Máy đo điện dung của điện trở ion và tụ điện có điện dung cao. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường

 Bình luận bài viết

Có một số cách để đo điện dung của tụ điện, nhưng không phải tất cả chúng đều phù hợp để đo điện dung lớn hơn vài trăm microfarad. Các vấn đề đặc biệt lớn phát sinh khi đo điện trở ion, điện dung có thể đạt tới 10 F hoặc thậm chí hơn. Trong khi đó, có một phương pháp tương đối đơn giản và đã được biết đến từ lâu dựa trên việc đo thời gian sạc của tụ điện từ nguồn điện áp thông qua một điện trở có điện trở đã biết. Như bạn đã biết, nếu bạn nối tụ điện có điện dung C qua điện trở có điện trở R với nguồn điện áp U (Hình 1), tụ điện sẽ bắt đầu tích điện và điện áp trên nó (U_С) sẽ tăng theo cấp số nhân:

U_C = Ư (1 - e^{-t / (RC)}),

trong đó e là cơ số của logarit tự nhiên (e ≈ 2,718); t - thời gian; RC được gọi là hằng số thời gian của mạch RC, không phụ thuộc vào điện áp. Tại thời điểm t = t_RC\uXNUMXd RC, điện áp trên tụ điện sẽ bằng U_C = Ư (1 - e^-1) ≈ U(1 - 0,367) ≈ 0,633U. Do đó, bằng cách đo khoảng thời gian từ khi bắt đầu sạc tụ điện đến thời điểm điện áp trên nó đạt giá trị 0,633U, có thể sử dụng phép tính đơn giản để xác định điện dung của tụ điện đo được С = t_RC/R. Nếu điện trở của điện trở là "tròn", ví dụ 10 kOhm, thì mọi phép tính có thể dễ dàng thực hiện trong đầu. Ví dụ, đối với điện trở được chỉ định, thời gian sạc tụ điện đến 0,633U là 46 giây, sau đó điện dung của tụ điện đo được C_х = 46 / 10⁴ = 46 mF = 4600 uF. Do đó, trong trường hợp này, hệ số chuyển đổi là K = 100 μF/s. Đối với điện trở R = 1 kOhm, thời gian đo sẽ giảm đi 10 lần và hệ số chuyển đổi K = 1000 μF / s.

Cơm. 1. Sự phụ thuộc U_C từ t

Theo nguyên tắc này, đồng hồ được đề xuất hoạt động. Bạn có thể đặt nó ở dạng tiền tố cho máy tính hoặc thiết bị điện tử khác có đồng hồ bấm giờ tích hợp, chẳng hạn như đồng hồ điện tử (cơ điện tử) hoặc điện thoại di động. Đặc biệt đáng chú ý là phương pháp này tương đối dễ thực hiện và không cần hiệu chuẩn bằng cách sử dụng tụ điện tham chiếu (một vôn kế kỹ thuật số là đủ). Ngoài ra, điện áp cũng có thể là bất kỳ (trong giới hạn hợp lý), điều chính là nó không thay đổi trong quá trình đo. Có thể mất vài phút để đo điện dung của siêu tụ điện, kết hợp với sai số đo vài phần trăm, điều này hoàn toàn có thể chấp nhận được đối với thực hành vô tuyến nghiệp dư.

Cần lưu ý rằng lỗi đo lường bị ảnh hưởng bởi dòng rò và điện trở nối tiếp (ESR) của tụ điện và tụ điện. Ví dụ: ESR của một số loại điện trở ion có thể đạt tới 30 ohm và nếu bạn sạc một điện trở ion như vậy qua điện trở 100 ohm, thì sai số đo có thể lên tới hàng chục phần trăm. Do đó, điện trở của điện trở mà tụ điện được tích điện ít nhất phải là 1 kOhm.

Mời độc giả đến với phần đính kèm đo của đồng hồ cơ-điện tử. Sơ đồ của thiết bị được hiển thị trong hình. 2. Nó được cung cấp năng lượng bởi pin tích hợp trong đồng hồ (1,5 V) và bản thân đồng hồ cũng có thể được sử dụng cho mục đích đã định. Ở trạng thái ban đầu, điện áp cung cấp được cung cấp cho vi mạch và đồng hồ hoạt động ở chế độ bình thường. Khi hộp giải mã tín hiệu được kết nối, các tiếp điểm của ổ cắm XS1 mở ra, đồng hồ dừng và điện áp nguồn được cung cấp cho hộp giải mã tín hiệu. Nó chứa bộ chuyển đổi điện áp ổn định tăng cường trên chip DA1, bộ so sánh trên op-amp DA2, khóa điện tử trên bóng bán dẫn VT1 và đèn báo trên đèn LED HL1.

