전용량계

전기 용량계는 주로 개별 콘덴서의 용량을 측정하는 전자 테스트 장비입니다. 용량계는 용량과 시간 상수 사이의 직접적인 비례 관계를 기반으로 작동합니다.

이 관계는 이 측정 방법에서 사용됩니다. 따라서 VIN 공급 전압(아래에 표시됨)을 가진 간단한 RC 회로를 살펴보겠습니다.

콘덴서 충전 중 어느 순간에도 콘덴서의 전압은

콘덴서가 입력 전압의 정확히 63.5%까지 충전되는데 필요한 시간은 시간 상수라고 합니다. 이는 'τ'로 표시됩니다.

지금, 일정한 전류 소스를 사용하여 충전되고 고정된 저항을 통해 방전되는 콘덴서를 가정해 보겠습니다. 이 회로의 용량을 측정하려면 555 타이머와 몇 가지 디지털 테스트 장치를 함께 사용할 수 있습니다. 용량을 측정하는 명확한 방법은 진동 주기를 측정하는 것입니다. 정확한 충전 저항 크기를 선택함으로써 읽기 값은 나노파라드 또는 마이크로파라드로 직접 얻을 수 있습니다.

다른 용량 측정 기법과 비교했을 때, 이 미터는 수만 Farad까지의 전해 콘덴서를 유지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.

테스트 대상 콘덴서에 누설이 있다면, 이 방법은 실제 값보다 작은 용량 값을 생성할 것입니다. 이 방법은 또한 대부분의 바이패스 및 타이밍 회로에서 테스트 콘덴서의 동작을 효과적으로 나타내는 지표입니다. 555 타이머 IC를 사용한 기본 디지털 용량계의 블록 다이어그램은 아래에 표시되어 있습니다.

여기서 555 타이머가 회로에 있는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 불안정 멀티비브레이터로서 작동합니다. 이 멀티비브레이터의 주파수는 알려지지 않은 용량 값(CX)에 의해 결정됩니다. 이 멀티비브레이터의 출력은 디지털 카운터에 연결됩니다. 이 카운터는 사각파의 주기를 측정할 수 있습니다.
555 타이머로 형성된 사각파의 주기는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

충전 곡선의 피크 값에서 디지털 카운터가 리셋됩니다. 이 시점에서 100 kHz 펄스 클럭이 ON되고 카운터로 라우팅됩니다. 다음으로, 방전 부분이 완료되면 디스플레이가 업데이트되고 콘덴서의 값을 쉽게 읽을 수 있습니다. 용량값을 단순하고 정확하게 직접 표시하기 위해, 충전 전류와 참조 주파수의 선택이 적절해야 합니다.

리드의 차폐가 확실하게 이루어져야 하며, 저 용량 측정에서는 짧게 유지되어야 합니다. 50 Hz의 노이즈가 일부 불안정성을 초래할 수 있기 때문입니다.

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