هرکسی که به طور مرتب تجهیزات الکترونیکی را تعمیر می کند می داند که چند درصد از خرابی ها ناشی از خازن های الکترولیتی معیوب است. علاوه بر این، اگر بتوان با استفاده از یک مولتی متر معمولی افت قابل توجه ظرفیت را تشخیص داد، آنگاه چنین نقص بسیار مشخصه ای مانند افزایش مقاومت سری معادل (ESR) اساساً بدون دستگاه های خاص قابل تشخیص نیست.

برای مدت طولانی، هنگام انجام کار تعمیر، من موفق شدم بدون ابزارهای تخصصی برای بررسی خازن ها با جایگزینی خازن های خوب شناخته شده به موازات خازن های "مشکوک" انجام دهم؛ در تجهیزات صوتی، از بررسی مسیر سیگنال توسط گوش با استفاده از هدفون و همچنین از روش های غیرمستقیم تشخیص عیب بر اساس تجربه شخصی، آمار انباشته شده و شهود حرفه ای استفاده کنید. هنگامی که ما مجبور شدیم به تعمیر انبوه تجهیزات رایانه بپیوندیم، که در آن خازن های الکترولیتی نیمی از تمام خرابی ها را تشکیل می دهند، نیاز به کنترل ESR آنها بدون اغراق به یک وظیفه استراتژیک تبدیل شد. یکی دیگر از شرایط قابل توجه این واقعیت بود که در طول فرآیند تعمیر، خازن های معیوب اغلب باید نه با خازن های جدید، بلکه با خازن های جدا شده از دستگاه های دیگر جایگزین شوند و کارایی آنها به هیچ وجه تضمین نمی شود. بنابراین، به ناچار لحظه ای فرا رسید که من مجبور شدم به طور جدی در مورد حل این مشکل با در اختیار گرفتن یک متر ESR فکر کنم. از آنجایی که خرید چنین دستگاهی بدیهی است به دلایلی غیر قابل بحث بود، تنها راه حل واضح این بود که خودتان آن را مونتاژ کنید.

تجزیه و تحلیل راه حل های مدار برای ساخت متر EPS موجود در اینترنت نشان داده است که دامنه چنین دستگاه هایی بسیار گسترده است. آنها از نظر عملکرد، ولتاژ تغذیه، پایه عنصر مورد استفاده، فرکانس سیگنال های تولید شده، وجود / عدم وجود عناصر سیم پیچ، شکل نمایش نتایج اندازه گیری و غیره متفاوت هستند.

معیارهای اصلی برای انتخاب مدار، سادگی، ولتاژ تغذیه پایین و حداقل تعداد واحدهای سیم پیچ آن بود.

با در نظر گرفتن کل مجموعه عوامل، تصمیم گرفته شد که طرح یو کوراکین که در مقاله ای از مجله "رادیو" منتشر شده است (2008، شماره 7، صفحات 26-27) تکرار شود. با تعدادی ویژگی مثبت متمایز می شود: سادگی بسیار زیاد، عدم وجود ترانسفورماتورهای فرکانس بالا، مصرف جریان کم، توانایی تغذیه توسط یک سلول گالوانیکی، فرکانس پایین عملکرد ژنراتور.

جزئیات و طراحی.این دستگاه که بر روی یک نمونه اولیه مونتاژ شده بود، بلافاصله کار کرد و پس از چندین روز آزمایش عملی با مدار، تصمیمی در مورد طراحی نهایی آن گرفته شد: دستگاه باید بسیار فشرده باشد و چیزی شبیه به یک تستر باشد و اجازه دهد نتایج اندازه گیری نمایش داده شود. به وضوح تا حد امکان

برای این منظور از نشانگر شماره گیری از نوع M68501 از رادیو Sirius-324 Pano با جریان انحراف کلی 250 μA و مقیاس اصلی کالیبره شده بر حسب دسی بل که در دسترس بود، به عنوان هد اندازه گیری استفاده شد. بعداً راه حل های مشابهی را در اینترنت با استفاده از نشانگرهای سطح نوار ساخته شده توسط نویسندگان دیگر کشف کردم که صحت تصمیم گرفته شده را تأیید کرد. به عنوان بدنه دستگاه، ما از قاب شارژر لپ‌تاپ معیوب LG DSA-0421S-12 استفاده کردیم که از نظر اندازه ایده‌آل است و برخلاف بسیاری از همتایان خود، یک قاب به راحتی جدا شده و با پیچ در کنار هم نگه داشته می‌شود.

این دستگاه به طور انحصاری از عناصر رادیویی در دسترس عموم و گسترده استفاده می کند که در خانه هر آماتور رادیویی موجود است. مدار نهایی کاملاً مشابه مدار نویسنده است، به استثنای تنها مقادیر برخی از مقاومت ها. مقاومت مقاومت R2 در حالت ایده آل باید 470 کیلو اهم باشد (در نسخه نویسنده - 1 MOhm ، اگرچه تقریباً نیمی از حرکت موتور هنوز استفاده نشده است) ، اما مقاومتی با این مقدار که ابعاد لازم را داشته باشد پیدا نکردم. با این حال، این واقعیت باعث شد که مقاومت R2 به گونه‌ای اصلاح شود که وقتی محور آن به یکی از موقعیت‌های شدید می‌چرخد، به طور همزمان به عنوان کلید برق عمل کند. برای این کار کافی است با نوک چاقو قسمتی از لایه مقاومتی را در یکی از کنتاکت های بیرونی مقاومت «نعل اسبی» بتراشید که در امتداد آن تماس میانی آن روی یک قسمت تقریباً 3 ... طول 4 میلی متر

مقدار مقاومت R5 بر اساس جریان انحراف کل نشانگر استفاده شده به گونه ای انتخاب می شود که حتی با تخلیه عمیق باتری، متر ESR همچنان فعال باقی می ماند.

