Medidor de Capacitância

Um medidor de capacitância é um equipamento de teste eletrônico cujo propósito é medir a capacitância, principalmente de capacitores discretos. O medidor de capacitância funciona com base na relação diretamente proporcional entre a capacitância e uma constante de tempo.

Esta relação é usada neste método de medição. Portanto, podemos primeiro analisar um circuito RC simples com uma tensão de alimentação VIN (mostrado abaixo).

Durante o período de carga do capacitor, a tensão através do capacitor em qualquer instante é

O tempo necessário para carregar o capacitor até exatamente 63,5 por cento da tensão total de entrada é denominado constante de tempo. É denotado por ‘τ’.

Agora, suponha um capacitor que é carregado usando uma fonte de corrente constante e o capacitor é descarregado através de um resistor com resistência fixa. Para medir a capacitância deste circuito, podemos implementar um temporizador 555 junto com alguns aparelhos de teste digitais. A maneira clara de medir a capacitância é medindo o período de oscilações. A leitura pode ser obtida diretamente em nanofarads ou microfarads selecionando o tamanho exato da resistência de carga.

Comparado a outras técnicas de medição de capacitância, este medidor é capaz de suportar eletrolíticos de até dezenas de milhares de Farad.

Se o capacitor de teste tiver alguma fuga, este método fará com que o valor da capacitância seja menor que o valor real. Este método também é um indicador eficiente do comportamento do capacitor de teste na maioria dos circuitos de bypass e temporização. O diagrama de blocos de um medidor de capacitância digital básico com o CI 555 é mostrado abaixo.

Aqui, podemos ver um temporizador 555 no circuito. Ele funciona como um multivibrador astável. A frequência deste multivibrador é governada pelo valor desconhecido de capacitância (CX). A saída deste multivibrador está conectada a um contador digital. Este contador pode medir o comprimento do ciclo da onda quadrada.
O comprimento do ciclo da onda quadrada formada pelos temporizadores 555 pode ser calculado usando a fórmula:

No valor pico da curva de carga, o contador digital será reiniciado. Neste momento, um relógio de pulsos de 100 kHz será ligado e roteado para o contador. Em seguida, após a conclusão da parte de descarga do ciclo, o display será atualizado e podemos simplesmente ler o valor do capacitor. Para obter a exibição direta do valor de capacitância de forma simples e correta, a seleção das correntes de carga e da frequência de referência deve ser adequada.

O blindagem dos fios deve ser assegurada e, para medidas de baixa capacidade, deve ser mantida curta. Isso ocorre porque o ruído de 50 Hz pode resultar em alguma instabilidade menor.

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