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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Fixation au multimètre pour mesurer la capacité des condensateurs
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Le fonctionnement du décodeur (Fig. 1) est basé sur un principe bien connu : d'abord, le condensateur Cx est chargé à une tension stable U, puis déchargé via un courantomètre. Si de tels cycles de charge-décharge sont effectués avec une fréquence E, le courant moyen I traversant le compteur sera I = UFCX. Il est pratique d'utiliser les dimensions suivantes dans cette formule : microampères, volts, hertz, microfarads.
L'accessoire décrit a cinq limites de mesure : 2000 20000 et 0,2 2 pF, 20, 832 et 200 µF. Le courantomètre est le multimètre M-5, fonctionnant en mode millivoltmètre DC avec une limite de 500 mV, complété par des shunts installés dans l'accessoire. Les fréquences de recharge du condensateur testé sont choisies pour être de 50 kHz à la première limite de mesure, de 3 Hz aux deux suivantes et de 30 Hz à la dernière. A une tension à laquelle le condensateur est chargé égale à 300 V, le courant traversant le compteur correspondant à la capacité maximale mesurée et calculé selon la formule ci-dessus est de 3 μA aux deux premières limites, XNUMX μA aux deux suivantes et XNUMX mA à le dernier. L'accessoire (Fig. 2) est connecté à trois prises du multimètre - à ses entrées « VΩmA » et « COM » (Commun), ainsi qu'à la prise « E PNP » pour connecter l'émetteur d'une structure pn-p transistor lors de la mesure des paramètres du transistor.
Le générateur qui détermine la fréquence de recharge du condensateur testé est monté sur un élément inverseur - un déclencheur de Schmitt DD1.1, et l'interrupteur qui connecte alternativement le condensateur Cx au plus de la source d'alimentation et au courantomètre est sur le Commutateurs CMOS de la puce DD2. Pour réduire la résistance des clés publiques, les deux canaux du microcircuit sont connectés en parallèle. Lorsque le niveau à l'entrée 1 du microcircuit est bas, ses broches 13 et 3 sont connectées respectivement aux sorties XO et Y0, et le condensateur Cx testé est chargé à une tension de 3 V. Lorsqu'une impulsion de polarité positive est reçu sur cette entrée, ces broches sont connectées aux sorties X1 et Y1, le condensateur Cx se décharge par l'un des shunts R6 - R9. Pour alimenter le décodeur, on utilise un stabilisateur multimètre interne avec une tension d'environ 3 V. Il est retiré de ses prises « E PNP » et « COM ». Cependant, les touches du microcircuit K2KP561 utilisé comme DD1 à une tension d'alimentation de 3 V ne transmettent bien les signaux qu'avec des niveaux « numériques », c'est-à-dire proches de la tension d'alimentation et du fil commun. Avec une tension de commutation évoluant progressivement proche de la moitié de la tension d'alimentation, la résistance des transistors de commutation augmente rapidement et le condensateur Cx n'a pas le temps de se recharger. Pour augmenter la tension d'alimentation, un convertisseur basé sur le microcircuit DA1 et les condensateurs C1 - C4 est introduit dans le décodeur, générant une tension de -3 V par rapport au fil commun. Le fonctionnement d'un tel convertisseur est décrit dans l'article de l'auteur « Voltage Converters on Switched Capacitors », publié dans « Radio », 2001, n° 12, p. 44, 45. La tension de sortie du convertisseur est additionnée à la tension de sortie du stabilisateur multimètre et est utilisée pour alimenter les microcircuits DD1 et DD2. Les résistances R1 - R3, commutées par la section de commutation SA1.1, ainsi que le condensateur C5 déterminent la fréquence du générateur. La capacité de sortie des commutateurs, la capacité de montage du circuit connecté en parallèle au condensateur testé et la capacité d'entrée du multimètre augmentent les lectures du compteur d'environ 40 pF. Pour éliminer un tel décalage dans les lectures, des résistances R4 et R5 ont été introduites, dont la sélection peut compenser l'erreur de lecture. L'accessoire est assemblé sur un circuit imprimé (Fig. 3) à partir d'une feuille de fibre de verre simple face de 1 mm d'épaisseur.
Les résistances utilisées étaient MLT, S2-23, KIM (R5), condensateurs K50-16 (C3, C4), analogique importé K50-35 (C1), KM-6 (C2), K73-9 pour une tension de 100 V ( C5). Vous pouvez utiliser n'importe quelle autre résistance et condensateur de taille appropriée, mais le condensateur C5 doit être un film métallique (série K73) ou du papier ; l'installation de condensateurs en céramique est inacceptable en raison de leur stabilité à basse température. Commutateur SA1 - PR2-5P2N, PG2-2-6P2N, PG2-9-6P2N, P2G-3-5P2N, P2G-3-6P2N, PGZ-5P2N ou tout autre de petite taille pour le nombre de positions et de directions requis. Les microcircuits de la série K561 sont remplaçables par des microcircuits similaires de la série KR1561, et le microcircuit KR1168EP1 peut être remplacé par son analogique importé ICL7660 ou ICL7660A. Pour simplifier la connexion du décodeur aux prises multimètre, deux broches fendues d'un diamètre de 4 mm des fiches sont fixées sur la carte avec des écrous (circuits « VΩmA » et « COM ») et une broche en laiton avec un Un diamètre de 0,8 mm est soudé (circuit « E PNP »). L'interrupteur est monté sur un support en laiton de 1 mm d'épaisseur. Le support est fixé à la carte avec un écrou à broche COM et une vis M2,5 avec un écrou, pour lesquels un trou correspondant est prévu sur la carte. Pour connecter le condensateur testé, deux prises du connecteur 2RM sont soudées dans la carte pour des broches d'un diamètre de 1 mm. Vous pouvez y insérer de telles broches avec des pinces crocodiles soudées perpendiculairement, ce qui vous permettra de connecter des condensateurs mesurés de différentes tailles. La carte est recouverte d'un boîtier soudé à partir d'une feuille de fibre de verre et fixée à la carte au niveau des coins par soudure. La feuille de boîtier est reliée à un fil commun et fait office d'écran. Lors de la fabrication d'une carte pour le fonctionnement d'un décodeur avec un autre type de multimètre, vous devez clarifier l'emplacement des broches de contact. Pour faciliter la configuration, il y a deux emplacements sur la carte pour chaque résistance sélectionnable. Les résistances shunt à résistance relativement faible R6 à R9 sont constituées de deux connectées en parallèle, et les résistances shunt à haute résistance R1 à R5 sont constituées de deux connectées en série. Configurez la console dans l’ordre suivant. Tout d'abord, tous les éléments sont installés sur la carte, à l'exception des résistances et d'un support avec interrupteur. Dans les trous de la planche marqués sur la Fig. 3 avec les inscriptions « à SA1.1 » et « à SA1.2 », et un morceau de fil de cuivre dur d'environ 3 mm de long est soudé aux bornes gauche (selon la Fig. 3) de la résistance R9 et inférieure R40 (fil commun) destiné à l’installation. Entre la broche 5 du DD2 et le fil commun (à la paire de segments de fil correspondante), une résistance d'une valeur nominale de 680 Ohms et d'une tolérance non inférieure à ± 10 % est soudée. Un condensateur d'une capacité de 1...2 μF est connecté aux prises X1, X1,5, et une résistance constante d'une résistance de 9 MOhm est soudée en série avec une résistance variable de 10 kOhm entre les broches 1 et 1,5 du microcircuit DD470 (également aux segments correspondants). Pour cette étape de réglage, la précision de la capacité du condensateur n’est pas importante. Réglez le commutateur du multimètre sur la position « 200 mV » et insérez les broches de fixation dans les prises correspondantes du multimètre. À l'aide de n'importe quel voltmètre, mesurez la tension aux broches 14 et 7 du microcircuit DD1 par rapport au fil commun (COM) - elle doit être respectivement de +3 et -3 V. Vérifier la présence d'une génération avec une fréquence d'environ 50 Hz à l'aide d'un oscilloscope connecté en parallèle avec Cx, ou, en son absence, en y connectant n'importe quel émetteur piézo. Les lectures du multimètre doivent correspondre approximativement à la capacité du condensateur, mais peuvent varier de manière chaotique dans certaines limites. En faisant tourner doucement l'arbre de la résistance variable, une stabilité maximale des lectures du multimètre est obtenue (les fluctuations des lectures à moins de 0,5 % de la valeur mesurée sont acceptables). La fréquence du générateur doit être égale à 50 Hz - il