电容电容表。方案、说明

电容器电容表。无线电电子电气工程百科全书

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该设备基于我们期刊 [1] 中先前描述的设备。与大多数这些设备不同，有趣的是，无需将电容器从电路板上拆下即可检查电容器的运行状况和电容。在操作中，所提出的仪表非常方便并且具有足够的精度。

维修过家用或工业无线电设备的人都知道，无需拆卸电容器即可方便地检查电容器的健康状况。然而，许多电容器电容表不提供这样的机会。确实，[2] 中描述了一种这样的结构。它的测量范围较小，带有倒计时的非线性刻度，从而降低了精度。在设计一种新仪表时，解决了创建一种具有宽范围、线性刻度和直读装置的任务，以便它可以用作实验室仪表。此外，该器件必须具有诊断功能，即能够检查半导体器件的 p-n 结并联的电容器和电阻器的电阻。

该装置的工作原理如下。将三角形电压施加到微分器的输入端，其中被测电容器用作微分电容器。同时，在其输出处获得曲折，其幅度与该电容器的电容成比例。接下来，检测器选择曲折的幅度值并向测量头输出恒定电压。

器件探针上的测量电压幅值约为50 mV，不足以打开半导体器件的p-n结，因此它们不具有分流效应。

该设备有两个开关。 “刻度”限位开关有五个位置：10 µF、1 µF、0,1 µF、0,01 µF、1000 pF。 “乘数”开关（X1000、x10、x10、x1）可更改测量频率。因此，该器件具有从 10 μF 到 000 pF 的八个电容测量子范围，这在大多数情况下实际上已经足够了。

三角振荡发生器装配在DA1.1、DA1.2、DA1.4微电路的运算放大器上（图1）。其中之一 DA1.1 在比较器模式下运行并生成矩形信号，该信号被馈送到 DA1.2 积分器的输入。积分器将方波转换为三角波。发电机的频率由元件R4、C1-C4确定。在发生器的反馈电路中，运放DA1.4上有一个反相器，它提供了自振荡模式。开关 SA1 可以设置测量频率（倍频）之一：1 Hz (X1000)、10Hz (x10)、10Hz (x10)、1 kHz (X1)。

（点击放大）

运放DA2.1是一个电压跟随器，在其输出端产生幅度约为50 mV的三角信号，用于产生通过被测电容器Cx的测量电流。

由于电容器的电容是在板上测量的，其上可能存在残余电压，因此，为了防止损坏仪表，在其表笔上并联了两个反并联桥二极管VD1。

运算放大器 DA2.2 充当微分器并充当电流电压转换器。其输出电压：

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

例如，在 100 Hz 频率下测量 100 uF 电容时，结果为： Iin = Cx dU / dt = 100-100MB / 5MC = 2MA，Uout = R16 lBX = 1 kOhm mA = 2 V。

元件 R11、C5 - C9 对于微分器的稳定运行是必需的。电容器消除了曲折前沿的振荡过程，这使得无法准确测量其幅度。结果，在 DA2.2 输出处获得具有平滑前沿且幅度与测量电容成比例的方波。当探头闭合或电容器损坏时，电阻器 R11 还会限制输入电流。对于仪表的输入电路，必须满足以下不等式：

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

如果不满足这个不等式，则半个周期内电流IBX没有达到稳定值，曲折也没有达到相应的幅度，测量就会出现误差。例如，在[1]中描述的仪表中，当以1000 Hz的频率测量1 μF的电容时，时间常数定义为

Cx R25 \u10d 910OO uF - 0,91 欧姆 \uXNUMXd XNUMX 秒。

振荡周期 T / 2 的一半仅为 0,5 秒，因此，在此规模上，测量结果将明显呈非线性。

同步检波器由场效应晶体管VT1上的按键、运放DA1.3上的按键控制单元和存储电容C10组成。当其幅度设定时，运算放大器 DA1.2 在曲折的正半波期间向按键 VT1 发出控制信号。电容器C10存储探测器发出的直流电压。

携带有关电容 Cx 值的信息的电压从电容器 C10 通过 DA2.3 中继器馈送到 RA1 微安表。电容器C11、C12——平滑。从可变校准电阻器 R22 的引擎中，电压被移至测量限值为 2 V 的数字电压表。

电源（图 2）产生 ±9V 的双极电压。参考电压形成热稳定齐纳二极管 VD5、VD6。电阻器R25、R26设置所需的输出电压。在结构上，电源与设备的测量部分结合在一块公共电路板上。

该器件使用 SPZ-22 型可变电阻器（R21、R22、R25、R26）。固定电阻器 R12 - R16 - C2-36 或 C2-14 型，容差为 ± 1%。电阻R16是由几个选定的电阻串联而成。可以使用其他类型的电阻器 R12 - R16，但必须使用数字欧姆表（万用表）进行选择。其余固定电阻器均为耗散功率为 0,125 瓦的电阻器。电容器C10-K53-1A，电容器C11-C16-K50-16。电容器C1、C2-K73-17或其他金属膜，C3、C4-KM-5、KM-6或其他TKE不低于M750的陶瓷电容器，也必须选择误差不大于1% 。其余的电容器 - 任何。

开关 SA1、SA2 - P2G-3 5P2N。设计中允许使用字母索引为A、B、C、F、I的晶体管KP303（VT1），稳压晶体管VT2、VT3可用相应结构的其他小功率硅晶体管代替。您可以使用 K1401UD4A 来代替 OU K1401UD2，但是在“1000 pF”的限制下，由于输入电流 DA2.2 到 R16 所创建的微分器输入的偏移，可能会出现错误。

电源变压器T1的总功率为1W。使用具有两个各 12 V 次级绕组的变压器是可以接受的，但需要两个整流桥。

设置和调试设备需要示波器。使用频率计来检查三角振荡器的频率是个好主意。还需要示例性电容器。

通过使用电阻器 R9、R9 将电压设置为 +25V 和 -26V，开始调节器件。之后，检查三角振荡发生器的操作（图1中的波形图2、3、4、3）。在存在频率计的情况下，在开关SA1的不同位置测量发电机的频率。如果频率与 1 Hz、10 Hz、100 Hz、1 kHz 的值不同是可以接受的，但它们之间应该正好相差 10 倍，因为设备在不同刻度上的正确读数取决于这。如果发生器频率不是十的倍数，则通过选择与电容器C1-C1并联的电容器来实现所需的精度（误差为4%）。如果电容器 C1 - C4 的电容选择符合要求的精度，则无需测量频率即可。

电容电容表

接下来，检查 OS DA1.3 的操作（波形图 5、6）。之后，将测量极限设置为“10μF”，将乘法器设置为“x1”位置，并连接容量为10μF的示例性电容器。在微分器的输出处，应该有矩形，但具有紧缩、平滑的前沿，振幅约为 2 V 的振荡（波形图 7）。电阻器 R21 设置设备的读数 - 箭头与满量程的偏差。数字电压表（极限为 2 V）连接到插座 XS3、XS4，并通过电阻器 R22 设置 1000 mV 的读数。如果电容器 C1 - C4 和电阻器 R12 - R16 精确匹配，则设备的读数将是其他刻度的倍数，这可以使用参考电容器进行检查。

焊接到带有其他元件的电路板上的电容器的电容测量通常非常准确，在 0,1 - 10 微法范围内，除非电容器与低电阻电阻电路并联。由于其等效电阻取决于频率Хс=000/ωС，为了减少器件其他元件的分流效应，需要随着被测电容器电容量的减小而提高测量频率。如果分别测量容量为1微法、10微法、000微法、1000微法的电容器时，使用100Hz、10Hz、1Hz、10kHz的频率，则电阻的分流效应将影响并联 100 欧姆电阻的器件的读数（误差约 1%）或更小。当在 300 kHz 频率下测量容量为 4 和 0,1 微法的电容器时，由于并联电阻的影响（电阻分别为 1 和 1 kOhm），将产生 4% 的误差。

在 0,01 μF 和 1000 pF 的限值下，建议在并联电路关闭的情况下检查电容器，因为测量电流很小（2 μA、200 nA）。然而，值得回顾的是，由于设计和更高的允许电压，小电容器的可靠性明显更高。

有时，例如，在 50 kHz 频率下测量一些电容为 6 微法至 1 微法的氧化物电介质（K10-1 等）电容器时，会出现误差，显然与电容器的固有电感有关及其电介质损耗；仪器读数较小。因此，建议在较低频率下进行测量（例如，在我们的例子中，频率为 100 Hz），尽管在这种情况下，并联电阻器的分流特性已经会影响其较高的电阻。

文学

Kuchin S. 一种测量电容的装置。 - 收音机。 1993 年，第 6 期，第 21 - 23 页。
Bolgov A. 氧化物电容器测试仪。 - 广播，1989 年，第 6 期，p。 44.

作者：V. Vasiliev, Naberezhnye Chelny

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电池容量为550毫安。这足以满足 72 小时的待机时间或 XNUMX 小时的连续通话时间。 NichePhone-S 还拥有 Wi-Fi 和蓝牙适配器、录音机、闹钟和可以从云端播放音乐的音乐播放器。使用小型智能手机，您可以拨打电话和发送短信。

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