misuratore di capacità digitale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione

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Nella pratica radioamatoriale, diventa spesso necessario misurare la capacità dei condensatori elettrolitici, poiché la loro capacità può cambiare in modo significativo nel tempo. Il dispositivo descritto in [1], secondo l'autore, presenta una serie di svantaggi: elevato consumo energetico, gamma ristretta di capacità misurate (10 ... 10000 μF), scarsa precisione nella misurazione di piccole capacità.

Il contatore proposto è esente da questi inconvenienti. Allo stesso tempo, lasciando invariato il numero di microcircuiti utilizzati, è stato possibile migliorare notevolmente la precisione e introdurre una serie di funzioni di servizio che facilitano il lavoro con il dispositivo. Questo dispositivo fornisce la misurazione della capacità dei condensatori da 0,01 a 10000 microfarad su quattro sottocampi con limiti di misurazione superiori di 10, 100, 1000 e 10000 microfarad. Le sottobande vengono commutate automaticamente. Il risultato della misurazione è presentato in forma digitale su un indicatore a quattro cifre.

(clicca per ingrandire)

Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sul conteggio del numero di impulsi in un intervallo di tempo proporzionale alla capacità del condensatore. Il convertitore "capacità-tempo" è realizzato su un unico vibratore DD5.3, DD5.4. La durata dell'impulso generato da tale singolo vibratore è determinata dalla formula empirica da [2]:

I resistori R7 e R8 sono scelti in modo che la durata degli impulsi in millisecondi sia numericamente uguale alla capacità in microfarad. Il singolo vibratore viene avviato dopo aver premuto il pulsante SB1. Per sopprimere il rimbalzo dei contatti dei pulsanti, è progettato il driver DD5.1, DD5.2. Genera un impulso di polarità negativa, la cui durata corrisponde al tempo di chiusura dei contatti, e il fronte e la discesa dell'impulso sono alquanto ritardati rispetto ai momenti di chiusura e apertura [1.4]. L'inverter DD9 genera un segnale di reset che coincide nel tempo con l'impulso shaper, che assicura il reset dei contatori DD12...DD7 e del trigger DD2. Il decadimento di un impulso di polarità negativa con l'aiuto di una catena di differenziazione C5-R1.3 viene convertito in un breve impulso positivo che attiva un singolo vibratore. L'impulso proveniente dall'uscita del singolo vibratore apre la chiave elettronica DDXNUMX, consentendo il passaggio degli impulsi di conteggio dal generatore di frequenza di riferimento.

La parte principale di questo generatore di frequenza è un multivibratore su DD1.1, DD1.2 con stabilizzazione della frequenza al quarzo [2]. I chip DD2 ... DD4 costituiscono una linea di divisori di frequenza per 10. Pertanto, gli ingressi del multiplexer DD6.1 sono alimentati con frequenze di 1 MHz, 100, 10 e 1 kHz. Il multiplexer DD6.1 insieme al trigger DD7 e al contatore DD8 formano un nodo per la selezione automatica del limite di misura. Quando si preme il pulsante SB1, il circuito di selezione automatica del limite viene ripristinato applicando un "8" logico all'ingresso R DD1 attraverso il resistore R4.

Il contatore DD8 è posto a zero, ed il multiplexer DD6.1 alimenta l'ingresso della chiave elettronica DD1.3 con una frequenza di 1 MHz, che corrisponde al limite minimo di misura. In caso di overflow dei contatori DD9...DD12, all'uscita di trasferimento di DD12, un impulso di polarità positiva decade, che incrementa di uno lo stato del contatore DD8 e scrive uno "7" logico dall'ingresso D al trigger DD0. Questo "0" logico attiva lo shaper. Con l'impulso negativo dello shaper, i contatori DD9...DD12 vengono resettati e il trigger DD7 viene trasferito allo stato logico "1". Di conseguenza, la durata dell'impulso shaper sarà uguale al tempo di ritardo. Al diminuire di questo impulso, il singolo vibratore viene riavviato. La modifica dello stato di DD8 farà sì che la frequenza all'uscita di DD6.1 sia pari a 100 kHz, e ciò corrisponde a un aumento del limite di misurazione di 10 volte.

I microcircuiti DD9...DD12 sono contatori decennali con uscita a un indicatore a sette segmenti. Come indicatori sono stati utilizzati indicatori luminescenti sotto vuoto, che hanno un basso consumo di corrente e migliori caratteristiche di luminosità rispetto alle matrici LED. Il multiplexer DD6.2 controlla i punti decimali degli indicatori.

Si consiglia di configurare il dispositivo nel seguente ordine

1. Ingresso R DD8 disconnesso temporaneamente dal pulsante SB1.

2. Collegare un generatore di impulsi rettangolare con una frequenza di 2 ... 3 Hz al punto di connessione R50 e R200. Non ci sono requisiti speciali per esso e può essere assemblato secondo uno qualsiasi degli schemi forniti in [2, H].

3. Come modello, collegare un condensatore con una capacità di 0,5 ... 4 μF. Va ricordato che l'accuratezza del misuratore dipende solo dall'accuratezza della calibrazione.

4. Il resistore R8 dovrebbe raggiungere la corrispondenza più stretta possibile tra le letture del dispositivo e la capacità effettiva del condensatore esemplare. Dopo la messa a punto, è consigliabile bloccare il motore R8 con la vernice.

Dettagli

Nel misuratore possono essere utilizzati microcircuiti delle serie K176, K561, K1561 e anche 564. I resistori sono del tipo MLT-0,125. Il resistore R8 è preferibile utilizzare un tipo multigiro SP5-1. Come condensatore di calibrazione, l'autore ha utilizzato K71-5V 1 μF ± 1%. Va notato che non tutte le copie dell'IC K176LA7 funzionano stabilmente in un oscillatore al quarzo, pertanto non è consigliabile utilizzare K1LA176 come DD7.

Come indicatori si possono utilizzare, oltre a quelli indicati nel diagramma, IVZ, IV8. Se, invece, vengono utilizzati indicatori a cristalli liquidi, che richiederanno un leggero affinamento del circuito [3, 4], il dispositivo può essere alimentato da una singola batteria da 9 V del tipo Krona.

Letteratura

1. Kurochkina L. A. Misuratore digitale per la capacità dei condensatori di ossido. - Radio, 1988, N8, pp. 50-52.
2. Shelestov IP Radioamatori: schemi utili. Libro. 2. - M.: "Solone", 1998.
3. Biryukov S. A. Dispositivi digitali basati su circuiti integrati CMOS. 2a ed., rivista. e aggiuntivi - M.: Radio e comunicazione, 1996.
4. Bystrov Yu A. et al Dispositivi optoelettronici nella pratica radioamatoriale - M.: Radio e comunicazione, 1995

Autore: A. Uvarov; Pubblicazione: cxem.net

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