نوع دیودها و ترانزیستورهای مورد استفاده در مدار کاملاً غیرقابل توجه است، بنابراین اولویت به عناصر با حداقل ابعاد داده شد. نوع خازن های مورد استفاده بسیار مهم تر است - آنها باید تا حد ممکن از نظر حرارتی پایدار باشند. به عنوان C1...C3 از خازن های وارداتی استفاده شد که در برد از یک یو پی اس کامپیوتر معیوب یافت شد که TKE بسیار کوچکی دارد و در مقایسه با K73-17 داخلی ابعاد بسیار کوچکتری دارد.

سلف L1 بر روی یک حلقه فریت با نفوذپذیری مغناطیسی 2000 نیوتن متر با ابعاد 10 × 6 × 4.6 میلی متر ساخته شده است. برای فرکانس تولید 16 کیلوهرتز، 42 دور سیم PEV-2 با قطر 0.5 میلی متر (طول هادی سیم پیچ 70 سانتی متر است) با اندوکتانس 2.3 میلی ساعت مورد نیاز است. البته، می توانید از هر سلف دیگری با اندوکتانس 2 ... 3.5 mH استفاده کنید که با محدوده فرکانسی 16 ... 12 کیلوهرتز مطابقت دارد که توسط نویسنده طرح توصیه شده است. هنگام ساخت سلف، من این فرصت را داشتم که از یک اسیلوسکوپ و یک اندوکتانس متر استفاده کنم، بنابراین تعداد چرخش های مورد نیاز را به صورت آزمایشی انتخاب کردم تنها به دلایلی که ژنراتور را دقیقاً به فرکانس 16 کیلوهرتز رساندم، اگرچه، البته، وجود نداشت. نیاز عملی برای این

پروب های متر EPS غیر قابل جابجایی هستند - عدم وجود اتصالات قابل جدا شدن نه تنها طراحی را ساده می کند، بلکه آن را قابل اطمینان تر می کند و پتانسیل تماس های شکسته را در مدار اندازه گیری امپدانس کم از بین می برد.

برد مدار چاپی دستگاه دارای ابعاد 27x28 میلی متر می باشد که نقشه آن با فرمت .LAY6 از لینک https://yadi.sk/d/CceJc_CG3FC6wg قابل دانلود می باشد. گام شبکه 1.27 میلی متر است.

طرح عناصر داخل دستگاه تمام شده در عکس نشان داده شده است.

نتایج آزمون.ویژگی بارز نشانگر استفاده شده در دستگاه این بود که محدوده اندازه گیری ESR از 0 تا 5 اهم بود. هنگام آزمایش خازن های با ظرفیت قابل توجه (100 μF یا بیشتر)، که بیشتر برای فیلترها در مدارهای منبع تغذیه مادربردها، منابع تغذیه برای رایانه ها و تلویزیون ها، شارژرهای لپ تاپ، مبدل های تجهیزات شبکه (سوئیچ ها، روترها، نقاط دسترسی) و آداپتورهای راه دور آنها معمول است. این محدوده بسیار راحت است، زیرا مقیاس ابزار حداکثر کشیده شده است. بر اساس میانگین داده های تجربی برای ESR خازن های الکترولیتی با ظرفیت های مختلف نشان داده شده در جدول، نمایش نتایج اندازه گیری بسیار واضح است: خازن را می توان تنها در صورتی قابل استفاده در نظر گرفت که سوزن نشانگر در طول اندازه گیری در رنگ قرمز قرار داشته باشد. بخش مقیاس، مربوط به مقادیر دسی بل مثبت. اگر فلش در سمت چپ (در بخش سیاه) قرار دارد، خازن از محدوده ظرفیت خازنی بالا معیوب است.

البته، دستگاه همچنین می‌تواند خازن‌های کوچک (از حدود 2.2 μF) را آزمایش کند و خوانش‌های دستگاه در بخش سیاه مقیاس مطابق با مقادیر دسی‌بل منفی خواهد بود. من تقریباً مطابقت زیر را بین ESR خازنهای خوب شناخته شده از یک سری خازن استاندارد و کالیبراسیون مقیاس ابزار در دسی بل دریافت کردم:

اول از همه، این طرح را باید به رادیو آماتورهای تازه کار توصیه کرد که هنوز تجربه کافی در طراحی تجهیزات رادیویی ندارند، اما به اصول اولیه تعمیر تجهیزات الکترونیکی تسلط دارند. قیمت پایین و تکرارپذیری بالای این EPS متر آن را از دستگاه های صنعتی گران تر برای اهداف مشابه متمایز می کند.

از مزایای اصلی ESR متر می توان موارد زیر را در نظر گرفت:

- سادگی بسیار زیاد مدار و در دسترس بودن پایه عنصر برای اجرای عملی آن با حفظ عملکرد کافی دستگاه و فشرده بودن آن، بدون نیاز به دستگاه ضبط بسیار حساس.

- عدم نیاز به تنظیماتی که نیاز به ابزارهای اندازه گیری خاص (اسیلوسکوپ، فرکانس متر) دارند.

- ولتاژ منبع تغذیه کم و بر این اساس، هزینه کم منبع آن (بدون نیاز به "کرون" گران و کم ظرفیت). هنگامی که منبع حتی تا 50 درصد ولتاژ نامی خود تخلیه شود، دستگاه فعال می ماند، یعنی می توان از عناصری برای تغذیه آن استفاده کرد که دیگر قادر به عملکرد عادی در سایر دستگاه ها (کنترل از راه دور، ساعت، دوربین، ماشین حساب) نیستند. ، و غیره.)؛

- مصرف جریان کم - حدود 380 µA در زمان اندازه‌گیری (بسته به هد اندازه‌گیری مورد استفاده) و 125 µA در حالت آماده به کار، که به طور قابل توجهی عمر منبع تغذیه را افزایش می‌دهد.

