Автоматический измеритель емкости • Начинающим

Автоматический измеритель емкости

Автоматический измеритель емкости, большинство серийно выпускающих цифровых измерителей емкости могут измерять конденсаторы от нескольких пФ (пикофарад) до десятков и даже сотен мкФ (микрофарад). Схемы, такие как усилители низкой частоты, импульсные источники питания, принтеры и фото копировальные устройства, часто содержат действительно конденсаторы большой емкостью в диапазоне сотен мФ (1 мФ = 1000 мкФ). С помощью этой простой схемы вы сможете измерять любые конденсаторы практически любой ёмкостью, от пико до микрофарад.

Автоматический измеритель емкости

Ну и в бытности предложил бы Вам пройти курсы бухгалтеров в Екатеринбурге.

Технические характеристики автоматический измеритель емкости довольно впечатляющие, принципиальная схема не загромождена и не содержит дефицитных деталей. С помощью разъема K1 тестируемый конденсатор C x подключен к цепи старого доброго таймера 555 IC. Таймер TLC555 настроен как моностабильный мультивибратор (MMV). Настоящей рабочей лошадкой в схеме является микроконтроллер PIC16F84, работающий на частоте 20 МГц. Используя две линии выходного порта, PIC контролирует R 555 (сброс) и TR (триггерные) входы и в то же время определяет логический уровень на выводе OUT (выход) 555. Чем больше емкость тестируемого конденсатора, тем дольше время импульса на выходе 555. Пока этот выход высокий, PIC увеличивает программный счетчик (то есть переменную). Когда выход 555 снова падает на низкий, результат обрабатывается и отправляется на считывание. PIC обрабатывает необходимое переключение диапазонов и также управляет модулем LCD.

Автоматический измеритель емкости имеет три диапазона измерения емкостей:

pF, используемый для конденсаторов от 1 пФ до 9999 пФ

нФ, который охватывает от 10 нФ до 9999 нФ мкФ / мФ, который охватывает 10 мкФ и более.

Для удобства, показания изменяются так, автоматический измеритель емкости будет показывать от 1 пФ до 999 пФ и от 1,00 нФ до 9,99 нФ. То же самое касается диапазона измерений в мкФ. Частота генератора MMV и, следовательно, калибровка для каждого диапазона определяются конденсатором C x и сопротивлением между параллельно соединенными выводами DIS (разрядка) и THR (порог) микросхемы TLC555. Сопротивление зависит от диапазона и определяется резистором предустановленные комбинации, которые могут включаться в схему с помощью микроконтроллера PIC с использованием линий портов RB1 и RB2. Дисплей, двухстрочный, 16-символьный, управляется в 4-битном режиме. Его подсветка может включаться при желании с помощью перемычки JP1. Блок питания стандартный и собран на стабилизаторе напряжения 78L05. Дополнительный стабилитрон D1 включен для предотвращения повреждения цепи, когда вход перегружен постоянным напряжением, превышающим напряжение питания (5 В). Схема питается от 9-вольтовой батареи BT1. Потребляемый ток составляет около 7 мА с отключенной подсветкой дисплея.

При включении питания микроконтроллер PIC запускает процедуру, которая проверяет паразитную емкость на входе, вызванную измерительными проводами и помещает результат в переменную. Этот результат позднее вычитается из результата, полученного при измерении конденсатора. Обратите внимание, однако, что это верно только в диапазоне пФ. Поэтому важно, чтобы при включении автоматический измеритель емкости не был подключен конденсатор, если, конечно, вы не намерены отменить определенную величину паразитной емкости. Во всех других диапазонах, кроме диапазона pF, конденсатор может быть подключен при включении питания. После процедуры обнуления счетчик входит в диапазон пФ. В этот момент любая измеренная емкость будет записана и помещена в переменную. Функция автоматического выбора диапазона работает следующим образом: если конденсатор слишком большой для диапазона пФ, счетчик будет переполнен, и микроконтроллер выберет диапазон нФ, т. д. и выберет зарядное сопротивление с более низким значением, а затем продолжит выполнение нового измерения. Если значение емкости все еще слишком велико, выбирается диапазон мкФ и т. д. Результат отображается на двухстрочном буквенный-цифровом ЖК-модуле.

В диапазоне pF вход имеет очень высокое входное сопротивление. В этом диапазоне конденсатор заряжается через резистор с сопротивлением от 5 до 6 МОм, и поэтому автоматический измеритель емкости чувствителен к разным наводкам и помехам, получаемым через выводы конденсатора и измерительные щупы, если они используются. При измерении конденсаторов вблизи нижнего предела диапазона pF важно, чтобы измеритель был надежно удален от трансформаторов и других приборов, создающих электромагнитные помехи. В противном случае может получиться неустойчивое считывание и ошибка результата измерения. Чтобы еще больше снизить уровень шума и помех, измерение в диапазоне pF выполняется дважды с интервалом 10мс. Среднее значение двух результатов вычисляется, и результат отправляется на отсчет. Этот метод, несомненно, даст более точный результат измерения. В диапазонах nF и µF значения резисторов в MMV относительно низкие, и не требуется никаких специальных мер предосторожности, позволяющих считывать каждое отдельное измерение.

Автоматический измеритель емкости конденсаторы, измеряемые ниже 10мФ измеряются непрерывно, то есть счетчик точно запускается в диапазоне пФ. Если счет переполняется, запускается процедура nF. Если счет по-прежнему переполняется, выполняется измерение µF и т. д. Как только достигнут нужный диапазон, результат отправляется на отсчет. Затем все измерения начинаются снова: измерение pF → переполнение → измерение nF, → и т.д. Конденсаторы большой ёмкости, превышающие 10 мФ (10000 мкФ = 10 × 10 -3 F), измеряются не непрерывно, а отсчет происходит четыре раза. Сообщение «подождите» отображается на дисплее, пока все четыре измерения не будут завершены. Затем результат четвертого измерения считывается, отображается сообщение «готово» и результат выводится на дисплей. Этот метод гарантирует, что конденсатор был полностью разряжен и заряжен, дает более точные показания и гарантирует низкое потребление тока.

