Capacitance meter

Een capaciteitmeter is een stuk elektronische testapparatuur dat als doel heeft om capaciteit te meten, voornamelijk van discrete condensatoren. De capaciteitmeter werkt op basis van de direct evenredige relatie tussen capaciteit en een tijdsconstante.

Deze relatie wordt gebruikt in deze meetmethode. Laten we eerst kijken naar een eenvoudig RC-schakeling met een voedingsspanning van VIN (zie hieronder).

Tijdens de laadtijd van de condensator, is de spanning over de condensator op elk moment

De tijd die nodig is om de condensator precies 63,5 procent van de totale ingangsspanning op te laden, wordt aangeduid als tijdsconstante. Het wordt aangeduid met ‘τ’.

Stel nu een condensator voor die wordt opgeladen met een constante stroombron en de condensator wordt ontladen via een weerstand met een vaste weerstandwaarde. Om de capaciteit van dit circuit te meten, kunnen we een 555-timer implementeren samen met enkele digitale testapparatuur. Een duidelijke manier om de capaciteit te meten is door de oscillatieperiode te meten. De uitlezing kan rechtstreeks in nanofarad of microfarad worden verkregen door de juiste grootte van de laadweerstand te selecteren.

Vergelijkbaar met andere capaciteitsmetingstechnieken, is deze meter in staat om elektrolytische condensatoren te meten tot wel tienduizenden Farad.

Als de geteste condensator lek heeft, zal deze methode de capaciteitswaarde kleiner maken dan de werkelijke waarde. Deze methode is ook een efficiënte indicator van het gedrag van de testcondensator in de meeste bypass- en timing-schakelingen. Het blokschema van een basale digitale capaciteitmeter met de 555-timer IC is hieronder weergegeven.

Hier zien we een 555-timer in het circuit. Het werkt als een astabiele multivibrator. De frequentie van deze multivibrator wordt bepaald door de onbekende capaciteitswaarde (CX). De uitvoer van deze multivibrator is verbonden met een digitale teller. Deze teller kan de lengte van de cyclus van de blokgolf meten.
De cycluslengte van de blokgolf die wordt gevormd door 555-timers kan worden berekend met de formule:

Op de piekwaarde van de oplaadcurve wordt de digitale teller gereset. Op dit moment wordt een klok met 100 kHz-pulsen ingeschakeld en gerouteerd naar de teller. Daarna, na voltooiing van het ontladinggedeelte van de cyclus, wordt de weergave bijgewerkt en kunnen we de waarde van de condensator eenvoudig aflezen. Om de capaciteitswaarde eenvoudig en correct direct weer te geven, moet de keuze van de laadstromen en referentiefrequentie adequaat zijn.

De afscherming van de leidingen moet verzekerd worden en voor lage capaciteitsmetingen moeten ze kort gehouden worden. Dit is omdat de 50 Hz-hum sommige kleine instabiliteit kan veroorzaken.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is neem dan contact op voor verwijdering.