Измеритель емкости простая схема

February 15, 2011 by admin Комментировать »

В радиолюбительской практике часто нужно измерить емкость. Несколько лет назад я экспериментировал с различными схемами измерителей. Хотелось иметь малогабаритный, точный, простой и экономичный прибор, которым можно было бы пользоваться дома, на крыше, и даже брать с собой (например, на радиорынок). В результате многочисленных опытов получился прибор, конструкцию которого хочу предложить коллегам-радиолюбителям. Прибор безотказно служит уже несколько лет, и многие из моих друзей повторили его схему.

Основу измерителя составляет генератор прямоугольных импульсов (ГПИ), частота которого изменяется в соответствии с выбранным пределом измерений (3 Гц…300 кГц). Для уменьшения потребляемого тока, ГПИ выполнен на КМОП-микросхеме. Выходной сигнал ГПИ проходит через измеряемую емкость, выпрямляется и подается на стрелочный прибор РА1 с линейной шкалой (50 мкА). При этом значения измеренной емкости соответствуют шкале микроамперметра на всех поддиапазонах. На пределе “5 мкФ” стрелка измерителя колеблется возле требуемой отметки с частотой 3 Гц. Конечно, так мерить неудобно, но этот предел выбран как компромиссный (его можно исключить, так как емкости от 1 мкФ и выше обычно легко “прозваниваются” с помощью тестера) При измерениях же на этом поддиапазоне надо смириться с некоторой “колебательной” погрешностью.

Для того чтобы разряд батареи не влиял на точность измерений, применен простейший стабилизатор, состоящий из полевого транзистора, светодиода и стабилитрона. Светодиод, включенный в цепь стабилизатора, одновременно служит индикатором включения прибора и индикатором разряда батареи. Как только батарейка разрядится до значения 6,5…7 В, светодиод погаснет; и это будет означать, что пользоваться измерителем нельзя — будет большая ошибка в измерениях. Вследствие малого тока потребления, измеритель работает без замены батарейки долго. Диод, включенный параллельно микроамперметру, защищает головку при перегрузке.

Детали и конструкция. Плата для установки деталей выполнена простейшим способом — вырезанием опорных площадок резаком из обломка ножовочного полотна на кусочке фольгированного стеклотекстолита, а сами соединения выполнены проводом МГТФ. Здесь есть два замечания:

– во-первых, важно обеспечить малую емкость монтажа между клеммами для подключения измеряемой емкости. Для этого, в частности, плату размещают рядом с клеммами и соединяют с ними короткими, максимально удаленными друг от друга проводами. В моем варианте эта паразитная емкость получилась около 0,5 пФ, поэтому на пределе “50 пФ” без измеряемой емкости стрелка прибора отклоняется на 0,5 деления. Если к измерителю подключить емкость 1 пФ, показания будут 1,5 делений, и т.д.;

– во-вторых, конденсаторы в ГПИ (особенно С1 и С2) для уменьшения емкости монтажа лучше припаять к самому переключателю.

Переключатель S1 — ПГ-2. конденсаторы в ГПИ — любые, но желательно — с малым ТКЕ. Светодиод VD4 нужно подобрать из имеющихся по наиболее яркому свечению при токе 1 мА. Переменные резисторы желательно проверить на отсутствие “шуршания”.

Настройка прибора очень проста. Нужно подобрать 6 конденсаторов (желательно, с отклонением емкости не более 1…2%), величины которых близки к максимальным значениям каждого поддиапазона измерений, например: 47 пФ; 470 пФ; 4700 пФ; 0,047 мкФ; 0,47 мкФ; 4,7 мкФ.

Далее включаем поочередно все пределы измерений, и регулировкой соответствующих переменных резисторов устанавливаем стрелку прибора на 47 делений. При достаточно большом запасе конденсаторов схему измерителя можно изменить и избавиться от переменных резисторов R1…R6. Вместо них между выводами 1, 2 и 5, 6 DD1 включается один постоянный резистор сопротивлением 100 кОм. При этом настройка осуществляется подбором конденсаторов С1…С6 в ГПИ, которые можно составлять из нескольких. Это дополнительно исключит влияние нестабильности сопротивления переменных резисторов на качество измерений. Для удобства измерений к прибору можно изготовить два щупа из провода МГТФ. При этом их взаимную емкость нужно учитывать и вычитать из измеренной (обычно 5…10 пФ).

Если потребляемый ток значительно больше 1 мА, нужно подобрать другой экземпляр полевого транзистора.

Источник: Н.Мясников, журнал “Радиолюбитель”.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты