Son zamanlarda amatör radyo ve profesyonel literatürde elektrolitik kapasitörler gibi cihazlara büyük önem verilmektedir. Ve bu şaşırtıcı değil, çünkü frekanslar ve güçler "gözlerimizin önünde" artıyor ve bu kapasitörler, hem bireysel bileşenlerin hem de bir bütün olarak devrenin performansında büyük bir sorumluluk taşıyor.

Bileşenlerin ve devre çözümlerinin çoğunun forumlardan ve dergilerden derlendiği konusunda sizi hemen uyarmak isterim, bu nedenle kendi açımdan herhangi bir yazarlık iddiasında değilim, aksine acemi tamircilerin sonsuz devreleri anlamalarına yardımcı olmak istiyorum ve metre ve prob çeşitleri. Burada sunulan tüm diyagramlar birden fazla kez toplanıp test edilmiş ve şu veya bu tasarımın işleyişine ilişkin uygun sonuçlar çıkarılmıştır.

Yani, yeni başlayan ESR Metro inşaatçıları için neredeyse bir klasik haline gelen ilk şema “Manfred” - forum kullanıcıları, yaratıcısı Manfred Ludens ludens.cl/Electron/esr/esr.html'den sonra onu nazikçe böyle adlandırıyor.

Yüzlerce, belki de binlerce radyo amatörü tarafından tekrarlandı ve sonuçtan çoğunlukla memnun kaldılar. Başlıca avantajı, minimum ESR'nin şönt direnç R6 üzerindeki maksimum gerilime karşılık gelmesi nedeniyle sıralı bir ölçüm devresidir ve bu da dedektör diyotlarının çalışması üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir.

Bu şemayı kendim tekrarlamadım, ancak deneme yanılma yoluyla benzer bir şemaya ulaştım. Dezavantajları arasında sıfırın sıcaklıkta "yürüyüşünü" ve ölçeğin diyot ve op-amp parametrelerine bağımlılığını not edebiliriz. Cihazın çalışması için artan besleme voltajı gerekir. Cihazın hassasiyeti, R5 ve R6 dirençlerini 1-2 ohm'a düşürerek kolayca artırılabilir ve buna göre op-amp'in kazancını artırarak, onu daha yüksek hızlı 2 dirençle değiştirmeniz gerekebilir.

Bugün hala iyi çalışan ilk EPS örnekleyicim.

Devre korunmadı ve hiç var olmadı bile denebilir; devre tasarımından bana uygun olanı dünyanın her yerinden parça parça topladım, ancak bir radyo dergisinden aşağıdaki devre esas alındı. :

Aşağıdaki değişiklikler yapıldı:

1. Cep telefonu lityum pil ile çalışır
2. Lityum Pilin çalışma voltajı sınırları oldukça dar olduğundan dengeleyici hariç tutulmuştur
3. Transformatörler TV1 TV2, küçük kapasiteleri ölçerken emisyonları azaltmak için 10 ve 100 Ohm dirençlerle şöntlenmiştir
4. 561ln2'nin çıkışı 2 tamamlayıcı transistör tarafından tamponlandı.

Genel olarak cihaz şu şekilde ortaya çıktı:

Bu cihazın montajı ve kalibrasyonu yapıldıktan sonra 6 yıldır “umutsuz” etiketiyle bir kutuda duran 5 adet Meredian dijital telefon seti hemen onarıldı. Bölümdeki herkes benzer örnekleri kendine yapmaya başladı :).

Daha fazla çok yönlülük için ek işlevler ekledim:

1. uzaktan kumandaların görsel ve işitsel testleri için kızılötesi radyasyon alıcısı (TV onarımlarında çok popüler bir işlev)
2. Probların kapasitörlere temas ettiği yerin aydınlatılması
3. Cep telefonundan gelen “vibrick”, kötü lehimleme ve mikrofon efektlerinin ayrıntılı olarak belirlenmesine yardımcı olur.

Uzaktan kumanda videosu

Ve yakın zamanda "radiokot.ru" forumunda Sayın Simurg, benzer bir cihaza adanmış bir makale yayınladı. İçinde, ultra düşük ESR seviyelerine sahip kapasitörlerin ölçülmesini mümkün kılan bir köprü ölçüm devresi olan düşük voltajlı bir besleme kullandı.

Meslektaşı RL55, Simurg devresini temel alarak, kendi ifadelerine göre parametreleri bozmadan cihazı son derece basitleştirdi. Diyagramı şöyle görünüyor:

Cihaz aşağıda, onu monte etmek zorunda kaldım hızlı düzeltme, dedikleri gibi, "ihtiyaca göre." Akrabalarımı ziyaret ediyordum, oradaki televizyon bozuktu ve kimse tamir edemedi. Daha doğrusu tamir etmek mümkündü ama bir haftadan fazla olmamak üzere yatay transistör sürekli açıktı, TV devresi yoktu. Sonra forumlarda basit bir test kiti gördüğümü hatırladım, devreyi ezbere hatırladım, bir akrabam da amatör radyoyla biraz ilgilendi, ses amplifikatörlerini "perçinledi", böylece tüm parçalar hızla bulundu. Havya ile birkaç saatlik şişirme ve bu küçük cihaz doğdu:

5 dakika içinde, multimetre ile normal olduğu belirlenen 4 adet kurutulmuş elektrolitik lokalize edilerek değiştirildi ve başarı için asil içeceğin belirli bir miktarı içildi. Onarımdan sonra TV 4 yıldır düzgün çalışıyor.

Bu tür bir cihaz, yanınızda normal bir test cihazının olmadığı zor zamanlarda her derde deva haline geldi. Çabuk monte edilir, tamiri yapılır ve son olarak da “bir şey olursa diye”, sahibine hatıra olarak ciddiyetle sunulur. Böyle bir törenden sonra ödeyenin ruhu genellikle iki, hatta üç kat daha geniş açılır :)

Senkron bir şey istedim, uygulama şemasını düşünmeye başladım ve şimdi “Radyo 1 2011” dergisinde sanki sihirle sanki bir makale yayınlandı, düşünmeme bile gerek kalmadı. Ne tür bir hayvan olduğunu kontrol etmeye karar verdim. Montajını yaptım ve şu şekilde çıktı:

Ürün özel bir keyif yaratmadı, neredeyse öncekilerin hepsi gibi çalışıyor, elbette bazı durumlarda 1-2 bölümün okumalarında fark var. Belki okumaları daha güvenilirdir, ancak prob bir probtur ve bunun kusur tespitinin kalitesi üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Ayrıca “nereye koyuyorsun?” diye görebilmem için onu bir LED ile donattım.

