد محصول کافی است. سازنده می تواند نام های منحصر به فرد خود را ارائه دهد که رمزگشایی آنها همیشه امکان پذیر نیست. این امر به ویژه در مورد کد رنگ محصولات داخلی صدق می کند. تشخیص ظرفیت با علامت های پاک شده غیرممکن است، در چنین شرایطی نمی توانید بدون اندازه گیری انجام دهید.

محاسبات با استفاده از فرمول های مهندسی برق

ساده ترین مدار RC از یک مقاومت و یک خازن به صورت موازی تشکیل شده است.

پس از انجام تبدیل های ریاضی (که در اینجا آورده نشده است) خواص مدار مشخص می شود که از آن نتیجه می شود که اگر یک خازن باردار به یک مقاومت متصل شود، همانطور که در نمودار نشان داده شده است تخلیه می شود.

حاصلضرب RC ثابت زمانی مدار نامیده می شود. زمانی که R بر حسب اهم و C بر حسب فاراد باشد، RC حاصلضرب مربوط به ثانیه است. برای ظرفیت 1 μF و مقاومت 1 کیلو اهم، ثابت زمانی 1 میلی ثانیه است، اگر خازن به ولتاژ 1 ولت شارژ شود، هنگامی که یک مقاومت وصل می شود، جریان در مدار 1 میلی آمپر خواهد بود. هنگام شارژ، ولتاژ خازن در زمان t ≥ RC به Vo خواهد رسید. در عمل، قانون زیر اعمال می شود: در زمان 5 RC، خازن تا 99٪ شارژ یا دشارژ می شود. در مقادیر دیگر، ولتاژ به صورت تصاعدی تغییر خواهد کرد. در 2.2 RC 90% خواهد بود، در 3 RC 95% خواهد بود. این اطلاعات برای محاسبه ظرفیت با استفاده از دستگاه های ساده کافی است.

مدار اندازه گیری

برای تعیین ظرفیت خازن ناشناخته، باید آن را در مداری متشکل از یک مقاومت و یک منبع تغذیه قرار دهید. ولتاژ ورودی کمی کمتر از ولتاژ نامی خازن انتخاب می شود، اگر ناشناخته باشد، 10-12 ولت کافی خواهد بود. شما همچنین به یک کرونومتر نیاز دارید. برای از بین بردن تأثیر مقاومت داخلی منبع تغذیه بر روی پارامترهای مدار، باید یک سوئیچ در ورودی نصب شود.

مقاومت به صورت تجربی، بیشتر برای راحتی زمان‌بندی، در بیشتر موارد بین پنج تا ده کیلو اهم انتخاب می‌شود. ولتاژ دو سر خازن با یک ولت متر کنترل می شود. زمان از لحظه روشن شدن برق - هنگام شارژ و خاموش شدن، در صورت کنترل تخلیه، شمارش می شود. با داشتن مقادیر مقاومت و زمان شناخته شده، ظرفیت خازن با استفاده از فرمول t = RC محاسبه می شود.

راحت تر است که زمان تخلیه خازن را بشمارید و مقادیر را در 90٪ یا 95٪ ولتاژ اولیه علامت گذاری کنید، در این حالت محاسبه با استفاده از فرمول های 2.2t = 2.2RC و 3t = 3RC انجام می شود. . به این ترتیب می توانید ظرفیت خازن های الکترولیتی را با دقتی که توسط خطاهای اندازه گیری زمان، ولتاژ و مقاومت تعیین می شود، دریابید. استفاده از آن برای سرامیک و سایر ظرفیت های کوچک، استفاده از ترانسفورماتور 50 هرتز و محاسبه ظرفیت، خطای غیرقابل پیش بینی می دهد.

ابزار اندازه گیری

در دسترس ترین روش برای اندازه گیری ظرفیت، مولتی متر پرکاربرد با این قابلیت است.

در اغلب موارد، چنین دستگاه هایی دارای حد بالایی اندازه گیری ده ها میکروفاراد هستند که برای کاربردهای استاندارد کافی است. خطای خواندن بیش از 1٪ نیست و متناسب با ظرفیت است. برای بررسی، کافی است سرنخ های خازن را در سوکت های مورد نظر قرار دهید و کل فرآیند را مطالعه کنید. این تابع در همه مدل های مولتی متر وجود ندارد، اما اغلب با محدودیت های اندازه گیری مختلف و روش های اتصال خازن یافت می شود. برای تعیین بیشتر مشخصات دقیقخازن (مماس اتلاف و غیره)، دستگاه های دیگری استفاده می شوند، برای یک کار خاص طراحی شده اند و اغلب دستگاه های ثابت هستند.