Cơm. 2. Sơ đồ thiết bị (bấm để phóng to)

Sau khi đặt điện áp cung cấp vào phần đính kèm, bóng bán dẫn VT1 được đóng lại và bộ biến đổi điện áp bị ngắt điện. Để đo điện dung của tụ điện hoặc điện trở ion, trước tiên, nó được phóng điện và sau đó được nối với cực đối với các cực XS2, XS3 và nhấn nhanh nút SB1 "Bắt đầu". Đồng hồ được cung cấp điện áp nguồn và chúng sẽ bắt đầu đếm thời gian, đồng thời bộ chuyển đổi điện áp bắt đầu hoạt động, điện áp 3,3 V xuất hiện ở đầu ra của nó và đèn LED HL1 bật. Do tụ đo được phóng điện nên điện áp ở đầu vào đảo ngược của op-amp DA2 nhỏ hơn ở đầu vào không đảo ngược và đầu ra sẽ là 2 ... 2,2 V. Bóng bán dẫn VT1 sẽ mở và sau khi nhả nút SB1, điện áp sẽ tiếp tục chạy đến bộ chuyển đổi điện áp và đến đồng hồ, sẽ tiếp tục đếm thời gian sạc. Việc lựa chọn điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi (3,3 V) là do trong trường hợp này, tụ điện sẽ được sạc đến điện áp U_C \u3,3d 0,633 2,088 \u2d XNUMX V, do đó, bằng cách sử dụng tệp đính kèm, bạn có thể đo điện dung của siêu tụ điện và tụ điện có điện áp định mức từ XNUMX V trở lên.

Ngay sau khi tụ điện được sạc đến điện áp quy định, điện áp gần bằng 2 sẽ xuất hiện ở đầu ra của op-amp DA1, bóng bán dẫn VT1 sẽ đóng, đồng hồ và bộ chuyển đổi điện áp sẽ bị ngắt điện và đèn LED sẽ tắt - quá trình đo hoàn tất. Vẫn còn phải đọc đồng hồ và xác định dung lượng, có tính đến hệ số chuyển đổi được đặt bởi công tắc SA2. Để thuận tiện cho các phép đo, đồng hồ được đặt sơ bộ về gốc. Để đo lại cùng một tụ điện, trước tiên bạn phải xả nó bằng cách nhấn nút "Xả" SBXNUMX trong vài chục giây. Để xả điện trở ion và tụ điện oxit có công suất hơn vài nghìn microfarad, việc này phải được thực hiện nhiều lần.

Việc điều chỉnh bắt đầu bằng việc kiểm tra hiệu suất của bộ chuyển đổi điện áp và đặt ngưỡng chuyển đổi của op-amp. Để thực hiện việc này, các cực của bộ thu và cực phát của bóng bán dẫn VT1 được nối tắt tạm thời bằng dây nhảy, các cực XS2 và XS3 được kết nối với nhau và điện áp 1,5 V được cung cấp từ nguồn điện có thể điều chỉnh. Khi thay đổi vị trí của công tắc SA1 và giảm điện áp nguồn xuống 1,2 V, điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi không được thay đổi quá vài phần trăm. Ở vị trí công tắc SA1 "100", một điện trở biến đổi (tốt nhất là nhiều vòng) có điện trở 2 kOhm được kết nối với các đầu XS3, XS33. Bộ chuyển đổi điện áp đầu ra U_п được đo bằng vôn kế kỹ thuật số có độ phân giải ít nhất ba chữ số thập phân. Một biến trở được đặt trên các đầu XS2, XS3 điện áp U \u0,633d XNUMX U_п. Sau đó, bằng cách điều khiển điện áp ở đầu ra của op-amp, động cơ của điện trở xây dựng R5 được đặt ở vị trí mà chỉ một sự thay đổi nhỏ nhất ở vị trí của nó cũng dẫn đến việc bật op-amp. Vì vậy, lỗi chuyển đổi do điện áp phân cực của op-amp sẽ được bù. Sau khi loại bỏ cầu nối giữa bộ thu và bộ phát của bóng bán dẫn và biến trở, tiền tố đã sẵn sàng hoạt động.

Bảng điều khiển sử dụng điện trở và tụ điện để gắn bề mặt. Điện trở cố định RN1-12 và tụ điện C1 (K10-17v) - kích thước 1206, điện trở cắt - PVZ3A (POZ3A), PVA3A (RVG3A), tụ điện C2 - kích thước tantalum A hoặc B. Để cải thiện độ chính xác của phép đo, nên chọn điện trở R3 và R4 với độ lệch so với giá trị danh nghĩa không quá 0,5%. Bạn có thể sử dụng bất kỳ bóng bán dẫn công suất thấp nào có hệ số truyền dòng cơ sở (h_21E) không ít hơn 100. LED - tăng độ sáng của ánh sáng xanh lục hoặc đỏ với đường kính vỏ là 3 hoặc 5 mm. Cuộn cảm được quấn trên một mạch từ hình khuyên có đường kính 6 mm từ máy biến áp CFL và chứa 6 ... 7 vòng dây PEV-2 0,3. Công tắc - trượt cỡ nhỏ PD9-1 (SPDT), B3001, B3037, nút - bất kỳ cỡ nhỏ nào có tự quay lại, kẹp XS2, XS3 - "cá sấu".

Cơm. 3. Bản vẽ PCB

Cơm. 4. Bố cục của các phần tử

Cơm. 5. Hình thức của thiết bị

Hầu hết các bộ phận được đặt trên một bảng mạch in bằng sợi thủy tinh một mặt, bản vẽ được thể hiện trong Hình. 3 và cách bố trí các phần tử - trong hình. 4. Các nút được cố định trên nắp trên của vỏ, lỗ cho đèn LED và thanh trượt công tắc được tạo trong đó. Các lỗ được tạo cho dây ở các bức tường phía trước và phía sau của vỏ. Đồng hồ - bất kỳ cơ điện tử nào, trong trường hợp bạn có thể cài đặt tổ. Sự tinh chỉnh của chúng là tối thiểu - bạn cần cắt dây dẫn in từ pin "+" sang chip đồng hồ và lắp ổ cắm XS1 (giắc cắm để kết nối tai nghe âm thanh nổi). Sự xuất hiện của thiết bị được hiển thị trong hình. 5.

Tác giả: I. Nechaev

Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Sự nóng lên toàn cầu phá hủy hệ thống tiêu hóa 27.08.2023 Sự nóng lên toàn cầu không chỉ gây ra những hậu quả rõ ràng về môi trường mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Một nghiên cứu gần đây của các chuyên gia Đức tiết lộ những xu hướng đáng lo ngại liên quan đến tác động của biến đổi khí hậu đối với hệ tiêu hóa của con người. Hóa ra, sự gia tăng nhiệt độ môi trường có thể gây ra sự chia rẽ trong sự cân bằng sức khỏe thông thường. Đối với cơ thể con người, nhiệt độ tối ưu là khoảng 40 ° C - trên mức này, hoạt động của các cơ quan bị gián đoạn. Các nhà khoa học đặc biệt chú ý đến tác động của nhiệt lên hệ tiêu hóa, tiết lộ thời tiết nắng nóng thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn gây nhiễm trùng qua thực phẩm. Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến sự lây lan của các loại vi khuẩn nguy hiểm như Salmnolella, Vibrio, Campylobacter cũng như ký sinh trùng Giardia và Cryptosporidium. Hiện nay hầu hết các trường hợp nhiễm khuẩn salmonella ở châu Âu đều được ghi nhận trong những ngày nghỉ lễ. Tuy nhiên, mùa hè dài và ấm áp làm tăng khả năng lây truyền mầm bệnh qua thực phẩm. Sự nóng lên toàn cầu liên quan đến nhiều quá trình, bao gồm sự xuất hiện của tảo độc và vi khuẩn trong hệ sinh thái dưới nước. Những chất độc này có thể tồn tại trong thức ăn và nước uống. Nông nghiệp, đối mặt với tình trạng thiếu nước, có thể buộc phải sử dụng nước thải đã qua xử lý, điều này tạo ra nguy cơ ô nhiễm thực phẩm do mầm bệnh. Các nhà khoa học đặc biệt khuyến cáo bạn nên tuân thủ các quy tắc vệ sinh bất kể thời điểm nào trong năm: rửa tay trước khi nấu, bảo quản thực phẩm đúng cách (thịt nên được bảo quản riêng); sử dụng các dụng cụ và thớt khác nhau để chế biến rau và thịt, điều này sẽ giúp giảm nguy cơ nhiễm mầm bệnh.

Tin tức thú vị khác:

▪ Thời tiết ngoài không gian đe dọa ô tô tự lái

▪ Cảm biến BLE không dây STEVAL-BCN002V1B

▪ Vi khuẩn được phát hiện có thể chuyển đổi khí mê-tan thành điện năng

▪ Sơn siêu trắng có thể thay thế máy lạnh

▪ Chim nhìn thấy từ trường

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang Câu cách ngôn của những người nổi tiếng. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Người không nhớ quá khứ của mình chắc chắn sẽ sống lại nó một lần nữa. biểu hiện phổ biến

▪ Tại sao tay nắm cửa bằng đồng tốt hơn thép? đáp án chi tiết

▪ bài viết Nghẹt thở và suy hô hấp. Chăm sóc sức khỏe

▪ bài viết Đề-xi-ben là gì. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Bộ nguồn có bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch từ các bộ phận đơn giản của năm qua. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024