Genel olarak ruhunuzun iyiliği için onarımlar yapabilirsiniz. Doğru ölçümler için bir diyagram aramanız gerekir ESR ölçer daha etkileyici.

Son olarak, üye Buratino, monitör.net web sitesinde, sıradan bir ucuz dijital multimetreden nasıl bir ESR probu yapabileceğinize dair basit bir proje yayınladı. Proje o kadar ilgimi çekti ki denemeye karar verdim ve ortaya bu çıktı.

Gövde bir işaretleyiciden uyarlanmıştır

Elektronik ekipmanın arızalanmasının veya parametrelerinin bozulmasının en yaygın nedenlerinden biri özelliklerdeki değişikliktir. Elektrolitik kapasitörler. Bazen ekipmanı onarırken (özellikle de eski SSCB), belirli tipte elektrolitik kapasitörler (örneğin, K50-...) kullanılarak yapılmış, cihazın işlevselliğini geri yüklemek için eski elektrolitik kapasitörlerin tamamen veya kısmen değiştirilmesine başvururlar. Tüm bunların, elektrolitik (bileşim bir elektrolit kullandığı için kesinlikle elektrolitik) kapasitörde yer alan malzemelerin özelliklerinin elektriksel, atmosferik ve termal etkiler altında zamanla değişmesi nedeniyle yapılması gerekir. Ve böylece en önemli özellikler kapasitans ve kaçak akım gibi kapasitörler de değişir (kapasitör "kurur" ve kapasitansı, çoğu zaman orijinalin% 50'sinden daha fazla artar ve kaçak akım artar, yani kapasitörün şöntünü yapan iç direnç azalır), bu doğal olarak özelliklerde bir değişikliğe ve en kötü durumda ekipmanın tamamen arızalanmasına yol açar.

Sayaç aşağıdaki niteliksel ve niceliksel özelliklere sahiptir:

1) 8 alt aralıkta kapasite ölçümü:

• 0 ... 3 µF;
• 0 ... 10 uF;
• 0 ... 30 µF;
• 0 ... 100 µF;
• 0 ... 300 µF;
• 0 ... 1000 µF;
• 0 ... 3000 µF;
• 0 ... 10000 µF.

2) LED göstergesi kullanılarak kapasitör kaçak akımının değerlendirilmesi;
3) besleme voltajını ve sıcaklığını değiştirirken doğru ölçüm yapma yeteneği çevre(dahili sayaç kalibrasyonu);
4) besleme gerilimi 5-15 V;
5) elektrolitik (kutupsal) kapasitörlerin polaritesinin belirlenmesi;
6) statik modda akım tüketimi.............. 6 mA'den fazla değil;
7) kapasitans ölçüm süresi.................................. 1 saniyeden fazla değil;
8) kapasitans ölçümü sırasındaki akım tüketimi her alt aralıkta artar,
Ancak................................................. ................................. son alt aralıkta 150 mA'den fazla değil.

Cihazın özü, farklılaştırma devresinin çıkışındaki voltajı ölçmektir, Şekil 1.

Direnç üzerindeki voltaj: Ur = i*R,
burada i devreden geçen toplam akımdır, R şarj direncidir;

Çünkü devre farklılaşıyorsa akımı: i = C*(dUc/dt),
burada C devrenin şarj kapasitansıdır, ancak kapasitör akım kaynağı aracılığıyla doğrusal olarak şarj edilecektir, yani. stabilize akım: i = С*const,
Bu, direnç üzerindeki voltajın (bu devre için çıkış) olduğu anlamına gelir: Ur = i*R = C*R*const - şarj edilen kapasitörün kapasitansı ile doğrudan orantılıdır; bu, direnç üzerindeki voltajın bir değerle ölçülmesi anlamına gelir. voltmetre, incelenen kapasitörün kapasitansını belirli bir ölçekte ölçüyoruz.

Diyagram Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.
Başlangıç ​​konumunda, test kapasitörü Cx (veya SA2 değiştirme anahtarı açıkken kalibrasyon C1) R1 aracılığıyla boşaltılır. Konu Cx'in kapasitansı ile orantılı voltajın (doğrudan konu üzerinde değil) ölçüldüğü ölçüm kapasitörü SA1.2 kontakları aracılığıyla boşaltılır. SA1 düğmesine basıldığında, test konusu Cx (C1), alt aralığa (SA3 anahtarı) karşılık gelen R2 ... R11 dirençleri aracılığıyla şarj edilir. Bu durumda, şarj akımı Cx (C1), parlaklığı kapasitör şarjının sonunda kaçak akımı (kondansatöre şöntleme direnci) değerlendirmemizi sağlayan LED VD1'den geçer. Cx (C1) ile eşzamanlı olarak, stabilize bir akım kaynağı VT1, VT2, R14, R15 aracılığıyla, ölçüm (iyi olduğu ve düşük kaçak akıma sahip olduğu bilinen) kapasitör C2 şarj edilir. VD2, VD3 sırasıyla ölçüm kapasitörünün besleme voltaj kaynağı ve akım stabilizatörü üzerinden deşarjını önlemek için kullanılır. Cx'i (C1) R12, R13 (içinde) tarafından belirlenen seviyeye kadar şarj ettikten sonra bu durumda güç kaynağının voltajının yaklaşık yarısı seviyesine kadar), karşılaştırıcı DA1 akım kaynağını kapatır, C2'nin Cx (C1) ile senkronize şarjı durur ve ondan gelen voltaj, test Cx'in (C1) kapasitansı ile orantılıdır. ), yüksek giriş empedansına sahip bir voltaj takipçisi DA2 aracılığıyla mikroampermetre PA1 (3 ve 10'un katları olan iki ölçek, ancak herhangi bir ölçeğe ayarlanabilir) ile gösterilir; bu aynı zamanda şarjın uzun süreli tutulmasını da sağlar. C2.

Ayarlar

Ayarlama sırasında, kalibrasyon değişken direnci R17'nin konumu bir konumda (örneğin ortada) sabitlenir. Referans kapasitörlerini tam olarak bağlayarak bilinen değerler uygun aralıktaki kapasitans, R2, R4, R6-R11 dirençleri sayacı kalibre eder - böyle bir şarj akımı, kapasitansların referans değerleri seçilen ölçekte belirli değerlere karşılık gelecek şekilde seçilir.

Devremde 9 V besleme voltajındaki şarj dirençlerinin kesin değerleri şöyleydi:

Kalibrasyondan sonra referans kondansatörlerinden biri kalibrasyon kondansatörü C1 olur. Şimdi, besleme voltajı değiştiğinde (ortam sıcaklığındaki değişiklikler, örneğin hazır, hata ayıklanmış bir cihaz soğukta yoğun bir şekilde soğutulduğunda, kapasitans okumaları yüzde 5 oranında eksik tahmin ediliyor) veya sadece doğruluğunu kontrol etmek için Ölçümler için C1'i SA2 geçiş anahtarına bağlayın ve SA1'e basarak PA1'i seçilen C1 kapasitans değerine ayarlamak için R17 kalibrasyon direncini kullanın.

Tasarım

Cihazı üretmeye başlamadan önce, uygun ölçek(ler), boyutlar ve maksimum iğne sapması akımına sahip bir mikroampermetre seçmek gerekir, ancak akım, akım nedeniyle herhangi bir (onlarca, yüzlerce mikroamper düzeyinde) olabilir. cihazı yapılandırma ve kalibre etme yeteneği. In = 150 µA, doğruluk sınıfı 1.5 ve 0 ... 10 ve 0 ... 30 olmak üzere iki ölçeğe sahip EA0630 mikroampermetre kullandım.

Kart, terminallerindeki somunlar kullanılarak doğrudan mikroampermetreye monte edileceği gerçeği dikkate alınarak tasarlanmıştır, Şekil 3. Bu çözüm yapının hem mekanik hem de elektriksel bütünlüğünü sağlar. Cihaz, aynı zamanda (mikroampermetre ve kart hariç) aşağıdakileri de barındırabilecek yeterli boyutlarda bir mahfazaya yerleştirilir:

SA1 - iki küçük boyutlu anahtarın KM2-1 düğmesi;
- SA2 - küçük boyutlu geçiş anahtarı MT-1;
- SA3 - 12 konumlu küçük boyutlu bisküvi anahtarı PG2-5-12P1NV;
- R17 - SP3-9a - VD1 - herhangi biri, kırmızı renkli KIPkh-xx serisinden birini kullandım;
- 26,5 x 17,5 x 48,5 mm boyutlarında (kontakların uzunluğu hariç) 9 volt Korindon pil.

SA1, SA2, SA3, R17, VD1, cihazın üst kapağına (panel) sabitlenir ve kartın üzerinde bulunur (pil, doğrudan kart üzerindeki tel çerçeve kullanılarak güçlendirilir), ancak panele kablolarla bağlanır ve devrenin diğer tüm radyo elemanları kart üzerinde (ve doğrudan mikroampermetrenin altında) bulunur ve baskılı kablolarla bağlanır. Ayrı bir güç anahtarı sağlamadım (ve seçilen kasaya sığmazdı), onu test kapasitörünü Cx'i SG5 tipi konnektöre bağlamak için tellerle birleştirdi. "Dişi" XS1 konnektörü, baskılı devre kartına montaj için plastik bir kasaya sahiptir (kartın köşesine monte edilmiştir) ve "erkek" XP1, cihaz gövdesinin ucundaki bir delikten bağlanır. Erkek konnektörü bağlarken, 2-3 numaralı kontakları cihazın gücünü açar. Bireysel kapalı kapasitörleri bağlamak için Cx kablolarına paralel olarak bazı tasarımlara sahip bir konnektör (blok) takmak iyi bir fikir olacaktır.

Cihazla çalışma

Cihazla çalışırken elektrolitik (kutupsal) kapasitörleri bağlarken polariteye dikkat etmeniz gerekir. Herhangi bir bağlantı polaritesi için gösterge, kapasitörün aynı kapasitans değerini gösterir, ancak bağlantı polaritesi yanlışsa; Kapasitörün "+"sı cihazın "-"sine, LED VD1 büyük bir kaçak akımı gösterir (kapasitör şarj edildikten sonra LED parlak bir şekilde yanmaya devam eder), bağlantının doğru polaritesi ile LED yanıp söner ve kademeli olarak test edilen kapasitörün düşük bir kaçak akıma sahip olması koşuluyla, şarj akımında çok küçük bir değere düşüş olduğunu, neredeyse tamamen yok olduğunu (5-7 saniye gözlemlenmesi gerekir) göstererek söner. Polar olmayan, elektrolitik olmayan kapasitörler, LED'in çok hızlı ve tamamen sönmesinden açıkça anlaşılan çok düşük bir kaçak akıma sahiptir. Ancak kaçak akım büyükse (kapasitöre yön veren direnç küçükse), yani. kapasitör eski ve "sızdırıyor", bu durumda LED'in parlaklığı Rleakage = 100 kOhm'da zaten görülebilir ve daha düşük şönt dirençleriyle LED daha da parlak yanar.
Böylece, elektrolitik kapasitörlerin polaritesini LED'in parıltısıyla belirlemek mümkündür: bağlandığında, kaçak akım daha az olduğunda (LED daha az parlaktır), kapasitörün polaritesi cihazın polaritesine karşılık gelir.

Önemli Not!

Okumaların daha doğru olması için herhangi bir ölçümün en az 2 kez tekrarlanması gerekir, çünkü ilk kez şarj akımının bir kısmı kapasitörün oksit katmanını oluşturmaya gidiyor, yani. Kapasite okumaları biraz hafife alınmıştır.

RadyoHobi 5"2000

Radyo elemanlarının listesi

Tanım	Tip	Mezhep	Miktar	Not	Mağaza	not defterim
DA1, DA2	Yonga	K140UD608	2	K140UD708 veya KR544		Not defterine
VT1, VT2	Bipolar transistör	KT315B	2			Not defterine
VD2, VD3	Diyot	KD521A	2	KD522		Not defterine
C1		2,2 uF	1			Not defterine
C2	Elektrolitik kondansatör	22 µF	1			Not defterine
R1	Direnç	1,3Ohm	1			Not defterine
R2, R4, R6	Düzeltici direnci	100 kOhm	3			Not defterine
R3	Direnç	470 kOhm	1			Not defterine
R5	Direnç	30 kOhm	1			Not defterine
R7, R8	Düzeltici direnci	10 kOhm	2			Not defterine
R9	Düzeltici direnci	2,2 kOhm	1			Not defterine
R10, R11	Düzeltici direnci	470Ohm	2			Not defterine
R12, R13	Direnç	1 kOhm	2			Not defterine
R14	Direnç	13 kOhm	1

Neredeyse iki yıl önce bir dijital kapasite ölçer satın aldım ve karşılaştığım ilk şeyi aldığım söylenebilir. Mastech MY62 multimetrenin 20 mikrofaraddan fazla kapasitörlerin kapasitansını ölçememesinden ve 100 pikofaraddan daha azını doğru şekilde ölçememesinden o kadar yorulmuştum ki. SM-7115A ile ilgili iki şeyi beğendim:

1. Gerekli aralığın tamamını ölçer
2. Kompakt ve kullanışlı

750 ruble ödedi. Verilen paraya değmeyeceğine içtenlikle inandım ve bu nedenle fiyatın “şişirilmiş” olduğunu düşündüm. tam yokluk rekabetçi ürünler. Menşe ülkesi elbette Çin'dir. Üstelik "sahtekarlıktan" korkuyordu, bundan emindi - ama boşuna.

Kapasite ölçer ve ona bağlı teller, her biri kendi kabuğunda olacak şekilde polietilen ile paketlendi ve kalın kartondan yapılmış bir kutuya yerleştirildi, boş alan köpük plastikle dolduruldu. Ayrıca kutunun içinde talimatlar vardı. ingilizce dili. boyutlar cihaz 135 x 72 x 36 mm, ağırlık 180 gram. Gövde rengi siyah, ön panelde lila rengi var. Sıvı kristal ekranı, dokuz ölçüm aralığı, iki kapatma konumu, sıfır ayar düğmesi, 15 santimetre, farklı renk(kırmızı - siyah) ölçülen kapasitörün cihaz ucuna timsah klipsleriyle bağlandığı teller ve bunları bağlamak için cihaz gövdesi üzerindeki soketler, karşılık gelen polaritenin renk tanımıyla işaretlenmiştir; bunlar (doğruluğu arttırır), bunlar için ölçülen kapasitörün sembolü ile etiketlenmiş iki dikdörtgen soket bulunur. 9 voltluk bir pil kullanılır ve deşarjını otomatik olarak gösteren bir fonksiyon vardır. Üç basamaklı sıvı kristal gösterge +1 ondalık basamak, üretici tarafından beyan edilen ölçüm aralığı 0,1 pF ila 20000 μF arasındadır ve ölçüm aralığını +/- 20 pF dahilinde sıfıra ayarlamak için 0 ila 200 pF arasında ayarlama yeteneği vardır. , bir ölçümün süresi 2-3 saniyedir.

Ölçümlerde izin verilen hataların tablosu, aralığa göre ayrı ayrı. Üretici tarafından sağlanır.

Kasanın arka yarısında entegre bir stand bulunmaktadır. Sayacı işyerine daha kompakt bir şekilde yerleştirmeyi mümkün kılar ve sıvı kristal ekranın görünürlüğünü artırır.

Pil bölmesi tamamen bağımsızdır; pili değiştirmek için kapağını yana kaydırmanız yeterlidir. Kolaylık, var olduğu zaman göze çarpmaz.

Kasanın arka kapağını çıkarmak için bir vidayı sökmeniz yeterlidir. PCB üzerindeki en ağır bileşen 500mA sigortadır.

İşin temeli Ölçüm aletiÇift entegrasyon yöntemi dayanmaktadır. HEF4518BT - 2 adet mantıksal sayıcılar, HEF4066BT anahtarı, HCF4017 kod çözücülü ondalık sayıcı ve SMD transistörleri üzerine monte edilmiştir: J6 - 4 adet, M6 - 2 adet.

Altı vidayı daha sökerek baskılı devre kartının diğer tarafını görebilirsiniz. “0”a ayarlamak için kullanılan değişken direnç gerektiğinde kolaylıkla değiştirilebilecek şekilde konumlandırılmıştır. Solda, ölçülen kapasitörün bağlanması için kontaklar bulunur, yukarıdakiler doğrudan bağlantı içindir (kablosuz).

Cihaz hemen sıfır referans noktasına ayarlanmaz ancak ayarlanan okuma kalır. Kablolar bağlı değilken bunu yapmak çok daha kolaydır.

Farklı ölçüm yöntemleriyle (kablolu ve telsiz) ölçüm doğruluğundaki farkı açıkça göstermek için, fabrika işaretli küçük kapasitörler aldım - 8,2 pF

Cihazın video incelemesi

Telsiz Tellerle
№1 8 pF 7,3 pF
№2 7,6 pF 8,3 pF
№3 8,1 pF 9,3 pF

Her şey açık; tutarsızlık pratikte 1 pF dahilinde olmasına rağmen ölçümler kesinlikle kablolar olmadan daha doğru olacaktır. Ayrıca kartlardaki kapasitörleri de defalarca ölçtüm - servis yapılabilir olanların ölçüm değerleri, üzerlerinde belirtilen değere göre oldukça yeterli. Çok seçici olmamakla birlikte cihazın ölçüm kalite faktörünün oldukça yüksek olduğunu söyleyebiliriz.

Cihazın dezavantajları

• Sıfırlama hemen yapılmaz,
• telsiz ölçüm için temas bıçakları elastik değildir ve kelepçeyi çözdükten sonra orijinal konumlarına dönmezler,
• Sayaç bir kalibrasyon kabı ile donatılmamıştır.

sonuçlar

Genel olarak cihazdan memnunum. İyi ölçüyor, kompakt (cebe kolayca sığıyor), bu yüzden radyo pazarında verdiklerini değil ihtiyacım olanı alıyorum. Zamanım olduğunda değiştirmeyi planlıyorum: potansiyometreyi ve doğrudan ölçüm kontaklarını değiştirin. Diyagramı veya benzer bir şey bu bölümde bulunabilir. Bunu "olduğu gibi" söyledi ve böyle bir cihazı ev laboratuvarınıza eklemeye değip değmeyeceğine kendiniz karar verebilirsiniz. Yazar - Babay.

Ev yapımı ölçüm aletleri

V. VASILIEV, Naberezhnye Chelny
Radyo, 1998, Sayı 4

Evdeki veya endüstriyel radyo ekipmanlarını tamir eden herkes şunu bilir: kapasitörlerin servis kolaylığı rahat kontrol etmek onları sökmeden. Ancak birçok kapasitör kapasitans ölçer bu özelliği sağlamamaktadır. Doğru, benzer bir tasarım da anlatılmıştı. Küçük bir ölçüm aralığına ve doğrusal olmayan bir geri sayım ölçeğine sahiptir, bu da doğruluğu azaltır. Yeni bir sayaç tasarlarken, geniş aralıklı, doğrusal ölçeğe sahip ve doğrudan okumaya sahip bir cihaz oluşturma sorunu çözüldü, böylece laboratuvar cihazı olarak kullanılabilecek hale getirildi. Ek olarak, cihazın tanısal olması, yani yarı iletken cihazların p-n bağlantılarıyla şöntlenen kapasitörleri ve direnç dirençlerini test edebilmesi gerekir.

Cihaz şeması

Cihazın çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Farklılaştırıcının girişine, test edilen kapasitörün farklılaştırıcı olarak kullanıldığı üçgen bir voltaj uygulanır. Bu durumda çıkışı, bu kapasitörün kapasitansıyla orantılı genliğe sahip bir kare dalga üretir. Daha sonra dedektör kıvrımın genlik değerini seçer ve görüntüler. sabit basınçölçüm başlığına.

Cihazın probları üzerindeki ölçüm voltajının genliği yaklaşık 50 mV olup, bu değer açmaya yeterli değildir. р-n geçişleri yarı iletken cihazlar, dolayısıyla manevra etkisine sahip değiller.

Cihazda iki adet anahtar bulunmaktadır. Beş konumlu "Ölçek" limit anahtarı: 10 µF, 1 µF, 0,1 µF, 0,01 µF, 1000 pF. "Çarpan" anahtarı (X1000, x10O, x10, X1) ölçüm frekansını değiştirir. Bu nedenle cihaz, çoğu durumda pratik olarak yeterli olan 10.000 μF ila 1000 pF arasında sekiz kapasitans ölçüm alt aralığına sahiptir.

Üçgen salınım jeneratörü DA1.1, DA1.2, DA1.4 op-amp yongalarına monte edilir (Şekil 1). Bunlardan biri olan DA1.1, karşılaştırıcı modunda çalışır ve bir sinyal üretir. dikdörtgen şekil DA1.2 entegratörünün girişine sağlanan. Entegratör dikdörtgen salınımları üçgen salınımlara dönüştürür. Jeneratörün frekansı R4, C1 - C4 elemanları tarafından belirlenir. Jeneratörün geri besleme devresinde, kendi kendine salınım modu sağlayan DA1.4 op-amp tabanlı bir invertör bulunmaktadır. SA1 anahtarı, ölçüm frekanslarından (çarpan) birini ayarlamak için kullanılabilir: 1 Hz (X1000), 10Hz (x10O), 10 Hz (x10), 1 kHz (X1).

Op-amp DA2.1 bir voltaj takipçisidir; çıkışında, test edilen kapasitör Cx aracılığıyla bir ölçüm akımı oluşturmak için kullanılan, yaklaşık 50 mV genliğe sahip üçgen bir sinyal bulunur.

Kapasitörün kapasitansı kartta ölçüldüğü için üzerinde artık voltaj olabilir, bu nedenle sayacın zarar görmesini önlemek için iki adet arka arkaya köprü diyotu VD1 problarına paralel bağlanır.

Op-amp DA2.2 bir farklılaştırıcı olarak çalışır ve bir akım-gerilim dönüştürücüsü görevi görür. Çıkış voltajı:

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

Örneğin, 100 Hz frekansta 100 μF'lik bir kapasitans ölçülürken şu ortaya çıkar: Iin = Cx dU/dt = 100-100MB/5MC = 2MA, Uout = R16 lbX = 1 kOhm mA = 2 V.

Farklılaştırıcının kararlı çalışması için R11, C5 - C9 elemanları gereklidir. Kondansatörler, kıvrımlı cephelerdeki salınım süreçlerini ortadan kaldırır ve bu da genliğinin doğru bir şekilde ölçülmesini imkansız hale getirir. Sonuç olarak, DA2.2'nin çıkışı düzgün kenarlı ve ölçülen kapasitansla orantılı bir genliğe sahip bir kıvrımlı üretir. Direnç R11 ayrıca problar kısa devre yaptığında veya kapasitör bozulduğunda giriş akımını da sınırlar. Sayacın giriş devresi için aşağıdaki eşitsizlik sağlanmalıdır:

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

Bu eşitsizlik karşılanmazsa, dönemin yarısında mevcut IBX sabit durum değerine ulaşmaz ve kıvrımlı karşılık gelen genliğe ulaşmaz ve ölçümde bir hata meydana gelir. Örneğin, bölümünde açıklanan ölçüm cihazında 1 Hz frekansta 1000 µF kapasitans ölçülürken zaman sabiti şu şekilde belirlenir:

Cx R25 = 10OO uF - 910 Ohm = 0,91 sn.

Salınım periyodu T/2'nin yarısı yalnızca 0,5 saniyedir, dolayısıyla bu ölçekte ölçümler belirgin şekilde doğrusal olmayacaktır.

Senkron dedektör, alan etkili transistör VT1 üzerindeki bir anahtardan, bir op-amp DA1.3 üzerindeki bir anahtar kontrol ünitesinden ve bir C10 depolama kapasitöründen oluşur. Op-amp DA1.2, genliği ayarlandığında menderes pozitif yarım dalgası sırasında VT1'i değiştirmek için bir kontrol sinyali verir. Kondansatör C10, dedektör tarafından üretilen sabit voltajı depolar.

Kapasitör C10'dan, Cx kapasitansının değeri hakkında bilgi taşıyan voltaj, DA2.3 tekrarlayıcı aracılığıyla RA1 mikroampermetresine beslenir. C11, C12 kapasitörleri yumuşatılıyor. Gerilim, değişken kalibrasyon direnci R22'den ölçüm limiti 2 V olan bir dijital voltmetreye çıkarılır.

Güç kaynağı (Şekil 2), ±9 V çift kutuplu voltajlar üretir. Referans voltajlar, termal olarak kararlı zener diyotları VD5, VD6 tarafından oluşturulur. Dirençler R25, R26 gerekli çıkış voltajını ayarlar. Yapısal olarak güç kaynağı, cihazın ölçüm kısmı ile ortak bir devre kartı üzerinde birleştirilir.

Cihaz, SPZ-22 tipinde (R21, R22, R25, R26) değişken dirençler kullanır. Sabit dirençler R12 - R16 - izin verilen ±%1 sapma ile C2-36 veya C2-14 tipi. Direnç R16, seçilen birkaç direncin seri olarak bağlanmasıyla elde edilir. R12 - R16 dirençlerinin dirençleri diğer tiplerde kullanılabilir, ancak dijital bir ohmmetre (multimetre) kullanılarak seçilmelidirler. Geriye kalan sabit dirençlerin tümü 0,125 W dağıtım gücüne sahiptir. Kondansatör C10 - K53-1A, kapasitörler C11 - C16 - K50-16. Kondansatörler C1, C2 - K73-17 veya diğer metal film, SZ, C4 - KM-5, KM-6 veya M750'den daha kötü olmayan TKE'li diğer seramikler de% 1'den fazla olmayan bir hatayla seçilmelidir. Kalan kapasitörler herhangi biri.

SA1, SA2 - P2G-3 5P2N anahtarları. Tasarımda, A, B, C, G, I harf endekslerine sahip bir CVD transistörünün (VT1) kullanılmasına izin verilir. Transistörler VT2, VT3 voltaj stabilizatörleri, ilgili yapının diğer düşük güçlü silikon transistörleri ile değiştirilebilir. K1401UD4 op-amp yerine K1401UD2A'yı kullanabilirsiniz ancak daha sonra “1000 pF” sınırında, R16 üzerindeki DA2.2 giriş akımının yarattığı diferansiyel girişinin önyargısı nedeniyle bir hata oluşabilir.

Güç transformatörü T1'in toplam gücü 1 W'tır. İki adet 12 V sekonder sargılı bir transformatörün kullanılmasına izin verilir, ancak bu durumda iki doğrultucu köprü gereklidir.

Cihazı yapılandırmak ve hata ayıklamak için bir osiloskopa ihtiyacınız olacaktır. Üçgen osilatörün frekanslarını kontrol etmek için bir frekans ölçere sahip olmak iyi bir fikirdir. Model kapasitörlere de ihtiyaç duyulacaktır.

Cihaz, R25, R26 dirençleri kullanılarak +9 V ve -9 V voltajlarının ayarlanmasıyla yapılandırılmaya başlar. Bundan sonra üçgen salınım jeneratörünün çalışması kontrol edilir (Şekil 3'teki osilogramlar 1, 2, 3, 4). Frekans ölçeriniz varsa, SA1 anahtarının farklı konumlarındaki jeneratörün frekansını ölçün. Frekansların 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz değerlerinden farklı olması kabul edilebilir, ancak farklı ölçeklerdeki cihaz okumalarının doğruluğu buna bağlı olduğundan kendi aralarında tam olarak 10 kat farklı olmaları gerekir. Jeneratör frekansları onun katı değilse, gerekli doğruluk (% 1 hatayla) C1 - C4 kapasitörlerine paralel bağlanan kapasitörler seçilerek elde edilir. C1 - C4 kapasitörlerinin kapasitansları gerekli doğrulukla seçilirse, frekansları ölçmeden yapabilirsiniz.

Ardından, op-amp DA1.3'ün çalışmasını kontrol edin (osilogramlar 5, 6). Bundan sonra ölçüm limitini “10 µF”, çarpanı “x1” konumuna ayarlayın ve 10 µF kapasiteli standart bir kondansatör bağlayın. Farklılaştırıcının çıkışı dikdörtgen olmalı, ancak uzatılmış, düzleştirilmiş cephelere sahip, yaklaşık 2 V genlikli salınımlara sahip olmalıdır (osilogram 7). Direnç R21, cihazın okumalarını ayarlar - iğne tam ölçeğe sapar. XS3, XS4 soketlerine bir dijital voltmetre (2 V sınırında) bağlanır ve okumayı 1000 mV'ye ayarlamak için R22 direnci kullanılır. C1 - C4 kapasitörleri ve R12 - R16 dirençleri tam olarak seçilirse, cihaz okumaları diğer ölçeklerde katlar halinde olacaktır ve bunlar standart kapasitörler kullanılarak kontrol edilebilir.

Diğer elemanlarla birlikte bir karta lehimlenen bir kapasitörün kapasitansını ölçmek, kapasitörün düşük dirençli bir dirençli devre tarafından şöntlendiği durumlar dışında, genellikle 0,1 - 10.000 uF aralığında oldukça doğrudur. Eşdeğer direnci Xc = 1/ωС frekansına bağlı olduğundan, cihazın diğer elemanlarının şönt etkisini azaltmak için, ölçülen kapasitörlerin kapasitansını azaltarak ölçüm frekansını arttırmak gerekir. 10.000 μF, 1000 μF, 100 μF, 10 μF kapasiteli kapasitörleri ölçerken sırasıyla 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz frekansları kullanılırsa, dirençlerin şönt etkisi okumayı etkileyecektir 300 Ohm'luk (yaklaşık %4'lük bir hata) veya daha az dirençli paralel bağlı bir dirence sahip cihazın. 1 kHz frekansta 0,1 ve 1 μF kapasiteli kapasitörleri ölçerken, sırasıyla 30 ve 3 kOhm dirençli paralel bağlı bir direncin etkisinden dolayı% 4'lük bir hata olacaktır.

0,01 μF ve 1000 pF sınırlarında, ölçüm akımı küçük olduğundan (2 μA, 200 nA) kapasitörlerin şönt devreleri kapalıyken kontrol edilmesi önerilir. Bununla birlikte, küçük kapasitörlerin güvenilirliğinin, tasarımları ve izin verilen daha yüksek voltaj nedeniyle gözle görülür derecede daha yüksek olduğunu hatırlamakta fayda var.

Bazen, örneğin, 1 kHz frekansında 1 µF ila 10 µF kapasiteli oksit dielektrikli (K50-6 vb.) bazı kapasitörleri ölçerken, görünüşe göre kapasitörün kendi endüktansı ve kayıpları ile ilişkili bir hata ortaya çıkar. dielektrik olarak; Cihaz okumaları daha düşük. Bu nedenle, ölçümlerin daha düşük bir frekansta (örneğin bizim durumumuzda 100 Hz frekansta) yapılması tavsiye edilebilir, ancak bu durumda paralel dirençlerin şönt özellikleri zaten daha yüksek bir dirençte yansıtılacaktır.

EDEBİYAT
1. Kuchin S. Kapasitans ölçümü için cihaz. - Radyo. 1993, ╧ 6, s. 21 - 23.
2. Bolgov A. Oksit kapasitörlerin test cihazı. - Radyo, 1989, ╧ 6, s. 44.

Onarım veya radyo tasarımı sırasında, genellikle kapasitör gibi bir elemanla uğraşmak zorunda kalırsınız. Başlıca özelliği kapasitedir. Cihazın özellikleri ve çalışma modları nedeniyle elektrolitlerin arızalanması, radyo ekipmanındaki arızaların ana nedenlerinden biri haline gelir. Bir elemanın kapasitesini belirlemek için çeşitli test cihazları kullanılır. Bir mağazadan satın almak kolaydır veya kendiniz yapabilirsiniz.

Bir kapasitörün fiziksel tanımı

Kapasitör, yük veya enerji depolamaya yarayan bir elektrik elemanıdır. Yapısal olarak radyo elemanı, aralarında bir dielektrik tabaka bulunan iletken malzemeden yapılmış iki plakadan oluşur. İletken plakalara plaka denir. Birbirlerine ortak bir kontakla bağlı değiller, ancak her birinin kendi terminali var.

Kondansatörler, dielektrik katmanın plaka katmanlarıyla değiştiği çok katmanlı bir görünüme sahiptir. Yuvarlak köşeli bir silindir veya paralel borudurlar. Bir elektrik elemanının ana parametresi, ölçüm birimi farad (F, Ф) olan kapasitanstır. Diyagramlarda ve literatürde bir radyo bileşeni Latin harfi C ile gösterilir. Sembolden sonra diyagramdaki seri numarası ve nominal kapasitenin değeri gösterilir.

Bir farad oldukça büyük bir değer olduğundan kapasitör kapasitansının gerçek değerleri çok daha düşüktür. Bu nedenle kayıt yaparken Koşullu kısaltmaların kullanılması gelenekseldir:

• P - pikofarad (pF, pF);
• N - nanofarad (nF, nF);
• M - mikrofarad (mF, µF).

Çalışma prensibi

Radyo bileşeninin çalışma prensibi elektrik şebekesinin türüne bağlıdır. Doğru akım kaynağının plakalarının terminallerine bağlandığında yük taşıyıcıları, biriktikleri kapasitörün iletken plakalarına düşer. Aynı zamanda plakaların terminallerinde potansiyel bir fark ortaya çıkar. Değeri mevcut kaynağa eşit bir değere ulaşana kadar artar. Bu değer dengelendiğinde plakalarda yük birikmesi durur ve elektrik devresi kesilir.

Alternatif akım ağında kapasitör bir direnci temsil eder. Değeri akımın frekansı ile ilgilidir: ne kadar yüksek olursa direnç o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir. Bir radyo elemanı alternatif akıma maruz kaldığında bir yük birikir. Zamanla şarj akımı azalır ve tamamen kaybolur. Bu işlem sırasında cihazın plakaları üzerinde farklı işaretlerdeki yükler yoğunlaşır.

Aralarına yerleştirilen dielektrik bunların hareketini engeller. Yarım dalga değişimi anında kondansatör terminallerine bağlanan yük üzerinden deşarj olur. Bir deşarj akımı meydana gelir, yani radyo elemanının biriktirdiği enerji elektrik devresine akmaya başlar.

Kondansatörler hemen hemen her elektronik devrede kullanılır. Akım dalgalarını dönüştürmek ve çeşitli frekansları kesmek için filtre elemanları görevi görürler. Ayrıca reaktif gücü de telafi ederler.

Özellikleri ve türleri

Kapasitörlerin parametrelerinin ölçülmesi, özelliklerinin değerlerinin bulunmasını içerir. Ancak bunların arasında en önemlisi genellikle ölçülen kapasitedir. Bu değer, bir radyo elemanının biriktirebileceği yük miktarını gösterir. Fizikte elektriksel kapasite, herhangi bir plaka üzerindeki yükün, aralarındaki potansiyel farka oranına eşit bir değerdir.

Bu durumda kapasitörün kapasitesi, elemanın plakalarının alanına ve dielektrik kalınlığına bağlıdır. Kapasiteye ek olarak, bir radyo cihazı aynı zamanda polarite ve iç direncin değeri ile de karakterize edilir. Özel aletler kullanılarak bu miktarlar da ölçülebilir. Cihazın direnci, elemanın kendi kendine deşarjını etkiler. Ayrıca, Kapasitörün ana özellikleri şunları içerir:

Kondansatörler farklı kriterlere göre sınıflandırılır ancak öncelikle dielektrik türüne göre ayrılırlar. Gaz, sıvı ve katı olabilir. Çoğu zaman cam, mika, seramik, kağıt ve sentetik filmler kullanılır. Ayrıca, kapasitörlerin kapasitans değerini değiştirme yetenekleri farklılık gösterir ve şunlar olabilir:

Ayrıca amaca bağlı olarak kapasitörler genel ve özel amaçlıdır. Birinci tip cihazlar düşük voltajlıdır ve ikinci tip darbeli, çalıştırma vb. Ancak türü ve amacı ne olursa olsun, parametrelerini ölçme prensibi aynıdır.

