|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Máy đo điện dung tụ điện. 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 Thiết bị này dựa trên thiết bị được mô tả trước đây trong tạp chí của chúng tôi [1]. Không giống như hầu hết các thiết bị như vậy, điều thú vị là có thể kiểm tra khả năng sử dụng và công suất của tụ điện mà không cần tháo chúng ra khỏi bo mạch. Đồng hồ được đề xuất rất thuận tiện để sử dụng và có đủ độ chính xác. Bất cứ ai sửa chữa thiết bị vô tuyến gia dụng hoặc công nghiệp đều biết rằng việc kiểm tra khả năng sử dụng của tụ điện mà không cần tháo chúng ra sẽ rất thuận tiện. Tuy nhiên, nhiều máy đo điện dung tụ điện không cung cấp khả năng này. Đúng, một công trình tương tự đã được mô tả trong [2]. Nó có phạm vi đo nhỏ và thang đếm ngược phi tuyến tính, làm giảm độ chính xác. Khi thiết kế một đồng hồ mới, vấn đề tạo ra một thiết bị có phạm vi rộng, thang đo tuyến tính và khả năng đọc trực tiếp đã được giải quyết để có thể sử dụng nó làm thiết bị trong phòng thí nghiệm. Ngoài ra, thiết bị phải có khả năng chẩn đoán, tức là có khả năng kiểm tra các tụ điện được nối song song bởi các điểm nối p-n của thiết bị bán dẫn và điện trở. Nguyên lý hoạt động của thiết bị như sau. Một điện áp hình tam giác được đặt vào đầu vào của bộ vi phân, trong đó tụ điện đang được thử nghiệm được sử dụng làm tụ điện vi sai. Trong trường hợp này, đầu ra của nó tạo ra một sóng vuông có biên độ tỉ lệ với điện dung của tụ điện này. Tiếp theo, máy dò chọn giá trị biên độ của đoạn uốn khúc và xuất điện áp không đổi đến đầu đo. Biên độ điện áp đo trên các đầu dò của thiết bị xấp xỉ 50 mV, không đủ để mở tiếp giáp p-n của các thiết bị bán dẫn nên không có tác dụng shunt. Thiết bị có hai công tắc. Công tắc giới hạn "Scale" với năm vị trí: 10 µF, 1 µF, 0,1 µF, 0,01 µF, 1000 pF. Công tắc "Multiplier" (X1000, x10O, x10, X1) thay đổi tần số đo. Do đó, thiết bị có tám dải đo điện dung phụ từ 10 μF đến 000 pF, gần như đủ trong hầu hết các trường hợp. Bộ tạo dao động tam giác được lắp ráp trên các chip op-amp DA1.1, DA1.2, DA1.4 (Hình 1). Một trong số đó, DA1.1, hoạt động ở chế độ so sánh và tạo ra tín hiệu hình chữ nhật, được đưa đến đầu vào của bộ tích phân DA1.2. Bộ tích phân chuyển đổi dao động hình chữ nhật thành hình tam giác. Tần số máy phát được xác định bởi các phần tử R4, C1 - C4. Trong mạch phản hồi của máy phát có một biến tần dựa trên op-amp DA1.4, cung cấp chế độ tự dao động. Công tắc SA1 có thể được sử dụng để đặt một trong các tần số đo (hệ số nhân): 1 Hz (X1000), 10Hz (x10O), 10 Hz (x10), 1 kHz (X1).
Op-amp DA2.1 là một bộ theo dõi điện áp, ở đầu ra của nó là tín hiệu hình tam giác có biên độ khoảng 50 mV, dùng để tạo ra dòng điện đo qua tụ điện Cx đang được thử nghiệm. Do điện dung của tụ điện được đo trong bảng mạch nên có thể có điện áp dư trên đó, do đó, để tránh làm hỏng đồng hồ đo, hai điốt cầu nối lưng VD1 được mắc song song với các đầu dò của nó. Op-amp DA2.2 hoạt động như một bộ phân biệt và hoạt động như một bộ chuyển đổi dòng điện. Điện áp đầu ra của nó: Uout=(Rl2...R16)·IBX=(Rl2...Rl6)Cx-dU/dt. Ví dụ: khi đo điện dung 100 μF ở tần số 100 Hz, kết quả là: Iin=Cx dU/dt=100-100MB/5MC = 2MA, Uout= R16 lBX= 1 kOhm mA= 2 V. Các yếu tố R11, C5 - C9 cần thiết cho hoạt động ổn định của bộ vi sai. Tụ điện loại bỏ các quá trình dao động ở mặt trước uốn khúc, khiến cho việc đo chính xác biên độ của nó là không thể. Kết quả là, đầu ra của DA2.2 tạo ra một đoạn uốn khúc có các cạnh nhẵn và biên độ tỷ lệ thuận với điện dung đo được. Điện trở R11 còn hạn chế dòng điện vào khi đầu dò bị chập hoặc khi tụ điện bị hỏng. Đối với mạch đầu vào của đồng hồ phải thỏa mãn bất đẳng thức sau: (3...5)CxR1<1/(2f). Nếu bất đẳng thức này không được thỏa mãn, thì trong một nửa khoảng thời gian, IBX hiện tại không đạt được giá trị ở trạng thái ổn định và uốn khúc không đạt được biên độ tương ứng và xảy ra lỗi trong phép đo. Ví dụ, trong máy đo được mô tả trong [1], khi đo điện dung 1000 μF ở tần số 1 Hz, hằng số thời gian được xác định là Cx R25 = 10OO uF - 910 Ohm = 0,91 giây. Một nửa chu kỳ dao động T/2 chỉ là 0,5 s, do đó trên thang đo này các phép đo sẽ phi tuyến đáng kể. Bộ phát hiện đồng bộ bao gồm một công tắc trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1, bộ điều khiển phím trên op-amp DA1.3 và tụ điện lưu trữ C10. Op-amp DA1.2 xuất ra tín hiệu điều khiển để chuyển mạch VT1 trong nửa sóng dương của đường uốn khúc khi biên độ của nó được đặt. Tụ điện C10 lưu trữ điện áp không đổi do máy dò tạo ra. Từ tụ điện C10, điện áp mang thông tin về giá trị điện dung Cx được cấp qua bộ lặp DA2.3 đến micro ampe kế RA1. Tụ điện C11, C12 được làm mịn. Điện áp được loại bỏ từ điện trở hiệu chuẩn thay đổi R22 sang vôn kế kỹ thuật số có giới hạn đo là 2 V. Nguồn điện (Hình 2) tạo ra điện áp lưỡng cực ±9 V. Điện áp tham chiếu được hình thành bởi các điốt zener ổn định nhiệt VD5, VD6. Điện trở R25, R26 đặt điện áp đầu ra theo yêu cầu. Về mặt cấu tạo, nguồn điện được kết hợp với bộ phận đo của thiết bị trên một bảng mạch chung.
Thiết bị sử dụng các điện trở thay đổi loại SPZ-22 (R21, R22, R25, R26). Điện trở cố định R12 - R16 - loại C2-36 hoặc C2-14 có độ lệch cho phép ±1%. Điện trở R16 có được bằng cách nối nối tiếp nhiều điện trở đã chọn. Điện trở của điện trở R12 - R16 có thể dùng cho các loại khác nhưng phải chọn bằng ôm kế số (đồng hồ vạn năng). Các điện trở cố định còn lại là bất kỳ điện trở nào có công suất tiêu tán 0,125 W. Tụ C10 - K53-1A, tụ C11 - C16 - K50-16. Tụ điện C1, C2 - K73-17 hoặc màng kim loại khác, C3, C4 - KM-5, KM-6 hoặc gốm khác có TKE không kém hơn M750, chúng cũng phải được chọn với sai số không quá 1%. Các tụ điện còn lại là bất kỳ. Công tắc SA1, SA2 - P2G-3 5P2N. Trong thiết kế, cho phép sử dụng bóng bán dẫn KP303 (VT1) với các chỉ số chữ A, B, V, Zh, I. Các bóng bán dẫn VT2, VT3 có thể được thay thế bằng các bóng bán dẫn silicon công suất thấp khác có cấu trúc tương ứng. Thay vì op-amp K1401UD4, bạn có thể sử dụng K1401UD2A, nhưng sau đó ở giới hạn “1000 pF”, có thể xảy ra lỗi do độ lệch của đầu vào bộ phân biệt được tạo bởi dòng điện đầu vào DA2.2 trên R16. Máy biến áp điện T1 có công suất toàn phần là 1W. Cho phép sử dụng máy biến áp có hai cuộn dây thứ cấp 12 V nhưng sau đó cần có hai cầu chỉnh lưu. Để định cấu hình và gỡ lỗi thiết bị, bạn sẽ cần một máy hiện sóng. Nên có một máy đo tần số để kiểm tra tần số của bộ dao động tam giác. Tụ điện mô hình cũng sẽ cần thiết. Thiết bị bắt đầu được cấu hình bằng cách đặt điện áp +9 V và -9 V bằng điện trở R25, R26. Sau đó, kiểm tra hoạt động của bộ tạo dao động tam giác (biểu đồ dao động 1, 2, 3, 4 trong Hình 3). Nếu bạn có máy đo tần số, hãy đo tần số của máy phát ở các vị trí khác nhau của công tắc SA1. Có thể chấp nhận được nếu các tần số khác với các giá trị 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, nhưng giữa chúng phải khác nhau chính xác 10 lần, vì độ chính xác của số đọc của thiết bị trên các thang đo khác nhau phụ thuộc vào điều này. Nếu tần số của máy phát không phải là bội số của mười thì độ chính xác cần thiết (với sai số 1%) đạt được bằng cách chọn các tụ điện mắc song song với tụ C1 - C4. Nếu điện dung của tụ C1 - C4 được chọn với độ chính xác cần thiết, bạn có thể thực hiện mà không cần đo tần số.
Tiếp theo, kiểm tra hoạt động của op-amp DA1.3 (biểu đồ dao động 5, 6). Sau đó, đặt giới hạn đo thành “10 µF”, hệ số nhân ở vị trí “x1” và kết nối một tụ điện tiêu chuẩn có công suất 10 µF. Đầu ra của bộ vi sai phải có dạng hình chữ nhật, nhưng có mặt trước được làm phẳng, kéo dài, dao động với biên độ khoảng 2 V (biểu đồ dao động 7). Điện trở R21 đặt số đọc của thiết bị - kim lệch về toàn thang đo. Một vôn kế kỹ thuật số (ở giới hạn 2 V) được kết nối với ổ cắm XS3, XS4 và điện trở R22 được sử dụng để đặt số đọc thành 1000 mV. Nếu các tụ điện C1 - C4 và điện trở R12 - R16 được chọn chính xác, thì số đọc của thiết bị sẽ là bội số trên các thang đo khác, có thể kiểm tra bằng tụ điện tiêu chuẩn. Đo điện dung của tụ điện được hàn vào bảng với các phần tử khác thường khá chính xác trong khoảng 0,1 - 10 uF, trừ khi tụ điện bị tắt bởi mạch điện trở có điện trở thấp. Vì điện trở tương đương của nó phụ thuộc vào tần số Xc = 000/ωС, nên để giảm hiệu ứng shunt của các phần tử khác của thiết bị, cần phải tăng tần số đo đồng thời giảm điện dung của các tụ điện đo được. Nếu khi đo các tụ điện có công suất 1 μF, 10 μF, 000 μF, 1000 μF, sử dụng tần số lần lượt là 100 Hz, 10 Hz, 1 Hz, 10 kHz thì hiệu ứng rẽ nhánh của điện trở sẽ ảnh hưởng đến số đọc. của thiết bị có điện trở được kết nối song song có điện trở 100 Ohms (sai số khoảng 1%) trở xuống. Khi đo các tụ điện có công suất 300 và 4 μF ở tần số 0,1 kHz, sai số 1% sẽ do ảnh hưởng của điện trở mắc song song có điện trở lần lượt là 1 và 4 kOhm. Ở giới hạn 0,01 μF và 1000 pF, nên kiểm tra các tụ điện khi mạch shunt đã tắt, vì dòng điện đo nhỏ (2 μA, 200 nA). Tuy nhiên, cần nhớ lại rằng độ tin cậy của tụ điện nhỏ cao hơn đáng kể do thiết kế của chúng và điện áp cho phép cao hơn. Ví dụ, đôi khi, khi đo một số tụ điện có chất điện môi oxit (K50-6, v.v.) có công suất từ 1 µF đến 10 µF ở tần số 1 kHz, sẽ xuất hiện một lỗi, dường như liên quan đến độ tự cảm và tổn hao của chính tụ điện trong chất điện môi của nó; Các chỉ số của thiết bị thấp hơn. Do đó, có thể nên thực hiện các phép đo ở tần số thấp hơn (ví dụ, trong trường hợp của chúng tôi ở tần số 100 Hz), mặc dù trong trường hợp này, đặc tính shunt của các điện trở song song sẽ được phản ánh ở điện trở cao hơn. Văn chương
Tác giả: V. Vasiliev, Naberezhnye Chelny
Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
▪ Mô-đun thu nhỏ để nhận các chương trình phát thanh kỹ thuật số ▪ Ống kính lỏng: sản xuất hàng loạt ▪ Gà tây và mèo thay vì CAPTCHA ▪ Gỗ nhân tạo từ phòng thí nghiệm
▪ phần của trang web Máy dò cường độ trường. Lựa chọn các bài viết ▪ bài Vì sao chim cu gáy khen gà trống không sợ tội? biểu thức phổ biến ▪ bài báo Quản lý an toàn vệ sinh lao động
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này