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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Microfaradomètre. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Cet appareil relativement simple est conçu pour évaluer l’état des condensateurs. La capacité est mesurée indirectement par la valeur de la tension d'ondulation, qui est inversement proportionnelle à la capacité du condensateur rechargé périodiquement. L'auteur a noté la possibilité d'élargir la plage de mesure. L'appareil proposé permet de mesurer, avec une erreur acceptable pour les radioamateurs, la capacité de condensateurs à oxyde dans la plage de 5...10000 XNUMX μF, installés directement sur le circuit imprimé, dans les alimentations, c'est-à-dire sans les souder. La plage de fonctionnement de la mesure de capacité est divisée en trois sous-gammes :
Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur la mesure de la tension d'ondulation sur le condensateur testé Cx, qui se produit lorsqu'il est chargé cycliquement à partir d'une source d'alimentation et déchargé sur une résistance. Plus la capacité de ce condensateur est grande, plus la tension d'ondulation sera faible. En revanche, à mesure que la fréquence de recharge diminue, la tension d’ondulation augmente. Grâce à ces dépendances, il devient possible de déterminer la capacité du condensateur dans une plage assez large de valeurs de paramètres. Il est à noter qu'un court-circuit dans le condensateur avec cette technique de mesure correspond à une capacité infiniment grande, et une coupure à l'intérieur du condensateur équivaut à une capacité nulle (Cx = 0). Le schéma de principe de l'appareil est représenté sur la figure.
La puce DD1 contient un générateur d'impulsions rectangulaires. Les résistances ajustables R1-R1 connectées à l'aide du commutateur SA3 règlent la fréquence d'impulsion du générateur à 1000,100, 10, 1 Hz, respectivement. Les impulsions du générateur arrivent à la base du transistor VT5, qui fait office d'interrupteur électronique dans le circuit de charge (résistance R9,1 et capacité Cx du condensateur mesuré) de la source d'alimentation. En l'absence de condensateur, des impulsions de polarité positive sont générées sur cette résistance. Sa résistance étant choisie faible (1 Ohms), il suffit d'appliquer une tension d'alimentation d'environ 1,5 V au transistor VTXNUMX. Ces impulsions, après redressement par les diodes VD1, VD2, font dévier l'aiguille du microampèremètre PA1. En l'absence de condensateur Cx, la résistance variable R6 permet de placer l'aiguille du microampèremètre sur la division la plus à droite, ce qui correspond dans ce cas à la valeur zéro de la capacité Cx (échelle inversée). Le condensateur C3 élimine la gigue de l'aiguille lorsque le générateur d'impulsions fonctionne à une fréquence de 10 Hz. La résistance R4 limite le courant du collecteur VT1 en cas de court-circuit dans le condensateur mesuré. Comme vous le savez, la plage de tension d'alimentation pour les puces logiques CMOS de la série K561 est assez large - 3...15 V, c'est pourquoi un convertisseur de tension non stabilisé est utilisé pour alimenter la puce DD1. Son schéma avec des modifications mineures est emprunté à [1]. Il s'agit d'un multivibrateur asymétrique utilisant des transistors de structures différentes ; son travail est décrit en détail dans [2]. Ce convertisseur reste opérationnel à une très faible tension d'alimentation - jusqu'à 0,8 V. La charge du multivibrateur est le transformateur T1. Les impulsions générées par le multivibrateur induisent une tension dans l'enroulement secondaire qui, après redressement et lissage, sert à alimenter le microcircuit. Cette tension est d'environ 4 V, ce qui est largement suffisant pour le fonctionnement normal de l'appareil. Le microcircuit K561LA7 peut être remplacé par un autre, par exemple K561LE5, diodes VD1-VD3 - par des diodes au germanium des séries D2, D18. Il est possible de remplacer le transistor VT1 (composite) par un autre avec une tension admissible Uke max ≤ 60 V ou par deux transistors séparés (par exemple KT315B et KT817A). Le remplacement des transistors VT2 et VT3 n'est pas critique, il est possible d'utiliser des transistors en germanium de faible puissance de structure appropriée, par