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无线电电子与电气工程百科全书 用于测量电容器电容的万用表附件
该附件的操作（图 1）基于众所周知的原理 - 首先，将电容器 Cx 充电至稳定电压 U，然后通过电流计放电。 如果以频率 E 执行此类充电-放电循环，则通过仪表的平均电流 I 将为 I = UFCX。 在该公式中可以方便地使用以下量纲：微安、伏特、赫兹、微法拉。
所描述的前缀有五个测量限值 - 2000 和 20000 pF、0,2、2 和 20 微法。 电流表为 M-832 万用表，以直流毫伏表模式运行，限值为 200 mV，并辅以安装在附件中的分流器。 被测电容器的充电频率在第一个测量极限处选择为 5 kHz，在接下来的两个测量极限处选择为 500 Hz，在最后一个测量极限处选择为 50 Hz。 在电容器充电电压等于 3 V 时，通过仪表的电流（对应于最大可测量电容并根据上述公式计算）在前两个限值处为 30 μA，在接下来的两个限值处为 300 μA，最后为 3 mA。 前缀（图 2）连接到万用表的三个插座 - 连接到其输入“VΩmA”和“COM”（公共端），以及连接到“E PNP”插座，用于在测量晶体管参数时连接 pn-p 晶体管的发射极。
确定被测电容器充电频率的发生器安装在一个反相元件（施密特触发器 DD1.1）上，以及将电容器 Cx 交替连接到电源正极和电流表的开关（位于 DD2 微电路的 CMOS 开关上）。 为了减少公钥的电阻，微电路的两个通道并联。 在微电路的输入1为低电平时，其结论13和3分别连接到输出XO和Y0，被测电容器Cx被充电至3V电压。当正极性脉冲到达该输入时，这些结论连接到输出X1和Y1，电容器Cx通过分流器R6-R9之一放电。 为了给机顶盒供电，使用了电压约为 3 V 的内部万用表稳定器，并将其从“E PNP”和“COM”插座中拔出。 然而，K2KP561 芯片在电源电压为 1 V 时用作 DD3 的按键仅能以“数字”电平很好地传递信号，即接近电源电压和公共线。 当开关电压平滑变化接近电源电压的一半时，开关晶体管的电阻迅速增加，并且电容器Cx没有时间充电。 为了提高电源电压，在 DA1 芯片和电容器 C1 - C4 的前置部分引入了转换器，产生相对于公共线的 -3 V 电压。 这种转换器的操作在作者的文章“Voltage Converters on Switched Capacitors”中进行了描述，该文章发表于“Radio”，2001年，第12期，第44页。 45、1。转换器的输出电压加到万用表稳定器的输出电压上，并用于为DD2和DDXNUMX微电路供电。 由开关部分 SA1 切换的电阻器 R3 - R1.1 与电容器 C5 一起确定发电机的频率。 按键的输出电容、与被测电容器并联的电路的安装电容、万用表的输入电容使仪表读数增加约40 pF。 为了排除这种读数偏移，引入了电阻器 R4 和 R5，通过选择电阻器可以补偿读数误差。 该前缀由 3 毫米厚的单面箔玻璃纤维组装在印刷电路板上（图 1）。
使用电阻MLT、S2-23、KIM（R5）、电容K50-16（C3、C4）、进口模拟量K50-35（C1）、KM-6（C2）、73V（C9）电压的K100-5。 您可以使用任何其他尺寸合适的电阻器和电容器，但C5电容器必须是金属膜（K73系列）或纸质电容器，陶瓷电容器的安装由于其低温稳定性而无法接受。 开关 SA1 - PR2-5P2N、PG2-2-6P2N、PG2-9-6P2N、P2G-3-5P2N、P2G-3-6P2N、PGZ-5P2N 或任何其他所需位置和方向的小型开关。 K561系列芯片与同类KR1561系列芯片可互换，KR1168EP1芯片可替换为进口模拟ICL7660或ICL7660A。 为了简化机顶盒与万用表插座的连接，用插头螺母将两个直径为 4 mm 的开口销固定在板上（“VΩmA”和“COM”电路），并焊接一个直径为 0,8 mm 的黄铜销（“E PNP”电路）。 开关安装在 1 毫米厚的黄铜制成的支架上。 支架通过COM销螺母和带螺母的M2,5螺钉固定在板上，板上有相应的孔。 为了连接被测电容器，将两个插座从 2PM 连接器焊接到电路板上，引脚直径为 1 mm。 这些带有垂直焊接鳄鱼夹的引脚可以插入其中，这样您就可以连接各种尺寸的被测电容器。 该板覆盖有由箔玻璃纤维焊接而成的外壳，并通过焊接固定在板的角上。 外壳箔片连接到公共电线并充当屏幕。 