Thực đơn
trang chủMạng xã hội

Máy đo điện dung tụ điện DIY. Mô tả và cấu hình của thiết bị. Máy đo điện dung kỹ thuật số Máy đo điện dung kỹ thuật số

Mạch này, mặc dù có vẻ phức tạp nhưng khá đơn giản để lặp lại, vì nó được lắp ráp trên các vi mạch kỹ thuật số và do không có lỗi trong quá trình cài đặt và sử dụng các bộ phận đã biết rõ nên thực tế không cần điều chỉnh. Tuy nhiên, khả năng của thiết bị khá lớn:

  • phạm vi đo – 0,01 – 10000 µF;
  • 4 dải phụ – 10, 100, 1000, 10.000 µF;
  • lựa chọn phạm vi phụ – tự động;
  • chỉ báo kết quả – kỹ thuật số, 4 chữ số có dấu thập phân động;
  • sai số đo - đơn vị ít quan trọng nhất;

Hãy xem xét sơ đồ thiết bị:

bấm vào để phóng to

Trên chip DD1, hay chính xác hơn là trên hai phần tử của nó, một bộ dao động thạch anh được lắp ráp, hoạt động của nó không cần giải thích. Tiếp theo, tần số xung nhịp được gửi đến bộ chia được lắp ráp trên vi mạch DD2 – DD4. Tín hiệu từ nó có tần số 1.000, 100, 10 và 1 kHz được cung cấp cho bộ ghép kênh DD6.1, được sử dụng làm bộ chọn băng con tự động.

Bộ đo chính là một bộ rung đơn được lắp ráp trên các phần tử DD5.3, DD5.4, thời lượng xung của chúng phụ thuộc trực tiếp vào tụ điện được kết nối với nó. Nguyên lý đo điện dung là đếm số xung trong quá trình hoạt động của bộ điều chỉnh đơn. Một thiết bị được lắp ráp trên các phần tử DD5.1, DD5.2 giúp ngăn chặn các điểm tiếp xúc của nút “Bắt đầu đo”. Chà, phần cuối cùng của mạch là một dòng gồm bốn chữ số của bộ đếm thập phân nhị phân DD9 - DD12 với đầu ra là bốn chỉ báo bảy đoạn.

Hãy xem xét thuật toán hoạt động của đồng hồ. Khi bạn nhấn nút SB1, bộ đếm nhị phân DD8 sẽ được đặt lại và chuyển nút phạm vi (bộ ghép kênh DD6.1) về phạm vi đo thấp nhất - 0,010 - 10,00 µF. Trong trường hợp này, các xung có tần số 1 MHz được nhận ở một trong các đầu vào của khóa điện tử DD1.3. Đầu vào thứ hai của cùng một công tắc nhận tín hiệu kích hoạt từ thiết bị một lần, thời lượng của tín hiệu này tỷ lệ thuận với điện dung của tụ điện được đo.

Do đó, các xung có tần số 1 MHz bắt đầu đạt đến thập kỷ đếm DD9...DD12. Nếu xảy ra tràn thập kỷ, tín hiệu mang từ DD12 sẽ tăng số đọc của bộ đếm DD8 lên một và cho phép ghi số 0 vào bộ kích hoạt DD7 ở đầu vào D. Số 0 này sẽ bật trình điều khiển DD5.1, DD5.2 và nó, lần lượt, đặt lại thập kỷ đếm và đặt DD7 lại thành “1” và khởi động lại chế độ ổn định đơn. Quá trình này được lặp lại, nhưng thập kỷ đếm hiện nhận được tần số 100 kHz thông qua công tắc (dải thứ hai được bật).

Nếu trước khi hoàn thành xung từ thiết bị một lần, thập kỷ đếm lại tràn ra thì phạm vi lại thay đổi. Nếu chế độ một lần tắt sớm hơn, quá trình đếm sẽ dừng lại và bộ chỉ báo có thể đọc giá trị của điện dung được kết nối để đo. Điểm nhấn cuối cùng là đơn vị điều khiển dấu thập phân, cho biết phạm vi đo phụ hiện tại. Các chức năng của nó được thực hiện bởi phần thứ hai của bộ ghép kênh DD6, chiếu sáng điểm mong muốn tùy thuộc vào băng con đi kèm.

Đèn báo phát quang chân không IV6 được dùng làm đèn báo trong mạch nên nguồn điện của đồng hồ phải tạo ra 2 điện áp: 1V cho dây tóc và +12V cho nguồn điện anode của đèn và vi mạch. Nếu các chỉ báo được thay thế bằng màn hình LCD thì bạn có thể sử dụng một nguồn +9V, nhưng không thể sử dụng ma trận LED do khả năng tải của vi mạch DD9...DD12 thấp.

Tốt hơn là sử dụng điện trở nhiều vòng làm điện trở hiệu chuẩn R8, vì sai số đo của thiết bị sẽ phụ thuộc vào độ chính xác của hiệu chuẩn. Các điện trở còn lại có thể là MLT-0.125. Về vi mạch, bạn có thể sử dụng bất kỳ dòng K1561, K564, K561, K176 nào trong thiết bị, nhưng bạn nên nhớ rằng dòng 176 rất miễn cưỡng khi làm việc với bộ cộng hưởng thạch anh (DD1).

Việc thiết lập thiết bị khá đơn giản nhưng cần được thực hiện một cách cẩn thận.

  • Tạm thời ngắt kết nối nút SB1 khỏi DD8 (chân 13).
  • Đưa các xung hình chữ nhật có tần số khoảng 50-100 Hz vào điểm kết nối giữa R3 và R2 (bất kỳ bộ tạo đơn giản nào trên chip logic cũng sẽ làm được).
  • Thay cho tụ điện đang được đo, hãy kết nối một tụ điện tiêu chuẩn, điện dung của tụ điện này đã biết và nằm trong khoảng 0,5 - 4 µF (ví dụ: K71-5V 1 µF ± 1%). Nếu có thể, tốt hơn hết bạn nên đo điện dung bằng cầu đo, nhưng bạn cũng có thể dựa vào điện dung ghi trên vỏ máy. Ở đây bạn cần lưu ý rằng bạn hiệu chỉnh thiết bị chính xác đến mức nào để nó sẽ đo lường bạn trong tương lai.
  • Sử dụng điện trở cắt R8, đặt số đọc của chỉ báo càng chính xác càng tốt theo điện dung của tụ điện tham chiếu. Sau khi hiệu chuẩn, tốt hơn là nên phủ kín điện trở cắt bằng một giọt vecni hoặc sơn.

Dựa trên tài liệu từ “Radio nghiệp dư” số 5, 2001.

Có nhiều loại tụ điện được sử dụng trong mạch điện. Trước hết, chúng khác nhau về năng lực. Để xác định thông số này, các máy đo đặc biệt được sử dụng. Những thiết bị này có thể được sản xuất với các địa chỉ liên lạc khác nhau. Sửa đổi hiện đại được phân biệt bởi độ chính xác đo cao. Để tự tay chế tạo một máy đo điện dung tụ điện đơn giản, bạn cần làm quen với các bộ phận chính của thiết bị.

Máy đo hoạt động như thế nào?

Việc sửa đổi tiêu chuẩn bao gồm một mô-đun có bộ mở rộng. Dữ liệu được hiển thị trên màn hình. Một số sửa đổi hoạt động trên cơ sở một bóng bán dẫn rơle. Nó có khả năng hoạt động ở các tần số khác nhau. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là việc sửa đổi này không phù hợp với nhiều loại tụ điện.

Thiết bị có độ chính xác thấp

Bạn có thể tự tay chế tạo máy đo điện dung ESR có độ chính xác thấp bằng cách sử dụng mô-đun bộ chuyển đổi. Tuy nhiên, bộ mở rộng được sử dụng đầu tiên. Sẽ tốt hơn nếu chọn các điểm tiếp xúc cho nó bằng hai chất bán dẫn. Với điện áp đầu ra là 5 V, dòng điện không quá 2 A. Bộ lọc được sử dụng để bảo vệ đồng hồ khỏi bị hỏng. Việc điều chỉnh phải được thực hiện ở tần số 50 Hz. Trong trường hợp này, người kiểm tra phải thể hiện điện trở không cao hơn 50 Ohms. Một số người gặp vấn đề với độ dẫn âm cực. Trong trường hợp này, mô-đun nên được thay thế.

Mô tả các mô hình có độ chính xác cao

Khi chế tạo máy đo điện dung tụ điện bằng tay của chính bạn, việc tính toán độ chính xác phải được thực hiện dựa trên bộ giãn nở tuyến tính. Chỉ báo quá tải của việc sửa đổi phụ thuộc vào độ dẫn điện của mô-đun. Nhiều chuyên gia khuyên nên chọn bóng bán dẫn lưỡng cực cho mô hình. Trước hết, nó có thể hoạt động mà không mất nhiệt. Điều đáng chú ý là các phần tử được trình bày hiếm khi quá nóng. Có thể sử dụng công tắc tơ cho đồng hồ có độ dẫn điện thấp.