- حداقل مقدار و سادگی فوق العاده محصولات سیم پیچ - هر چوک مناسب را می توان به عنوان L1 استفاده کرد یا می توانید به راحتی آن را خودتان از مواد ضایعاتی بسازید.

- فرکانس نسبتاً کم عملکرد ژنراتور و توانایی تنظیم دستی صفر، که امکان استفاده از پروب‌هایی با سیم‌هایی با طول تقریباً معقول و سطح مقطع دلخواه را فراهم می‌کند. این مزیت در مقایسه با تسترهای المنت دیجیتال جهانی که از پنل ZIF با کنتاکت های عمیق برای اتصال خازن های مورد آزمایش استفاده می کنند غیرقابل انکار است.

- وضوح بصری نمایش نتایج آزمایش، به شما امکان می دهد به سرعت مناسب بودن خازن را برای استفاده بیشتر بدون نیاز به ارزیابی عددی دقیق مقدار ESR و همبستگی آن با جدول مقادیر ارزیابی کنید.

- سهولت استفاده - توانایی انجام اندازه‌گیری‌های مداوم (برخلاف تسترهای دیجیتال ESR، که نیاز به فشار دادن دکمه اندازه‌گیری و مکث پس از اتصال هر خازن در حال آزمایش دارند)، که به طور قابل توجهی سرعت کار را افزایش می‌دهد.

- قبل از اندازه گیری ESR لازم نیست خازن را از قبل تخلیه کنید.

از معایب دستگاه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- عملکرد محدود در مقایسه با تسترهای دیجیتال ESR (عدم توانایی اندازه گیری ظرفیت خازن و درصد نشتی آن).

- عدم وجود مقادیر دقیق عددی نتایج اندازه گیری بر حسب اهم؛

- محدوده نسبتاً باریکی از مقاومت های اندازه گیری شده.

یک دستگاه اندازه گیری دیجیتال اکنون در آزمایشگاه هر آماتور رادیویی غیر معمول نیست. اما همه آنها نمی توانند ویژگی های خازن ها را اندازه گیری کنند. متری که مدار الکتریکی آن در شکل زیر نشان داده شده است، برای اندازه گیری ظرفیت خازن ها در چهار زیرمجموعه تخصصی می باشد:

• 0…0.01 میکروفاراد;
• 0…0.1 میکروفاراد;
• 0…1.0 میکروفاراد;
• 0…10.0 میکروفاراد.

نشانگر کریستال مایع با نام تجاری IZHTs-5 به عنوان دستگاه نمایشگر استفاده می شود. اساس عملیات ظرفیت سنج خازنبعد:

یک ژنراتور سیگنال فرکانس پایین کنترل شده روی عناصر رادیویی DD1.1 و DD1.2 مونتاژ می شود که فرکانس کاری آن به ویژگی های عناصر رادیویی خارجی R2 - C4 (C1 - C3) بستگی دارد. ژنراتور از طریق پایه 2 DD1.1 کنترل می شود که مدار RC به آن متصل است.

خازن اندازه گیری شده Cx به پایانه های X1 متصل می شود و هنگامی که کنتاکت های 1 - 3 دکمه SB1 بسته می شود، ابتدا تخلیه می شود و سپس با رها شدن دکمه SB1 از منبع Upit شارژ می شود. 9+ ولت از طریق یکی از مقاومت های R4-R7، بسته به زیر محدوده انتخاب شده.

زمان شارژ ظرفیت Cx، لحظه عملکرد ژنراتور را مشخص می کند، یعنی در خروجی آن (پایه 4 DD1.2) تعداد مشخصی پالس متناسب با ظرفیت Cx تولید می شود. این سیگنال ها به ورودی فرکانس متر مونتاژ شده روی شمارنده های DD2-DD5 با نام تجاری K176IE4 می روند. این ریز مدار یک دهه با تبدیل کد شمارنده به کد یک نشانگر هفت قطعه است.

خروجی های هر تراشه DD2-DD5 به پین ​​های مناسب نشانگر چهار رقمی HG1 متصل می شوند. برای عملکرد پایدار نشانگر ILC-5، سیگنال های مستطیلی از خروجی ژنراتور با استفاده از عناصر رادیویی DD1.3، DD1.4 به الکترود مشترک آن (پین 1، 34) عرضه می شود. همین سیگنال ها برای کنترل سیگنال های خروجی میکرو مدارها به پایه 6 DD2-DD5 می روند (پایه 17).

یک ژنراتور مبتنی بر عناصر رادیویی DD6.1، DD6.2 چرخه عملیاتی دستگاه را تشکیل می دهد (1.5 ... 2 ثانیه). هنگامی که خروجی ژنراتور دارای ولتاژ بالا است، ظرفیت C7 از طریق مقاومت R3 شارژ می شود و یک سیگنال مثبت کوتاه در پایه 5 DD2-DD6 تشکیل می شود - یک سیگنال الکتریکی که شمارنده ها را به صفر می رساند.

سپس دکمه SA1 "Measurement" را فشار دهید و نشانگر مقدار ظرفیت خازن Cx را برای 1.5...2 ثانیه نمایش می دهد. برای کنترل دقت ظرفیت سنج، یک خازن مرجع C6 تعبیه شده است که از طریق کلید SA1 به ورودی کنتور متصل می شود.

راه اندازی ظرفیت سنج

پس از نصب مدار الکتریکی، Up به آن عرضه می شود. +9 ولت و تست عملکرد ژنراتورها بر اساس عناصر رادیویی DD1.3، DD1.4 و DD6.1، DD6.2. اگر آنها به درستی کار کنند، نشانگر HG1 در تمام ارقام "O" روشن می شود. در مرحله بعد، پایه های 1، 2 از DD1.1 به یکدیگر متصل می شوند، در نتیجه، سیگنال ها باید در پایه های 4 DD1.4 تولید شوند و نشانگر HG1 تغییر می کند.