est conseillé de la vérifier avec un oscilloscope ou un fréquencemètre. Les ondulations de tension d'entrée avec cette fréquence (et ses multiples) sont bien supprimées par le convertisseur analogique-numérique du multimètre, et lorsqu'elles s'en écartent, elles se manifestent par le changement chaotique des lectures mentionné ci-dessus. Mesurez la résistance totale des résistances constantes et variables et sélectionnez une constante de la même résistance. Si cela est difficile à faire, vous pouvez prendre une résistance de résistance légèrement inférieure et en connecter une alternative en série avec elle. Répétez le réglage en fonction de l'absence de changement dans les lectures et mesurez la résistance de la résistance variable uniquement. Remplacez la variable par une constante de même résistance - ici, une grande précision n'est plus requise. Après avoir installé un condensateur d'une capacité précisément connue de 1,5 ... 1,9 μF à la place de Cx, ils obtiennent les lectures correspondantes sur l'écran du multimètre en sélectionnant la résistance R8. Pour plus de commodité, vous pouvez prendre une résistance de résistance légèrement supérieure et connecter une variable de 22 kOhm en parallèle. Après avoir mesuré la résistance de la partie introduite de la résistance variable, sélectionnez la constante correspondante. Ensuite, sans changer la fréquence du générateur et en utilisant un condensateur d'une capacité connue d'environ 10 µF, la résistance R9 est sélectionnée de la même manière. Après avoir soudé la résistance sélectionnée R8 et connecté un condensateur de référence d'une capacité de 0,15...0,19 μF dans les prises, sélectionnez la résistance R2. Dans ce cas, la fréquence du générateur doit être d'environ 500 Hz. Après avoir maintenu la même fréquence du générateur et du condensateur de référence, sélectionnez la résistance R7. Il convient de garder à l'esprit que les lectures du décodeur seront surestimées d'environ 40 pF. Par conséquent, par exemple, un condensateur de référence de 0,015 F devrait correspondre aux lectures de 1504. Le décalage des lectures est supprimé en sélectionnant la résistance R5. . Ensuite, sélectionnez la résistance R6 avec la même résistance que R7. Après avoir inséré un condensateur de référence d'une capacité de 1500 1900... 3 4 pF dans les prises, sélectionnez la résistance RXNUMX et, pour éliminer un décalage dans les lectures, sélectionnez la résistance RXNUMX. Si vous disposez d'un fréquencemètre numérique, vous pouvez d'abord régler les fréquences du générateur sur 50, 500, 5000 1 Hz en sélectionnant respectivement les résistances R2, R3 et R6, puis sélectionner les résistances R9 - RXNUMX en utilisant des condensateurs de référence de la capacité ci-dessus. Les résistances sélectionnées sont soudées sur la carte, l'interrupteur est installé sur le support et ses bornes sont connectées à la carte. Avec une sélection minutieuse des résistances, la précision de mesure aux quatre premières limites ne sera pas pire que 2 %, à la limite de 20 µF la linéarité est maintenue jusqu'à 10 µF et avec une capacité de 20 µF les lectures seront sous-estimées d'environ 8%. En l'absence du microcircuit KR1168EP1 ou ICL7660, il est conseillé d'alimenter le circuit -3 V du décodeur à partir de la batterie du multimètre via un stabilisateur de tension -6 V, qui peut être utilisé comme microcircuit KR1168EN6 ou 79L06 avec n'importe quel préfixes et suffixes (Fig. 4). Pour ce faire, installez une petite prise sur le corps du multimètre, en la connectant à la borne négative de la batterie. La broche « Entrée » du microcircuit DA2 doit être équipée d'un conducteur flexible avec une fiche, qui s'enfiche dans la prise supplémentaire du multimètre.
L'accessoire peut être utilisé comme générateur d'impulsions avec des fréquences de 50, 500 et 5000 Hz et une amplitude de 3 V, en les retirant des bornes destinées à connecter le condensateur à tester. Il ne faut pas oublier que la résistance de sortie d'un tel générateur n'est pas inférieure à la résistance de la résistance R1.2 - R6 connectée par la section SA9. Si les impulsions sont supprimées des broches 4 et 7 de DD1, leur amplitude sera de 6 V et la résistance de sortie diminuera. Auteur : S. Biryukov
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