Дуже часто в радіоаматорського практиці доводиться вимірювати ємності конденсаторів різних типів, застосовуючи так звані фарадометри конденсаторного типу, які характеризуються широким діапазоном вимірюваних ємностей, малої похибкою і рівномірною шкалою. В основу принципу їх дії покладено вимір середнього значення струму заряду або розряду вимірюваного конденсатора, періодично перезаряджається напругою із заданою частотою. Для одержання найбільш точних результатів вимірювань необхідно, щоб за один період імпульсної напруги конденсатор встигав повністю зарядитися і розрядитися. Це забезпечується при прямокутній формі вхідних імпульсів, правильному виборі частоти проходження цих імпульсів і певної шпаруватості.

На рис. 1.8 приведена принципова електрична схема пристрою – фарадометра, що дозволяє вимірювати ємності різних типів конденсаторів від 10 пФ до 0,1 мкФ в розтягнутих діапазонах на чотирьох шкалах ВП – 100, 1000, 10 000 і 100 000 пФ. Визначення вимірюваної ємності конденсатора проводиться безпосередньо за шкалою мікроамперметра PAL

Електроживлення даного пристрою здійснюється від автономного джерела напругою 9 В. Як джерело живлення можна використовувати акумулятор GBI типу 7Д-0 ,115-VI .1 або батарею типу «Крона». Можна застосувати також СИП, що працює від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц, принципова схема якого буде розглянута в другій чолі довідника. Цей пристрій характеризується високими електричними параметрами, малої похибкою вимірювань і невеликою величиною споживаного струму під час

Рис. 1.8. Схема пристрою для вимірювання ємностей конденсаторів з прямим відліком по міліамперметра.

проведення вимірювань. Максимальна величина споживаного струму не перевищує 7 мА.

Заряд вимірюваного конденсатора Сі виробляється прямокутними імпульсами напруги, створюваного несиметричним мультивібратором, який зібраний на транзисторах VT1і VT2різної структури. Мультивібратор генерує періодичну послідовність прямокутних імпульсів напруги з необхідною шпаруватістю. У пристрої передбачено зміну частоти проходження імпульсів. Стрибкоподібне зміна частоти повторення імпульсів здійснюється контактною групою перемикача S /. /, Що включає в ланцюг ПОС один з конденсаторів С / –С4 \плавну зміну частоти здійснюється змінним резистором R3.Цей же перемикач S1служить для переходу з одного піддіапазону вимірювань на інший.

Прямокутні імпульси напруги, що виділяються на резисторі R4, Через контакти 3і 2перемикача S3 і випрямний діод VD1заряджають один з зразкових конденсаторів С5С8 або вимірюваний конденсатор Сі, який підключений до з'єднувача XIіХ2при замкнутих контактах перемикача S3.У проміжках між імпульсами один із зазначених конденсаторів (залежно від межі вимірювання) розряджається через резистори R4, R5і мікроамперметрРА1.Конденсатори С5-С8 призначені для калібрування приладу і повинні бути підібрані з відхиленням від номіналу не більше ніж ± 1%, наприклад К31П-4.

У пристрої вимірювання ємності застосовуються такі комплектуючі ЕРЕ: транзистори vt1 типу П416, vt2 – КТ315Б; випрямний діод vd1 типу Д9Б; конденсатори С / типу К31П-4-68 пФ db 0,5%, с2 – К31П-4-680 пФ, сз – К31П-4-6800 пФ, с4 – К31П-4-0,082 мкФ, с5 – К31П-4-100 пФ, С6 – К31П-4-1000 пФ, с7 – К31П-4-0,01 мкФ, с8 – К31П-4-0, 1 мкФ ± 0,5%, С9 – К31П-4-0.01 мкФ; резистори r1 типу МЛТ-0 ,25-430 Ом, r2 — МЛТ-0 ,25-360 кОм, r3 — СПО-0 ,5-470 кОм, r4 – МЛТ-0 ,25-200 Ом, r5 – МЛТ-0 ,25-220 Ом; перемикачі si типу ПГК-5П4Н, s2 – П1Т-1-1, s3 — МТ1-1-1; ІП РА1 типу М1692; електричні з'єднувачі xi, х2 типу КМЗ-1 приладові.

При виготовленні пристрою можна застосувати малогабаритні резистори типу УЛМ-0, 125 або Улі-0, 25; конденсатори типів КСВ-1, КСВ-2, КСО-3, СГМ-3, КБГ-І; перемикач S1галетного типу на чотири положення і два напрямки. Габарити пристрою і його конструкція визначаються в основному розмірами ІП РА1і галетного перемикача S1.Можна рекомендувати виготовити цей пристрій у вигляді прямокутної ка з мінімально можливою висотою.

Вимірювальна шкала пристрою має лінійну ха рактеристики, тому шкала приладу використовується поч ти без переоформлення. Шкала мікроамперметра, име ющая, наприклад, оцифровані позначки 0, 10, 20 30 … 100 мкА, вірна на якому межі вимірювання ємності * конденсаторів. Змінюється тільки ціна ділення етоу шкали. Залежно від піддіапазону вимірювання поки зания мікроамперметра треба помножити на коефіцієнт 1, 10, 102, 103. Якщо шкала мікроамперметра має, на приклад, всього 50 поділок, то свідчення мікроампермет ра, в залежності від зазначених меж вимірювання, Надсен помножити на 2; 2X10; 2ХЮ2; 2ХЮ3.

Регулювання та налаштування пристрою, якщо воно зібрано без помилок і з завідомо якісних ЕРЕ, яких-небудь утруднень не викликає. Стійка робота ГІ напруги прямокутної форми перевіряється за показаннями мікроамперметра, які повинні змінюватися при обертанні ручки управління змінним резистором R3на якому з чотирьох піддіапазонів.

Перевірка пристрою здійснюється наступним про разом. Встановивши перемикач S1в положення 1(Пре справ до 100 пФ), змінним резистором R3добиваються відхилення стрілки мікроамперметра на останню відмітку шкали. Якщо це не вдається, движок резистора R3 встановлюють в середнє положення і підбирають таку величину конденсатора С /, щоб стрілка мікроамперметра відхилилася на останню відмітку шкали приладу. Більш точно цю операцію виконують за допомогою резистора R3.Потім перемикач S1переводять в положення 2(Межа вимірювання до 1000 пФ) і, не змінюючи величини резистора R3,підбирають таку ємність конденсатора, щоб стрілка мікроамперметра перебувала знову на останній позначці шкали приладу. Аналогічно уточнюють значення ємності конденсаторівСЗіС4в пс розкладання перемикача S1, Відповідних третьому і четвертому піддіапазону (меж).

Вимірюються ємності перевіряються конденсаторів наступним чином. Підключивши до гнізд XIіХ2вимірюваний конденсатор Сі, Перемикачем S1вибирають потрібний межа вимірювань, а перемикачем S2вклю чають харчування. Потім резистором R3стрілку мікро перметра встановлюють на останню відмітку шкали і, включивши контакти перемикача 3 та /, відраховують величину вимірюваної ємності за шкалою мікроамперметра, враховуючи ціну поділки шкали.

Якщо при замиканні контактів 3 і 1 перемикача S3стрілка мікроамперметра іде за межі шкали, то перемикач S1переводять на більш високий межа вимірювання. Якщо ж стрілка встановлюється на самому початку шкали, то перемикач S1переводять на більш низький рівень виміру.

Технічна характеристика

пристрої для вимірювання ємностей конденсаторів з прямим відліком по міліамперметр

Номінальна напруга живлення, В …….. 9

Межі зміни напруги електроживлення, що забезпечують стійку експлуатацію

приладу, В …………………………………….. 7,5-10

Напруга живильної мережі зовнішнього

стабілізованого ІП, В. ………………… 220

Межі вимірювання ємностей конденсаторів, пФ:

стан / перемикача sj ………………….. 0—100

положення 2перемикача S / ………………….. 100-1000

положення 3 перемикача st ………………… 1000—10 000

положення 4 перемикача s1 ………………… 10 000—100 000

Струм, споживаний приладом при вимірюванні ємності конденсаторів на діапазонах, мА:

0-100 пФ ………………………………………. …….. 7

ПО-1000 пФ ………………………………………. .. 6

1000-10 000 пФ …………………………………….. 5

10 000-100 000 пФ …………………………………. 4

Точність вимірювання (похибка) ємності

конденсаторів,%, не більше ………………. 5

Час готовності пристрою до роботи, мс …. 0,1

Термін служби пристрою, ч, не менш ……… 1000

Перешкодозахищеність пристрою при впливі зовнішнього електромагнітного поля, дБ,

Проте ………………………………………… 120

Ккд,%, не менше ……………………………….. 96

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.