عملکرد ژنراتور را در تمام محدوده ها آزمایش کنید و با استفاده از سوئیچ های SA2 - SA5 به آنها سوئیچ کنید. در بالاترین محدوده فرکانس (در SA5)، تولید پایدار با استفاده از مقاومت متغیر R2 حاصل می شود. به دنبال این، پین های 1، 2 از DD1.1 باز می شوند. یک ظرفیت مرجع 1000 pF را به ورودی Cx وصل کنید، به محدوده "0...0.01 میکرومتر" تغییر دهید و پس از تنظیم مجدد مقادیر نشانگر HG1، دکمه SB1 "Measurement" را فشار داده و رها کنید.

نشانگر مقدار مشخصی را نشان می دهد. با تکرار مراحل اندازه گیری با مقاومت متغیر R7، آنها به نمایش "1000" در HG1 دست می یابند. مدار الکتریکی را می توان در زیر محدوده های دیگر نیز تنظیم کرد، اما باید از ظرفیت های مرجع دیگر استفاده کرد (0.01 میکروفاراد، 0.1 میکروفاراد، 1.0 میکروفاراد). پس از این می توان تنظیم ظرفیت سنج خازن را کامل در نظر گرفت.

قطعات خازن متر خازن

ظروف C1 - C4، C6 باید دارای درجه فیلم فلزی K71، K73، K77، K78 باشند. ریز مدار 561LA7 را می توان با 176LA7 جایگزین کرد. در نقش IP می توان از باتری برند کرونا یا باتری 7D - 0.1 یا منبع تغذیه استفاده کرد.

"طراحی ها و فناوری ها برای کمک به دوستداران الکترونیک"، Elagin N.A.

ظرفیت سنج خازن DIY

بگذارید به شما نشان دهم چقدر ساده است انجام خواهد دادب خازن متر ESR، که فقط در چند ساعت به معنای واقعی کلمه "روی زانوهای من" مونتاژ می شود. من فوراً به شما هشدار می دهم که من نویسنده این ایده نیستم؛ این طرح قبلاً صدها بار توسط افراد مختلف تکرار شده است. فقط ده قسمت در مدار وجود دارد و هر مولتی متر دیجیتالی، لازم نیست کاری با آن انجام دهید، ما فقط به نقاط لحیم می کنیم و تمام.

طرحدستگاه ها eps متر:

درباره قطعات متر:

ترانسفورماتور با نسبت چرخش 11\1. سیم پیچ اولیه باید بچرخد تا حلقه M2000 K10x6x3 روشن شود، در امتداد کل محیط حلقه (عایق بندی شده)، توصیه می شود ثانویه به طور مساوی و با تداخل جزئی توزیع شود.

دیود D1 می تواند هر چیزی باشد، با فرکانس بیش از 100 کیلوهرتز و ولتاژ بیش از 40 ولت، اما شاتکی بهتر است.

دیود D2 یک سرکوبگر 26V-36V است. ترانزیستور - نوع KT3107، KT361 و موارد مشابه.

اندازه گیری ESR در حد اندازه گیری 20 ولت انجام می شود. هنگامی که کانکتور "سر" اندازه گیری از راه دور متصل می شود، دستگاه به طور خودکار به حالت اندازه گیری ESR سوئیچ می کند، این با قرائت تقریباً 36 ولت دستگاه در حد 200 ولت و 1000 ولت (بسته به سرکوبگر مورد استفاده) مشهود است. ) و در حد 20 ولت - قرائت "بیش از حد اندازه گیری".

هنگامی که کانکتور "سر" اندازه گیری از راه دور قطع می شود، دستگاه به طور خودکار به حالت مولتی متر معمولی می رود.

جمع: آداپتور را روشن کنید - متر به طور خودکار روشن می شود، آن را خاموش کنید - مولتی متر استاندارد. اکنون کالیبراسیون، هیچ چیز فانتزی نیست، فقط یک مقاومت معمولی (نه یک مقاومت سیمی) مقیاس را تنظیم می کنیم. این تقریباً شبیه به این است:

اگر پروب ها را اتصال کوتاه کنید، در نشانگر 0.00-0.01، اینجا یک صدم است و در فاصله اندازه گیری تا 1 اهم خطا وجود دارد، من مقادیر ESR خازن ها را با متر کارخانه مقایسه کردم.

یکی از شایع ترین دلایل خرابی تجهیزات الکترونیکی یا بدتر شدن پارامترهای آن، تغییر در خواص خازن های الکترولیتی است. گاهی اوقات، هنگام تعمیر تجهیزات (به ویژه آنهایی که در اتحاد جماهیر شوروی سابق تولید می شوند) که با استفاده از انواع خاصی از خازن های الکترولیتی (به عنوان مثال، K50-...) ساخته شده اند، به منظور بازگرداندن عملکرد دستگاه، به تعویض کامل یا جزئی آن متوسل می شوند. خازن های الکترولیتی قدیمی همه اینها باید به این دلیل انجام شود که خواص مواد موجود در خازن الکترولیتی (دقیقاً الکترولیتی، زیرا ترکیب از الکترولیت استفاده می کند) در طول زمان تحت تأثیرات الکتریکی، جوی و حرارتی تغییر می کند. و بنابراین مهم‌ترین ویژگی‌های خازن‌ها مانند ظرفیت خازن و جریان نشتی نیز تغییر می‌کنند (خازن خشک می‌شود و ظرفیت آن، اغلب حتی بیش از 50٪ از اصلی افزایش می‌یابد، و جریان نشتی افزایش می‌یابد، یعنی مقاومت داخلی. ، شنت خازن کاهش می یابد) که طبیعتاً منجر به تغییر مشخصات و در بدترین حالت خرابی کامل تجهیزات می شود.

کنتور دارای مشخصات کیفی و کمی زیر است:

1) اندازه گیری ظرفیت در 8 زیر محدوده:

• 0 ... 3 µF;
• 0 ... 10 µF;
• 0 ... 30 µF;
• 0 ... 100 µF;
• 0 ... 300 µF;
• 0 ... 1000 µF;
• 0 ... 3000 µF;
• 0 ... 10000 µF.

2) ارزیابی جریان نشتی خازن با استفاده از نشانگر LED.
3) توانایی اندازه گیری دقیق هنگام تغییر ولتاژ منبع تغذیه و دمای محیط (کالیبراسیون داخلی متر).
4) ولتاژ تغذیه 5-15 ولت؛
5) تعیین قطبیت خازن های الکترولیتی (قطبی)؛
6) مصرف جریان در حالت استاتیک ............ بیش از 6 میلی آمپر نباشد.
7) زمان اندازه گیری ظرفیت ...................................... بیش از 1 ثانیه;
8) مصرف جریان در طول اندازه گیری ظرفیت با هر زیر محدوده افزایش می یابد.
ولی................................................. ................................ در آخرین زیر محدوده بیش از 150 میلی آمپر نباشد.

ماهیت دستگاه اندازه گیری ولتاژ در خروجی مدار افتراق است، شکل 1.

ولتاژ روی مقاومت: Ur = i*R،
جایی که i کل جریان مدار است، R مقاومت شارژ است.

زیرا مدار در حال متمایز شدن است، سپس جریان آن عبارت است از: i = C*(dUc/dt)،
که در آن C ظرفیت شارژ مدار است، اما خازن به صورت خطی از طریق منبع جریان شارژ می شود، یعنی. جریان تثبیت شده: i = С*const،
این به معنای ولتاژ دو طرف مقاومت (خروجی این مدار): Ur = i*R = C*R*const - نسبت مستقیمی با ظرفیت خازن در حال شارژ دارد، به این معنی که با اندازه گیری ولتاژ روی مقاومت با یک ولت متر، ظرفیت خازن مورد مطالعه را در مقیاس خاصی اندازه گیری می کنیم.

نمودار در شکل نشان داده شده است. 2.
در موقعیت اولیه، خازن آزمایشی Cx (یا کالیبراسیون C1 با کلید SA2 روشن) از طریق R1 تخلیه می شود. خازن اندازه گیری که روی آن (نه مستقیماً روی موضوع) ولتاژ متناسب با ظرفیت سوژه Cx اندازه گیری می شود، از طریق کنتاکت های SA1.2 تخلیه می شود. هنگامی که دکمه SA1 فشار داده می شود، موضوع آزمایش Cx (C1) از طریق مقاومت های R2 ... R11 مربوط به محدوده فرعی (سوئیچ SA3) شارژ می شود. در این حالت، جریان شارژ Cx (C1) از طریق LED VD1 می گذرد، که روشنایی آن به ما اجازه می دهد تا در مورد جریان نشتی (مقاومت شنت خازن) در انتهای شارژ خازن قضاوت کنیم. همزمان با Cx (C1)، از طریق منبع جریان تثبیت شده VT1، VT2، R14، R15، خازن اندازه گیری (که خوب و با جریان نشتی کم شناخته می شود) C2 شارژ می شود. VD2، VD3 به ترتیب برای جلوگیری از تخلیه خازن اندازه گیری از طریق منبع ولتاژ تغذیه و تثبیت کننده جریان استفاده می شود. پس از شارژ Cx (C1) به سطح تعیین شده توسط R12، R13 (در این مورد تا سطح تقریباً نصف ولتاژ منبع تغذیه)، مقایسه کننده DA1 منبع جریان را خاموش می کند، شارژ C2 همزمان با Cx (C1) متوقف می شود و ولتاژ حاصل از آن متناسب با ظرفیت آزمایش است. DA2 با امپدانس ورودی بالا، که همچنین حفظ شارژ طولانی مدت در C2 را تضمین می کند.

تنظیمات

هنگام تنظیم، موقعیت مقاومت متغیر کالیبراسیون R17 در یک موقعیت ثابت است (مثلاً در وسط). با اتصال خازن های مرجع با مقادیر خازن دقیقاً شناخته شده در محدوده مناسب، مقاومت های R2، R4، R6-R11 متر را کالیبره می کنند - چنین جریان شارژی انتخاب می شود تا مقادیر خازن مرجع با مقادیر خاصی مطابقت داشته باشد. مقیاس انتخاب شده

در مدار من، مقادیر دقیق مقاومت های شارژ در ولتاژ تغذیه 9 ولت عبارت بودند از:

پس از کالیبراسیون، یکی از خازن های مرجع تبدیل به خازن کالیبراسیون C1 می شود. اکنون، هنگامی که ولتاژ تغذیه تغییر می کند (تغییر دمای محیط، به عنوان مثال، هنگامی که یک دستگاه آماده و اشکال زدایی شده به شدت در سرما خنک می شود، خوانش ظرفیت خازن تا 5 درصد دست کم گرفته می شود) یا صرفاً برای کنترل دقت اندازه‌گیری‌ها، فقط C1 را با کلید ضامن SA2 وصل کنید و با فشار دادن SA1، از مقاومت کالیبراسیون R17 برای تنظیم PA1 با مقدار انتخابی ظرفیت خازن C1 استفاده کنید.

طرح

قبل از شروع به ساخت دستگاه، لازم است یک میکرو آمپرمتر با مقیاس، ابعاد و جریان مناسب حداکثر انحراف سوزن انتخاب شود، اما به دلیل قابلیت پیکربندی و کالیبره کردن دستگاه من از میکرو آمپرمتر EA0630 با In = 150 µA، کلاس دقت 1.5 و دو مقیاس 0 ... 10 و 0 ... 30 استفاده کردم.

این برد با در نظر گرفتن این واقعیت طراحی شده است که مستقیماً روی میکروآمپرمتر با استفاده از مهره های روی پایانه های آن نصب می شود، شکل 3. این راه حل یکپارچگی مکانیکی و الکتریکی سازه را تضمین می کند. دستگاه در محفظه ای با ابعاد مناسب قرار می گیرد که به اندازه کافی برای قرار دادن (به جز میکرو آمپرمتر و برد):

SA1 - دکمه KM2-1 از دو سوئیچ با اندازه کوچک؛
- SA2 - سوئیچ ضامن با اندازه کوچک MT-1؛
- SA3 - سوئیچ بیسکویت کوچک با 12 موقعیت PG2-5-12P1NV؛
- R17 - SP3-9a - VD1 - هر کدام، من از یکی از سری های KIPkh-xx به رنگ قرمز استفاده کردم.
- باتری 9 ولت کوراندوم با ابعاد 26.5 x 17.5 x 48.5 میلی متر (بدون در نظر گرفتن طول کنتاکت ها).

SA1، SA2، SA3، R17، VD1 روی درپوش بالایی (پنل) دستگاه ثابت شده و در بالای برد قرار دارند (باتری با استفاده از یک قاب سیمی مستقیماً روی برد تقویت می شود)، اما با سیم به برد متصل می شوند. و تمام عناصر رادیویی دیگر مدار روی برد (و مستقیماً زیر میکرو آمپرمتر) قرار دارند و با سیم کشی چاپ شده به هم متصل می شوند. من یک سوئیچ برق جداگانه ارائه نکردم (و در مورد انتخاب شده قرار نمی گرفت) و آن را با سیم هایی برای اتصال خازن آزمایشی Cx در کانکتور نوع SG5 ترکیب کردم. کانکتور XS1 "زن" دارای یک جعبه پلاستیکی برای نصب بر روی برد مدار چاپی است (در گوشه برد نصب شده است) و XP1 "نر" از طریق سوراخی در انتهای بدنه دستگاه متصل می شود. هنگام اتصال کانکتور نری، کنتاکت های آن 2-3 برق دستگاه را روشن می کنند. برای اتصال خازن های مهر و موم شده، ایده خوبی است که یک کانکتور (بلوک) با طرحی موازی با سیم های Cx وصل کنید.

کار با دستگاه

هنگام کار با دستگاه، باید مراقب قطبیت اتصال خازن های الکترولیتی (قطبی) باشید. برای هر قطبی اتصال، نشانگر همان مقدار ظرفیت خازن را نشان می دهد، اما اگر قطبیت اتصال نادرست باشد، به عنوان مثال. "+" خازن به "-" دستگاه، LED VD1 نشان دهنده جریان نشتی زیاد است (بعد از شارژ خازن، LED همچنان به روشنی روشن می شود)، در حالی که با قطبیت صحیح اتصال، LED چشمک می زند و به تدریج خاموش می شود و کاهش جریان شارژ را به مقدار بسیار کمی نشان می دهد، تقریباً به طور کامل خاموش می شود (باید به مدت 5-7 ثانیه مشاهده شود)، مشروط بر اینکه خازن مورد آزمایش دارای جریان نشتی کم باشد. خازن های غیر قطبی و غیر الکترولیتی جریان نشتی بسیار کمی دارند، همانطور که از خاموش شدن بسیار سریع و کامل LED مشخص است. اما اگر جریان نشتی زیاد باشد (مقاومت شنت خازن کم است)، یعنی. خازن قدیمی است و "نشتی" دارد، سپس درخشش LED از قبل در نشتی = 100 کیلو اهم قابل مشاهده است، و با مقاومت شنت کمتر، LED حتی روشن تر می شود.
بنابراین، می توان قطبیت خازن های الکترولیتی را با درخشش LED تعیین کرد: هنگام اتصال، هنگامی که جریان نشتی کمتر است (LED کمتر روشن است)، قطبیت خازن با قطبیت دستگاه مطابقت دارد.

یادداشت مهم!

برای دقت بیشتر قرائت ها، هر اندازه گیری باید حداقل 2 بار تکرار شود، زیرا برای اولین بار، بخشی از جریان شارژ به ایجاد لایه اکسیدی خازن می رود، یعنی. ظرفیت خواندن کمی دست کم گرفته شده است.

RadioHobby 5"2000

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
DA1، DA2	تراشه	K140UD608	2	K140UD708 یا KR544		به دفترچه یادداشت
VT1، VT2	ترانزیستور دوقطبی	KT315B	2			به دفترچه یادداشت
VD2، VD3	دیود	KD521A	2	KD522		به دفترچه یادداشت
C1		2.2 µF	1			به دفترچه یادداشت
C2	خازن الکترولیتی	22 µF	1			به دفترچه یادداشت
R1	مقاومت	1.3 اهم	1			به دفترچه یادداشت
R2، R4، R6	مقاومت تریمر	100 کیلو اهم	3			به دفترچه یادداشت
R3	مقاومت	470 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R5	مقاومت	30 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R7، R8	مقاومت تریمر	10 کیلو اهم	2			به دفترچه یادداشت
R9	مقاومت تریمر	2.2 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R10، R11	مقاومت تریمر	470 اهم	2			به دفترچه یادداشت
R12، R13	مقاومت	1 کیلو اهم	2			به دفترچه یادداشت
R14	مقاومت	13 کیلو اهم	1

هنگام تعمیر یا طراحی رادیو، اغلب باید با عنصری به عنوان خازن سر و کار داشته باشید. ویژگی اصلی آن ظرفیت است. با توجه به ویژگی های دستگاه و حالت های عملکرد، خرابی الکترولیت ها یکی از دلایل اصلی خرابی تجهیزات رادیویی است. برای تعیین ظرفیت یک عنصر از دستگاه های مختلف تست استفاده می شود. خرید آنها از فروشگاه آسان است یا می توانید خودتان آنها را بسازید.

