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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Compteur R, C, L sur microcircuits. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure L'appareil proposé permet de mesurer la résistance des résistances, les capacités des condensateurs et les inductances des bobines dans une plage assez large avec une précision d'au moins 1.5...2 %. Les résultats de mesure sont mesurés à l'aide d'un indicateur à cadran avec une échelle linéaire.
Caractéristiques techniques principales:
La mesure des paramètres R, C est basée sur ; L est une méthode permettant de former une chute de tension aux bornes de l'élément mesuré, proportionnelle à la valeur de son paramètre. Considérons le principe de fonctionnement de l'appareil à l'aide de l'exemple de la mesure de la résistance d'une résistance. Un fragment du schéma expliquant le fonctionnement du compteur est présenté sur la Fig. 6. Lorsqu'une tension d'une valeur fixe U et d'une fréquence f est appliquée à une chaîne composée d'un Rd supplémentaire et de résistances Rx mesurées (et Rx est bien inférieur à Rx), la tension chute aux bornes de la résistance Rx (la résistance d'entrée élevée du millivoltmètre n'a pratiquement aucun effet sur les paramètres du circuit) est : Ux =Urx/(Rd+Rx) Après avoir noté le rapport des valeurs constantes U/Rd par le coefficient K et s'assurer que Rx/Rd est bien inférieur à 1 partout sur toute la gamme de mesures de résistance, l'expression est simplifiée sous la forme Ux~KRx, (avec une erreur ne dépassant pas la précision de la mesure), d'où il ressort que la tension mesurée est proportionnelle à la valeur de la résistance mesurée du résistance.
Avant la mesure, il est nécessaire d'étalonner l'échelle du millivoltmètre en définissant une valeur de tension U à laquelle la chute de tension aux bornes de la résistance d'étalonnage Rx (avec SA activé et Rx désactivé) fera dévier l'aiguille de l'instrument de la division finale de l'échelle. Dans ce cas, toute l'échelle de l'appareil correspondra à la valeur de la résistance d'étalonnage Rx. Lors de la mesure de l'inductance, les mêmes principes s'appliquent que lors de la mesure de la résistance d'une résistance, sauf qu'au lieu d'une inductance d'étalonnage, une résistance est incluse, équivalente à la réactance de la bobine pour la fréquence de la tension d'alimentation. La mesure de la capacité d'un condensateur diffère en ce que la chute de tension due au courant qui le traverse est mesurée aux bornes d'une résistance supplémentaire Rd connectée en série avec le condensateur. Dans ce cas, l'échelle de l'instrument est calibrée à l'aide de condensateurs d'étalonnage. Dans ce cas, la résistance de la résistance supplémentaire doit être nettement inférieure à la réactance du condensateur à la fréquence de mesure. La chute de tension mesurée aux bornes de la résistance supplémentaire est proportionnelle à la valeur de la capacité du condensateur. Le compteur se compose d'une unité de commutation pour les résistances et condensateurs d'étalonnage, d'un générateur produisant des fréquences fixes de 159 Hz et 15,9 kHz et d'un millivoltmètre à courant alternatif. L'unité de commutation comprend un commutateur de limites de mesure SA1, un commutateur de type de travail SA2 et un commutateur (ou bouton) d'étalonnage SA3. Dans le diagramme ci-dessous, les positions des commutateurs sont indiquées pour mesurer les résistances à la limite de 1 MΩ. Dans le circuit de l'appareil, les résistances R7 à R13 sont étalonnées lors de la mesure de la résistance des résistances à l'inductance des bobines, et R14 à R20 sont supplémentaires. Lors de la mesure des capacités des condensateurs, les résistances R1 à R6 sont supplémentaires et les condensateurs C1 à C6 sont étalonnés. Le générateur (nœud A) est réalisé sur des microcircuits : DA1 est un oscillateur maître selon un circuit avec un pont de Wien dans un circuit à couplage figuratif positif, DA2 est un amplificateur non inverseur avec un rapport de transmission de 2, DA3 est un intégrateur. La modification de la fréquence du générateur est obtenue en commutant les condensateurs C7 - C10. Dans les sept positions supérieures du commutateur SA1 dans le schéma, le générateur fournit des oscillations d'une fréquence de 159 Hz et dans les deux positions inférieures de 15,9 kHz. Pour obtenir un signal de mesure suffisamment puissant, un amplificateur de courant sur le transistor VT2 est utilisé en sortie de l'amplificateur non inverseur. La résistance R30 (avec interrupteur SA3 en position fermée) permet de calibrer l'appareil avant de prendre des mesures. Le générateur