Capacimètre numérique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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Dans la pratique de la radio amateur, il devient souvent nécessaire de mesurer la capacité des condensateurs électrolytiques, car leur capacité peut changer de manière assez significative au fil du temps. Le dispositif décrit dans [1], selon l'auteur, présente un certain nombre d'inconvénients - consommation d'énergie élevée, plage étroite de capacités mesurées (10 ... 10000 μF), faible précision de mesure des petites capacités.

Le compteur proposé est exempt de ces inconvénients. Dans le même temps, en laissant inchangé le nombre de microcircuits utilisés, il a été possible d'améliorer considérablement la précision et d'introduire un certain nombre de fonctions de service facilitant le travail avec l'appareil. Cet appareil permet de mesurer la capacité des condensateurs de 0,01 à 10000 10 microfarads sur quatre sous-gammes avec des limites de mesure supérieures de 100, 1000, 10000 XNUMX et XNUMX XNUMX microfarads. Les sous-bandes sont commutées automatiquement. Le résultat de la mesure est présenté sous forme numérique sur un indicateur à quatre chiffres.

(cliquez pour agrandir)

Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur le comptage du nombre d'impulsions dans un intervalle de temps proportionnel à la capacité du condensateur. Le convertisseur "capacité-temps" est réalisé sur un seul vibrateur DD5.3, DD5.4. La durée de l'impulsion générée par un tel vibrateur unique est déterminée par la formule empirique de [2] :

Les résistances R7 et R8 sont choisies pour que la durée des impulsions en millisecondes soit numériquement égale à la capacité en microfarads. Le vibreur unique est démarré après avoir appuyé sur le bouton SB1. Pour supprimer le rebond des contacts des boutons, le pilote DD5.1, DD5.2 est conçu. Il génère une impulsion de polarité négative, dont la durée correspond au temps de fermeture des contacts, et le front et la chute de l'impulsion sont quelque peu retardés par rapport aux instants de fermeture et d'ouverture [1.4]. L'inverseur DD9 génère un signal de réinitialisation qui coïncide dans le temps avec l'impulsion de mise en forme, ce qui garantit que les compteurs DD12...DD7 et le déclencheur DD2 sont réinitialisés. La décroissance d'une impulsion de polarité négative à l'aide d'une chaîne de différenciation C5-R1.3 est convertie en une courte impulsion positive qui déclenche un seul vibreur. L'impulsion de la sortie du vibreur unique ouvre la clé électronique DDXNUMX, permettant le passage des impulsions de comptage du générateur de fréquence de référence.

La partie principale de ce générateur de fréquence est un multivibrateur sur DD1.1, DD1.2 avec stabilisation de fréquence à quartz [2]. Les puces DD2 ... DD4 constituent une ligne de diviseurs de fréquence par 10. Ainsi, les entrées du multiplexeur DD6.1 sont alimentées avec des fréquences de 1 MHz, 100, 10 et 1 kHz. Le multiplexeur DD6.1 avec le déclencheur DD7 et le compteur DD8 forment un noeud pour la sélection automatique de la limite de mesure. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1, le circuit de sélection de limite automatique est réinitialisé en appliquant un "8" logique à l'entrée R DD1 à travers la résistance R4.

Le compteur DD8 est mis à zéro, et le multiplexeur DD6.1 alimente l'entrée de la clé électronique DD1.3 avec une fréquence de 1 MHz, ce qui correspond à la limite de mesure la plus basse. En cas de débordement des compteurs DD9...DD12, à la sortie de transfert de DD12, une impulsion de polarité positive décroît, ce qui augmente l'état du compteur DD8 de un et écrit un "7" logique de l'entrée D au déclencheur DD0. Ce "0" logique déclenche le shaper. Par l'impulsion négative du conformateur, les compteurs DD9...DD12 sont réinitialisés et le déclencheur DD7 est transféré à l'état logique "1". En conséquence, la durée de l'impulsion de mise en forme sera égale au temps de retard. Au déclin de cette impulsion, le vibreur unique est redémarré. Changer l'état de DD8 amènera la fréquence en sortie de DD6.1 à être égale à 100 kHz, ce qui correspond à une multiplication par 10 de la limite de mesure.

Les microcircuits DD9...DD12 sont des compteurs de dix jours avec sortie sur un indicateur à sept segments. Des indicateurs luminescents sous vide ont été utilisés comme indicateurs, qui ont une faible consommation de courant et de meilleures caractéristiques de luminosité par rapport aux matrices LED. Le multiplexeur DD6.2 contrôle les points décimaux des indicateurs.

Il est recommandé de configurer l'appareil dans l'ordre suivant

1. L'entrée R DD8 se déconnecte temporairement du bouton SB1.

2. Connectez un générateur d'impulsions rectangulaire avec une fréquence de 2 ... 3 Hz aux points de connexion R50 et R200. Il n'y a pas d'exigences particulières pour cela, et il peut être assemblé selon l'un des schémas donnés dans [2, H].

3. En tant que modèle, connectez un condensateur d'une capacité de 0,5 ... 4 μF. Il convient de rappeler que la précision du compteur dépend uniquement de la précision de l'étalonnage.

4. La résistance R8 doit atteindre la correspondance la plus proche possible entre les lectures de l'appareil et la capacité réelle du condensateur exemplaire. Après le réglage, il est souhaitable de verrouiller le moteur R8 avec de la peinture.

Les détails

Dans le compteur, on peut utiliser des microcircuits des séries K176, K561, K1561 et également 564. Les résistances sont du type MLT-0,125. La résistance R8 est préférable d'utiliser un SP5-1 de type multi-tours. En tant que condensateur d'étalonnage, l'auteur a utilisé K71-5V 1 μF ± 1%. Il convient de noter que toutes les copies du CI K176LA7 ne fonctionnent pas de manière stable dans un oscillateur à quartz, il n'est donc pas recommandé d'utiliser le K1LA176 comme DD7.

Comme indicateurs, vous pouvez utiliser, en plus de ceux indiqués dans le schéma, IVZ, IV8. Si toutefois on utilise des indicateurs à cristaux liquides, ce qui nécessitera un léger raffinement du circuit [3, 4], l'appareil peut être alimenté par une seule pile 9 V de type Krona.

littérature

1. Kurochkina L. A. Compteur numérique pour la capacité des condensateurs à oxyde. - Radio, 1988, N8, p. 50-52.
2. Amateurs de radio IP Shelestov: schémas utiles. Livre. 2.-M. : "Solon", 1998.
3. Biryukov S. A. Dispositifs numériques basés sur des circuits intégrés CMOS. 2e éd., révisée. et supplémentaire - M. : Radio et communication, 1996.
4. Bystrov Yu. A. et al.Appareils optoélectroniques dans la pratique de la radio amateur - M.: Radio et communication, 1995

Auteur : A. Uvarov ; Publication : cxem.net

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