تعریف فیزیکی خازن

خازن یک عنصر الکتریکی است که برای ذخیره بار یا انرژی کار می کند. از نظر ساختاری، عنصر رادیویی از دو صفحه ساخته شده از مواد رسانا تشکیل شده است که بین آنها یک لایه دی الکتریک وجود دارد. صفحات رسانا را صفحات می نامند. آنها توسط یک تماس مشترک به یکدیگر متصل نیستند، اما هر یک ترمینال خاص خود را دارند.

خازن ها ظاهری چند لایه دارند که در آن یک لایه دی الکتریک با لایه هایی از صفحات متناوب می شود. آنها یک استوانه یا موازی با گوشه های گرد هستند. پارامتر اصلی یک عنصر الکتریکی ظرفیت خازنی است که واحد اندازه گیری آن فاراد (F, Ф) است. در نمودارها و در ادبیات، یک جزء رادیویی با حرف لاتین C مشخص می شود. بعد از نماد، شماره سریال روی نمودار و مقدار ظرفیت اسمی نشان داده شده است.

از آنجایی که یک فاراد مقدار نسبتاً بزرگی است، مقادیر واقعی ظرفیت خازن بسیار کمتر است. بنابراین، هنگام ضبط مرسوم است که از اختصارات مشروط استفاده کنید:

• P - پیکوفاراد (pF، pF)؛
• N - نانوفراد (nF, nF);
• M - میکروفاراد (mF, μF).

اصل عملیات

اصل عملکرد قطعه رادیویی به نوع شبکه الکتریکی بستگی دارد. هنگامی که به پایانه های صفحات منبع جریان مستقیم متصل می شود، حامل های شارژ روی صفحات رسانای خازن قرار می گیرند و در آنجا تجمع می کنند. در همان زمان، اختلاف پتانسیل در پایانه های صفحات ظاهر می شود. مقدار آن تا زمانی که به مقداری برابر با منبع فعلی برسد افزایش می یابد. به محض اینکه این مقدار تراز شد، بارگیری روی صفحات متوقف می شود و مدار الکتریکی قطع می شود.

در یک شبکه جریان متناوب، یک خازن نشان دهنده یک مقاومت است. مقدار آن به فرکانس جریان مربوط می شود: هر چه بیشتر باشد، مقاومت کمتر است و بالعکس. هنگامی که یک عنصر رادیویی در معرض جریان متناوب قرار می گیرد، باری جمع می شود. با گذشت زمان، جریان شارژ کاهش می یابد و به طور کامل ناپدید می شود. در طی این فرآیند، بارهای علائم مختلف بر روی صفحات دستگاه متمرکز می شود.

دی الکتریک قرار داده شده بین آنها مانع حرکت آنها می شود. در لحظه تغییر نیم موج، خازن از طریق بار متصل به پایانه های آن تخلیه می شود. جریان تخلیه رخ می دهد، یعنی انرژی انباشته شده توسط عنصر رادیویی شروع به جریان در مدار الکتریکی می کند.

خازن ها تقریباً در هر مدار الکترونیکی استفاده می شوند. آنها به عنوان عناصر فیلتر برای تبدیل موج های جریان و قطع فرکانس های مختلف عمل می کنند. علاوه بر این، توان راکتیو را جبران می کنند.

خصوصیات و انواع

اندازه گیری پارامترهای خازن ها شامل یافتن مقادیر ویژگی های آنها است. اما در بین آنها مهم ترین ظرفیت است که معمولا اندازه گیری می شود. این مقدار نشان دهنده میزان باری است که یک عنصر رادیویی می تواند جمع کند. در فیزیک، ظرفیت الکتریکی مقداری است برابر با نسبت بار هر صفحه به اختلاف پتانسیل بین آنها.

در این مورد، ظرفیت خازن به مساحت صفحات عنصر و ضخامت دی الکتریک بستگی دارد. علاوه بر ظرفیت، یک دستگاه رادیویی با قطبیت و مقدار مقاومت داخلی نیز مشخص می شود. با استفاده از ابزارهای خاص می توان این مقادیر را نیز اندازه گیری کرد. مقاومت دستگاه بر خود تخلیه عنصر تأثیر می گذارد. بعلاوه، ویژگی های اصلی خازن عبارتند از:

خازن ها بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی می شوند اما اول از همه بر اساس نوع دی الکتریک تقسیم بندی می شوند. می تواند گاز، مایع و جامد باشد. اغلب از شیشه، میکا، سرامیک، کاغذ و فیلم های مصنوعی استفاده می شود. بعلاوه، خازن ها در توانایی خود برای تغییر مقدار ظرفیت متفاوت هستند و می توانند:

همچنین بسته به هدف، خازن ها دارای کاربرد عام و خاص می باشند. دستگاه های نوع اول کم ولتاژ و نوع دوم پالسی، راه اندازی و ... هستند اما صرف نظر از نوع و هدف، اصل اندازه گیری پارامترهای آنها یکسان است.

ابزار اندازه گیری

برای اندازه گیری پارامترهای خازن ها هم از ابزار تخصصی و هم از ابزارهای همه منظوره استفاده می شود. ظرفیت سنج ها بر اساس نوع خود به دو نوع دیجیتال و آنالوگ تقسیم می شوند. دستگاه های تخصصی می توانند ظرفیت یک عنصر و مقاومت داخلی آن را اندازه گیری کنند. یک تستر ساده معمولاً فقط خرابی دی الکتریک یا نشتی بزرگ را تشخیص می دهد. علاوه بر این، اگر تستر چند منظوره (مولتی متر) باشد، می تواند ظرفیت خازن را نیز اندازه گیری کند، اما معمولاً حد اندازه گیری آن کم است.

