Измеритель емкостей конденсаторов до 5 мкФ

September 7, 2011 by admin Комментировать »

На рис. 1.13 приведена принципиальная электрическая схема электронного устройства, созданного на одной микросхеме. Оно включает в свой состав следующие функциональные узлы и блоки: входные и выходные цепи, сетевой понижающий трансформатор питания 77, выпрямительное устройство, работающее на емкостный фильтр, и измеритель емкости инверторного типа.

Работает устройство от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц, подключается к сети с помощью электрического соединителя XI типа «вилка» и обычной штепсельной розетки. На входе устройства установлен плавкий предохранитель Z7/, защищающий от коротких замыканий и перегрузок, которые могут возникнуть при ошибках в монтаже и сборке. Включается и выключается измеритель с помощью двухполюсного переключателя SL При включении устройства загорается неоновая лампа тлеющего разряда ///, свидетельствующая о готовности прибора к эксплуатации.

Сетевой понижающий трансформатор питания 77 изготавливается на броневом магнитопроводе типа ШЛ или Ш, активная площадь сечения стали которого должна быть не менее 3—3,5 см2. Трансформатор имеет одну катушку с двумя обмотками, разделенными между собой электрически прочной изоляционной прокладкой. Первичная обмотка содержит 2430 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,15 мм, сопротивление постоянному

Рис. 1.13. Схема устройства для измерения емкостей конденсаторов до 5 мкФ.

току которой равно 280 Ом, вторичная обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,51 мм с сопротивлением постоянному току 0,8 Ом. В качестве магнитопровода можно использовать магнитопровод типа УШ16X24. Можно применить трансформатор кадровой развертки типа ТВК-1ЮЛ2, перемотав вторичную обмотку. Сетевой понижающий трансформатор оГеспе- чивает расчетные значения выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя, полную гальваническую развязку вторичных цепей устройства от питающей сети переменного тока и достаточную безопасность работы с пониженным напряжением. После сборки сетевой трансформатор рекомендуется пропитать изоляционными лаками и провести электрическую тренировку в течение 3 ч.

Выпрямитель, собранный на двух диодах VD1 и VD2 по двухполупериодной симметричной схеме удвоения, которая представляет собой последовательное соединение двух однополупериодных схем, применяется при небольших токах в устройствах различной мощности. Для работы выпрямителей принципиальное значение имеет характер нагрузки, включенной на выходе выпрямителя, т. е. схема сглаживающего фильтра. Выпрямители, работающие на фильтр, который начинается с емкости (с емкостной реакцией), используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей. Трансформаторы таких выпрямителей имеют большую габаритную мощность по сравнению с выпрямителями, работающими на индуктивный фильтр.

Измеритель емкости имеет одну микросхему DA1, работающую как мостовая схема, индикатором равновесия которого является световой индикатор, собранный на светодиоде VD3. Выбранная для установки в устройстве микросхема серии К155 состоит из полупроводниковых логических микросхем, выполненных на основе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) по пла- нарно-эпитаксиальной технологии. Вообще эти микросхемы предназначены для построения узлов цифровых вычислительных машин и устройств дискретной автоматики. В данном случае измеритель емкости представляет собой обычный генератор, колебания в котором возникают и поддерживаются при условии, что произведение значения емкости одного из образцовых конденсаторов СЗС7 на сумму сопротивлений двух резисторов R3 и части переменного резистора R4 должно быть меньше произведения значения емкости проверяемого конденсатора Сх на сумму сопротивлений резисторов R5 и второй части переменного резистора R4. Проверяемый конденсатор подключается к клеммам разъемных соединителей Х2 и ХЗ.

При нарушении указанного условия и равновесии моста, т. е. при равенстве этих произведений, генератор останавливает выработку импульсов и на выходе микросхемы (вывод 3) появляется низкий уровень логического нуля. В это время зажигается индикаторный светодиод VD3 при замкнутых контактах переключателя S2. После подключения проверяемого конденсатора Сх баланса измерительного моста добиваются перемещением ротора переменного резистора R4 из одного крайнего положения в другое.

При изготовлении измерителя емкости использованы следующие комплектующие ЭРЭ: микросхема da1 типа К155ЛАЗ; светодиод vd3 типа АЛ307Б; выпрямительные диоды vd1 типа Д220, vd2 — Д220; сетевой понижающий трансформатор питания 77 типа ШЛ или Ш; конденсаторы С/ типа К50-3-15В-500 мкФ, с2 — К50-3-15В-500 мкФ, сз — К31П-5-2-100 пФ, с4 — К31П-5-Ы000 пФ, с5 — К70-6-1-0ДН мкФ, с6 — К70-6-1-0,! мкФ, с7 — К71-4-2-1 мкФ (допускаемая точность примененных образцовых емкостей конденсаторов должна быть выбрана в пределах 1—2 %); резисторы ri типа ВСа-1-200 кОм, r2 — ВСа- 0,125-390 Ом, r3 — ВСа-0,125-820 Ом, r4 — ППЗ-40-10Вт-2,2 кОм, r5 — ВСа-0,25-820 Ом; индикаторная лампа hi типа ТН-0,2; плавкий предохранитель f1 типа ПМ-1-0,2′ А; электрические соединители xi типа «вилка», х2, хз типа КМЗ-1 приборные; переключатели s1 типа П2Т-1-1, s2 — КМ1-1.

При сборке устройства следует обратить внимание на точность подбора образцовых конденсаторов и установку переменного резистора R4 проволочного типа. При этом вместо указанных резисторов типа ВСа можно применить резисторы типов МЛТ, МТ, ОМЛТ, .С 1-4, ВС, УЛИ; вместо конденсаторов типа К50-3 можно использовать конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16; вместо диодов типа Д220 — диоды типов Д105А, Д237А, КД226А; светодиод типа АЛ307Б заменить на светодиоды типов АЛ 102 или АЛ307 с любым индексом.

Простота устройства определяет его конструкцию и метод монтажа комплектующих ЭРЭ. Можно использовать навесной монтаж, применяя минимальные размеры соединительных проводников. Собирается измеритель емкости в металлическом корпусе прямоугольной конструкции по форме, близкой к конструктивному оформлению изделий в БНК-3 или БНК-4 с крышкой и лицевой панелью. Необходимость применения металлического корпуса продиктована широким диапазоном рабочих частот генератора, которые могут стать серьезным источником помех. Устройство имеет лицевую панель, на которой размещают переключатели S1 и S2, предохранитель, светодиод и контактные гнезда соединителей Х2 и ХЗ. По окружности, вокруг ручки переменного резистора, гравируется шкала емкостей. Градуировка шкалы осуществляется с помощью образцового измерителя емкости или набора конденсаторов высокой точности. На этой шкале гравируются числа, кратные соотношению емкостей проверяемого и образцового конденсаторов. Данная операция градуировки производится на каждом поддиапазоне емкостей, устанавливаемых переключателем S3.

Проверка емкости конденсатора осуществляется следующим образом. Установив проверяемый конденсатор в зажимы Х2 и ХЗ, переменным резистором выводят движок его в положение до момента зажигания светодиода. Фиксируют это положение по шкале и умножением цифры против этого положения движка на шкале на емкость

образцового конденсатора, проставленную у данного положения ручки переключателя S3, определяют емкость проверяемого конденсатора.

Техническая характеристика

измерителя емкостей конденсаторов до 5 мкФ

Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В   220

Номинальная частота питающей сети переменного

тока, Гц ……………………………………………………….. 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В …………………………………….. 187—242

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………………. 49—51

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ………………………….. 12

Напряжение автономного источника питания

при отключении напряжения сети, В ………………… 4—5

Переменное напряжение на вторичной обмотке сетевого трансформатора питания в режиме

холостого хода, В ……………………………………….. 5,05

Коэффициент трансформации трансформатора 77 . . .48,6 Пределы измерения емкостей конденсаторов в поддиапазонах:

1-                 й,…………………………………………………. пФ             0—300

2-                  й,…………………………………………………. пФ             0—3000

3-                  й,…………………………………………………. мкФ           0—0,03

4-                  й,…………………………………………………. мкФ           0—0,3

5-                  й,……………………………………………….. мкФ 0—5

Точность измерения емкости, %, не менее………………. 5

Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . . 120 Кпд, %, не менее         98

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

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