Ölçüm aletleri

Kapasitörlerin parametrelerini ölçmek için hem özel aletler hem de genel amaçlı aletler kullanılır. Kapasitans ölçerler türlerine göre dijital ve analog olmak üzere iki türe ayrılır. Özel cihazlar bir elemanın kapasitansını ve iç direncini ölçebilir. Basit bir test cihazı genellikle yalnızca bir dielektrik arızayı veya büyük bir sızıntıyı teşhis eder. Ek olarak, test cihazı çok işlevliyse (multimetre), o zaman kapasitansı da ölçebilir, ancak genellikle ölçüm limiti düşüktür.

Bu nedenle, kapasitör test cihazı olarak kullanılabilir:

• ESR veya RLC ölçer;
• multimetre;
• test cihazı.

Bu durumda, birinci tipe ait bir cihazla elemanın teşhisi, devreden sökülmeden gerçekleştirilebilir. İkinci veya üçüncü tip kullanılıyorsa, elemanın veya terminallerinden en az birinin bağlantısı kesilmelidir.

ESR Ölçer Kullanma

Bir kapasitörün performansını test ederken ESR parametresinin ölçülmesi çok önemlidir. Gerçek şu ki, neredeyse tüm modern teknolojiler, operasyonlarında yüksek frekanslar kullanılarak darbeli olarak çalışmaktadır. Kapasitörün eşdeğer direnci yüksekse, üzerinde güç serbest bırakılır ve bu, radyo elemanının ısınmasına neden olarak bozulmasına neden olur.

Yapısal olarak özel sayaç, sıvı kristal ekranlı bir mahfazadan oluşur. Güç kaynağı olarak KRONA tipi pil kullanılır. Cihazda probların bağlandığı farklı renklerde iki konnektör bulunmaktadır. Kırmızı prob pozitif olarak kabul edilir ve siyah prob negatif olarak kabul edilir. Bu, polar kapasitör ölçümlerinin doğru şekilde alınabilmesi için yapılır.

ESR direncini ölçmeden önce radyo bileşeninin deşarjı yapılmalıdır, aksi takdirde cihaz arızalanabilir. Bunun için kapasitörün terminalleri kısa bir süre için yaklaşık bir kiloohm dirençle kapatılır.

Doğrudan ölçüm, radyo bileşeninin terminallerinin cihazın problarına bağlanmasıyla gerçekleşir. Elektrolitik kapasitör durumunda, polariteyi gözlemlemek, yani artıyı artıya ve eksiyi eksiye bağlamak gerekir. Bundan sonra cihaz açılır ve bir süre sonra elemanın direncini ve kapasitansını ölçmenin sonuçları ekranda belirir.

Bu tür cihazların büyük kısmının Çin'de üretildiğine dikkat edilmelidir. Çalışmaları, çalışması bir program tarafından kontrol edilen bir mikro denetleyicinin kullanımına dayanmaktadır. Ölçüm sırasında kontrolör, radyo elemanından geçen sinyali dahili sinyalle karşılaştırır ve farklılıklara dayanarak karmaşık bir algoritma kullanarak veri üretir. Bu nedenle bu tür cihazların ölçüm doğruluğu esas olarak imalatlarında kullanılan bileşenlerin kalitesine bağlıdır.

Kapasitansı ölçerken bir immitans ölçer de kullanabilirsiniz. Görünüm olarak ESR ölçüm cihazına benzer ancak ek olarak endüktansı da ölçebilir. Çalışma prensibi, bir test sinyalinin ölçülen elemandan geçişine ve elde edilen verilerin analizine dayanmaktadır.

Multimetre ile kontrol etme

Bir multimetre neredeyse tüm temel parametreleri ölçebilir, ancak bu sonuçların doğruluğu bir ESR cihazı kullanıldığında olduğundan daha düşük olacaktır. Multimetre ile ölçüm aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Test cihazı OL veya Aşırı Yük değerini gösteriyorsa bu, kapasitansın bir multimetre ile ölçülemeyecek kadar yüksek olduğu veya kapasitörün arızalı olduğu anlamına gelir. Elde edilen sonucun önünde birkaç sıfır varsa ölçüm limiti düşürülmelidir.

Test cihazının uygulanması

Eğer elinizde kapasitansı ölçebilecek bir multimetre yoksa doğaçlama yöntemlerle ölçüm yapabilirsiniz. Bunu yapmak için bir dirence, sabit çıkış sinyali seviyesine sahip bir güç kaynağına ve voltajı ölçen bir cihaza ihtiyacınız olacak. Belirli bir örnek kullanarak ölçüm tekniğini düşünmek daha iyidir.

Kapasitesi bilinmeyen bir kondansatör olsun. Onu tanımak için aşağıdakileri yapmanız gerekecektir:

Bu ölçüm algoritmasına doğru denemez, ancak radyo elemanının kapasitesi hakkında genel bir fikir verme konusunda oldukça yeteneklidir.

Amatör radyo bilginiz varsa, kapasitansı ölçmek için kendi ellerinizle bir cihaz monte edebilirsiniz. Değişen karmaşıklık seviyelerinde birçok devre çözümü vardır. Birçoğu, ölçülen bir kapasitörle bir devredeki darbelerin frekansını ve periyodunu ölçmeye dayanır. Bu tür devreler karmaşıktır, dolayısıyla sabit frekanstaki darbeleri geçirirken reaktansın hesaplanmasına dayalı ölçümlerin kullanılması daha kolaydır.

Böyle bir cihazın devresi, çalışma frekansı D1.1 ve D1.2 terminallerine bağlı direncin kapasitansı ve direnci ile belirlenen bir multivibratöre dayanmaktadır. S1 anahtarı kullanılarak ölçüm aralığı ayarlanır, yani frekans değişir. Multivibratörün çıkışından darbeler bir güç amplifikatörüne ve ardından bir voltmetreye gönderilir.

Cihaz, bir referans kapasitör kullanılarak her limitte kalibre edilir. Hassasiyet R6 direnci tarafından ayarlanır.