Mierzacz pojemności

Miernik pojemności to urządzenie elektroniczne służące do pomiaru pojemności, głównie kondensatorów dyskretnych. Miernik pojemności działa na podstawie bezpośrednio proporcjonalnego związku między pojemnością a stałą czasową.

Ten związek jest wykorzystywany w tym sposobie pomiaru. Możemy teraz przeanalizować prosty obwód RC z napięciem zasilania VIN (pokazany poniżej).

W trakcie ładowania kondensatora, napięcie na kondensatorze w dowolnej chwili wynosi

Czas potrzebny do naładowania kondensatora do dokładnie 63,5 procent całkowitego napięcia wejściowego nazywamy stałą czasową. Oznaczana jest symbolem ‘τ’.

Załóżmy teraz, że kondensator jest ładowany stałym źródłem prądu, a kondensator rozładowuje się przez opornik o stałej wartości oporu. Aby zmierzyć pojemność tego obwodu, możemy zastosować timer 555 wraz z kilkoma cyfrowymi przyrządami testowymi. Jasnym sposobem pomiaru pojemności jest pomiar okresu oscylacji. Wskazanie można otrzymać bezpośrednio w nanofaradach lub mikrofaradach, wybierając odpowiednią wielkość oporu ładowania.

W porównaniu z innymi metodami pomiaru pojemności, ten miernik jest w stanie obsługiwać elektrolityczne pojemności do dziesiątek tysięcy faradów.

Jeśli badany kondensator ma jakiekolwiek przecieki, ta metoda spowoduje, że wartość pojemności będzie mniejsza niż rzeczywista. Ta metoda jest również skutecznym wskaźnikiem zachowania badanego kondensatora w większości obwodów przepustowych i czasowych. Schemat blokowy podstawowego cyfrowego miernika pojemności z użyciem układu 555 przedstawiony jest poniżej.

Widzimy tutaj timer 555 w obwodzie, który działa jako astabilny multivibrator. Częstotliwość tego multivibratora zależy od nieznanej wartości pojemności (CX). Wyjście tego multivibratora jest podłączone do cyfrowego licznika, który może zmierzyć długość cyklu fali prostokątnej. Długość cyklu fali prostokątnej generowanej przez timery 555 można obliczyć za pomocą wzoru:

Na szczytowej wartości krzywej ładowania cyfrowy licznik zostaje zresetowany. W tym momencie zegar pulsujący z częstotliwością 100 kHz jest włączony i kierowany do licznika. Następnie, po zakończeniu części rozładowania cyklu, wyświetlanie zostaje zaktualizowane, a możemy po prostu odczytać wartość kondensatora. Aby uzyskać bezpośrednie i poprawne wyświetlenie wartości pojemności, należy odpowiednio wybrać prądy ładowania i częstotliwość referencyjną.

Przewody powinny być dobrze zasłonięte, a dla pomiarów niskich pojemności powinny być krótkie. To dlatego, że 50 Hz może powodować pewne drobne niestabilności.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.