Mikrofaradometer. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Mikrofaradometer. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Teknologi mengukur

Komen artikel

Artikel ini menerangkan meter kemuatan untuk kapasitor bukan kutub dan oksida, berdasarkan mikropengawal PIC16F876A. Julat ukuran kapasiti - 1...999 10³ uF - dibahagikan kepada dua sub-julat. Keputusan pengukuran ditunjukkan oleh penunjuk digital LED tiga digit dengan tetapan titik perpuluhan automatik. Beberapa kesan rintangan siri setara pada ketepatan pengukuran pada had yang lebih besar diimbangi dengan menentukur instrumen.

Dalam amalan radio amatur, keperluan untuk mengukur nilai besar kapasitans elektrik adalah jelas. Banyak multimeter moden mempunyai fungsi mengukur kapasitansi kapasitor, had atasnya tidak melebihi 20-100 μF, dan apabila julat melebihi had, ketepatan pengukuran berkurangan dengan ketara [1]. Meter RLC profesional mengukur kemuatan sehingga 1 F atau lebih [2], tetapi disebabkan kosnya yang tinggi, ia tidak mudah diakses oleh kebanyakan radio amatur. Majalah "Radio" menerangkan beberapa peranti untuk mengukur kapasitansi kapasitor oksida [3,4]; ia biasanya direka dalam bentuk awalan dan berdasarkan kaedah pengukuran tidak langsung.

Pada masa yang sama, menggunakan asas unsur moden dan hubungan fizikal asas, adalah mungkin untuk membina peranti mudah dengan ciri metrologi yang cukup tinggi. Peranti yang dicadangkan menggunakan prinsip kekadaran cas Q kemuatan elektrik C pada nilai voltan tetap U: C = Q/U; di mana Q = Ia. Sebaliknya, pada arus pengecasan yang diberikan, cas kapasitor adalah berkadar dengan masa pengaliran arus pengecasan [5].

Технические характеристики

Julat ukuran, µF .. .1...999 10³
Ralat dalam keseluruhan julat, %, tidak lebih daripada ............... ± 3
Masa pengukuran, s, tidak lebih daripada ..........................2,5
Pemilihan had ukuran ... .automatik
Bilangan digit paparan .........3
Voltan sesalur, V 220
Penggunaan kuasa,
W, tidak lebih daripada .............. 12
Dimensi keseluruhan meter kapasitans - 127x72x25 mm, berat dengan bekalan kuasa - tidak lebih daripada 0,8 kg.

Peranti ini berdasarkan mikropengawal PIC16F876A [6], yang melaksanakan semua fungsi utama: mengawal proses pengukuran, mengira keputusannya, dan memaparkan nilai yang diperolehi bagi kapasitansi yang diukur pada penunjuk.

Mikrofaradometer
Rajah. Xnumx

Gambarajah skematik peranti ditunjukkan dalam rajah. 1. Pengawal mikro DD1 berfungsi mengikut program, kod yang diberikan dalam jadual. Selepas menghidupkan kuasa dan memulakan mikropengawal, peranti beroperasi dalam mod automatik. Output RA0 dikonfigurasikan sebagai input pembanding, RA3 ialah input voltan rujukan pembanding, RCO, RC1 adalah output untuk mengawal sumber arus pengecasan, RC2 ialah output untuk menghidupkan nyahcas kapasitor yang diukur .

Kitaran pengukuran bermula dengan nyahcas kapasitor melalui transistor VT2 dan perintang R5. Kemudian sumber arus pengecasan dihidupkan, sama dengan 1 mA, pada transistor VT3 [5]. Voltan merentasi kapasitor mula meningkat. Apabila ia mencapai nilai lebih kurang 1 V, sama dengan voltan rujukan pada input RA3, mikropengawal DD1 menghentikan proses pengecasan dan menetapkan tempohnya.

Jika voltan pada kapasitor yang diukur tidak mencapai yang teladan dalam masa 1,2 s, peralihan kepada had pengukuran tertinggi berlaku: sumber arus dihidupkan, bersamaan dengan 1 A, pada transistor VT1, petunjuk "x1000" dan pengukuran diulang. Seterusnya, mikropengawal mengira nilai kapasitansi yang diukur daripada masa pengecasan, arus pengecasan dan voltan kapasitor, dengan mengambil kira had pengukuran dan pekali penentukuran yang sepadan. Kitaran pengukuran diulang secara berkala.

Petunjuk dinamik keputusan disusun pada penunjuk LED tiga digit HG1-HG3, transistor VT5-VT7 dan port mikropengawal RC3-RC5, RBO-RB7 mengikut skema klasik.

Butang SB1-SB3, disambungkan ke port RA1, RA2, RA5, digunakan untuk memasukkan pekali penentukuran semasa menyediakan dan menyemak peranti. Butang "Mod" - masukkan mod penentukuran, pilih pekali, tukar ke mod pengukuran.

Butang "+" dan "-" - menetapkan nilai pekali yang dipilih dalam julat dari 1 hingga 255. Pekali penentukuran untuk julat "uF" dipaparkan tanpa titik perpuluhan, untuk "uFx1000" - dengan koma dalam unit tempat. Nilai yang ditetapkan secara automatik direkodkan dalam ingatan mikropengawal, disimpan di sana selepas kuasa dimatikan dan dibaca apabila peranti dihidupkan.

Kod sumber program kawalan ditulis dalam bahasa C dalam persekitaran pengaturcaraan MPLAB IDE versi 6.5 [7] dilengkapi dengan pengkompil PICC versi 8.05PL1 [8].

Mikrofaradometer

Secara struktur, peranti ini direka bentuk dalam kes daripada multimeter M838 (lihat foto dalam Rajah 2). Penerus luaran (dalam palam sesalur) digunakan untuk bekalan kuasa, memberikan voltan keluaran 9 ... 12 V pada arus sehingga 1 A. Antara yang tersedia untuk dijual, contohnya, BP7N-12-1000 ialah sesuai. Pengatur voltan DA1 dipasang pada papan peranti. Ia adalah perlu untuk menyolder petunjuk kapasitor oksida C1 dengan kapasiti sekurang-kurangnya 2 mikrofarad untuk voltan 1 V ke pad kenalan X1000, X16. Ia akan berlaku di dalam petak bateri kes instrumen.

Mikrofaradometer
Rajah. Xnumx

Papan litar bercetak meter - dengan pendawaian bercetak dua belah dan susunan bahagian dua muka; dimensi utamanya ditunjukkan dalam rajah. 3. Lukisan papan litar bercetak dari sisi pemasangan penunjuk ditunjukkan dalam rajah. 4, dan dari sisi pemasangan litar mikro dan transistor - dalam rajah. 5. Untuk membentuk vias dalam papan, lubang dengan diameter 0,5 mm telah digerudi, di mana segmen plumbum dari perintang MLT-0,25 diikat dan dipateri. Pengawal mikro DD1 mesti dipasang pada papan peranti dalam panel dengan klip spring. Penampilan papan yang dipasang ditunjukkan dalam rajah foto. 6, 7.

Mikrofaradometer

Peranti menggunakan perintang MLT atau seumpamanya; perintang R5 - dari wayar manganin dengan diameter 1 mm dan panjang 15 mm, anda boleh menggunakan sensor semasa dari multimeter M838. Kebanyakan kapasitor ialah KM, siri K10-17, oksida - K53-4, K53-14, K52-1, dan C1 (1000 uF) - K50-35. Resonator kuarza - pada frekuensi 10 ... 12 MHz dalam pakej NS-49. Butang - jam bersaiz kecil SWT2, TS-A1PS-130. Penunjuk LED TR319 boleh digantikan oleh mana-mana yang lain dengan pinout yang sama, seperti SA05-11HWA. Transistor VT2 ialah transistor medan berkuasa dengan arus saliran sekurang-kurangnya 10 A dan rintangan punca saliran tidak lebih daripada 0,1 Ohm. Terminal ХЗ, Х4 adalah serupa dengan yang digunakan dalam multimeter M838. Penstabil DA1 dan transistor VT1 dipasang pada sink haba plat dengan keluasan 12 dan 5 cm2, masing-masing.

Mikrofaradometer

Persediaan peranti bermula sebelum mikropengawal dipasang pada panel pada papan. Hidupkan kuasa dengan suis SA1 dan semak kehadiran dan ketepatan voltan bekalan 5 V kepada kenalan panel mikropengawal. Voltan pada pin 1-3, 7 hendaklah lebih kurang sama dengan voltan bekalan, pada pin 14-16 kira-kira 4 V, dan pada pin 21-28 voltan hampir kepada sifar. Kemudian mereka menyemak kebolehkendalian butang SB1-SB3: dengan menekannya, mereka mengawal penampilan tahap rendah pada input RA1, RA2, RA5. Litar petunjuk dinamik disemak dengan menyambung secara bersiri wayar biasa ke terminal sepadan port RBO-RB7 dan RC3-RC5: dalam kes ini, cahaya segmen yang ditentukan dalam digit yang dipilih diperhatikan. Sumber arus dihidupkan secara bergilir-gilir dengan menggunakan aras rendah pada kenalan 11, 12, manakala ammeter mesti disambungkan ke soket X4, X0 dan bukannya kapasitor yang diukur. Apabila dihidupkan melalui litar RC0,5, arus mestilah dalam julat 1 ... 1 mA; dan melalui litar RC0,5 - 1 ... 1 A. Litar nyahcas diperiksa dengan sumber arus 5 A dihidupkan dengan menggunakan voltan +13 V ke pin 4. Bacaan voltmeter yang disambungkan ke soket XXNUMX, XXNUMX sepatutnya turun kepada sifar.

Selanjutnya, selepas mematikan kuasa, masukkan mikropengawal yang diprogramkan ke dalam panel dan hidupkan peranti. Paparan harus menunjukkan bacaan hampir kepada sifar, penunjuk "Kitaran" (HL1) menyala sekejap-sekejap dan penunjuk "x1000" (HL2) tidak menyala. Kini anda boleh membuat ukuran percubaan untuk menilai prestasi peranti secara keseluruhan.

Keputusan yang diperoleh mungkin berbeza dengan ketara daripada yang sebenar disebabkan oleh penyebaran besar dalam parameter sumber semasa, ralat dalam menetapkan voltan rujukan, ralat pembanding, kekerapan resonator kuarza yang dipasang, dan beberapa lagi yang kurang ketara. faktor. Penentukuran instrumen diperlukan.

Untuk menentukur meter, anda perlu mempunyai empat kapasitor rujukan penarafan berbeza: dua - untuk julat "μF" dengan kapasiti 100 ... 900 μF, dua - untuk julat "μF x1000" dengan kapasiti lebih daripada 10000 μF. Untuk menentukan kapasiti mereka dengan tepat, adalah dinasihatkan untuk menggunakan meter industri yang disahkan atau beberapa kaedah tidak langsung. Dengan mengambil ukuran dan menukar pekali penentukuran mengikut bacaan peranti, nilai sebenar kemuatan kapasitor penentukuran dan bacaan peranti dipadankan. Selepas penentukuran, instrumen sedia untuk digunakan.

Pada had pengukuran tertinggi, bacaan instrumen bergantung sedikit sebanyak pada rintangan siri (ERS) setara bagi kapasitor yang diukur; ini dinyatakan dalam anggaran rendah nilai kapasitans sebenar. Untuk memastikan ralat peranti tidak melebihi nilai yang ditentukan, EPS tidak boleh melebihi 0,1 ohm. Untuk kapasitor oksida yang boleh diservis dengan kapasiti lebih daripada 1000 μF, nilai statistik purata ESR berada dalam had ini [9], kesannya diberi pampasan semasa penentukuran peranti. Untuk penilaian yang lebih objektif terhadap prestasi kapasitor oksida, pengukuran bersama kapasitans dan ESR diperlukan - ini adalah topik pembangunan seterusnya.

Pengalaman dengan meter yang diterangkan menunjukkan ciri pengguna yang baik: ketepatan, kestabilan bacaan jangka panjang, kemudahan penggunaan. Ia membolehkan anda menjalankan ukuran yang diperlukan yang timbul semasa pembangunan, pembuatan dan pembaikan peralatan elektronik.

Program mikropengawal boleh dimuat turun oleh itu.

Kesusasteraan

Zagorulko A. Memperluaskan had pengukuran multimeter M830G. - Radio, 2004, No. 9, hlm. 27.
Meter RLC WayneKerr4265,4276. - Radio, 2005, No. 11, hlm. 73.
Dereguz A. Meter kapasiti pemuat oksida. - Radio, 2001, No. 12, hlm. 27.
Savosin A. Mikrofaradometer. - Radio, 2003, No. 5, hlm. 22, 23.
Horowitz P., Hill W. Seni litar. - M.: Mir, 2001.
Microchip Technology Inc. DS39582B. PlC16F87xA. Lembaran data. 28/40/44 - Pengawal Mikro Denyar Dipertingkat Pin. microchip.com.
Microchip Technology Inc. DS1281C. MPLAB IDE v6xx. Panduan permulaan cepat. microchip.com.
Perisian HI-TECH. Manual PICC.-htsoft.com.
Peak Electronic Design Limited. Penganalisis Rintangan Siri Setara. Model ESR 60. Panduan Pengguna.- peakelec.co.uk.

Pengarang: A. Topnikov, Uglich, wilayah Yaroslavl; Terbitan: radioradar.net

Lihat artikel lain bahagian Teknologi mengukur.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Tempat koktel pintar 10.11.2019

Orang ramai suka koktel untuk citarasa mereka, itulah sebabnya minuman campuran yang betul sangat dihargai. Tetapi mencampurkan bahan-bahan dalam perkadaran yang betul tidak mudah, dan pergi ke bar yang baik bukanlah murah.

Terdapat cara untuk menyediakan koktel yang sempurna di rumah, sendiri. Untuk ini, alat khas Barsys Coaster telah dibangunkan oleh pencipta pelayan bar robot, yang kosnya terlalu mahal untuk kegunaan peribadi - $ 1000. Peranti baharu itu hanyalah sebuah coaster kaca, berharga $149.

Barsys Coaster ialah peranti pintar yang memberitahu anda berapa banyak bahan yang perlu ditambah pada koktel anda untuk menjadikannya sempurna. Untuk melakukan ini, anda perlu meletakkan kaca pada pendirian, sambungkannya ke tablet atau telefon pintar dengan aplikasi yang sesuai dan mula menuangkan minuman.

Aplikasi ini akan memberitahu anda apa yang perlu dituangkan dan dalam susunan apa, dan pendirian akan berubah warna apabila satu atau bahan lain dalam gelas cukup. "Dengan Coaster, kami berusaha untuk membuat koktel semudah menuang bir atau wain ke dalam gelas," kata Akshet Tewari, pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif Barsys.

Cuti Tahun Baru semakin hampir, yang tidak boleh dilakukan tanpa minuman dan makanan ringan, dan penampilan alat baru boleh menjadi sangat berguna.

Berita menarik lain:

▪ Buruj satelit 1600 kenderaan

▪ Anggota prostetik mikropemproses

▪ Pemproses Zhaoxin KaiXian KX-6780A dan KX-U6880A

▪ Kapal terbang - udara bersih

▪ Toyota BLAID: peranti boleh pakai masa depan untuk orang buta

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian Seni Audio tapak. Pemilihan artikel

▪ Artikel peti sejuk. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

▪ artikel Tenor terkenal manakah yang pernah menyanyikan lagu aria secara rahsia untuk bass tanpa suara? Jawapan terperinci

▪ artikel Pengendali loji gentian. Deskripsi kerja