مدار اندازه گیری عمدتاً روش پل را اجرا می کند. آنها به طور محدود در مناطق حرفه ای خاص استفاده می شوند و به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند.

سی متر خانگی

بدون در نظر گرفتن راه حل های عجیب و غریب مختلف، مانند یک گالوانومتر بالستیک و مدارهای پل با ذخیره مقاومت، یک آماتور رادیویی تازه کار می تواند یک دستگاه ساده یا یک ضمیمه برای مولتی متر بسازد. تراشه پرکاربرد سری 555 برای این اهداف کاملاً مناسب است. این یک تایمر بلادرنگ با یک مقایسه کننده دیجیتال داخلی است که در این مورد به عنوان ژنراتور استفاده می شود.

فرکانس پالس های مستطیلی با انتخاب مقاومت های R1-R8 و خازن های C1, C2 با استفاده از کلید SA1 تنظیم می شود و برابر است با: 25 کیلوهرتز، 2.5 کیلوهرتز، 250 هرتز، 25 هرتز - مربوط به موقعیت های کلید 1، 2، 3 و 4-8. . خازن Cx با نرخ تکرار پالس از طریق دیود VD1 تا یک ولتاژ ثابت شارژ می شود. تخلیه در طول یک مکث از طریق مقاومت های R10، R12-R15 رخ می دهد. در این زمان، یک پالس با مدت زمان بسته به ظرفیت Cx تشکیل می شود (هرچه ظرفیت بزرگتر باشد، پالس طولانی تر است). پس از عبور از مدار یکپارچه R11 C3، ولتاژی مطابق با طول پالس و متناسب با مقدار ظرفیت خازن Cx در خروجی ظاهر می شود. یک مولتی متر (X 1) در اینجا برای اندازه گیری ولتاژ در حد 200 میلی ولت وصل شده است. موقعیت های سوئیچ SA1 (از اول شروع می شود) با محدودیت ها مطابقت دارد: 20 pF، 200 pF، 2 nF، 20 nF، 0.2 µF، 2 µF، 20 µF، 200 µF.

تنظیم سازه باید با وسیله ای انجام شود که در آینده مورد استفاده قرار گیرد. خازن ها برای تنظیم باید با ظرفیتی برابر با زیر محدوده های اندازه گیری انتخاب شوند و تا حد امکان دقیق، خطا به این بستگی دارد. خازن های انتخاب شده یکی یکی به X1 متصل می شوند. اول از همه، زیرمجموعه‌های 20 pF-20 nF برای این کار تنظیم می‌شوند، از مقاومت‌های پیرایشی R1، R3، R7 برای دستیابی به خوانش‌های مولتی‌متر مربوطه استفاده می‌شود مقاومت های متصل به سری در زیر محدوده های دیگر (0.2μF-200μF) کالیبراسیون با مقاومت های R12-R15 انجام می شود.

هنگام انتخاب منبع تغذیه، باید در نظر گرفت که دامنه پالس ها به طور مستقیم به پایداری آن بستگی دارد. تثبیت کننده های یکپارچه سری 78xx در اینجا کاملاً قابل استفاده هستند. خطای اندازه گیری، در صورت برآورده شدن همه شرایط، می تواند در حدود 5٪ در زیر محدوده های اول و آخر باشد، به دلیل تاثیر ظرفیت سازه و مقاومت خروجی تایمر، به 20٪ افزایش می یابد. این باید هنگام کار در محدودیت های شدید در نظر گرفته شود.

ساخت و ساز و جزئیات

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

دیود VD1 - هر نوع خازن فیلمی پالسی کم مصرف با جریان نشتی کم. ریز مدار یکی از سری های 555 (LM555، NE555 و دیگران) است، آنالوگ روسی KR1006VI1 است. متر می تواند تقریباً هر ولت متری با امپدانس ورودی بالا باشد که برای آن کالیبره شده است. منبع تغذیه باید خروجی 5-15 ولت در جریان 0.1 A داشته باشد. تثبیت کننده های با ولتاژ ثابت مناسب هستند: 7805، 7809، 7812، 78Lxx.

گزینه PCB و طرح اجزا

ویدیو در مورد موضوع