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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Attacco al multimetro per misurare la capacità dei condensatori. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione La rivista "Radio" ha pubblicato articoli [1, 2] con descrizioni di capacimetri. Secondo l'autore, il dispositivo di maggior successo è descritto nell'articolo [1]. Può essere utilizzato per misurare la capacità dei condensatori senza dissaldarli dalla scheda, il che accelera e semplifica notevolmente la riparazione e la regolazione dei dispositivi elettronici. Sulla base di ciò è stato sviluppato il dispositivo proposto. Durante lo sviluppo, l'obiettivo era quello di assemblare un accessorio per un multimetro o un voltmetro utilizzando componenti poco costosi e ampiamente disponibili, facili da regolare e configurare e in grado di funzionare autonomamente con batterie cinque giorni alla settimana, otto ore al giorno. A differenza del prototipo [1], il set-top box contiene un convertitore di tensione step-up stabilizzato, un'unità di controllo dello scaricamento della batteria e uno spegnimento automatico. Il set-top box utilizza amplificatori operazionali di micropotenza. Per impostare e calibrare il prototipo [1], è necessario selezionare i condensatori appropriati. L'impostazione e la calibrazione del set-top box sono molto più semplici e convenienti con i resistori regolati.
Lo schema del set-top box proposto è mostrato in figura. È alimentato da una batteria GB1 composta da tre batterie Ni-Cd o Ni-MH. La batteria viene caricata da un alimentatore esterno con una tensione di uscita di 8...12 V. Il transistor ad effetto di campo VT1 stabilizza la corrente di carica, il cui valore viene impostato selezionando il resistore R2. Il controllo della scarica della batteria ad una tensione di 2,5...2,9 V viene effettuato tramite un trigger sui transistor VT4 e VT5. Spegne il set-top box, evitando che le batterie si scarichino eccessivamente. Il circuito R6VD5C3 è progettato per aprire il transistor VT4 quando l'alimentazione del set-top box viene attivata dall'interruttore SA1, mostrato nella posizione "Carica". Il convertitore di tensione step-up contiene un generatore di blocco sui transistor VT2 e VT3, trasformatore T1, condensatore C1, resistori R1 e R3, nonché raddrizzatori di tensione di polarità positiva (VD3C4) e negativa (VD4C5). La frequenza operativa del convertitore è di circa 100 kHz, funziona con una tensione di ingresso di 1,8...5 V e la sua tensione di uscita è stabilizzata a ±(7±0,5) V. Principali caratteristiche tecniche
Il principio di funzionamento della console proposta è lo stesso del prototipo. Il generatore di impulsi triangolari è assemblato utilizzando gli amplificatori operazionali DA 1.1, DA2.2, DA2.4. L'amplificatore operazionale DA1.1 funziona come un comparatore; dalla sua uscita viene fornito un segnale rettangolare all'ingresso dell'integratore dell'amplificatore operazionale DA2.2, che converte gli impulsi di tensione rettangolari in triangolari. La frequenza del generatore è determinata dai circuiti RC (R23C8 - 1 kHz, R24C9 - 100 Hz, R25C10 - 10 Hz, R26C11 - 1 Hz), che vengono commutati dal multiplexer DD1. I resistori di questi circuiti vengono regolati; impostano la frequenza di generazione richiesta. Nel circuito di feedback del generatore è presente un inverter basato sull'amplificatore operazionale DA2.4, che fornisce la modalità auto-oscillante. Un inseguitore di tensione è assemblato sull'amplificatore operazionale DA2.3. Dalla sua uscita, una tensione triangolare con un'ampiezza di 50 mV viene fornita al condensatore C* in prova. I diodi VD21 e VD22 sono protettivi. Un differenziatore è assemblato sull'amplificatore operazionale DA3. Il resistore R42 limita la corrente se il condensatore da testare è rotto. Utilizzando l'interruttore SA2, i multiplexer DD6 e DD17 sono controllati tramite diodi VD1-VD2. Nelle posizioni da 1 a 5 dell'interruttore SA2, i canali da X1 a X5 del multiplexer DD2 vengono commutati, fornendo misurazioni nell'intervallo da 1 nf a 10 μF, e il multiplexer DD1 ha il canale X1 aperto, garantendo così che il generatore funzioni ad una frequenza di 1kHz. Nelle posizioni da 6 a 8 di SA2, i canali da X2 a X4 del multiplexer DD1 vengono commutati, ciò fornisce una misurazione di valori di capacità da 100 a 10000 μF a frequenze di 100, 10 e 1 Hz, mentre il multiplexer DD2 rimane aperto canale X5. Dall'uscita dell'amplificatore operazionale DA3, gli impulsi, la cui ampiezza è proporzionale alla capacità misurata Cx, vengono alimentati a un rilevatore sincrono assemblato su un transistor ad effetto di campo VT6 con un'unità di controllo sull'amplificatore operazionale DA1.2. Dal condensatore C7, attraverso il inseguitore di tensione di disaccoppiamento dell'amplificatore operazionale DA2.1, una tensione, anch'essa proporzionale a C*, viene fornita a un voltmetro o multimetro, che deve essere in modalità di misurazione della tensione di almeno 1 V. La capacità del condensatore 07 deve essere almeno 100 μF, altrimenti con un limite di misurazione di 10000 μF e una frequenza del generatore di 1 Hz, le letture del voltmetro saranno instabili. Ai limiti di 1 nF e 0,01 μF è consigliabile scollegare il condensatore in prova dai circuiti shunt. Le conclusioni sulla loro influenza sulla precisione della misurazione della capacità, formulate in [1] per il prototipo, sono valide anche per il set-top box. Considerando che gli amplificatori operazionali nel set-top box elaborano un segnale con una frequenza non superiore a 1 kHz, è stato utilizzato il microcircuito 1401UDZ, contenente quattro amplificatori operazionali a microconsumo. Può essere sostituito con 1463UD4 o quattro singoli 140UD12. Dovresti prestare attenzione al fatto che l'ampiezza delle oscillazioni all'uscita del generatore è la stessa a tutte le frequenze (1, 10, 100 e 1000 Hz). Altrimenti ridurre la resistenza dei resistori R11 e R18, controllando la corrente che li attraversa in modo che non superi 0,2 mA. Il set-top box utilizza resistori di sintonizzazione SPZ-19 con una deviazione consentita di ±10%. Resistori fissi - C2-33, con una deviazione consentita di ±5%. Condensatori all'ossido - K53-18. Condensatori C9-C11 - K73-17 o altro film metallico, condensatore C8 - KM5a o KM56, con TKE non peggiore di MPO o PZZ. È possibile utilizzare elementi a montaggio superficiale: resistori R1-12, R1-16, condensatori K53-68, K10-50 o i loro analoghi importati. Il trasformatore T1 è avvolto su un nucleo magnetico di dimensioni standard W4x4 realizzato in ferrite da 2000 NM con filo PEV-2 con un diametro di 0,15 mm. L'avvolgimento I contiene 15 giri, gli avvolgimenti II e III - 35 giri ciascuno. L'amplificatore operazionale DA3 è stato selezionato dalla serie 140UD14 per il suo basso consumo di corrente e l'elevata resistenza di ingresso. Al limite di misurazione di 1 nf, l'influenza della sua resistenza di ingresso viene corretta aumentando la resistenza del resistore R43 da 10 (come nel prototipo) a 12 MOhm. La compensazione per l'influenza della capacità parassita dell'accessorio e delle sonde (impostando la tensione di uscita zero dell'accessorio a questo limite di misurazione) viene effettuata con il resistore R35. È stata utilizzata una correzione di frequenza non standard dell'amplificatore operazionale DA3 con condensatore C18, che elimina le oscillazioni parassite, poiché il differenziatore è incline all'autoeccitazione. La configurazione del set-top box inizia con l'impostazione della frequenza di generazione su ciascun limite utilizzando i resistori di regolazione R23-R26. Quindi collegare un condensatore standard con una capacità di 10 μF o leggermente inferiore. Il resistore trimmer R16 imposta la tensione di uscita in volt pari a un decimo della capacità di un condensatore standard in microfarad. Successivamente, l'accessorio viene calibrato in modo simile con resistori di regolazione R37-R40 a limiti di misurazione più piccoli utilizzando altri condensatori standard. La sorgente di tensione di riferimento - LED AL102VM (HL1) può essere sostituita con AL307VM o con una catena di diversi diodi al silicio collegati in serie della serie KD522. Se necessario, la tensione di riferimento viene regolata selezionando la resistenza del resistore R8 entro ±30%. Se ciò non bastasse, modificare il numero di diodi nel circuito. La tensione di spegnimento è impostata tra 2,5...2,9 V. La corrente di carica delle batterie è selezionata dal resistore R2. Nella copia dell'autore la corrente è fissata a 26 mA. Se necessario, sostituire il transistor ad effetto di campo KP302V (VT1) con un KP903V più potente. Letteratura
Autore: A. Suchinsky
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