بنابراین، به عنوان یک تستر خازن می تواند به کار رود:

• ESR یا RLC متر؛
• مولتی متر؛
• آزمایشکننده.

در این مورد، تشخیص عنصر با دستگاه متعلق به نوع اول بدون لحیم کردن آن از مدار انجام می شود. در صورت استفاده از نوع دوم یا سوم، المان یا حداقل یکی از پایانه های آن باید از آن جدا شود.

استفاده از ESR متر

اندازه گیری پارامتر ESR هنگام آزمایش یک خازن برای عملکرد بسیار مهم است. واقعیت این است که تقریباً تمام فناوری های مدرن با استفاده از فرکانس های بالا در عملکرد خود پالس می شوند. اگر مقاومت معادل خازن زیاد باشد، برق روی آن آزاد می شود و این باعث گرم شدن عنصر رادیویی و تخریب آن می شود.

از نظر ساختاری، متر تخصصی از یک محفظه با صفحه کریستال مایع تشکیل شده است. یک باتری نوع KRONA به عنوان منبع تغذیه آن استفاده می شود. این دستگاه دارای دو کانکتور با رنگ های مختلف است که پروب ها به آنها متصل می شوند. یک پروب قرمز مثبت و یک پروب سیاه منفی در نظر گرفته می شود. این کار به این منظور انجام می شود که بتوان اندازه گیری های خازن قطبی را به درستی انجام داد.

قبل از اندازه گیری مقاومت ESR، قطعه رادیویی باید تخلیه شود، در غیر این صورت ممکن است دستگاه از کار بیفتد. برای این کار پایانه های خازن با مقاومتی در حدود یک کیلو اهم برای مدت کوتاهی بسته می شوند.

اندازه گیری مستقیم با اتصال پایانه های قطعه رادیویی به پروب های دستگاه انجام می شود. در مورد خازن الکترولیتی باید قطبیت را رعایت کرد، یعنی مثبت را به مثبت و منفی را به منفی وصل کرد. پس از این، دستگاه روشن می شود و پس از مدتی نتایج اندازه گیری مقاومت و ظرفیت المان بر روی صفحه نمایش آن ظاهر می شود.

لازم به ذکر است که عمده این دستگاه ها در چین تولید می شوند. عملکرد آنها بر اساس استفاده از یک میکروکنترلر است که عملکرد آن توسط یک برنامه کنترل می شود. هنگام اندازه گیری، کنترل کننده سیگنال عبوری از عنصر رادیویی را با سیگنال داخلی مقایسه می کند و بر اساس تفاوت ها، داده ها را با استفاده از یک الگوریتم پیچیده تولید می کند. بنابراین دقت اندازه گیری چنین دستگاه هایی عمدتاً به کیفیت اجزای مورد استفاده در ساخت آنها بستگی دارد.

هنگام اندازه گیری ظرفیت خازن، می توانید از یک اندازه گیر نیز استفاده کنید. از نظر ظاهری شبیه به یک متر ESR است، اما علاوه بر این می تواند اندوکتانس را اندازه گیری کند. اصل عملکرد آن بر اساس عبور سیگنال آزمایشی از عنصر اندازه گیری شده و تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده است.

چک کردن با مولتی متر

یک مولتی متر می تواند تقریباً تمام پارامترهای اساسی را اندازه گیری کند، اما دقت این نتایج نسبت به هنگام استفاده از دستگاه ESR کمتر خواهد بود. اندازه گیری با مولتی متر را می توان به صورت زیر نشان داد:

اگر تستر مقدار OL یا Overload را نشان دهد، به این معنی است که ظرفیت خازن خیلی زیاد است که با مولتی متر اندازه گیری نمی شود یا خازن خراب است. وقتی چند صفر قبل از نتیجه بدست آمده باشد، حد اندازه گیری باید کاهش یابد.

کاربرد تستر

اگر مولتی متری در دست ندارید که بتواند ظرفیت خازن را اندازه گیری کند، می توانید با ابزارهای بداهه اندازه گیری کنید. برای این کار به یک مقاومت، یک منبع تغذیه با سطح سیگنال خروجی ثابت و دستگاهی که ولتاژ را اندازه گیری می کند نیاز دارید. بهتر است تکنیک اندازه گیری را با استفاده از یک مثال خاص در نظر بگیرید.

بگذارید خازنی وجود داشته باشد که ظرفیت آن مشخص نیست. برای شناختن او شما باید موارد زیر را انجام دهید:

این الگوریتم اندازه گیری را نمی توان دقیق نامید، اما کاملاً قادر به ارائه یک ایده کلی از ظرفیت عنصر رادیویی است.

اگر در مورد رادیو آماتور دانش دارید، می توانید دستگاهی برای اندازه گیری ظرفیت با دستان خود مونتاژ کنید. راه حل های مدار زیادی با سطوح مختلف پیچیدگی وجود دارد. بسیاری از آنها بر اساس اندازه گیری فرکانس و دوره پالس ها در یک مدار با یک خازن اندازه گیری شده است. چنین مدارهایی پیچیده هستند، بنابراین استفاده از اندازه گیری های مبتنی بر محاسبه راکتانس هنگام عبور پالس های فرکانس ثابت آسان تر است.

مدار چنین دستگاهی بر اساس یک مولتی ویبراتور است که فرکانس کاری آن توسط ظرفیت و مقاومت مقاومت متصل به پایانه های D1.1 و D1.2 تعیین می شود. با استفاده از سوئیچ S1، محدوده اندازه گیری تنظیم می شود، یعنی فرکانس تغییر می کند. از خروجی مولتی ویبراتور، پالس ها به یک تقویت کننده قدرت و سپس به یک ولت متر ارسال می شود.

دستگاه در هر حد با استفاده از یک خازن مرجع کالیبره می شود. حساسیت توسط مقاومت R6 تنظیم می شود.