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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Accesorio al multímetro para medir la capacitancia de los condensadores. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición La revista "Radio" publicó artículos [1, 2] con descripciones de medidores de capacitancia. Según el autor, el dispositivo más exitoso se describe en el artículo [1]. Se puede utilizar para medir la capacitancia de los condensadores sin desoldarlos de la placa, lo que acelera y simplifica significativamente la reparación y el ajuste de dispositivos electrónicos. En base a ello se ha desarrollado el dispositivo propuesto. Durante el desarrollo, se planteó la tarea de montar un accesorio para multímetro o voltímetro utilizando componentes económicos y ampliamente disponibles, fáciles de ajustar y configurar, y capaces de funcionar de forma autónoma con baterías cinco días a la semana, ocho horas al día. A diferencia del prototipo [1], el decodificador contiene un convertidor elevador de voltaje estabilizado, una unidad de control de descarga de batería y apagado automático. El decodificador utiliza amplificadores operacionales de micropotencia. Para configurar y calibrar el prototipo [1], es necesario seleccionar los condensadores adecuados. Configurar y calibrar el decodificador es mucho más fácil y conveniente con resistencias ajustadas.
El diagrama del decodificador propuesto se muestra en la figura. Está alimentado por una batería GB1 compuesta por tres baterías Ni-Cd o Ni-MH. La batería se carga desde una fuente de alimentación externa con un voltaje de salida de 8...12 V. El transistor de efecto de campo VT1 estabiliza la corriente de carga, cuyo valor se establece seleccionando la resistencia R2. El control de la descarga de la batería a una tensión de 2,5...2,9 V se realiza mediante un disparador en los transistores VT4 y VT5. Apaga el decodificador, evitando que las baterías se descarguen en exceso. El circuito R6VD5C3 está diseñado para abrir el transistor VT4 cuando la fuente de alimentación del decodificador se enciende mediante el interruptor SA1, que se muestra en la posición "Carga". El convertidor elevador de voltaje contiene un generador de bloqueo en los transistores VT2 y VT3, el transformador T1, el capacitor C1, las resistencias R1 y R3, así como rectificadores de voltaje de polaridad positiva (VD3C4) y negativa (VD4C5). La frecuencia de funcionamiento del convertidor es de aproximadamente 100 kHz, funciona con un voltaje de entrada de 1,8...5 V y su voltaje de salida está estabilizado en ±(7±0,5) V. Principales características técnicas
El principio de funcionamiento de la consola propuesta es el mismo que el del prototipo. El generador de impulsos triangular se ensambla utilizando los amplificadores operacionales DA 1.1, DA2.2, DA2.4. El amplificador operacional DA1.1 funciona como comparador; desde su salida, se suministra una señal rectangular a la entrada del integrador en el amplificador operacional DA2.2, que convierte los pulsos de voltaje rectangulares en triangulares. La frecuencia del generador está determinada por circuitos RC (R23C8 - 1 kHz, R24C9 - 100 Hz, R25C10 - 10 Hz, R26C11 - 1 Hz), que se conmutan mediante el multiplexor DD1. Las resistencias de estos circuitos se ajustan y establecen la frecuencia de generación requerida. En el circuito de retroalimentación del generador hay un inversor basado en el amplificador operacional DA2.4, que proporciona un modo de autooscilación. Se ensambla un seguidor de voltaje en el amplificador operacional DA2.3. Desde su salida, se suministra una tensión triangular con una amplitud de 50 mV al condensador C* que se está probando. Los diodos VD21 y VD22 son protectores. Se ensambla un diferenciador en el amplificador operacional DA3. La resistencia R42 limita la corriente si el condensador que se está probando está roto. Utilizando el interruptor SA2, los multiplexores DD6 y DD17 se controlan mediante diodos VD1-VD2. En las posiciones 1 a 5 del interruptor SA2, los canales de X1 a X5 del multiplexor DD2 están conmutados, proporcionando mediciones en el rango de 1 nf a 10 μF, y el multiplexor DD1 tiene el canal X1 abierto, asegurando así que el generador funcione a una frecuencia de 1kHz. En las posiciones 6 a 8 de SA2 se conmutan los canales de X2 a X4 del multiplexor DD1, esto da una medición de valores de capacitancia de 100 a 10000 μF en frecuencias