На рис. 1.13 приведена принципова електрична схема електронного пристрою, створеного на одній мікросхемі. Воно включає до свого складу наступні функціональні вузли та блоки: вхідні і вихідні ланцюги, мережевий понижуючий трансформатор харчування 77, випрямний пристрій, що працює на ємнісний фільтр, і вимірювач ємності інверторного типу.

Працює пристрій від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц, підключається до мережі за допомогою електричного з'єднувача XIтипу «вилка» і звичайною штепсельної розетки. На вході пристрою встановлений плавкий запобіжник Z7/, Що захищає від коротких замикань і перевантажень, які можуть виникнути при помилках в монтажі і збірці. Вмикається і вимикається вимірювач за допомогою двополюсного перемикача SLПри включенні пристрою загоряється неонова лампа тліючого розряду / / /, що свідчить про готовність приладу до експлуатації.

Мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 виготовляється на броньовий магнітопроводі типу ШЛ або Ш, активна площа перерізу сталі якого повинна бути не менше 3-3,5 см2. Трансформатор має одну котушку з двома обмотками, розділеними між собою електрично міцної ізоляційної прокладкою. Первинна обмотка містить 2430 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,15 мм, опір постійному

Рис. 1.13. Схема пристрою для вимірювання ємностей конденсаторів до 5 мкФ.

току якої дорівнює 280 Ом, вторинна обмотка містить 50 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,51 мм з опором постійному струму 0,8 Ом. Як магнітопровода можна використовувати магнітопровід типу УШ16X24. Можна застосувати трансформатор кадрової розгортки типу ТВК-1ЮЛ2, перемотав вторинну обмотку. Мережевий понижуючий трансформатор оГеспе-чивает розрахункові значення випрямленої напруги на виході випрямляча, повну гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів пристрою від мережі живлення змінного струму і достатню безпеку роботи із зниженою напругою. Після складання мережевий трансформатор рекомендується просочити ізоляційними лаками і провести електричну тренування протягом 3 ч.

Випрямляч, зібраний на двох діодах VD1і VD2 по двухполуперіодної симетричною схемою подвоєння, яка представляє собою послідовне з'єднання двох однополуперіодних схем, застосовується при невеликих струмах в пристроях різної потужності. Для роботи випрямлячів принципове значення має характер навантаження, включеної на виході випрямляча, тобто схема згладжує фільтра. Випрямлячі, що працюють на фільтр, який починається з ємності (З ємнісний реакцією), використовуються в широкому діапазоні випрямлених напруг і потужностей. Трансформатори таких випрямлячів мають велику габаритну потужність в порівнянні з випрямлячами, що працюють на індуктивний фільтр.

Вимірювач ємності має одну мікросхему DA1, працює як мостова схема, індикатором рівноваги якого є світловий індикатор, зібраний на світлодіоді VD3.Обрана щоб пристрій мікросхема серії К155 складається з напівпровідникових логічних мікросхем, виконаних на основі транзисторних-транзисторної логіки (ТТЛ) по пла-Нарнії-епітаксиальні технології. Взагалі ці мікросхеми призначені для побудови вузлів цифрових обчислювальних машин і пристроїв дискретної автоматики. В даному випадку вимірювач ємності являє собою звичайний генератор, коливання в якому виникають і підтримуються за умови, що твір значення ємності одного зі зразкових конденсаторівСЗС7на суму опорів двох резисторів R3і частини змінного резистора R4повинно бути менше твори значення ємності перевіряється конденсатораЗх на суму опорів резисторів R5і другої частини змінного резистора R4. Перевіряється конденсатор підключається до клем рознімних з'єднувачів Х2 і ХЗ.

При порушенні зазначеної умови і рівновазі моста, тобто при рівності цих творів, генератор зупиняє вироблення імпульсів і на виході схеми (висновок 3) з'являється низький рівень логічного нуля. У цей час запалюється індикаторний світлодіод VD3при замкнутих контактах перемикача S2.Після підключення перевіряється конденсатораЗх балансу вимірювального моста домагаються переміщенням ротора змінного резистора R4з одного крайнього положення в інше.

При виготовленні вимірювача ємності використані наступні комплектуючі ЕРЕ: мікросхема da1 типу К155ЛАЗ; світлодіод vd3 типу АЛ307Б; випрямні діоди vd1 типу Д220, vd2 – Д220; мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 типу ШЛ або Ш; конденсатори С / типу К50-3-15В-500 мкФ, с2 – К50-3-15В-500 мкФ, сз – К31П-5-2-100 пФ, с4 – К31П-5-И000 пФ, с5 – К70-6-1-0ДН мкФ, С6 – К70-6-1-0,! мкФ, с7 – К71-4-2-1 мкФ (допускаемая точність застосованих зразкових ємностей конденсаторів повинна бути обрана в межах 1-2%); резистори ri типу ВСА-1-200 кОм, r2 – ВСА-0,125-390 Ом, r3 – ВСА-0 ,125-820 Ом, r4 – ППЗ-40-10Вт-2, 2 кОм, r5 – ВСА-0 ,25-820 Ом; індикаторна лампа hi типу ТН-0, 2; плавкий запобіжник f1 типу ПМ-1-0, 2 'А; електричні з'єднувачі xi типу «вилка», х2, хз типу КМЗ-1 приладові; перемикачі s1 типу П2Т-1-1, s2 — КМ1-1.

При складанні пристрою слід звернути увагу на точність підбору зразкових конденсаторів і установку змінного резистора R4 дротяного типу. При цьому замість зазначених резисторів типу ВСА можна застосувати резистори типів МЛТ, МТ, ОМЛТ,. С 1-4, ВС, Улі; замість конденсаторів типу К50-3 можна використовувати конденсатори типів К50-6, К50-12, К50-16; замість діодів типу Д220 – діоди типів Д105А, Д237А, КД226А; світлодіод типу АЛ307Б замінити на світлодіоди типів АЛ 102 або АЛ307 з будь-яким індексом.

Простота пристрою визначає його конструкцію і метод монтажу комплектуючих ЕРЕ. Можна використовувати навісний монтаж, застосовуючи мінімальні розміри з'єднувальних провідників. Збирається вимірювач ємності в металевому корпусі прямокутної конструкції за формою, близькою до конструктивного оформлення виробів в БНК-3 або БНК-4 з кришкою і лицьовою панеллю. Необхідність застосування металевого корпуса продиктована широким діапазоном робочих частот генератора, які можуть стати серйозним джерелом перешкод. Пристрій має лицьову панель, на якій розміщують перемикачі S1і S2, Запобіжник, світлодіод і контактні гнізда з'єднувачів Х2 і ХЗ. По колу, навколо ручки змінного резистора, гравірується шкала ємностей. Градуювання шкали здійснюється за допомогою зразкового вимірювача ємності або набору конденсаторів високої точності. На цій шкалі гравіруються числа, кратні співвідношенню ємностей перевіряється і зразкового конденсаторів. Дана операція градуювання проводиться на кожному піддіапазоні ємностей, що встановлюються перемикачем S3.

Перевірка розмірів конденсатора здійснюється наступним чином. Встановивши перевіряється конденсатор в затискачі Х2 і ХЗ, змінним резистором виводять движок його в положення до моменту запалення світлодіода. Фіксують це положення за шкалою і множенням цифри проти цього положення движка на шкалі на ємність

зразкового конденсатора, проставлену у даного положення ручки перемикача S3, Визначають ємність перевіряється конденсатора.

Технічна характеристика

вимірювача ємностей конденсаторів до 5 мкФ

Номінальна напруга живильної мережі змінного струму, В 220

Номінальна частота живильної мережі змінного

струму, Гц ……………………………………….. ……………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В …………………………………….. 187-242

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………………. 49-51

Коефіцієнт нелінійних спотворень живильної мережі

змінного струму,%, не більше ………………………….. 12

Напруга автономного джерела живлення

при відключенні напруги мережі, В ………………… 4-5

Змінна напруга на вторинній обмотці мережевого трансформатора живлення в режимі

холостого ходу, В ………………………………………. . 5,05

Коефіцієнт трансформації трансформатора 77. . .48,6 Межі вимірювання ємностей конденсаторів в піддіапазонах:

1 – й ,………………………………………. ………… пФ 0-300

2 – й ,………………………………………. ………… пФ 0-3000

Третій ,………………………………………. ………… мкФ 0-0,03

4 – й ,………………………………………. ………… мкФ 0-0,3

5 – й ,………………………………………. ………. мкФ 0-5

Точність вимірювання ємності,%, не менше ………………. 5

Перешкодозахищеність пристрою при впливі

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . . 120 Кпд,%, не менше 98

Література:

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