Прилад для вимірювання ємностей без випайки їх зі схем

В приладі використані  змінні резистори типу СПЗ-22 (В21, В22, В25, В26). Постійні резистори В12 - В16 - типу С2-36 або С2-14 з припустимим  відхиленням ± 1%. Опір В16 отримано з'єднанням послідовно кількох підібраних резисторiв. Опору резисторів В12 - В16 можна використовувати і інших типів, але їх треба підібрати за допомогою цифрового омметра (мультиметр). Інші постійні резистори - будь-які з потужністю розсіювання 0,125 Вт. Конденсатор Сю - К53-1 А, конденсатори С11 - С16 - К50-16. Конденсатори С1, С2 - К73-17 або інші металлопленочние, СЗ, С4 - КМ-5, КМ-6 або інші керамічні з ТКЕ не гірше М750, їх необхідно також підібрати з похибкою не більше 1%. Інші конденсатори - будь-які.

Переключатели 5А1, 5А2 - П2Г-3 5П2Н. В конструкції допустимо застосувати транзистор КПЗОЗ (\ / Т1) з літерним індексами А, Б, В, Ж, І. Транзистори \ / Т2, \ ГГЗ стабілізаторів напруги можуть бути замінені іншими малопотужними кремнієвих транзисторах відповідної структури. Замість ОУ К1401УД4 можна використовувати К1401УД2А, але тоді на межі "1000 пФ" можливо поява помилки з-за зміщення входу діфференціатора, створюваного вхідним струмом РА2.2 на В16.

Трансформатор живлення Т1 має габаритну потужність 1 Вт. Допустимо використовувати трансформатор з двома вторинними обмотками по 12 В, але тоді не ¬ необхідно два випрямних мосту.

Для установки  та налагодження приладу знадобиться  осцилограф. Непогано мати частотомер для перевірки частот генератора трикутні коливань. Потрібні будуть і зразкові конденсатори.

Прилад починають  налаштовувати з установки напруг 9 В і -9 В с допомогою резисторів Р25, Р26. Після цього перевіряють  роботу генератора трикутні коливань (осціллограмми 1, 2, 3,4 на рис. 3). При наявності  частотоміри вимірюють частоту генератора при різних положеннях перемикача 5А1. Допустимо, якщо частоти відрізняються від значень 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, але між собою вони повинні відрізнятися точно в 10 раз, так як від цього залежить правильність показань приладу на різних шкалах. Якщо частоти генератор не кратним десяти, то необхідної точності (з похибкою 1%) домагаються підбором конденсаторів, що підключаються паралельно конденсатора С1 - С4. Якщо ємності конденсаторів С1 - С4 підібрані з необхідною точністю, можна обійтися без вимірювання частот.

Далі перевіряють  роботу ОУ ОА1.3 (осціллограмми 5, 6). Після  цього встановлюють межа вимірювання "10 мкФ", множник - в положення "х1" і підключають зразковий конденсатор  ємністю 10 мкФ. На виході діфференціатора  повинні бути прямокутні, але з затягнуті, згладженими фронтами коливання амплітудою близько 2 В (осціллограмма 7). Резистором В21 виставляють показання приладу - відхилення стрілки на повну шкалу. Цифровий Вольтметр (на межі 2 В) підключають до гнізд х53, х54 і резистором В22 виставляють показання 1000 мВ. Якщо конденсатори С1 - С4 та резистори В12 - В16 точно підібрані, то показання приладу будуть кратним і на інших шкалах, що можна перевірити за допомогою зразкових конденсаторів.

Вимірювання ємності  конденсатора, впаянного в плату з іншими елементмі, зазвичай виходить досить точним на межах 0,1 - 10 000 мкФ, за винятком випадків, коли конденсатор зашунтірован нізкоомной резистивний ланцюгом. Так як його еквівалентне опір залежить від частоти Ж,, = 1 / иС, то для зменшення шунтірующего дії інших елементів пристрою необхідно збільшувати частоту виміру з зменшенням ємності вимірюваних конденсаторів. Якщо при вимірюванні конденсаторів ємністю 10 000 мкФ, 1000 мкФ, 100 мкФ, 10 мкФ використовувати відповідно до частоти 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, то шунтірующее дію резисторів позначиться на показання приладу при паралельно увімкненому резистори опором 300 Ом (помилка близько 4%) і менше. При вимірі конденсаторів ємністю 0,1 і 1 мкФ на частоті 1 кГц помилка в 4% будет из-за впливу паралельно включеного резистора вже опором 30 і 3 кОм відповідно.

На межах 0,01 мкФ  і 1000 пФ конденсатори доцільно перевіряти все таки з відключенням шунтірующіх  ланцюгів, так як вимірювальний струм  малий (2 мкА, 200 нА). Варто, однак, нагадати, що надійність конденсаторов невеликий ємності помітно вище завдяки конструкції та більш високому припустимому напруги.

Іноді, наприклад, при вимірюванні деяких конденсаторів  з оксидних діелектриків (К50-6 і т. п.) місткістю від 1 МКФ до 10 мкФ  на частоті 1 кГц по ¬ є похибка, пов'язана, по всій видимості, з власною індуктивності конденсатора та втратами в його діелектрики; показання приладу виявляються меншими. Тому буває доцільно проводити виміри на більш низькій частоті (на ¬ приклад, у нашому випадку на частоті 100 Гц), хоча при цьому шунтірующіе властивості паралельних резисторів будуть позначатися вже при більшому їх опір. 
 
 
 
 
 

                                           ВИСНОВОК

За допомогою  цієї роботи я ознайомився з принципом  роботи, складом схем та використанням  приладу вимірювання величини ємності  конденсатора без випаювання зі схеми. Провів аналітичний огляд цього  приладу та його принципу роботи. Вивчив склад схем та їх дію. Впізнав усі кращі сторони приладу, та його характеристик. 
 
 

                           ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА 

1. Радіо" № 4 1998р В. Васильев "Вимірник ємності  конденсаторів"
2. Федоров А. М. і ін. «Метрологічне забезпечення  електронних приладів вимірювання електричних величин». – Л; Енергоатоміздат, 1988.

                                             ДОДАТОК  А