Để tự tay mình chế tạo một máy đo điện dung tụ điện đơn giản, chính xác, bạn nên chăm sóc một thyristor. Phần tử được chỉ định phải hoạt động ở điện áp ít nhất 5 V. Với độ dẫn 30 micron, quá tải trong các thiết bị đó, theo quy luật, không vượt quá 3 A. Các bộ lọc được sử dụng thuộc nhiều loại khác nhau. Chúng nên được cài đặt sau bóng bán dẫn. Điều đáng chú ý là màn hình chỉ có thể được kết nối qua cổng có dây. Để sạc đồng hồ, pin 3 W là phù hợp.

Làm thế nào để tạo ra một mô hình dòng AVR?

Bạn có thể tự chế tạo một máy đo điện dung tụ điện, AVR, chỉ trên cơ sở một bóng bán dẫn biến thiên. Trước hết, một contactor được chọn để sửa đổi. Để thiết lập mô hình, bạn nên đo ngay điện áp đầu ra. Điện trở âm của đồng hồ đo không được vượt quá 45 ohms. Với độ dẫn điện 40 micron, quá tải trong thiết bị là 4 A. Để đảm bảo độ chính xác của phép đo tối đa, người ta sử dụng bộ so sánh.

Một số chuyên gia khuyên bạn chỉ nên chọn các bộ lọc mở. Họ không sợ tiếng ồn xung ngay cả khi chịu tải nặng. Gần đây, chất ổn định cực có nhu cầu rất lớn. Chỉ có bộ so sánh lưới là không phù hợp để sửa đổi. Trước khi bật thiết bị, việc đo điện trở được thực hiện. Đối với các mẫu chất lượng cao, thông số này xấp xỉ 40 ohms. Tuy nhiên, trong trường hợp này, phần lớn phụ thuộc vào tần suất sửa đổi.

Thiết lập và lắp ráp mô hình dựa trên PIC16F628A

Việc tự chế tạo một máy đo điện dung tụ điện bằng PIC16F628A là một vấn đề khá khó khăn. Trước hết, một bộ thu phát mở được chọn để lắp ráp. Mô-đun này có thể được sử dụng như một loại có thể điều chỉnh được. Một số chuyên gia không khuyên bạn nên lắp đặt bộ lọc có độ dẫn điện cao. Trước khi hàn mô-đun, điện áp đầu ra được kiểm tra.

Nếu điện trở tăng thì nên thay thế bóng bán dẫn. Để khắc phục nhiễu xung, người ta sử dụng bộ so sánh. Bạn cũng có thể sử dụng chất ổn định dây dẫn. Màn hình thường thuộc loại văn bản. Chúng nên được cài đặt thông qua các cổng kênh. Việc sửa đổi được cấu hình bằng cách sử dụng trình kiểm tra. Nếu thông số điện dung của tụ điện quá cao thì nên thay thế các bóng bán dẫn có độ dẫn điện thấp.

Mô hình tụ điện

Nếu cần, bạn có thể tự tay chế tạo một máy đo điện dung cho tụ điện. Các mô hình cửa hàng loại này được phân biệt bởi độ dẫn điện thấp. Nhiều sửa đổi được thực hiện trên các mô-đun công tắc tơ và hoạt động ở điện áp không quá 40 V. Hệ thống bảo vệ của chúng là loại RK.

Điều đáng chú ý là loại máy đo này có đặc điểm là tần số giảm. Bộ lọc của chúng chỉ thuộc loại chuyển tiếp; chúng có khả năng đối phó hiệu quả với nhiễu xung, cũng như các dao động điều hòa. Nếu chúng ta nói về những nhược điểm của việc sửa đổi, điều quan trọng cần lưu ý là chúng có thông lượng thấp. Chúng hoạt động kém trong điều kiện độ ẩm cao. Các chuyên gia cũng chỉ ra sự không tương thích với công tắc tơ có dây. Các thiết bị không thể được sử dụng trong các mạch điện xoay chiều.

Sửa đổi cho tụ điện trường

Các thiết bị dùng cho tụ điện trường có đặc điểm là độ nhạy giảm. Nhiều mô hình có khả năng hoạt động từ các công tắc tơ đường thẳng. Các thiết bị thường được sử dụng nhất thuộc loại chuyển tiếp. Để tự sửa đổi, bạn cần sử dụng một bóng bán dẫn có thể điều chỉnh. Bộ lọc được cài đặt theo thứ tự tuần tự. Để kiểm tra đồng hồ, trước tiên người ta sử dụng các tụ điện nhỏ. Trong trường hợp này, người kiểm tra phát hiện điện trở âm. Nếu độ lệch lớn hơn 15% thì cần kiểm tra hiệu suất của bóng bán dẫn. Điện áp đầu ra trên nó không được vượt quá 15 V.