de 100, 10 y 1 Hz, mientras el multiplexor DD2 permanece abierto. canal X5. Desde la salida del amplificador operacional DA3, los pulsos, cuya amplitud es proporcional a la capacitancia medida Cx, se alimentan a un detector síncrono ensamblado en un transistor de efecto de campo VT6 con una unidad de control en el amplificador operacional DA1.2. Desde el capacitor C7, a través del seguidor de voltaje de desacoplamiento en el amplificador operacional DA2.1, se suministra un voltaje, también proporcional a C*, a un voltímetro o multímetro, que debe estar en modo de medición de voltaje de al menos 1 V. La capacitancia del condensador 07 debe ser de al menos 100 μF; de lo contrario, con un límite de medición de 10000 1 μF y una frecuencia del generador de XNUMX Hz, las lecturas del voltímetro serán inestables. En los límites de 1 nF y 0,01 μF, es aconsejable desconectar el condensador que se está probando de los circuitos en derivación. Las conclusiones sobre su influencia en la precisión de la medición de capacitancia, formuladas en [1] para el prototipo, también son válidas para el decodificador. Teniendo en cuenta que los amplificadores operacionales en el decodificador procesan una señal con una frecuencia de no más de 1 kHz, se utilizó el microcircuito 1401UDZ, que contiene cuatro amplificadores operacionales de microconsumo. Se puede reemplazar con 1463UD4 o cuatro 140UD12 simples. Debe prestar atención al hecho de que la amplitud de las oscilaciones a la salida del generador es la misma en todas las frecuencias (1, 10, 100 y 1000 Hz). En caso contrario, reduzca la resistencia de las resistencias R11 y R18, controlando la corriente a través de ellas para que no supere los 0,2 mA. El decodificador utiliza resistencias de sintonización SPZ-19 con una desviación permitida de ±10%. Resistencias fijas - C2-33, con una desviación permitida de ±5%. Condensadores de óxido - K53-18. Condensadores C9-C11 - K73-17 u otra película metálica, condensador C8 - KM5a o KM56, con TKE no peor que MPO o PZZ. Es posible utilizar elementos montados en superficie: resistencias R1-12, R1-16, condensadores K53-68, K10-50 o sus análogos importados. El transformador T1 está enrollado sobre un núcleo magnético de tamaño estándar W4x4 hecho de ferrita de 2000 NM con alambre PEV-2 con un diámetro de 0,15 mm. El devanado I contiene 15 vueltas, los devanados II y III, 35 vueltas cada uno. El amplificador operacional DA3 fue seleccionado de la serie 140UD14 debido a su bajo consumo de corriente y alta resistencia de entrada. En el límite de medición de 1 nf, la influencia de su resistencia de entrada se corrige aumentando la resistencia de la resistencia R43 de 10 (como en el prototipo) a 12 MOhm. La compensación de la influencia de la capacitancia parásita del accesorio y las sondas (estableciendo el voltaje de salida cero del accesorio en este límite de medición) se realiza con la resistencia R35. Se utilizó una corrección de frecuencia no estándar del amplificador operacional DA3 con condensador C18, que elimina las oscilaciones parásitas, ya que el diferenciador es propenso a la autoexcitación. La configuración del decodificador comienza configurando la frecuencia de generación en cada límite utilizando las resistencias de recorte R23-R26. Luego conecte un condensador estándar con una capacidad de 10 μF o un poco menos. La resistencia recortadora R16 establece el voltaje de salida en voltios igual a una décima parte de la capacitancia de un capacitor estándar en microfaradios. A continuación, el accesorio se calibra de manera similar con resistencias de ajuste R37-R40 en límites de medición más pequeños utilizando otros condensadores estándar. La fuente de tensión de referencia, el LED AL102VM (HL1), se puede sustituir por AL307VM o por una cadena de varios diodos de silicio conectados en serie de la serie KD522. Si es necesario, el voltaje de referencia se ajusta seleccionando la resistencia de la resistencia R8 dentro de ±30%. Si esto no es suficiente, cambie la cantidad de diodos en el circuito. La tensión de desconexión se establece entre 2,5...2,9 V. La corriente de carga de las baterías se selecciona mediante la resistencia R2. En la copia del autor la corriente se establece en 26 mA. Si es necesario, reemplace el transistor de efecto de campo KP302V (VT1) por un KP903V más potente. Literatura
Autor: A. Suchinsky
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