exemple MP40-MP42 et MP37, MP38. La source d'alimentation est une cellule galvanique de 1,5 V (type 343). Commutateur SA1 - par exemple, PD21-1 ou un commutateur miniature similaire, commutateur SA2 - n'importe quel commutateur de petite taille. Le courant de déviation total de l'aiguille du microampèremètre est de 50...200 µA. La conception utilise des condensateurs à oxyde importés comme les plus petits, mais le K50-35 domestique peut également être utilisé. Pour le transformateur T1, un anneau en ferrite M2000NM d'un diamètre extérieur de 10-20 mm convient. L'enroulement primaire contient 40 tours de fil PEL ou PELSHO 0,12, l'enroulement secondaire contient 100 tours du même fil. L'appareil est monté dans un boîtier de dimensions adaptées. Un microampèremètre, un fin de course SA1, un interrupteur d'alimentation SA2, une résistance variable R6 (« Set 0 ») et des prises pour connecter les fils de connexion sont installés sur le panneau avant. Lors de la vérification des performances d'un appareil, il est conseillé de commencer par un convertisseur de tension. Après avoir connecté la source d'alimentation à l'appareil, la sortie du redresseur du convertisseur doit avoir une tension d'environ 4...4,5 V. Si la génération ne se produit pas, les bornes de l'un des enroulements doivent être interverties. Le courant total consommé par l'appareil à partir de la cellule galvanique ne dépasse pas 50 mA. La mise en place de l'appareil consiste à régler les fréquences appropriées des sous-gammes du générateur et à calibrer le microampèremètre. Il est conseillé de régler le générateur à l'aide d'un fréquencemètre, en le connectant à la broche 10 de la puce DD1. Les résistances ajustables R1-R3 règlent le générateur à des fréquences de 1000, 100 et 10 Hz. Si vous utilisez l'interrupteur à quatre positions SA1, vous pouvez obtenir une autre limite de mesure de capacité - 0,5...10 μF en ajoutant une autre résistance d'ajustement au générateur pour régler la fréquence d'impulsion à 10 kHz. L'opération la plus laborieuse consiste à calibrer l'échelle microampèremétrique. Puisque les limites de mesure de capacité sont des multiples de 10, une échelle commune suffit. L'appareil est calibré dans la première sous-gamme à l'aide de condensateurs standards dont la capacité est sélectionnée (une connexion en parallèle de deux ou trois condensateurs est également acceptable) à l'aide d'un capacimètre. S'il n'y a pas de condensateurs de référence suffisamment précis ou s'il n'y a pas de dispositif de sélection de capacité, les condensateurs à semi-conducteur à oxyde de tantale de la série K53 (K53-1, K53-6A, etc.) peuvent être utilisés pour l'étalonnage. La capacité de tels condensateurs, selon l'auteur, est plus stable dans le temps, même pour des copies d'une année de fabrication plus ancienne. Il suffit de numériser l'échelle avec les valeurs 0 ; 5 ; dix; 10 ; trente; 20 ; 30, et la première ligne est marquée d'un signe infini (oo). La ligne de droite sera marquée de zéro (Cx = 50). Avec la multiplicité de fréquence appropriée du générateur, la précision de l'étalonnage de l'échelle pour les sous-gammes restantes est tout à fait satisfaisante. La pratique d'utilisation du compteur n'est pas différente de la méthode de travail avec des appareils similaires. Les condensateurs à oxyde doivent être vérifiés dans les appareils hors tension, il n'est pas nécessaire de respecter la polarité de la connexion. Bien entendu, vous pouvez vérifier les condensateurs avant de les installer sur le circuit imprimé. Il est conseillé de mouler les anciens condensateurs à oxyde avant les tests en les maintenant sous une tension de polarisation de plusieurs volts. Puisqu'en pratique il est nécessaire de vérifier la capacité des condensateurs à oxyde directement sur des circuits imprimés vernis, il est conseillé de réaliser des sondes à pointes pointues en acier. Les crayons à pince produits par l'industrie nationale conviennent bien à cela. Au lieu d'une mine, utilisez un morceau de fil d'acier d'un diamètre allant jusqu'à 2 mm, qui est inséré dans le crayon automatique sur toute la longueur avec une marge de 10 mm. littérature
Auteur : A. Safosin, Mytishchi, région de Moscou.
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