当制造用于使用不同类型的万用表操作机顶盒的板时，应明确接触引脚的位置。 为了方便调谐，板上每个选择电阻有两个座。 较低阻值分流电阻R6-R9由两个并联组成，高阻值分流电阻R1-R5由两个串联组成。 按以下顺序设置附件。 首先，除了电阻和带有开关的支架之外，所有元件都安装在板上。 在板上的孔中，如图所示。 图3中刻有“至SA1.1”和“至SA1.2”，并将左侧（根据图3）输出的电阻R3和下部R9（公共线）沿一段约40毫米长的硬铜线焊接在一起。 在端子 5 DD2 和公共导线（对应的一对导线段）之间焊接了一个标称值为 680 欧姆且容差至少为 ±10% 的电阻。 插座 X1、X2 中包含一个容量为 1 ... 1,5 微法的电容器，并且在 DD9 微电路的端子 10 和 1 之间（也到相应的段），电阻为 1,5 MΩ 的恒定电阻与可变 470 kΩ 串联焊接。 对于这个调谐步骤，电容器的电容精度并不重要。 将万用表开关置于“200 mV”位置，并将附件的引脚插入万用表相应的插座中。 使用任何电压表测量 DD14 芯片的引脚 7 和 1 处相对于公共线 (COM) 的电压 - 其应分别为 +3 和 -3 V。 他们确信使用与 Cx 并联连接的示波器，或者在没有示波器的情况下，通过连接那里的任何压电发射器，存在频率为 50 Hz 数量级的发电。 万用表的读数应大致对应于电容器的电容，但可能在一定限度内随机变化。 通过平滑地转动可变电阻器的轴，可以实现万用表读数的最大稳定性（允许读数波动在测量值的0,5%以内）。 在这种情况下，发生器频率应等于 50 Hz - 建议使用示波器或频率计进行检查。 具有该频率（及其倍数）的输入电压纹波可以被万用表的模数转换器很好地抑制，当偏离该频率时，它们会表现为上述读数的混乱变化。 测量恒定电阻器和可变电阻器的总电阻，并选择相同电阻的常数。 如果这很难做到，可以取一个阻值稍低的电阻，并与其串联打开变量。 重复调整直至读数无变化，然后仅测量可变电阻的阻值。 用相同电阻的常数替换变量 - 这里不需要高精度。 通过将 Cx 电容器替换为精确已知的 1,5 ... 1,9 uF 电容，他们可以通过选择电阻器 R8 在万用表显示屏上获得相应的读数。 为了方便起见，可以取一个阻值稍大的电阻，并联一个22kΩ的变量。 通过测量可变电阻输入部分的阻值，选择合适的常数。 另外，在不改变发电机频率的情况下，使用已知容量10微法左右的电容器，电阻R9的选择类似。 焊接选定的电阻器 R8 并在插座中包含一个容量为 0,15 ... 0,19 μF 的参考电容器后，选择电阻器 R2。 在这种情况下，发电机频率应约为 500 Hz。 保留了这样的发生器频率和参考电容器后，选择电阻器R7。 应该记住，机顶盒的读数将被高估约 40 pF，因此，0,015 uF 的参考电容器应对应于 1504 的读数。通过选择电阻器 R5 消除读数的偏移。 接下来，选择与 R6 阻值相同的电阻器 R7。 将容量为 1500 ... 1900 pF 的参考电容器插入插座后，他们选择电阻器 R3，并选择电阻器 R4 以消除读数偏移。 如果有数字频率计，可以先通过分别选择电阻R50、R500、R5000将发生器频率设置为1、2、3Hz，然后使用上述电容值的参考电容选择电阻R6-R9。 选定的电阻器被焊接到板上，开关安装在支架上，其输出连接到板上。 通过仔细选择电阻，前四个限值处的测量精度将不低于 2%，在 20 μF 限值处，线性度可保持至 10 μF，而电容为 20 μF 时，读数将被低估约 8%。 在没有KR1168EP1或ICL7660微电路的情况下，建议通过-3V稳压器从万用表电池为机顶盒的-6V电路供电，可以用作带有任何前缀和后缀的KR1168EN6或79L06微电路（图4）。 为此，请在万用表外壳上安装一个小型插座，将其连接到电池的负极端子。 DA2芯片的输出“输入”必须配备带插头的软导线，该导线包含在万用表的附加插座中。
该前缀可用作频率为 50、500 和 5000 Hz、幅度为 3 V 的脉冲发生器，将其从用于连接被测电容器的端子上移除。 应记住，此类发生器的输出电阻不小于 SA1.2 部分中包含的电阻器 R6 - R9 的电阻。 如果从 DD4 的 7 和 1 引脚去除脉冲，则其幅度将为 6 V，并且输出电阻将减小。 作者：S. Biryukov
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