Kapacitometr

Kapacitometr je elektronické měřicí zařízení, jehož účelem je měření kapacity, především diskrétních kapacit. Principem fungování kapacitometru je přímá úměra mezi kapacitou a časovou konstantou.

Tato vztah se používá při tomto způsobu měření. Projděme si tedy nejprve jednoduchý RC obvod s napájecím napětím VIN (viz níže).

Během doby nabíjení kondenzátoru je napětí na kondenzátoru v libovolném okamžiku

Čas potřebný k nabíjení kondenzátoru na přesně 63,5 procent celkového vstupního napětí
se nazývá časová konstanta. Označuje se písmenem ‘τ’.

Nyní předpokládejme, že kondenzátor je nabíjen konstantním zdrojem proudů a kondenzátor se vybíjí přes odpor s pevnou odporovou hodnotou. Pro měření kapacity tohoto obvodu můžeme použít časovač 555 spolu s několika digitálními měřicími přístroji. Jasný způsob měření kapacity je měřením doby oscilací. Čtení lze získat přímo v nanofaradech nebo mikrofaradech volbou přesné velikosti nabíjecího odporu.

Ve srovnání s jinými metodami měření kapacity je tento měřič schopen měřit elektrolitické kondenzátory až do desetitisíců farad.

Pokud má testovaný kondenzátor jakékoli uniknutí, tato metoda bude mít za následek, že hodnota kapacity bude menší než skutečná hodnota. Tento způsob je také efektivním ukazatelem chování testovacího kondenzátoru v mnoha bypass a časových obvodech. Blokový diagram základního digitálního kapacitometru s časovačem 555 IC je uveden níže.

Zde vidíme časovač 555 v obvodu. Funkcionuje jako astabilní multivibrátor. Frekvence tohoto multivibrátoru je ovlivněna neznámou kapacitní hodnotou (CX). Výstup tohoto multivibrátoru je spojen s digitálním čítačem. Tento čítač může změřit délku cyklu čtvercové vlny.
Délka cyklu čtvercové vlny, která je vytvořena časovačem 555, lze vypočítat pomocí vzorce:

Na vrcholu nabíjecí křivky se digitální čítač resetuje. V této chvíli se zapne hodinový signál 100 kHz a je směrován do čítače. Poté, po dokončení fáze vybíjení, se zobrazí aktualizace a můžeme snadno přečíst hodnotu kondenzátoru. Pro přímé a správné zobrazení hodnoty kapacity by měla být volba nabíjecích proudů a referenční frekvence vhodná.

Vedení by měla být štítována a pro měření malých kapacit by měla být krátká. To proto, že 50 Hz rušení může způsobit určitou nestabilitu.

Prohlášení: Respektujte původ, kvalitní články jsou hodné zdieľania, ak je porušené autorské právo, kontaktujte nás pro odstránenie.