est stable en fonctionnement et a un coefficient harmonique non pire que 0,05 %. Le millivoltmètre AC (nœud B) est réalisé sur un transistor VT3 et un microcircuit DA4. Une cascade de transistors à effet de champ, réalisée selon un circuit source suiveur, augmente la résistance d'entrée du dispositif à 100 MOhm. Le compteur à cadran PA1 est connecté en sortie de l'amplificateur à la diagonale du pont redresseur à l'aide des diodes VD3, VD4 et des résistances R44, R45. L'échelle du millivoltmètre est linéaire, l'erreur de mesure est pratiquement déterminée par la classe du compteur à cadran utilisé. La conception de l'appareil utilise un compteur à cadran de type M906 avec un courant de déviation total de 50 μA. Les commutateurs SA1 et SA2 sont des biscuits, de type PGG - 9P6N et 3P1N, respectivement. Commutateur SA3 type TV1-1. Les résistances C2-10, C-13, C2-14 ont été utilisées comme résistances d'étalonnage, et les résistances restantes étaient de type MLT ou OMLT. Les condensateurs KT-1, KSO, MBM, K73-17, K50-6, K50-20, d'autres types peuvent également être utilisés. La précision de mesure de l'appareil dépend en grande partie de la sélection des condensateurs d'étalonnage, des résistances supplémentaires et d'étalonnage, ils doivent donc être sélectionnés avec une précision d'au moins ± 0,5 %. Si ces éléments sont utilisés avec une précision de ±0,1...0,25 %, l'erreur de mesure sera pratiquement réduite à la précision de la tête de mesure microampèremétrique utilisée. Les amplificateurs opérationnels K574UD1 et K140UD8 peuvent être utilisés avec n'importe quel indice de lettre et leur remplacement mutuel est possible sans modifier la conception du circuit imprimé. De plus, au lieu du microcircuit K574UD1, vous pouvez utiliser le K544UD2, et au lieu du K553UD2, le microcircuit K153UD2, mais pour chacun de ces cas, vous devrez modifier le modèle des chemins de courant de la carte.
En plus des types de diodes indiqués sur le schéma, vous pouvez utiliser les diodes D311A, D18, D9. Le transistor KP103M peut être remplacé par n'importe quel transistor du groupe KP103, et le KP303V par KP303G ou KP303E. N'importe quel transistor des groupes KT2 ou KT815 peut être utilisé comme transistor VT817. Tous les éléments d'étalonnage et supplémentaires sont soudés directement aux bornes du commutateur SA1, et les éléments du générateur et du millivoltmètre sont placés sur deux cartes de circuits imprimés en feuille de fibre de verre avec métallisation unilatérale. Sur la carte générateur, le transistor VT2 doit être placé sur un dissipateur thermique d'une surface de dissipation thermique de 50 cm2. La carte millivoltmètre est fixée directement sur les bornes de sortie de la tête de mesure du pointeur. La configuration du compteur doit commencer par le réglage du générateur. Avec une installation correcte et des éléments réparables, en faisant tourner la résistance de réglage R26, le générateur est réglé sur un mode de fonctionnement stable. Il est pratique d'observer le réglage du générateur sur l'écran de l'oscilloscope et de déterminer la fréquence à l'aide d'un fréquencemètre électronique. Pour régler le générateur à une fréquence de 159 Hz, le commutateur SA1 est placé dans l'une des sept premières positions du diagramme et la valeur de la fréquence est ajustée à l'aide des résistances d'ajustement R21 et R22. Si les paires de condensateurs C7, C10 et C8, C9 sont sélectionnées avec une précision d'au moins ± 1 %, le réglage sur une fréquence de 15,9 kHz n'est pas requis, il est fourni automatiquement. Il convient de noter qu'un réglage précis des fréquences n'est pas nécessaire, il est seulement important qu'elles diffèrent les unes des autres de 100 fois. L'influence de réglages de fréquence imprécis est facilement compensée lors du calibrage de l'appareil. La mise en place d'un millivoltmètre revient à régler l'aiguille du microampèremètre avec une résistance ajustée R43 sur la dernière division de l'échelle lorsqu'une tension de 0,05 V avec une fréquence de 159 Hz est appliquée à l'entrée du millivoltmètre. Vérifiez ensuite la conformité de la déviation de l'aiguille du dispositif lorsqu'une tension de 0,05 V avec une fréquence de 15,9 kHz est appliquée à l'entrée. Si les éléments du circuit sont en bon état de fonctionnement, cela est assuré automatiquement ; aucun réglage n'est nécessaire. Pour faciliter la lecture, l'échelle du microampèremètre doit être de 100 divisions ou utiliser un microampèremètre de 100 µA prêt à l'emploi provenant d'un microampèremètre similaire, en l'installant à la place de l'échelle de 50 µA.
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