thiết bị 2V

Ở mức 2 V, một máy đo điện dung tụ điện DIY khá đơn giản để chế tạo. Trước hết, các chuyên gia khuyên bạn nên chuẩn bị một bóng bán dẫn mở có độ dẫn điện thấp. Điều quan trọng nữa là chọn một bộ điều biến tốt cho nó. Bộ so sánh thường được sử dụng với độ nhạy thấp. Hệ thống bảo vệ của nhiều mẫu được sử dụng trong dòng KR trên các bộ lọc dạng lưới. Để khắc phục dao động xung, bộ ổn định sóng được sử dụng. Điều đáng chú ý là việc lắp ráp sửa đổi liên quan đến việc sử dụng bộ mở rộng ba chân. Để thiết lập mô hình, bạn nên sử dụng máy kiểm tra tiếp xúc và điện trở không được thấp hơn 50 Ohms.

sửa đổi 3V

Khi gấp máy đo điện dung tụ điện bằng tay của chính bạn, bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi có bộ mở rộng. Tốt hơn nên chọn loại bóng bán dẫn tuyến tính. Trung bình, độ dẫn của máy đo phải là 4 micron. Điều quan trọng nữa là phải cố định công tắc tơ trước khi lắp đặt bộ lọc. Nhiều sửa đổi cũng bao gồm bộ thu phát. Tuy nhiên, những phần tử này không thể hoạt động với tụ điện trường. Thông số điện dung tối đa của chúng là 4 pF. Hệ thống bảo vệ của các mô hình là lớp RK.

Model 4V

Bạn chỉ được phép lắp ráp một máy đo điện dung tụ điện bằng tay của mình bằng cách sử dụng bóng bán dẫn tuyến tính. Mô hình này cũng sẽ yêu cầu một bộ mở rộng và bộ chuyển đổi chất lượng cao. Theo các chuyên gia, tốt hơn nên sử dụng các bộ lọc loại chuyển tiếp. Nếu chúng tôi xem xét việc sửa đổi thị trường, họ có thể sử dụng hai bộ mở rộng. Các mô hình hoạt động ở tần số không quá 45 Hz. Đồng thời, độ nhạy của họ thường xuyên thay đổi.

Nếu bạn lắp ráp một đồng hồ đo đơn giản, thì công tắc tơ có thể được sử dụng mà không cần triode. Nó có độ dẫn điện thấp, nhưng có khả năng làm việc dưới tải nặng. Cũng cần lưu ý rằng việc sửa đổi nên bao gồm một số bộ lọc cực sẽ chú ý đến các dao động điều hòa.

Sửa đổi với một bộ mở rộng mối nối duy nhất

Việc chế tạo một máy đo điện dung tụ điện bằng tay của chính bạn dựa trên bộ mở rộng một điểm nối khá đơn giản. Trước hết, nên chọn mô-đun có độ dẫn điện thấp để sửa đổi. Thông số độ nhạy không được quá 4 mV. Một số mẫu có vấn đề nghiêm trọng về độ dẫn điện. Transistor thường được sử dụng loại sóng. Khi sử dụng bộ lọc dạng lưới, thyristor nóng lên nhanh chóng.

Để tránh những vấn đề như vậy, nên cài đặt hai bộ lọc trên bộ điều hợp lưới cùng một lúc. Khi kết thúc công việc, tất cả những gì còn lại là hàn bộ so sánh. Để cải thiện hiệu suất sửa đổi, bộ ổn định kênh được cài đặt. Điều đáng chú ý là có những thiết bị dựa trên công tắc tơ thay đổi. Chúng có khả năng hoạt động ở tần số không quá 50 Hz.

Các mô hình dựa trên bộ mở rộng hai điểm nối: lắp ráp và cấu hình

Việc lắp ráp đồng hồ đo điện dung kỹ thuật số trên bộ mở rộng hai điểm nối khá đơn giản bằng chính đôi tay của bạn. Tuy nhiên, chỉ các bóng bán dẫn có thể điều chỉnh mới phù hợp cho hoạt động sửa đổi bình thường. Điều đáng chú ý là trong quá trình lắp ráp, bạn cần chọn bộ so sánh xung.

Màn hình hiển thị của thiết bị thuộc loại đường kẻ. Trong trường hợp này, cổng có thể được sử dụng cho ba kênh. Để giải quyết vấn đề biến dạng trong mạch, người ta sử dụng các bộ lọc có độ nhạy thấp. Cũng cần lưu ý rằng các sửa đổi phải được lắp ráp bằng bộ ổn định diode. Mô hình được cấu hình với điện trở âm 55 Ohms.

Với máy đo điện dung này, bạn có thể dễ dàng đo bất kỳ điện dung nào từ đơn vị pF đến hàng trăm microfarad. Có một số phương pháp đo điện dung. Dự án này sử dụng phương pháp tích hợp.

Ưu điểm chính của việc sử dụng phương pháp này là phép đo dựa trên phép đo thời gian, có thể được thực hiện khá chính xác trên MC. Phương pháp này rất phù hợp với máy đo điện dung tự chế và cũng có thể thực hiện dễ dàng trên vi điều khiển.

Nguyên lý hoạt động của máy đo điện dung

Hiện tượng xảy ra khi trạng thái của mạch thay đổi được gọi là quá trình nhất thời. Đây là một trong những khái niệm cơ bản của mạch kỹ thuật số. Khi công tắc ở Hình 1 mở, tụ điện được tích điện qua điện trở R và điện áp trên nó sẽ thay đổi như trong Hình 1b. Mối quan hệ xác định điện áp trên tụ có dạng:

Các giá trị được biểu thị bằng đơn vị SI, t giây, R ohms, C farad. Thời gian để điện áp trên tụ đạt giá trị V C1 được biểu thị xấp xỉ bằng công thức sau:

Từ công thức này suy ra thời gian t1 tỉ lệ với điện dung của tụ điện. Do đó, điện dung có thể được tính từ thời gian nạp của tụ điện.

Cơ chế

Để đo thời gian sạc, bộ so sánh, bộ hẹn giờ vi điều khiển và chip logic kỹ thuật số là đủ. Việc sử dụng bộ vi điều khiển AT90S2313 (tương tự hiện đại là ATtiny2313) là khá hợp lý. Đầu ra của bộ so sánh được sử dụng làm flip-flop T C1. Điện áp ngưỡng được đặt bởi một bộ chia điện trở. Thời gian sạc không phụ thuộc vào điện áp nguồn. Thời gian sạc được xác định theo công thức 2 nên không phụ thuộc vào điện áp nguồn vì tỷ lệ trong công thức VC 1 /E chỉ được xác định bởi hệ số chia. Tất nhiên, trong quá trình đo điện áp cung cấp phải không đổi.

Công thức 2 biểu thị thời gian cần thiết để nạp tụ điện từ 0 volt. Tuy nhiên, khó làm việc với điện áp gần bằng 0 vì những lý do sau:

  • Điện áp không giảm xuống 0 volt. Phải mất thời gian để tụ điện phóng điện hoàn toàn. Điều này sẽ dẫn đến tăng thời gian đo.
  • Thời gian cần thiết giữa các lần bắt đầusạc và bắt đầu hẹn giờ.Điều này sẽ gây ra sai số đo. Đối với AVR điều này không quan trọng vì điều này chỉ cần một chu kỳ đồng hồ.
  • Dòng rò ở đầu vào analog. Theo bảng dữ liệu AVR, dòng điện rò rỉ tăng lên khi điện áp đầu vào gần bằng 0 volt.

Để ngăn chặn những khó khăn này, hai điện áp ngưỡng VC 1 (0,17 Vcc) và VC 2 (0,5 Vcc) đã được sử dụng. Bề mặt PCB phải sạch sẽ để giảm thiểu dòng điện rò rỉ. Điện áp cung cấp cần thiết cho bộ vi điều khiển được cung cấp bởi bộ chuyển đổi DC-DC chạy bằng pin 1,5VAA. Thay vì sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC, nên sử dụng 9 V.pin và bộ chuyển đổi 78 L05, tốt nhất làCũngđừng tắtHĐQT, nếu không thì vấn đề có thể phát sinh với EEPROM.

Sự định cỡ

Để hiệu chỉnh phạm vi thấp hơn: Sử dụng nút SW1. Tiếp theo, kết nối chân số 1 và chân số 3 trên P1, cắm tụ điện 1nF và nhấn SW1.

Để hiệu chỉnh dải cao:Đóng chân số 4 và số 6 của đầu nối P1, lắp tụ điện 100nF và nhấn SW1.

Dòng chữ "E4" khi được bật có nghĩa là không tìm thấy giá trị hiệu chuẩn trong EEPROM.

Cách sử dụng

Phạm vi tự động

Quá trình sạc bắt đầu thông qua điện trở 3,3M. Nếu điện áp trên tụ không đạt 0,5 Vcc trong thời gian dưới 130 mS (>57nF), tụ sẽ được phóng điện và sạc lại nhưng thông qua điện trở 3,3 kOhm. Nếu điện áp trên tụ không đạt 0,5 Vcc trong 1 giây (>440µF) thì xuất hiện dòng chữ “E2”. Khi đo thời gian, công suất sẽ được tính toán và hiển thị. Đoạn cuối cùng hiển thị phạm vi đo (pF, nF, µF).

Kẹp

Bạn có thể sử dụng một phần của ổ cắm làm kẹp. Khi đo điện dung nhỏ (đơn vị picofarad), việc sử dụng dây dài là không mong muốn.

Bài viết này cung cấp một mạch cơ bản của máy đo điện dung trên chip logic. Giải pháp mạch cơ bản và cổ điển như vậy có thể được sao chép khá nhanh chóng và dễ dàng. Vì vậy, bài viết này sẽ hữu ích cho những người mới làm quen với đài phát thanh nghiệp dư đang có ý định lắp ráp một máy đo điện dung tụ điện cơ bản.

Hoạt động của mạch đo điện dung:


Hình 1 – Mạch đo điện dung

Danh sách các phần tử của máy đo điện dung:

R1-R4 – 47 KOhm

R5 – 1,1 KOhm

C3 – 1500pF

C4 – 12000pF

C5 –0,1 µF

C đo. – tụ điện có điện dung muốn đo

SA1 – công tắc con lăn

DA1 – K155LA3 hoặc SN7400

VD1-VD2– KD509 hoặc analog 1N903A

PA1 – Đầu chỉ báo con trỏ (tổng dòng lệch 1 mA, điện trở khung 240 Ohm)

XS1- XS2 – đầu nối cá sấu

Phiên bản này của máy đo điện dung tụ điện có bốn dải, có thể được chọn bằng công tắc SA1. Ví dụ: ở vị trí “1” bạn có thể đo các tụ điện có công suất 50 pF, ở vị trí “2” - tối đa 500 pF, ở vị trí “3” - lên tới 5000 pF, ở vị trí “4” - lên tới 0,05 µF.

Các phần tử của vi mạch DA1 cung cấp đủ dòng điện để sạc tụ điện được đo (C đo được). Điều đặc biệt quan trọng đối với độ chính xác của phép đo là phải lựa chọn đầy đủ các điốt VD1-VD2; chúng phải có các đặc tính giống nhau (giống nhau nhất).

Cấu tạo mạch đo điện dung:

Việc thiết lập một mạch như vậy khá đơn giản; bạn cần kết nối C thay đổi. với những đặc điểm đã biết (với năng lực đã biết). Chọn phạm vi đo cần thiết bằng công tắc SA1 và xoay núm của điện trở xây dựng cho đến khi bạn đạt được số đọc mong muốn trên đầu chỉ báo PA1 (Tôi khuyên bạn nên hiệu chỉnh nó theo số đọc của bạn, điều này có thể được thực hiện bằng cách tháo rời đầu chỉ báo và dán một thang đo mới với những dòng chữ mới)

Các kỹ thuật viên sửa chữa thiết bị vô tuyến thường gặp phải tình trạng hỏng tụ điện hoặc giảm điện dung. Để biết một bộ phận có hoạt động hay không, bạn cần đo điện dung của tụ điện. Có nhiều thiết bị khác nhau cho việc này.

Thiết kế và đặc tính của tụ điện

Tụ điện có hai tấm kim loại, giữa đó đặt một chất điện môi. Đối với các vật liệu điện môi, không khí, nhựa, mica, bìa cứng và gốm được sử dụng.

Ở các bộ phận hiện đại hơn, thay vì kim loại, người ta sử dụng giấy bạc, được cuộn thành cuộn. Vì vậy, với kích thước nhỏ hơn của tụ điện, công suất của nó có thể tăng lên.

Tụ điện được phân loại theo vật liệu điện môi, phương pháp lắp đặt, hình dạng tấm, v.v. Theo tính phân cực, chúng được chia thành:

  • chất điện phân, hoặc oxit, có cực tính;
  • không phân cực.

Các phần tử tụ điện điện phân yêu cầu cực tính bắt buộc khi bật. Chất điện môi trong chúng là lớp oxit hình thành trên cực dương tantalum (nhôm). Cực âm là chất điện phân ở dạng lỏng hoặc gel. Việc đo điện dung của tụ điện loại này phải được thực hiện có tính đến việc đánh dấu các cực của bộ phận.

Đặc tính chính của tụ điện là tích tụ điện tích, do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ lọc khác nhau. Nó có thể được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các giai đoạn khuếch đại, tần số cao và thấp riêng biệt, v.v.

Thông số tụ điện:

  1. Dung tích. Khả năng tích lũy điện tích, tùy thuộc vào diện tích của các tấm, khoảng cách giữa chúng và tính chất của vật liệu dùng làm chất điện phân. Đo bằng farad;
  2. Điện áp định mức. Hiển thị ở mức điện áp nào thì phần tử có thể hoạt động lâu dài và ổn định. Nếu tham số vượt quá, sự cố có thể xảy ra.

Sự cố tụ điện có thể xảy ra

Có một số loại trục trặc của tụ điện ảnh hưởng đến hoạt động của mạch điện:

  • sự cố hoàn toàn (ngắn mạch giữa các tấm);
  • vi phạm độ kín bên ngoài do hư hỏng cơ học;
  • giảm công suất;
  • tăng sức đề kháng nội bộ;
  • sự giảm điện áp tại đó xảy ra sự đánh thủng có thể đảo ngược của phần tử.

Trong hầu hết các trường hợp, các bộ phận bị hỏng do hoạt động kéo dài trong điều kiện quá nóng. Điều quan trọng luôn là đảm bảo điều kiện nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của thiết bị.

Cách kiểm tra tình trạng của tụ điện

Ở giai đoạn đầu tiên, bạn cần kiểm tra trực quan bộ phận xem có hư hỏng cơ học, biến dạng thân máy và thay đổi màu sắc hay không. Đối với các tế bào điện phân, đây là hiện tượng phồng lên ở phần trên, có thể nhỏ nhưng đáng chú ý so với các chất tương tự có thể sử dụng được. Thường thì bộ phận đó trông bình thường ở bên ngoài. Sau đó, để kiểm tra nó, bạn sẽ cần các thiết bị đặc biệt:

  • đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện dung;
  • máy đo điện dung tụ điện đặc biệt;
  • máy đo LC;
  • thiết bị ESR.

Sử dụng đồng hồ vạn năng, đôi khi rất khó để đưa ra kết luận về sự cố, vì điện dung của phần tử tụ điện bị hỏng giảm đi một lượng rất nhỏ. Sử dụng máy đo LC hoặc thiết bị đặc biệt, giá trị của nó có thể được xác định chính xác hơn. Dụng cụ ESR được sử dụng để đo điện dung của tụ điện. Hơn nữa, các phép đo được thực hiện mà không cần hàn các bộ phận khỏi mạch điện.

Nếu không có thiết bị đặc biệt thì có thể thực hiện phép đo điện dung của các phần tử không phân cực bằng đồng hồ vạn năng đo điện trở. Trong trường hợp này, chúng sẽ được gỡ bỏ khỏi bảng.

  1. Đặt giới hạn thành “200 kOhm” trên thang đo vạn năng. Giới hạn thang đo thay đổi tùy thuộc vào giá trị điện dung danh nghĩa;
  2. Xả các phần tử tụ điện đã hàn vì có thể tồn tại điện tích dư. Sự phóng điện được tạo ra bằng cách làm ngắn mạch các cực của chúng;
  3. Kết nối các đầu dò của thiết bị với các cực của tụ điện và quan sát số đọc của nó. Cố gắng không dùng tay chạm vào phần tiếp xúc của đầu dò.

Giá trị điện trở xuất hiện trên màn hình sẽ tăng dần và sau đó hiển thị “1”, trên thiết bị kỹ thuật số có nghĩa là “vô cực”. Ở các tụ điện có điện dung thấp, quá trình thay đổi điện trở được tăng tốc nên không thể phát hiện được.

Quan trọng! Một phần tử tụ điện được tích điện đúng cách có điện trở “vô hạn”.

Nếu bộ phận bị lỗi, ngay lập tức mà không cần tích hợp trước, các giá trị “1” sẽ hiển thị, cho biết bộ phận đó bị hỏng hoặc “0” – đoản mạch bên trong. Điện trở tăng lên đều đặn được quan sát thấy do quá trình sạc bộ phận từ pin vạn năng.

Máy kiểm tra tương tự cũ cũng có thể được sử dụng để đo điện dung. Trong trường hợp này, các quan sát được thực hiện theo chuyển động của mũi tên. Nó sẽ ngay lập tức lệch sang phải với tốc độ tùy thuộc vào điện dung, tiếp tục chuyển động chậm đến giới hạn của thang đo. Nếu nó không co giật hoặc lệch và dừng lại, điều này cho thấy đã có hư hỏng. Điều tương tự được báo hiệu bằng một bước nhảy vọt lên con số tối đa.

Quan trọng! Các phần tử tụ điện có công suất lên tới 0,25 μF có thể được kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng. Đối với các thông số nhỏ hơn, thử nghiệm được thực hiện trên máy đo LC.

Đo giá trị điện dung thực tế

Sử dụng phương pháp được mô tả ở trên, không thể xác định các giá trị điện dung định lượng; người ta chỉ có thể đưa ra kết luận về khả năng sử dụng của phần tử tụ điện. Sử dụng các dụng cụ đo điện dung tính bằng farad, độ lệch của nó so với tham số danh nghĩa được xác định ngay lập tức. Giá trị bằng 0 biểu thị sự cố, giá trị giảm cũng cho biết bộ phận đó cần được thay thế.

Giá trị của điện dung có thể được đánh giá gián tiếp bằng tốc độ tăng điện trở tại thời điểm kết nối với đồng hồ vạn năng. Càng thấp thì công suất càng lớn. Bạn có thể tính toán giá trị gần đúng của nó bằng cách kết nối các phần tử tụ điện có thể sử dụng được với điện dung đã biết trước đó và đo thời gian tính bằng giây trong đó điện trở đạt đến “vô cùng”. Kết luận được đưa ra dựa trên sự so sánh với phần tử tụ điện đã được thử nghiệm.

Trên mặt trước của đồng hồ vạn năng được thiết kế để đo điện dung, có các đầu nối đầu vào đặc biệt CX, được đánh dấu “cộng” và “trừ”. Thay vào đó, có thể có các đầu dò thông thường. Để đo, các phần tử tụ điện được lắp vào các đầu nối này với điều kiện bắt buộc phải tuân thủ cực tính của các bộ phận điện phân. Các dấu hiệu cũng có mặt trên các tụ điện. Đối với các phần tử không phân cực thì điều này không thành vấn đề. Giá trị giới hạn thang đo của điện dung đo được phải được đặt dựa trên các thông số của tụ điện.

Quan trọng! Trước khi kết nối với thiết bị, cần loại bỏ điện tích dư ra khỏi tụ điện.

Đo ESR

ESR là viết tắt của Equivalent Series Resistance, một thông số rất quan trọng đối với tụ điện. Khi điện trở này tăng lên thì dòng sạc giảm xuống khiến mạch điện bị trục trặc. Hơn nữa, công suất đo bằng phương pháp truyền thống có thể không vượt quá giới hạn bình thường. Ảnh hưởng của điện trở tương đương đặc biệt đáng chú ý ở những bộ phận có công suất lớn hơn 5 μF. Để hoạt động ổn định, tham số không được vượt quá 1 Ohm.

Khi kiểm tra các phần tử tụ điện mà không tháo chúng ra khỏi bo mạch, thiết bị như vậy sẽ cho kết quả chính xác hơn. Nỗ lực đo tương tự các thông số của một bộ phận bằng đồng hồ vạn năng sẽ không cho hình ảnh đáng tin cậy. Bên cạnh tụ điện còn có các phần tử khác: độ tự cảm, điện trở, v.v., tạo ra hiệu ứng méo. Thông thường, người ta đưa ra kết luận về khả năng sử dụng của phần tử tụ điện bằng các phép đo gián tiếp hoặc một phép đo khác có đặc tính giống hệt được hàn song song với nó. Điều này chỉ có thể thực hiện được trong các mạch điện áp thấp.

Giảm điện áp đánh thủng của tụ điện

Những người nghiệp dư vô tuyến có thể gặp phải trường hợp tất cả các đặc tính của tụ điện đều bình thường khi đo bằng đồng hồ vạn năng, nhưng khi làm việc trong mạch thì quan sát thấy dấu hiệu hỏng của nó. Điều này xảy ra khi điện áp đánh thủng giảm xuống dưới giá trị danh định. Nếu bộ phận được thiết kế cho điện áp 25 V và xảy ra sự cố ở điện áp 15 V, thì khi đo bằng đồng hồ vạn năng, sự cố của phần tử tụ điện sẽ không được phát hiện vì sự cố có thể đảo ngược.

Để xác định sự cố như vậy, cần sử dụng nguồn điện một chiều có khả năng điều chỉnh mức điện áp. Bằng cách kết nối một bộ phận với nó và tăng dần điện áp được cung cấp, sự hiện diện của hư hỏng sẽ được bộc lộ, đáng chú ý là dòng điện tăng mạnh cho đến khi kích hoạt tắt bảo vệ nguồn điện.

Các phép đo điện dung có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Bạn có thể chỉ cần phát hiện phần tử bị lỗi bằng ohm kế; thu được kết quả chính xác hơn khi sử dụng máy đo LC và thiết bị ESR.

Băng hình