У радіоаматорській практиці часто потрібно виміряти ємність. Кілька років тому я експериментував з різними схемами вимірників. Хотілося мати малогабаритний, точний, простий і економічний прилад, яким можна було б користуватися удома, на даху, і навіть брати з собою (наприклад, на радіоринок). У результаті численних дослідів вийшов прилад, конструкцію якого хочу запропонувати колегам-радіоаматорам. Прилад безвідмовно служить вже кілька років, і багато хто з моїх друзів повторили його схему.

Основу вимірювача становить генератор прямокутних імпульсів (ДПІ), частота якого змінюється у відповідності з обраним межею вимірів (3 Гц … 300 кГц). Для зменшення споживаного струму, ДПІ виконаний на КМОП-мікросхемі. Вихідний сигнал ДПІ проходить через вимірювану ємність, випрямляється і подається на стрілочний прилад РА1 з лінійною шкалою (50 мкА). При цьому значення вимірюваної ємності відповідають шкалою мікроамперметра на всіх піддіапазонах. На межі "5 мкФ" стрілка вимірювача коливається біля позначки необхідної з частотою 3 Гц. Звичайно, так міряти незручно, але ця межа вибраний як компромісний (Його можна виключити, так як ємності від 1 мкФ і вище зазвичай легко "прозваниваются" за допомогою тестера) При вимірах ж на цьому піддіапазоні треба змиритися з деякою "коливальної" похибкою.

Для того щоб розряд батареї не впливав на точність вимірювань, застосований найпростіший стабілізатор, що складається з польового транзистора, світлодіода і стабілітрона. Світлодіод, включений в ланцюг стабілізатора, одночасно служить індикатором включення приладу і індикатором розряду батареї. Як тільки батарея розрядиться до значення 6,5 … 7 В, світлодіод згасне, і це буде означати, що користуватися вимірником не можна – буде велика помилка у вимірах. Унаслідок малого струму споживання, вимірювач працює без заміни батареї довго. Діод, включений паралельно мікроамперметра, захищає голівку при перевантаженні.

Деталі та конструкція. Плата для установки деталей виконана найпростішим способом – вирізуванням опорних майданчиків різаком з уламка пиляльного полотна на шматочку фольгированного стеклотекстолита, а самі з'єднання виконані проводом МГТФ. Тут є два зауваження:

– По-перше, важливо забезпечити малу ємність монтажу між клемами для підключення вимірюваної ємності. Для цього, зокрема, плату розміщують поряд з клемами і з'єднують з ними короткими, максимально віддаленими один від одного проводами. У моєму варіанті ця паразитна ємність вийшла близько 0,5 пФ, тому на межі "50 пФ" без вимірюваної ємності стрілка приладу відхиляється на 0,5 поділу. Якщо до измерителю підключити ємність 1 пФ, показання будуть 1,5 поділів, і т.д.;

– По-друге, конденсатори в ДПІ (особливо С1 і С2) для зменшення ємності монтажу краще припаяти до самого перемикача.

Перемикач S1 – ПГ-2. конденсатори в ДПІ – будь-які, але бажано – з малим ТКЕ. Світлодіод VD4 потрібно підібрати з наявних у найбільш яскравому світінню при струмі 1 мА. Змінні резистори бажано перевірити на відсутність "шелестіння".

Налаштування приладу дуже проста. Потрібно підібрати 6 конденсаторів (бажано, з відхиленням ємності не більше 1 … 2%), величини яких близькі до максимальних значень кожного піддіапазону вимірювань, наприклад: 47 пФ; 470 пФ; 4700 пФ; 0,047 мкФ; 0,47 мкФ; 4,7 мкФ.

Далі включаємо по черзі всі межі вимірювань, і регулюванням відповідних змінних резисторів встановлюємо стрілку приладу на 47 ділень. При досить великому запасі конденсаторів схему вимірювача можна змінити і позбутися від змінних резисторів R1 … R6. Замість них між висновками 1, 2 і 5, 6 DD1 включається один постійний резистор опором 100 кОм. При цьому налаштування здійснюється підбором конденсаторів С1 … С6 в ДПІ, які можна складати з декількох. Це додатково виключить вплив нестабільності опору змінних резисторів на якість вимірів. Для зручності вимірювань до приладу можна виготовити два щупа з дроту МГТФ. При цьому їх взаємну ємність потрібно враховувати і віднімати з вимірюваною (звичайно 5 … 10 пФ).

Якщо споживаний струм значно більше 1 мА, потрібно підібрати інший примірник польового транзистора.

Джерело: Н. М'ясніков, журнал "Радіоаматор".