Jump to content
Korean Random
Pavel3333

Измеритель емкости (C-METER) на мостике

Recommended Posts

Добрый июльский денёк, дорогие форумчане.
Тут буду вести что-то типа "дневника" разработки простого измерителя емкости. Зачем он мне нужен? Для того, чтобы в ближайшем будущем измерять емкость самодельных бумажных, воздушных, полиэтиленовых и парафиновых постоянных и переменных конденсаторов.

'День первый. Измеритель первый. Провал.'


Пока что развел печатную плату вв Sprint Layout 6.0 и печатаю.[/size]

"Принципиальная схема"

post-18657-0-93209000-1469192047_thumb.jpg

Прибор имеет четыре диапазона измерений - 50 пФ, 500 пФ, 5 нФ, 50 нФ. Но так как переключатель у меня рассчитан на 3 режима, то у меня будут: 5 нФ, 500 пФ, 50 пФ.

На микросхеме К155ЛА3 (2И - НЕ) собран генератор прямоугольных импульсов. Параллельное соединение логических элементов микросхемы DD1.3 и DD1.4 обеспечивает большой ток зарядки измеряемого конденсатора, что снижает влияние его сопротивления утечки. Вместо измерительной головки я воспользовался мультиметром. А именно подключил резистор 100 кОм параллельно конденсатору C5 и параллельно этому резистору включил мультиметр в диапазоне измерения напряжения. При помощи переменных резисторов на 47 кОм калибруются показания мультиметра. Я воспользуюсь (да-да, вы не ослышались) бумажно-графитовыми переменными резисторами, которых я наделал целую сотню. А потом после калибровки поставлю постоянные резисторы ближайшего номинала.

Схема

post-18657-0-45355200-1469192150_thumb.jpg

Печатная плата:Измеритель емкости.zip

День четвертый. Собираю измеритель емкости на двух биполярых транзисторах, образующих мультивибратор:

'Схема'

post-18657-0-20050200-1469440571_thumb.png
.
Сайт:тык

Результаты измерений:

6.8 нФ - 6.64 измеренное,

82 пФ - 76 измеренное;

56 пФ -43 измеренное;

Для аналогового прибора это идеально

'Фото без экранировки'

post-18657-0-31288100-1470251432_thumb.jpgpost-18657-0-88595900-1470251525_thumb.jpgpost-18657-0-60109300-1470251526_thumb.jpgpost-18657-0-10472300-1470251527_thumb.jpg

Так как схема очень удачная получилась, делаю подвижный контакт. (для переключателя режимов).

post-18657-0-84565000-1470423276.jpg

http://www.koreanrandom.com/forum/uploads/monthly_08_2016/post-18657-0-84565000-1470423276.jpg

Edited by Pavel3333
  • Upvote 3
  • Downvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@Pavel3333

post-10271-0-23770900-1469304453_thumb.jpg

PS твоя схема очень нелинейна... короче радости мало

Edited by goodman

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@Pavel3333

attachicon.gifизмеритель ёмкости.jpg

 

PS твоя схема очень нелинейна... короче радости мало

У меня на мультиметре нет измерения емкости :(((

Радость будет, уже пилю видео )))

Для простеньких примерных измерений - достаточно)

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

У меня на мультиметре нет измерения емкости :(((

Радость будет, уже пилю видео )))

Для простеньких примерных измерений - достаточно)

да, но советую использовать классические мостовые методы измерения

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

Советую найти мультиметр в пределах 20-30$. Может они и не очень точны, но измерение ёмкости - одно из самых редких занятий в подобном хобби. Потому что на конденсаторах написана их ёмкость, и она почти всегда лежит в пределах нормы. Конечно, не стоит забывать о заводском браке - 5-10% конденсаторов могут быть бракованными.

Edited by Azbuka

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

Потому что на конденсаторах написана их ёмкость, и она почти всегда лежит в пределах нормы.

А как насчет САМОДЕЛЬНЫХ конденсаторов? Я имею ввиду найти погрешность таких самоделок. Этим никто не занимался. И я буду первым. Вычислил диэлектрическую прон. бумаги А4 80 г/м2. 2.907. Нашел толщину бумажного листа - 106.4 нм. Рассчитаю его емкость. Сделаю обкладки из фольги и бумаги, на фольге гальваническим методом нанесу слой меди, припаяю провода. Потом всё это дело обмотаю скотчем. ВОТ И КОНДЕНСАТОР! А потом вставлю в откалиброванный измеритель емкости несколько таких и получу погрешность!

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

Советую найти мультиметр в пределах 20-30$. Может они и не очень точны
насколько я знаю, в них измеряемая ёмкость подключается к частотозадающей цепи генератора, потом измеряется частота и пересчитывается в ёмкость. точность будет очень не плохой, если не использовать мультиметр для проектирования марсоходов) 
  • Upvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@goodman, для мостовой схемы нужно переменное напряжение. Где мне его достать, если рабочего трансформатора нет?

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

Я имею ввиду найти погрешность таких самоделок.

Очень высока. Чуть сдвинулись электроды - ёмкость изменилась. Как проект выходного дня это может и интересно, но практическое применение такому конденсатору найти сложно.

 

 

 

если не использовать мультиметр для проектирования марсоходов

Не думаю, что в марсоходах используются обычные конденсаторы с обычной погрешностью.

 

 

 

Где мне его достать, если рабочего трансформатора нет?

DC -> AC преобразователь. В интернете полно не очень сложных схем.

  • Upvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

частотозадающей цепи генератора
 

Неточность в том, что есть емкость также паразитная, емкость монтажа, емкость подводящих проводов, индуктивность резюков, паразитная индуктивность... Всё это учесть невозможно, потому надо пользоваться откалиброванными заводскими приборами, цена которых более 1000 рублей :/

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

Не думаю, что в марсоходах используются обычные конденсаторы с обычной погрешностью.
ну это я просто утрировал:) 

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

но практическое применение такому конденсатору найти сложно.
 

Конденсатор из бумаги А4 может выдержать 798 Вольт постоянки! А производство бумажных кондеров давно кануло в лету, так что можно организовать дома миницех :-))))


 

 

Чуть сдвинулись электроды - ёмкость изменилась
 

Это дело поправляется скотчем и парафинированием. Ведь фольга будет прямоугольной и очень тонкой.


 

 

DC -> AC преобразователь. В интернете полно не очень сложных схем.
Понял, спасибо, + 

А мультиметр какой модели?

Кстати, мне кажется, для этих целей есть LCR метр. Но он продается от полторы тысячи рублей :(((
Читал также про измеритель емкости, индуктивности и сопротивления при помощи программы Дмитрия Кузнецова и приставки к компьютера. Сейчас не найду.

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

UPD 0 мВ на выходе. Первая версия неудачна. Пилю макет.


UPD UPD Питание было 4 В. Схема не запустилась от этого. Буду использовать 9В батарею и делитель напряжения, либо стабилитрон если подойдёт.
  • Upvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@goodman, провал. Полный. Ноль на выходе. Там вместо мультиметра должна быть измерительная головка на 240 Ом.
Также есть сомнения о работоспособности генератора при использовании высокоомных резисторов. Там не более килоома должно быть сопротивление. В последний раз поиграюсь с резисторами. Не заработает — буду делать эту схему:

'тык'

post-18657-0-38462600-1469429278_thumb.jpg

P.S. поставил резистор на 330 Ом. Вольтметр в режиме 220 мВ показывает от 1.0 до 1.5 мВ. Ставил на 3-м (до 5 нФ) диапазоне измерений конденсатор на 1 нФ. Микроамперметр (до 2 мА) упорно показывает ноль.
Показания вольтметра можно считать результатом измерения неоткалиброванного прибора?

P.P.S. Буду делать мостовой измеритель: тык

Edited by Pavel3333
  • Upvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

вот ты неугомонный:)
я же предупреждал, что схема детектора очень нелинейна. у тебя хоть генерация идёт? без неё выпрямлять нечего, естественно на выходе детектора "0"
...
купи всё же мультиметр.)

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

у тебя хоть генерация идёт?

Наверно идет)  Раз мультиметр пишет 1 мВ. Хотя, я уже распаял схемку)) 

 

 

 

вот ты неугомонный:)

Это точно) Это моя мечта, загаданная года 2 назад - делать из фольги и бумаги кондеры и измерять их ёмкость)) 

 

 

купи всё же мультиметр.)
 

Это уж следующим летом.

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@goodman, а также @GPCracker, в книжке, ссылка на которую находится в шапке, написано, что надо использовать высокоомные телефоны. Но у меня их нет :((((. Что можно поставить вместо него? Амперметра переменного нет. Есть мультиметр, детектор ЭМ излучения по этой схеме: http://radioskot.ru/FOTO29/detektora_radiovoln_skhema-1.jpg. Также есть идея приделать такой диодный детектор:

c6b6f9d2185et.jpg

Также думаю проверить баланс двумя светодиодами, включенными параллельно но поставленными в разных направлениях. Ещё хочу узнать, что будет, если подключить муз. центр. Ещё есть идея с пьезозвонком ЗП-18. Ещё понять не могу, почему мультиметр в режиме измерения микроампер не подходит. Спасибо заранее.

Edited by Pavel3333
  • Upvote 1
  • Downvote 1

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

@goodman, измеритель еще не надоел))

Вот скидываю макет с одним эталонным кондером на 100 пФ. 

'img'

post-18657-0-33794900-1469903386_thumb.jpg

Измеритель емкости_макет.zip

Вырезал пластик, приклеил распечатанную разводку, наделал дырок :))

Завтра буду тестировать. Пока что строю схемку в Сплане. Буду экспериментировать с индикаторами там. Головных наушников на 1200 Ом нет ведь =)

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

 

 

измеритель еще не надоел))
ну и в топку его.) исходя из моей практики более важным является величина ESR для электролитических конденсаторов, т.к. со временем она увеличивается, что приводит к потере работоспособности импульсных схем, которые в свою очередь встречаются на каждом шагу
 

 

 

Индуктивность выводов и обкладок вместе с паразитным сопротивлением выводов и обкладок конденсатора складываются в "Эквивалентное последовательное сопротивление" или ESR.
На постоянном токе и низких частотах без крутых фронтов и спадов этот параметр не заметен, в случае работы конденсатора в импульсных цепях и с повышением частоты качество работы конденсатора с высоким (большим) ESR ухудшается.

а измерение ёмкости как таковой имеет очень небольшой смысл, т.к. она указана на корпусе, да и со временем плёночные, керамические и т.п. конденсаторы практически не теряют ёмкость. 
информацию по ТКЕ тоже можно черпануть из техдокументации...
так что честно говоря... считаю твою затею лишенной всяческого смысла, баловство :)

Share this post


Link to post

Short link
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...