Конструкция и детали, а также налаживание автоматический измеритель емкости.

Макет печатной платы, показанной на рисунке, у желающих собрать не должно возникнуть проблем, если вы будете использовать заведомо исправные компоненты, в готовой печатной плате (как показано на рисунке), и руководствоваться информации согласно схеме.

Макет печатной платы автоматический измеритель ёмкости

Разъем K1 состоит из двух штепсельных розеток, которые позволяют легко подключать конденсаторы с разными расстояниями между выводами, не создавая слишком большую паразитную емкость. Для тестовых проводов используются контакты под щупы в традиционных цветах: красный и черный. В зависимости от конкретного типа дисплея, который вы намереваетесь использовать, вам может потребоваться установить подходящее значение для резистора R7 в соответствии с током, потребляемым подсветки дисплея. Здесь на схеме значение 470 Ом, 1 Вт, дается для изначальной схемы. Тщательно осмотрите плату на наличие коротких замыканий, ляпов и соответствии всех поляризованных компонентов. Прежде чем устанавливать IC1 и IC2 на плату, проверьте наличие напряжения питания +5В в нескольких соответствующих точках в схеме (используйте схему для просмотра). Если все в порядке, выключите питание и установите микросхемы. Дисплей подключен к схеме через разъем и короткий плоский кабель. Плату можно разместить в любом подходящем корпусе. Если вы ничего не видите на дисплее, подстройте потенциометр P4. Метод экранирования чувствительной цепи помогает избежать помех.

Настройка автоматический измеритель емкости с использованием цифрового мультиметра.

Поверните регулятор контрастности P4 полностью против часовой стрелки, а затем слегка по часовой стрелке, пока не будет достигнут комфортный просмотр дисплея. Если вы решите использовать другие марки, таймера 555 возможно, потребуется немного изменить диапазон резисторов. Используя конденсаторы с малыми допусками в качестве эталонных и микросхемы Thomson 555, оказалось возможным достичь хороших результатов, используя не более чем обычный мультиметр. Единственное требование заключается в том, что цифровой мультиметр способен надежно измерять значения сопротивления, превышающие 6 МОм.

При настройке автоматический измеритель емкости. Выньте IC1 и IC2 из их разъемов. Для диапазона мкФ: измерьте сопротивление между выводами 6/7 IC1 и коллектором T1 и отрегулируйте потенциометр P3 для показания 190 Ом. Для диапазона nF: измерьте сопротивление между контактом 6/7 микросхемы IC1 и контактом 8 микросхемы IC2, затем настройте потенциометр P2 для показания 5,94 кОм. Наконец, для диапазона pF: отпаяйте один конец R3 (конец, ближайший к разъему K1), затем измерьте сопротивление между этим концом и выводом 8 IC1. Отрегулируйте предустановку P1 для показания 6,0 МОм.

Поверните предустановку контрастности P4 полностью против часовой стрелки, а затем слегка по часовой стрелке, пока не будет достигнут полезный контраст. Чтобы настроить измеритель емкости, вы должны приобрести один прецизионный конденсатор, значение которого попадает в диапазон пФ, например, 470 пФ, и конденсатор, который попадает в диапазон нФ, например, 220нФ. Эти значения могут быть получены как допуск 1% среди других. Значение, такое как 1000 пФ, не рекомендуется, поскольку оно приведет к переключению счетчика назад и вперед между показаниями 999 пФ и 1,00нФ во время регулировки. Держите прибор подальше от сетевых трансформаторов. Помните, что ваш паяльник или галогенный источник света могут создавать сильное магнитное поле 50 Гц. Включите прибор и подсоедините прецизионный конденсатор 470 пФ. Отрегулируйте потенциометр P1 для показания 470 пФ. Убираем емкость и подключаем другой конденсатор емкостью 220нФ, далее регулировкой потенциометра P2 добиваемся показаний 220нФ. Для диапазона мкФ, вероятно, будет невозможно найти конденсатор с малым допуском, и если у вас нет возможности использовать производственный прибор измеритель емкости, можно использовать омметр для настройки комбинации последовательностей R1-P3 для общего сопротивления 190 Ω.

Если изготовить простой зажим (приспособление) для конденсаторов SMD, функция автоматического обнуления отменит емкость зажима и облегчит тестирование конденсаторов SMD диапазона. То же самое касается подстроечных и настраивающих конденсаторов (керамические, PTFE или воздушные). Сделайте простой, механически устойчивый зажим, который позволяет припаивать конденсатор. Включите прибор с подключенным испытательным зажимом. Паразитная емкость зажима будет исключена. Далее припаяем подстроечный конденсатор к зажиму и измеряем. Отрегулируйте подстроечник и наблюдайте переменную емкость. Запишите его наименьшую и максимальную емкость.

При измерении емкости обязательно разрядите любой конденсатор перед его измерением. Конечно, прибор оснащен простой защитой по входу диодом, но вы бы наверно не хотели смотреть ее в реальной работе? Были проверены различные другие, более совершенные защитные схемы, но все они, ухудшали ширину диапазона измерения, либо точность прибора. Тем не менее, измеритель емкости достаточно надежен, если учесть, что все конденсаторы должны быть полностью разряжены перед измерением. Ну и конечно самое главное в проекте это прошивка.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий