|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Pengukuran kemuatan dan ESR kapasitor dengan instrumen gabungan. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Teknologi mengukur Pengarang menawarkan amatur radio yang telah memasang peranti [1] lampiran untuknya, yang dengannya mereka boleh mengukur kemuatan dan ESR kapasitor. Mengetahui parameter ini, terutamanya ESR, diperlukan agak kerap hari ini, sebagai contoh, dalam pembuatan pelbagai peranti nadi. Semasa pemodenan peranti gabungan [1], saya memutuskan, dengan mencipta lampiran kecil untuknya, untuk memperkenalkan ke dalam peranti fungsi baharu yang agak jarang digunakan yang tidak boleh dilaksanakan hanya dalam perisian. Ini memungkinkan untuk tidak mengubah apa-apa di dalamnya sendiri, kecuali untuk program mikropengawal. Pelaksanaan kaedah pemodenan ini dipastikan oleh kehadiran dalam peranti penyambung yang mana empat talian maklumat mikropengawalnya dan voltan bekalan dikeluarkan. Kotak atas set disambungkan kepada penyambung ini. Langkah pertama ke arah ini ialah penciptaan lampiran untuk mengukur kearuhan, diterangkan dalam [2]. Lampiran baharu direka untuk memilih kapasitor yang hanya sepatutnya dipasang dalam sesetengah peranti, dan bukan untuk mengukur parameternya tanpa mengeluarkannya daripada peranti. Berdasarkan ini, saya mendapati ia mungkin untuk meningkatkan voltan pada kapasitor yang diukur, yang memungkinkan untuk mengurangkan ralat pengukuran. Dengan lampiran yang dicadangkan, peranti dalam mod mengukur kapasiti dan ESR mempunyai perkara berikut Ciri-ciri:
Asas untuk mengukur kapasitansi dan ESR adalah prinsip mengecas kapasitor yang diukur dengan arus yang stabil dan merekodkan detik apabila voltan di atasnya mencapai dua tahap kawalan (ambang). Prinsip ini digunakan dalam banyak peranti lain, contohnya [3]. Dari segi struktur, lampiran yang sedang dipertimbangkan mengulangi bahagian pengukur peranti ini.
Gambar rajah lampiran ditunjukkan dalam Rajah. 1. Berbanding dengan [3], perubahan berikut telah dibuat: - diod telah dikeluarkan, yang sepatutnya melindungi elemen peranti daripada kerosakan apabila menyambungkan kapasitor berkapasiti tinggi yang dicas kepadanya. Terdapat dua sebab. Pertama, menurut penulis, mereka melaksanakan fungsi perlindungan mereka pada tahap yang sangat terhad. Sebagai contoh, mereka masih tidak akan menyelamatkan anda daripada kapasitor dengan kapasiti beberapa ribu mikrofarad secara tidak sengaja disambungkan ke peranti dan dicas pada voltan 50 V atau lebih. Kedua, diod tidak membenarkan voltan pada kapasitor yang diukur menjadi lebih besar daripada paras pembukaannya. Jika diod terbengkalai, fungsi perlindungan dalam had yang sama boleh dilaksanakan menggunakan transistor VT3 jika ia dikawal dengan betul oleh mikropengawal. Dan dari sudut pandangan keselamatan bekerja dengan peranti, adalah betul bahawa sebelum menyambungkan kapasitor besar (terutamanya voltan tinggi) ke peranti, pastikan anda melepaskannya; - kotak atas set hanya menggunakan satu penjana arus stabil (GCT), yang menyediakan pengukuran sepanjang julat kemuatan yang ditunjukkan di atas. Ia berbeza daripada yang asal dalam kestabilan arus keluaran yang lebih tinggi. Ini dicapai melalui penggunaan penstabil voltan bersepadu selari dengan peningkatan ketepatan dan transistor dengan pekali pemindahan arus asas yang tinggi. Di samping itu, arus keluaran GTS telah ditingkatkan, yang telah mengurangkan ralat pengukuran (terutamanya ESR) yang berkaitan dengan arus bocor kapasitor. Kawalan operasi kotak set-top, pemprosesan isyarat yang diterima daripadanya dan pengiraan yang diperlukan dilakukan oleh mikropengawal peranti gabungan. Selang masa dikira oleh pemasa 32-bitnya, mencatatkan pada frekuensi 32 MHz, yang memastikan bukan sahaja ketepatan pengukuran yang tinggi, tetapi juga had atas teori yang besar bagi kapasitansi yang diukur (beberapa farad). Walau bagaimanapun, untuk mencapai had sedemikian dalam amalan adalah sukar kerana kadar kenaikan voltan merentasi kapasitor yang diukur menjadi sangat kecil apabila kapasitansinya meningkat, akibatnya ralat dalam menentukan saat ambang dicapai oleh pembanding meningkat. Oleh itu, kapasiti terukur maksimum adalah perisian terhad kepada 99999 µF, yang cukup mencukupi untuk kebanyakan tujuan praktikal. Selepas menyambungkan kotak atas set ke peranti dan menukarnya kepada mod pengukuran kapasiti dan ESR, mikropengawal membuka transistor VT3 dan menutup transistor VT1, yang mematikan GTS. Input penyongsangan pembanding litar mikro DA2 dibekalkan dengan voltan rujukan daripada pembahagi R4-R6, yang menetapkan ambang tindak balasnya (U1≈0,25 V; U2≈0,5 V). Output kedua-dua pembanding pada mulanya ditetapkan kepada paras voltan rendah secara logik. Seterusnya, kapasitor yang diukur Cx sambung ke penyambung X1 kotak atas set dan tekan kekunci yang sepadan pada peranti untuk memulakan proses pengukuran. Semasa tiga saat pertama selepas permulaan, program ini memegang transistor VT3 dalam keadaan terbuka untuk mengeluarkan kemungkinan cas baki kapasitor yang diukur, selepas itu ia menutup transistor ini dan membuka transistor VT1, menghidupkan GTS. Mulai saat ini, arus keluaran GTS Ist mula mengecas kapasitor Cx. Arus input pembanding boleh diabaikan, kerana dibandingkan dengan Istia amat kecil. Semasa mengecas, voltan merentasi kapasitor meningkat secara linear. Pada masa yang sama dengan menghidupkan GTS, program ini memulakan dua pemasa mikropengawal 32-bit untuk menentukan tempoh kenaikan voltan pada kapasitor ke ambang operasi pembanding. Pada masa setiap pembanding dicetuskan, tahap voltan pada outputnya menjadi tinggi. Setelah merakam ini, program menghentikan pemasa yang sepadan. Selepas kedua-dua pembanding dicetuskan, proses pengukuran tamat, program menutup transistor VT1, mematikan GTS, dan membuka VT3, menyahcas kapasitor yang diukur melalui saluran terbukanya untuk menyediakan kotak atas set untuk kitaran pengukuran seterusnya. Ia kemudian melakukan pengiraan kemuatan dan ESR dan memaparkan keputusan pada skrin LCD panel instrumen gabungan. Formula untuk mengira kapasiti: C=Ist (t2 - t1)/(U2 -U1) di mana t1, T2 - detik apabila voltan pada kapasitor yang diukur masing-masing mencapai tahap ambang pertama dan kedua; U1, ATAU2 - voltan tahap ambang pertama dan kedua. Selepas mengira kapasiti, program mengira ESR. Kaedah pengiraannya digambarkan oleh graf dalam Rajah. 2. Garis merah di atasnya ialah graf pengecasan bagi kapasitor terukur sebenar. Disebabkan kehadiran EPS, voltan merentasinya pada permulaan pengecasan melonjak ke UR - penurunan voltan merentasi EPS kapasitor apabila mengecas arus Icr mengalir melaluinya. Nilai ambang U1 dan anda2 voltan pada kapasitor mencapai masing-masing pada saat t1 dan t2. Garis biru menunjukkan graf pengecasan kapasitor ideal dengan kapasitans yang sama (ingat bahawa kapasitansi telah diukur). Oleh kerana ESR kapasitor ideal adalah sifar, voltan merentasi kapasitor mula meningkat secara linear daripada sifar. Garis biru berjalan selari dengan garis merah kerana arus pengecasan Ist stabil dan tidak bergantung pada EPS. Voltan merentasi kapasitor ideal akan mencapai tahap U2 pada masa t3, yang boleh ditentukan oleh formula t3 =U2 Cx/Ist. Sekarang pertimbangkan dua segitiga ABC dan A'B'C. Mereka adalah serupa, oleh itu, perkadaran boleh dibuat: B'C / BC = A'C / AC
Daripada Rajah. 2 berikutan bahawa: BC = t2; AC = U2 -UR; V'C = t3; A'C = U2. Menggantikan nilai-nilai ini ke dalam perkadaran di atas, kita dapat t3 /t2 =U2 /(U2 -UR). Mengambil kira formula untuk mengira t3 selepas transformasi mudah adalah mudah untuk menentukan bahawa penurunan voltan merentasi EPS adalah sama dengan UR =U2 - Sayast (t2/Cx). Dan akhirnya, kita memperoleh nilai ESR yang dikehendaki dengan membahagikan dengan Ist sebelah kiri dan kanan formula sebelumnya: R = (U2/Ist) - (t2/Cx). Pengiraan ini juga boleh dilakukan menggunakan ambang pertama, menggantikan pembolehubah U2 dan t2 masing-masing pada U1 dan t1. Program ini memaparkan nilai kapasitans yang ditemui dan ESR kapasitor yang diukur pada skrin LCD instrumen gabungan. Lampiran dipasang pada papan litar bercetak berukuran 30x60 mm, lukisan yang ditunjukkan dalam Rajah. 3. Ia direka bentuk untuk menerima komponen pemasangan permukaan.
Semua perintang dan kapasitor adalah bersaiz standard 1206. Lampiran disambungkan kepada penyambung XS1 peranti [1] dengan kabel rata dengan palam X2 (PLS8). Pin 2 penyambung XS1 mesti dibekalkan dengan +5 V daripada bekalan kuasa dalaman peranti. Daripada transistor BC857S, anda boleh menggunakan satu lagi transistor struktur pnp berkuasa rendah dengan pekali pemindahan arus asas sekurang-kurangnya 250, dan bukannya transistor BC847S, sebarang transistor struktur npn kuasa rendah. Kedua-dua transistor mesti berada dalam pakej SOT23, jika tidak, PCB perlu direka bentuk semula. Menggantikan transistor IRLL024Z - kesan medan dengan pintu terlindung dan saluran-n. Ia mesti direka bentuk untuk mengawal tahap voltan logik, mempunyai rintangan saluran terbuka tidak lebih daripada 50...80 mOhm, kapasitans pintu tidak lebih daripada 500...850 pF, dan arus longkang berterusan yang dibenarkan sekurang-kurangnya 4 A. Cip pembanding MCP6542-I /P boleh digantikan dengan LM293. Papan diletakkan dalam mana-mana kes yang mudah. Ia adalah mudah untuk menggunakan pengapit spring sebagai penyambung X1 untuk menyambungkan kapasitor yang diukur ke lampiran. Menyediakan peranti sedemikian biasanya merupakan peringkat paling sukar dalam pembuatannya. Semua peranti untuk mengukur kapasitans dan ESR, perihalan yang saya temui, memerlukan pemilihan tepat beberapa bahagian, dan beberapa (contohnya, [3]) juga memerlukan satu siri pengiraan dan pengubahsuaian program mikropengawal untuk contoh tertentu daripada peranti yang dihasilkan. Ini adalah proses yang agak intensif buruh, jadi apabila mereka bentuk kotak set atas yang dipersoalkan, saya menggantikan persediaan perkakasan dengan mengukur nilai parameter penentu dan memasukkannya ke dalam peranti operasi untuk kegunaan selanjutnya. Dalam erti kata lain, proses memilih bahagian digantikan dengan operasi penentukuran perisian. Keputusan penentukuran disimpan dalam EEPROM gabungan mikropengawal instrumen, jadi ia hanya perlu dilakukan sekali. Untuk penentukuran, anda memerlukan multimeter yang mampu mengukur arus DC 5...20 mA dengan ketepatan sekurang-kurangnya dua tempat perpuluhan dan voltan DC 0...2 V dengan ketepatan sekurang-kurangnya tiga tempat perpuluhan. Kebanyakan multimeter digital yang murah memenuhi sepenuhnya keperluan ini. Versi program 2.05 yang dilampirkan pada artikel mesti dimuatkan ke dalam mikropengawal peranti. Sambungkan kotak atas set, ke penyambung X1 yang tiada apa-apa disambungkan, ke peranti dan bekalkan kuasa kepadanya. Menu utama yang ditunjukkan dalam Rajah 4 akan dipaparkan pada skrin LCD. XNUMX. Kemudian biarkan peranti panas selama dua hingga tiga minit untuk mewujudkan keadaan terma. Mod ukuran kapasitans dan EPS dimasukkan dengan menekan kekunci "GN" kali ketiga. Ini tidak begitu pantas atau mudah, tetapi tiada kekunci percuma pada papan kekunci peranti untuk masa yang lama.
Apabila anda mula-mula bertukar kepada mod pengukuran kapasitans dan ESR, program mikropengawal, tidak mencari nilai pekali penentukuran dalam EEPROMnya yang boleh ditafsirkan dengan betul, akan secara automatik memanggil subrutin penentukuran. Jika ini tidak berlaku, panggilnya dengan menekan kekunci "2". Skrin LCD akan mengambil bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 5.
Program ini akan meminta anda memasukkan nilai empat parameter secara bergilir-gilir: arus GTS, voltan ambang pertama dan kedua dan rintangan sambungan, mengiringi permintaan dengan menu interaktif terperinci. Nilai tepat bagi setiap parameter yang diminta hendaklah diukur dengan multimeter dan dimasukkan pada papan kekunci peranti. Arus GST (Ist) diukur dengan menyambungkan multimeter dalam mod pengukuran semasa ke penyambung X1 kotak atas set. Ia sepatutnya dalam 10...25 mA. Voltan U1 diukur pada pin 6 cip DA2. Had yang dibenarkan - 0,2...0,32 V. Voltan U2 diukur pada pin 2 litar mikro yang sama. Had yang dibenarkan - 0,42...0,55 V. Tetapkan nilai rintangan sambungan kepada sifar buat masa ini. Ini ialah rintangan wayar penyambung dan sesentuh penyambung yang mana kapasitor yang diukur disambungkan ke kotak atas set. Ia selalunya setanding dengan ESR kapasitor ini. Tetapi kita akan bercakap tentang perakaunan untuknya kemudian. Selepas memasukkan semua parameter yang diperlukan, mesej "CALIBRATE" akan muncul pada skrin selama 2 s dan peranti akan bertukar kepada mod pengukuran kapasiti dan ESR. Kemunculan skrin LCD selepas bertukar kepada mod ini ditunjukkan dalam Rajah. 6, dan selepas melakukan pengukuran - dalam Rajah. 7. Jika nilai ESR yang diukur adalah kurang daripada 0,01 Ohm, maka ia dipaparkan sama dengan sifar.
Kini peranti beroperasi dan membolehkan anda melakukan peringkat terakhir penentukuran - menentukan rintangan sambungan. Untuk melakukan ini, sambungkan kapasitor dengan kapasiti 1...3300 μF ke penyambung X4700 dan, dengan menekan butang "D", mula mengukur kapasiti dan ESRnya. Setelah mengingati nilai ESR yang diukur, anda harus mengulangi operasi dengan menyambungkan kapasitor yang sama terus ke pad sesentuh untuk penyambung yang disebutkan pada papan litar bercetak kotak atas set. Perbezaan antara dua nilai ESR yang diperoleh adalah nilai rintangan sambungan. Sekarang yang tinggal hanyalah menukar peranti ke mod penentukuran dengan menekan butang "2" dan masukkan nilai yang terhasil ke dalam program. Peranti sedia untuk digunakan. Masa untuk melakukan satu pengukuran terletak dalam julat 3...6 s. Ia tidak boleh kurang daripada 3 s, kerana ini adalah jumlah masa dalam program yang diperuntukkan untuk menunaikan kapasitor yang diukur. Proses pengukuran sebenar mengambil masa tidak lebih daripada 3 saat. Semasa pengukuran, mesej tentang nilai kapasitansi yang diukur melebihi had yang dibenarkan atas atau bawah, serta tentang pincang fungsi kotak atas set, mungkin dipaparkan pada skrin peranti. Yang terakhir menunjukkan kerosakan sistem gangguan mikropengawal, yang boleh berlaku semasa sebarang manipulasi dengan kotak set-top yang berfungsi menggunakan peranti dengan kuasa utama. Untuk memulihkan operasi biasa, peranti gabungan mesti dimatikan dan dihidupkan semula. Lampiran yang diterangkan memungkinkan untuk mengukur rintangan aktif yang rendah dalam julat 0,01...0,2 Ohm, yang mana multimeter mudah tidak berfungsi dengan baik. Untuk melakukan ini, perintang yang diukur harus disambungkan ke penyambung X1 secara bersiri dengan kapasitor, yang ESRnya telah diukur terlebih dahulu. Selepas mengukur ESR litar sedemikian, nilai ESR kapasitor ditolak daripada hasilnya. Bakinya ialah rintangan perintang yang diukur. Peranti ditukar kepada mod pengendalian lain dengan menekan butang "OS", "LA" atau "GN". Sekiranya pengguna mempunyai kapasitor yang boleh digunakan, parameter yang diketahui terlebih dahulu dengan ketepatan yang tinggi, adalah dinasihatkan untuk mengukurnya menggunakan lampiran yang dibuat untuk menilai ketepatan operasinya. Jika perbezaan ketara antara parameter yang diukur dan yang diketahui dikesan, puncanya harus dicari. Ini mungkin bahagian yang rosak atau ralat dalam pengukuran dan kemasukan parameter ke dalam program semasa penentukuran. Kehadiran bahagian yang rosak sama ada secara radikal memesongkan hasil pengukuran beberapa kali, atau membawa kepada lonjakan ketaranya dari ukuran ke ukuran. Yang terakhir adalah tipikal untuk pembanding yang tidak stabil. Jika terdapat ralat dalam pengukuran dan input parameter penentukuran, keputusan adalah stabil, tetapi tidak benar. Ralat ini adalah punca utama ralat instrumen. Nilai ambang yang salah mempunyai kesan yang sangat kuat terhadap keputusan. Di sini, ralat 2...3 mV membawa kepada perubahan dalam nilai ESR yang diukur sebanyak beberapa ohm. Tanpa multimeter yang tepat, tetapi dengan kapasitor rujukan, ralat boleh dihapuskan secara eksperimen dengan menukar parameter penentukuran yang dimasukkan dalam had yang kecil. Program mikropengawal versi 2.05 dan fail papan litar bercetak dalam format Sprint Layout 5.0 boleh dimuat turun dari ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/02/2-05.zip. Kesusasteraan
Pengarang: A. Savchenko
Mesin untuk menipis bunga di taman
02.05.2024 Mikroskop Inframerah Lanjutan
02.05.2024 Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024
▪ Kad grafik AMD FirePro W4300 ▪ Kolesterol baik melindungi daripada sepsis ▪ Projektor laser Epson Pro L30000UNL
▪ bahagian tapak Pemindahan data. Pemilihan artikel ▪ artikel Standard kebersihan untuk kandungan bahan kimia di atmosfera. Asas kehidupan selamat ▪ artikel Bolehkah anda melihat matahari terbit dan terbenam Bumi di bulan? Jawapan terperinci ▪ artikel Jurutera pemasangan cucian pasang roda bogie. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ artikel Rahsia pancaran matahari. eksperimen fizikal
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini