DIY เครื่องวัดความจุตัวเก็บประจุ คำอธิบายและการกำหนดค่าของอุปกรณ์

DIY เครื่องวัดความจุตัวเก็บประจุ— ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพและคำอธิบายว่าคุณสามารถสร้างอุปกรณ์สำหรับทดสอบความจุของตัวเก็บประจุได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนัก อุปกรณ์ดังกล่าวมีประโยชน์มากเมื่อซื้อตู้คอนเทนเนอร์ในตลาดวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยความช่วยเหลือนี้ จึงสามารถระบุองค์ประกอบการจัดเก็บประจุไฟฟ้าคุณภาพต่ำหรือชำรุดได้อย่างง่ายดาย แผนผังของ ESR นี้ตามที่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่มักเรียกมันว่าไม่ได้มีอะไรซับซ้อนและแม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ก็สามารถประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวได้

นอกจากนี้ เครื่องวัดความจุไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายทางการเงินจำนวนมากในการประกอบ เนื่องจากจริงๆ แล้วจะใช้เวลาสองถึงสามชั่วโมงในการผลิตโพรบที่มีความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากัน ไม่จำเป็นต้องวิ่งไปที่ร้านวิทยุ - นักวิทยุสมัครเล่นอาจมีชิ้นส่วนที่ไม่ได้ใช้ซึ่งเหมาะสำหรับการออกแบบนี้ สิ่งที่คุณต้องมีในการทำซ้ำวงจรนี้คือมัลติมิเตอร์ในเกือบทุกรุ่น แต่ควรเป็นแบบดิจิทัลและมีชิ้นส่วนหลายสิบชิ้น ไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงหรืออัปเกรดเครื่องทดสอบดิจิทัลใดๆ สิ่งที่คุณต้องทำก็แค่บัดกรีหมุดของชิ้นส่วนเข้ากับแผ่นอิเล็กโทรดที่ต้องการบนบอร์ด

แผนผังของอุปกรณ์ ESR:

รายการองค์ประกอบที่จำเป็นในการประกอบมิเตอร์:

ส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของอุปกรณ์คือหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งควรมีอัตราส่วนการหมุน 11:1 แกนวงแหวนเฟอร์ไรต์ M2000NM1-36 K10x6x3 ซึ่งจะต้องหุ้มด้วยวัสดุฉนวนก่อน จากนั้นหมุนขดลวดปฐมภูมิโดยจัดเรียงการหมุนตามหลักการ - หมุนเพื่อหมุนในขณะที่เติมวงกลมทั้งหมด ขดลวดทุติยภูมิต้องทำโดยมีการกระจายสม่ำเสมอทั่วทั้งปริมณฑล จำนวนรอบโดยประมาณในขดลวดปฐมภูมิสำหรับวงแหวน K10x6x3 จะเป็น 60-90 รอบและขดลวดทุติยภูมิควรเล็กกว่าสิบเอ็ดเท่า

คุณสามารถใช้ซิลิคอนไดโอด D1 เกือบทุกตัวที่มีแรงดันย้อนกลับอย่างน้อย 40v หากคุณไม่ต้องการความแม่นยำอย่างยิ่งในการวัด KA220 ก็ค่อนข้างเหมาะสม หากต้องการกำหนดความจุให้แม่นยำยิ่งขึ้นคุณจะต้องติดตั้งไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อยในเวอร์ชันการเชื่อมต่อโดยตรง - Schottky ไดโอดต้านแรงดันป้องกัน D2 ต้องได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันย้อนกลับตั้งแต่ 28v ถึง 38v ทรานซิสเตอร์ pnp ซิลิคอนกำลังต่ำ: เช่น KT361 หรืออะนาล็อก

วัดค่า ESR ในช่วงแรงดันไฟฟ้า 20v เมื่อเชื่อมต่อขั้วต่อของมิเตอร์ภายนอก อุปกรณ์ ESR ที่ต่อกับมัลติมิเตอร์จะสลับไปที่โหมดการทำงานของการทดสอบความจุไฟฟ้าทันที ในกรณีนี้การอ่านค่าประมาณ 35v จะแสดงบนอุปกรณ์ในช่วงการทดสอบ 200v และ 1,000v (ขึ้นอยู่กับการใช้ไดโอดต้าน) ในกรณีที่ทดสอบความจุไฟฟ้าที่ 20 โวลต์ ค่าที่อ่านได้จะแสดงเป็น "อยู่นอกขีดจำกัดการวัด" เมื่อถอดขั้วต่อของมิเตอร์ภายนอก อุปกรณ์ต่อ EPS จะสลับไปที่โหมดการทำงานเหมือนกับมัลติมิเตอร์ทั่วไปทันที

บทสรุป

หลักการทำงานของอุปกรณ์คือการเริ่มใช้งานอุปกรณ์คุณจะต้องเสียบอะแดปเตอร์เข้ากับเครือข่ายและมิเตอร์ ESR จะเปิดขึ้น เมื่อปิด ESR มัลติมิเตอร์จะสลับไปที่โหมดการทำงานมาตรฐานโดยอัตโนมัติ ฟังก์ชั่น. ในการปรับเทียบอุปกรณ์ คุณต้องเลือกตัวต้านทานคงที่เพื่อให้ตรงกับสเกล เพื่อความชัดเจนรูปภาพอยู่ด้านล่าง:

เมื่อโพรบลัดวงจร 0.00-0.01 จะแสดงบนสเกลมัลติมิเตอร์ การอ่านนี้หมายถึงข้อผิดพลาดของเครื่องมือในช่วงการวัดสูงถึง 1 โอห์ม

ช่างเทคนิคที่ซ่อมอุปกรณ์วิทยุมักประสบปัญหาการพังของตัวเก็บประจุหรือความจุลดลง หากต้องการทราบว่าชิ้นส่วนใช้งานได้หรือไม่ คุณจำเป็นต้องวัดความจุของตัวเก็บประจุ มีอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับสิ่งนี้

การออกแบบและลักษณะของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นซึ่งระหว่างนั้นจะมีอิเล็กทริกอยู่ สำหรับวัสดุอิเล็กทริก, อากาศ, พลาสติก, ไมกา, กระดาษแข็งและเซรามิกที่ใช้

ในชิ้นส่วนที่ทันสมัยกว่า แทนที่จะใช้โลหะ จะใช้ฟอยล์ซึ่งรีดเป็นม้วน ดังนั้นเมื่อตัวเก็บประจุมีขนาดเล็กลง ความจุของตัวเก็บประจุก็จะเพิ่มขึ้นได้

ตัวเก็บประจุแบ่งตามวัสดุอิเล็กทริก วิธีการติดตั้ง รูปร่างแผ่น ฯลฯ ตามขั้วพวกเขาจะแบ่งออกเป็น:

• อิเล็กโทรไลต์หรือออกไซด์มีขั้ว
• ไม่ใช่ขั้ว

องค์ประกอบตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าต้องมีขั้วบังคับเมื่อเปิดเครื่อง อิเล็กทริกในนั้นคือชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนขั้วบวกแทนทาลัม (อลูมิเนียม) แคโทดเป็นอิเล็กโทรไลต์ในรูปของของเหลวหรือเจล การวัดความจุของตัวเก็บประจุประเภทนี้ควรคำนึงถึงการทำเครื่องหมายที่ขั้วของชิ้นส่วน

คุณสมบัติหลักของตัวเก็บประจุคือการสะสมของประจุไฟฟ้าเนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตัวกรองต่างๆ สามารถใช้ส่งสัญญาณระหว่างขั้นตอนการขยายสัญญาณ แยกความถี่สูงและต่ำ ฯลฯ

พารามิเตอร์ตัวเก็บประจุ:

1. ความจุ. ความสามารถในการสะสมประจุขึ้นอยู่กับพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลก ระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก และลักษณะของวัสดุที่ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ วัดเป็นฟารัด
2. แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ แสดงให้เห็นว่าการทำงานขององค์ประกอบแรงดันไฟฟ้าในระยะยาวและมีเสถียรภาพเป็นไปได้ หากเกินพารามิเตอร์ อาจเกิดความเสียหายได้

ตัวเก็บประจุอาจทำงานผิดปกติ

ตัวเก็บประจุทำงานผิดปกติหลายประเภทที่ส่งผลต่อการทำงานของวงจรไฟฟ้า:

• พังทลายโดยสมบูรณ์ (ไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างแผ่นเปลือกโลก);
• การละเมิดความหนาแน่นภายนอกจากความเสียหายทางกล
• การลดกำลังการผลิต
• เพิ่มความต้านทานภายใน
• แรงดันไฟฟ้าลดลงซึ่งเกิดการพังทลายขององค์ประกอบแบบย้อนกลับได้

ในกรณีส่วนใหญ่ ชิ้นส่วนจะเสียหายเนื่องจากการทำงานเป็นเวลานานในสภาวะที่มีความร้อนสูงเกินไป สิ่งสำคัญเสมอคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีสภาวะอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของอุปกรณ์

วิธีตรวจสอบสภาพของตัวเก็บประจุ

ในขั้นตอนแรก คุณจะต้องตรวจสอบชิ้นส่วนด้วยสายตาเพื่อดูความเสียหายทางกลไก การเสียรูปของร่างกาย และการเปลี่ยนสี สำหรับเซลล์อิเล็กโทรไลต์จะบวมที่ส่วนบนซึ่งอาจมีขนาดเล็ก แต่สังเกตได้ชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบกับอะนาล็อกที่ให้บริการได้ บ่อยครั้งที่ชิ้นส่วนภายนอกดูปกติ จากนั้นเพื่อตรวจสอบคุณจะต้องมีอุปกรณ์พิเศษ:

• มัลติมิเตอร์พร้อมฟังก์ชั่นการวัดความจุ
• เครื่องวัดความจุตัวเก็บประจุพิเศษ
• แอลซีเมตร;
• อุปกรณ์อีเอสอาร์

การใช้มัลติมิเตอร์บางครั้งก็ยากที่จะสรุปผลเกี่ยวกับความผิดปกติเนื่องจากความจุขององค์ประกอบตัวเก็บประจุที่เสียหายจะลดลงในปริมาณที่น้อยมาก การใช้เครื่องวัด LC หรืออุปกรณ์พิเศษสามารถกำหนดค่าได้แม่นยำยิ่งขึ้น เครื่องมือ ESR ใช้ในการวัดความจุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า นอกจากนี้ การวัดยังทำได้โดยไม่ต้องบัดกรีชิ้นส่วนจากวงจรอีกด้วย

หากไม่มีอุปกรณ์พิเศษการวัดแบบ capacitive ขององค์ประกอบที่ไม่มีขั้วสามารถทำได้ด้วยมัลติมิเตอร์ที่วัดความต้านทาน ในกรณีนี้ พวกมันจะถูกถอดออกจากบอร์ด

1. ตั้งค่าขีดจำกัดเป็น “200 kOhm” บนสเกลมัลติมิเตอร์ ขีดจำกัดขนาดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับค่าความจุที่ระบุ
2. คายประจุองค์ประกอบตัวเก็บประจุแบบบัดกรีเนื่องจากอาจมีประจุตกค้างอยู่ การคายประจุเกิดจากการลัดวงจรขั้วต่อ
3. เชื่อมต่อโพรบของอุปกรณ์เข้ากับขั้วตัวเก็บประจุและสังเกตการอ่านค่า พยายามอย่าสัมผัสส่วนสัมผัสของโพรบด้วยมือ

ค่าความต้านทานที่ปรากฏบนหน้าจอจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น แล้วแสดงเป็น "1" ซึ่งบนอุปกรณ์ดิจิทัลหมายถึง "อนันต์" ในตัวเก็บประจุที่มีความจุต่ำ กระบวนการเปลี่ยนความต้านทานจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นเพื่อไม่ให้ตรวจพบได้

สำคัญ!องค์ประกอบตัวเก็บประจุที่ชาร์จอย่างถูกต้องมีความต้านทาน "ไม่มีที่สิ้นสุด"

หากชิ้นส่วนมีข้อบกพร่องทันทีโดยไม่มีการสะสมครั้งก่อน ค่า "1" จะปรากฏให้เห็น ซึ่งบ่งชี้ถึงการแตกหักภายในชิ้นส่วน หรือ "0" - การลัดวงจรภายใน ความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างราบรื่นเกิดจากการชาร์จชิ้นส่วนจากแบตเตอรี่มัลติมิเตอร์

เครื่องทดสอบอนาล็อกแบบเก่ายังสามารถใช้สำหรับการวัดความจุไฟฟ้าได้ ในกรณีนี้ ให้สังเกตการเคลื่อนไหวของลูกศร ควรเบี่ยงเบนไปทางขวาทันทีด้วยความเร็วขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุและเคลื่อนที่ช้าๆ ต่อไปจนถึงขีดจำกัดของสเกล หากไม่กระตุกหรือเบี่ยงเบนและหยุด แสดงว่ามีความเสียหาย สิ่งเดียวกันนี้ส่งสัญญาณด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนถึงจำนวนสูงสุด

สำคัญ!องค์ประกอบตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงถึง 0.25 μF สามารถทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์ได้ สำหรับพารามิเตอร์ที่มีขนาดเล็ก ให้ทำการทดสอบกับมิเตอร์ LC

การวัดค่าความจุจริง

เมื่อใช้วิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้นเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดค่า capacitive เชิงปริมาณเราสามารถสรุปได้เฉพาะเกี่ยวกับความสามารถในการให้บริการขององค์ประกอบตัวเก็บประจุเท่านั้น การใช้เครื่องมือวัดความจุเป็นฟารัด จะพิจารณาความเบี่ยงเบนจากพารามิเตอร์ที่ระบุทันที ค่าศูนย์บ่งบอกถึงการชำรุด ค่าที่ลดลงยังบ่งชี้ว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนอีกด้วย

ค่าความจุสามารถตัดสินทางอ้อมได้จากอัตราการเพิ่มขึ้นของความต้านทานในขณะที่เชื่อมต่อกับมัลติมิเตอร์ ยิ่งต่ำก็ยิ่งมีความจุมากขึ้น คุณสามารถคำนวณค่าโดยประมาณได้โดยเชื่อมต่อองค์ประกอบตัวเก็บประจุที่ให้บริการกับความจุที่ทราบก่อนหน้านี้และวัดเวลาเป็นวินาทีที่ความต้านทานถึง "อนันต์" ข้อสรุปนี้จัดทำขึ้นจากการเปรียบเทียบกับองค์ประกอบตัวเก็บประจุที่กำลังทดสอบ

ที่แผงด้านหน้าของมัลติมิเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการวัดแบบ capacitive จะมีขั้วต่ออินพุตพิเศษ CX ซึ่งมีเครื่องหมาย "บวก" และ "ลบ" อาจมีโพรบธรรมดาแทน สำหรับการวัด องค์ประกอบตัวเก็บประจุจะถูกแทรกเข้าไปในตัวเชื่อมต่อเหล่านี้โดยต้องปฏิบัติตามขั้วของชิ้นส่วนอิเล็กโทรไลต์ มีเครื่องหมายปรากฏบนตัวเก็บประจุด้วย สำหรับองค์ประกอบที่ไม่มีขั้วก็ไม่สำคัญ ต้องตั้งค่าขีดจำกัดของสเกลของความจุที่วัดได้ตามพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุ

สำคัญ!ก่อนเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จำเป็นต้องถอดประจุที่เหลือออกจากตัวเก็บประจุ

การวัดค่า ESR

ESR ย่อมาจาก Equivalent Series Resistance ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากสำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า เมื่อความต้านทานนี้เพิ่มขึ้น กระแสไฟชาร์จจะลดลง ส่งผลให้วงจรไฟฟ้าทำงานผิดปกติ นอกจากนี้ ความจุที่วัดด้วยวิธีดั้งเดิมจะต้องไม่เกินขีดจำกัดปกติ ผลของความต้านทานที่เท่ากันจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในชิ้นส่วนที่มีความจุมากกว่า 5 μF เพื่อการทำงานที่เสถียร พารามิเตอร์ไม่ควรเกิน 1 โอห์ม

เมื่อตรวจสอบองค์ประกอบตัวเก็บประจุโดยไม่ต้องถอดออกจากบอร์ด อุปกรณ์ดังกล่าวจะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ความพยายามที่จะวัดพารามิเตอร์ของชิ้นส่วนด้วยมัลติมิเตอร์ในทำนองเดียวกันจะไม่ให้ภาพที่เชื่อถือได้ ถัดจากตัวเก็บประจุมีองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น ตัวเหนี่ยวนำ ความต้านทาน ฯลฯ ซึ่งทำให้เกิดเอฟเฟกต์ที่บิดเบือน โดยปกติแล้วจะมีการสรุปข้อสรุปเกี่ยวกับความสามารถในการให้บริการขององค์ประกอบตัวเก็บประจุโดยใช้การวัดทางอ้อมหรือบัดกรีอีกอันที่มีลักษณะเหมือนกันขนานกัน สิ่งนี้เป็นไปได้ในวงจรไฟฟ้าแรงต่ำเท่านั้น

การลดแรงดันพังทลายของตัวเก็บประจุ

นักวิทยุสมัครเล่นอาจพบกรณีที่คุณสมบัติทั้งหมดของตัวเก็บประจุเป็นปกติเมื่อวัดด้วยมัลติมิเตอร์ แต่เมื่อทำงานในวงจรจะสังเกตเห็นสัญญาณของการพังทลาย สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อแรงดันพังทลายลดลงต่ำกว่าค่าที่กำหนด หากชิ้นส่วนได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้า 25 V และการพังทลายเกิดขึ้นที่ 15 V จากนั้นเมื่อวัดด้วยมัลติมิเตอร์จะไม่ตรวจพบความผิดปกติขององค์ประกอบตัวเก็บประจุเนื่องจากการพังทลายสามารถย้อนกลับได้

เพื่อตรวจสอบความผิดปกติดังกล่าวจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายกระแสตรงที่มีความสามารถในการปรับระดับแรงดันไฟฟ้า โดยการเชื่อมต่อชิ้นส่วนเข้ากับมันและค่อยๆเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้จะมีการเปิดเผยความเสียหายซึ่งสังเกตได้จากกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนกระทั่งเกิดการปิดระบบป้องกันของแหล่งจ่ายไฟ

การวัดค่าความจุไฟฟ้าสามารถทำได้หลายวิธี คุณสามารถตรวจจับองค์ประกอบที่ผิดปกติได้ด้วยโอห์มมิเตอร์ โดยจะได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อใช้มิเตอร์ LC และอุปกรณ์ ESR

วีดีโอ

จากชื่อบทความเป็นที่ชัดเจนว่าวันนี้เราจะพูดถึงอุปกรณ์สำหรับวัดความจุของตัวเก็บประจุ ไม่ใช่มัลติมิเตอร์ธรรมดาทุกเครื่องจะมีฟังก์ชันนี้ แต่เมื่อทำผลิตภัณฑ์โฮมเมดอื่น ๆ เรามักจะคิดมากว่าจะใช้งานได้หรือไม่ตัวเก็บประจุที่เราใช้ทำงานอยู่หรือไม่ ตรวจสอบอย่างไร และเพียงในระหว่างกระบวนการซ่อมแซมอุปกรณ์นี้ก็จำเป็น แน่นอนคุณสามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าได้โดยใช้เครื่องทดสอบ แต่เราจะรู้ว่าเขายังมีชีวิตอยู่หรือไม่แต่เราจะไม่สามารถระบุได้ว่าภาชนะนั้นแห้งแค่ไหน

มัลติมิเตอร์ราคาถูกบางรุ่นในตลาดปัจจุบันมีคุณสมบัตินี้ แต่ขีดจำกัดการวัดจำกัดอยู่ที่ 200 ไมโครฟารัด ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอ คุณต้องมีไมโครฟารัดอย่างน้อยสี่พันตัว แต่มัลติมิเตอร์ดังกล่าวมีราคาสูงกว่ามาก ในที่สุดฉันก็ตัดสินใจซื้อ เครื่องวัดความจุของตัวเก็บประจุ. ฉันเลือกอันที่ถูกที่สุดพร้อมคุณสมบัติที่ยอมรับได้ ฉันเลือก XC6013L:

อุปกรณ์นี้มาในกล่องที่สวยงาม จริงอยู่ที่กล่องมีรูปภาพของมัลติมิเตอร์อีกอัน:

และด้านบนเป็นสติ๊กเกอร์รุ่นของเครื่องนี้ที่คนจีนคงมีกล่องไม่ครบ:

อุปกรณ์นี้อยู่ในกรอบป้องกันสีเหลืองที่ทำจากพลาสติกอ่อน คล้ายกับยาง รู้สึกว่ามือของคุณมีน้ำหนักซึ่งบ่งบอกถึงความจริงจังของอุปกรณ์ ด้านล่างมีขาตั้งแบบพับได้ซึ่งอาจไม่มีประโยชน์สำหรับหลายๆ คน:

มาตรวัดความจุใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Krona ขนาด 9 โวลต์ ซึ่งให้มาในชุด:

ลักษณะของอุปกรณ์นั้นยอดเยี่ยมมาก สามารถวัดได้ตั้งแต่ 200 พิโกฟารัด ถึง 20,000 ไมโครฟารัด ซึ่งเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ด้านวิทยุสมัครเล่น:

ด้านบนของอุปกรณ์มีจอแสดงผลคริสตัลเหลวขนาดใหญ่และให้ข้อมูล ด้านล่างมีปุ่มสองปุ่ม ทางด้านซ้ายเป็นปุ่มสีแดงซึ่งคุณสามารถกำหนดการอ่านความจุปัจจุบันบนจอแสดงผลได้ และทางด้านขวาจะมีปุ่มสีน้ำเงินซึ่งฉันพอใจมาก - หน้าจอมีแสงพื้นหลังซึ่งเป็นข้อได้เปรียบของอุปกรณ์นี้อย่างไม่ต้องสงสัย ระหว่างปุ่มจะมีขั้วต่อสำหรับวัดตัวเก็บประจุขนาดเล็ก จริงอยู่ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะทดสอบตัวเก็บประจุบุชที่บัดกรีจากแผงผู้บริจาคเนื่องจากแผ่นสัมผัสนั้นอยู่ค่อนข้างลึก ดังนั้นตัวเชื่อมต่อนี้สามารถใช้ได้เมื่อตรวจสอบตัวเก็บประจุที่มีสายยาวเท่านั้น:

ใต้ตัวเลือกสำหรับเลือกช่วงการวัดจะมีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อโพรบ อย่างไรก็ตามโพรบทำจากวัสดุเดียวกับปลอกป้องกันของอุปกรณ์ซึ่งค่อนข้างนุ่มนวลเมื่อสัมผัส:

นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อย่างไม่ต้องสงสัย - การตั้งค่าการอ่านเป็นศูนย์เมื่อทำการวัดความจุในหมวด picofarad ดังที่เห็นได้ชัดเจนในสองภาพถัดไป ต่อไปนี้มีโพรบหนึ่งอันถูกลบออกโดยเจตนาและตั้งค่าศูนย์โดยใช้ตัวควบคุม:

ที่นี่วางก้านวัดน้ำมันไว้ อย่างที่คุณเห็น ความจุของโพรบส่งผลต่อการอ่านค่า ตอนนี้ก็เพียงพอที่จะตั้งค่าศูนย์โดยใช้ตัวควบคุมและทำการวัดซึ่งจะค่อนข้างแม่นยำ:

ตอนนี้เรามาทดสอบอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่และดูว่าสามารถทำอะไรได้บ้าง

การทดสอบเครื่องวัดความจุไฟฟ้า

ขั้นแรก เราจะตรวจสอบตัวเก็บประจุที่ทราบว่าดี ใหม่ และถอดออกจากบอร์ดผู้บริจาค คนแรกจะเป็นผู้รับการทดสอบที่ 120 ไมโครฟารัด นี่คือสำเนาใหม่ อย่างที่คุณเห็น การอ่านถูกประเมินต่ำเกินไปเล็กน้อย ยังไงก็ตามฉันมีตัวเก็บประจุ 4 ตัวและไม่มีไมโครฟารัดถึง 120 ตัวเลย อาจมีข้อผิดพลาดเกี่ยวกับเครื่องมือ หรือบางทีตอนนี้พวกเขากำลังทำสิ่งที่ต่ำกว่ามาตรฐาน:

นี่คือหนึ่งพันไมโครฟารัด แม่นยำมาก:

สองพันสองร้อยไมโครฟารัดก็ไม่เลวเช่นกัน:

และนี่คือไมโครฟารัดสิบตัว:

ตอนนี้หนึ่งร้อยไมโครฟารัด ดีมาก:

ลองดูค่าที่อุปกรณ์จะแสดงเมื่อตรวจสอบตัวเก็บประจุที่ชำรุดซึ่งถูกถอดออกระหว่างการซ่อมแซม อย่างที่คุณเห็นความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจน:

เหล่านี้คือผลลัพธ์ แน่นอนในบางกรณีความผิดปกติของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ในกรณีส่วนใหญ่ การทำโดยไม่มีอุปกรณ์เป็นเรื่องยาก นอกจากนี้ ฉันทดสอบอุปกรณ์นี้กับบอร์ดสองตัว โดยตรวจสอบตัวเก็บประจุโดยไม่ต้องถอดบัดกรีออก อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ที่ดีเฉพาะในบางกรณีเท่านั้นที่ต้องสังเกตขั้ว ดังนั้นฉันแนะนำให้คุณซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวและคุณสามารถวัดความจุของตัวเก็บประจุได้ด้วยมือของคุณเอง

เกือบสองปีที่แล้วฉันซื้อเครื่องวัดความจุแบบดิจิทัล และใครๆ ก็พูดว่าเอาสิ่งแรกที่ฉันเจอมา ฉันเบื่อมากที่มัลติมิเตอร์ Mastech MY62 ไม่สามารถวัดความจุของตัวเก็บประจุมากกว่า 20 ไมโครฟารัดได้ และวัดค่าความจุน้อยกว่า 100 พิโคฟารัดไม่ถูกต้อง ฉันชอบสองสิ่งเกี่ยวกับ SM-7115A:

1. วัดช่วงที่ต้องการทั้งหมด
2. กะทัดรัดและสะดวกสบาย

จ่ายไป 750 รูเบิล ฉันเชื่ออย่างจริงใจว่ามันไม่คุ้มกับเงินที่เสียไป และราคาก็ "สูงเกินจริง" เนื่องจากขาดผลิตภัณฑ์ที่สามารถแข่งขันได้โดยสิ้นเชิง แน่นอนว่าประเทศต้นทางคือจีน เขากลัวว่าเขาจะ "โกหก" ยิ่งกว่านั้นเขามั่นใจ - แต่ก็ไร้ผล

เครื่องวัดความจุไฟฟ้าและสายไฟบรรจุในโพลีเอทิลีน ซึ่งแต่ละอันอยู่ในเปลือกของตัวเองและวางไว้ในกล่องกระดาษแข็งหนา พื้นที่ว่างเต็มไปด้วยพลาสติกโฟม ในกล่องก็มีคำแนะนำเป็นภาษาอังกฤษด้วย ขนาดตัวเครื่องโดยรวม 135 x 72 x 36 มม. น้ำหนัก 180 กรัม สีตัวเครื่องเป็นสีดำ แผงด้านหน้ามีโทนสีม่วง มีตัวบ่งชี้คริสตัลเหลว, ช่วงการวัดเก้าช่วง, ตำแหน่งปิดเครื่องสองตำแหน่ง, ตัวควบคุมการปรับเป็นศูนย์, 15 เซนติเมตร, สายไฟสีต่างๆ (แดง - ดำ) ซึ่งตัวเก็บประจุที่วัดได้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ลงท้ายด้วยคลิปจระเข้ และซ็อกเก็ตบนตัวเครื่อง สำหรับการเชื่อมต่อนั้นจะถูกทำเครื่องหมายด้วยการกำหนดสีของขั้วที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้โดยไม่ต้องใช้พวกมัน (ซึ่งจะเพิ่มความแม่นยำ) ซึ่งมีซ็อกเก็ตยาวสองอันซึ่งลงนามด้วย สัญลักษณ์ของตัวเก็บประจุที่กำลังวัด ใช้แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์และมีฟังก์ชั่นแสดงการคายประจุโดยอัตโนมัติ ตัวบ่งชี้คริสตัลเหลวสามหลัก +1 ตำแหน่งทศนิยม ช่วงการวัดที่ประกาศโดยผู้ผลิตคือตั้งแต่ 0.1 pF ถึง 20,000 μF พร้อมความสามารถในการปรับช่วงการวัดตั้งแต่ 0 ถึง 200 pF เพื่อตั้งค่าเป็นศูนย์ ภายใน +/- 20 pF , เวลาในการวัดหนึ่งครั้ง 2-3 วินาที

ตารางข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัด ทีละช่วง จัดทำโดยผู้ผลิต

มีขาตั้งในตัวที่ครึ่งหลังของเคส ทำให้สามารถวางมิเตอร์ในที่ทำงานให้กะทัดรัดยิ่งขึ้น และปรับปรุงการมองเห็นของจอแสดงผลคริสตัลเหลว

ช่องใส่แบตเตอรี่เป็นแบบอัตโนมัติโดยสมบูรณ์ หากต้องการเปลี่ยนแบตเตอรี่ เพียงเลื่อนฝาครอบไปด้านข้าง ความสะดวกสบายจะไม่เด่นเมื่อมีอยู่

หากต้องการถอดฝาครอบด้านหลังของเคส เพียงคลายเกลียวสกรูหนึ่งตัว ส่วนประกอบที่หนักที่สุดใน PCB คือฟิวส์ 500mA

การทำงานของอุปกรณ์วัดจะขึ้นอยู่กับวิธีการบูรณาการแบบคู่ ประกอบบนตัวนับลอจิคัล HEF4518BT - 2 ชิ้น, คีย์ HEF4066BT, ตัวนับทศนิยมพร้อมตัวถอดรหัส HCF4017 และทรานซิสเตอร์ SMD: J6 - 4 ชิ้น, M6 - 2 ชิ้น

เมื่อคลายเกลียวสกรูอีก 6 ตัว คุณจะมองเห็นอีกด้านหนึ่งของแผงวงจรพิมพ์ ตัวต้านทานผันแปรที่ใช้ตั้งค่าเป็น "0" อยู่ในตำแหน่งเพื่อให้สามารถเปลี่ยนได้ง่ายหากจำเป็น ด้านซ้ายเป็นหน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่กำลังวัด ส่วนด้านบนใช้สำหรับเชื่อมต่อโดยตรง (ไม่มีสายไฟ)

อุปกรณ์ไม่ได้ถูกตั้งค่าเป็นจุดอ้างอิงเป็นศูนย์ทันที แต่การอ่านที่ปรับยังคงอยู่ การทำเช่นนี้ง่ายกว่ามากโดยถอดสายไฟออก

เพื่อแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความแตกต่างในความแม่นยำในการวัดด้วยวิธีการวัดที่แตกต่างกัน (แบบมีและไม่มีสาย) ฉันจึงใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็กที่มีเครื่องหมายโรงงาน - 8.2 pF

วิดีโอรีวิวอุปกรณ์

ไม่มีสายไฟ มีสายไฟ
เบอร์ 1 8 pF 7.3 pF
เบอร์ 2 7.6 pF 8.3 pF
เบอร์ 3 8.1 pF 9.3 pF

ทุกอย่างชัดเจน การวัดจะแม่นยำยิ่งขึ้นโดยไม่ต้องใช้สายไฟ แม้ว่าความคลาดเคลื่อนจะอยู่ภายใน 1 pF ก็ตาม ฉันยังวัดตัวเก็บประจุบนบอร์ดซ้ำ ๆ - การอ่านค่าการวัดของตัวเก็บประจุที่ให้บริการนั้นค่อนข้างเพียงพอตามค่าที่ระบุไว้ โดยไม่ต้องจู้จี้จุกจิกเกินไปเราสามารถพูดได้ว่าปัจจัยด้านคุณภาพการวัดของอุปกรณ์ค่อนข้างสูง

ข้อเสียของอุปกรณ์

• การทำให้เป็นศูนย์ไม่ได้เกิดขึ้นทันที
• ใบมีดสัมผัสสำหรับการวัดโดยไม่ใช้สายไฟขาดความยืดหยุ่นและไม่กลับสู่ตำแหน่งเดิมหลังจากคลายแคลมป์
• มิเตอร์ไม่ได้ติดตั้งภาชนะสำหรับการสอบเทียบ

ข้อสรุป

โดยทั่วไปแล้วฉันพอใจกับอุปกรณ์นี้ มันวัดผลได้ดี มีขนาดกะทัดรัด (ใส่กระเป๋ากางเกงได้ง่าย) ดังนั้นในตลาดวิทยุ ฉันไม่ยึดถือสิ่งที่พวกเขาให้ แต่คำนึงถึงสิ่งที่ฉันต้องการ ฉันวางแผนที่จะแก้ไขเมื่อมีเวลา: เปลี่ยนโพเทนชิออมิเตอร์และหน้าสัมผัสการวัดโดยตรง แผนภาพหรือสิ่งที่คล้ายกันสามารถพบได้ในส่วนนี้ เขาบอกว่า "ตามที่เป็นอยู่" และคุณสามารถตัดสินใจได้ด้วยตัวเองว่าคุ้มค่าที่จะเพิ่มอุปกรณ์ดังกล่าวในห้องปฏิบัติการที่บ้านของคุณหรือไม่ ผู้เขียน - บาบาย.

วงจรนี้แม้จะดูซับซ้อน แต่ก็ค่อนข้างง่ายที่จะทำซ้ำเนื่องจากประกอบบนวงจรไมโครดิจิทัลและในกรณีที่ไม่มีข้อผิดพลาดในการติดตั้งและการใช้ชิ้นส่วนที่รู้จักดีก็ไม่จำเป็นต้องทำการปรับเปลี่ยนในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตามความสามารถของอุปกรณ์นั้นค่อนข้างใหญ่:

• ช่วงการวัด – 0.01 – 10,000 µF;
• 4 ช่วงย่อย – 10, 100, 1,000, 10,000 µF;
• การเลือกช่วงย่อย – อัตโนมัติ;
• แสดงผลแบบดิจิตอล ตัวเลข 4 หลัก มีจุดทศนิยมลอยตัว
• ข้อผิดพลาดในการวัด - หน่วยที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด

ลองดูแผนภาพอุปกรณ์:

คลิกเพื่อขยาย

บนชิป DD1 หรือที่เจาะจงกว่านั้นคือในสององค์ประกอบนั้น ออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์จะถูกประกอบขึ้น ซึ่งการทำงานไม่จำเป็นต้องมีคำอธิบาย จากนั้นความถี่สัญญาณนาฬิกาจะถูกส่งไปยังตัวแบ่งที่ประกอบอยู่บนวงจรไมโคร DD2 – DD4 สัญญาณจากความถี่ 1,000, 100, 10 และ 1 kHz จะถูกส่งไปยังมัลติเพล็กเซอร์ DD6.1 ซึ่งใช้เป็นหน่วยเลือกย่านความถี่ย่อยอัตโนมัติ

หน่วยการวัดหลักคือเครื่องสั่นเดี่ยวที่ประกอบบนองค์ประกอบ DD5.3, DD5.4 ระยะเวลาพัลส์ซึ่งขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อโดยตรง หลักการวัดความจุคือการนับจำนวนพัลส์ระหว่างการทำงานของเครื่องโมโนไวเบรเตอร์ หน่วยถูกประกอบบนองค์ประกอบ DD5.1, DD5.2 ซึ่งป้องกันการเด้งของหน้าสัมผัสของปุ่ม "เริ่มการวัด" ส่วนสุดท้ายของวงจรคือเส้นสี่หลักของตัวนับทศนิยมไบนารี DD9 - DD12 พร้อมเอาต์พุตไปยังตัวบ่งชี้เจ็ดส่วนสี่ตัว

พิจารณาอัลกอริธึมการทำงานของมิเตอร์ เมื่อคุณกดปุ่ม SB1 ตัวนับไบนารี DD8 จะถูกรีเซ็ตและสลับโหนดช่วง (มัลติเพล็กเซอร์ DD6.1) เป็นช่วงการวัดต่ำสุด - 0.010 - 10.00 µF ในกรณีนี้จะได้รับพัลส์ที่มีความถี่ 1 MHz ที่อินพุตหนึ่งของคีย์อิเล็กทรอนิกส์ DD1.3 อินพุตที่สองของสวิตช์ตัวเดียวกันจะรับสัญญาณที่เปิดใช้งานจากอุปกรณ์ one-shot ซึ่งระยะเวลาจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความจุของตัวเก็บประจุที่กำลังวัด

ดังนั้นพัลส์ที่มีความถี่ 1 MHz จึงเริ่มมาถึงทศวรรษนับ DD9...DD12 หากเกิดโอเวอร์โฟลว์เป็นเวลาหนึ่งทศวรรษ สัญญาณพกพาจาก DD12 จะเพิ่มการอ่านของตัวนับ DD8 ทีละหนึ่งและอนุญาตให้เขียนศูนย์ไปยังทริกเกอร์ DD7 ที่อินพุต D ศูนย์นี้จะเปิดไดรเวอร์ DD5.1, DD5.2 และมัน ในทางกลับกัน ให้รีเซ็ตทศวรรษการนับและตั้งค่า DD7 อีกครั้งเป็น "1" และรีสตาร์ท monostable กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า แต่ทศวรรษที่นับได้รับความถี่ 100 kHz ผ่านสวิตช์ (ช่วงที่สองเปิดอยู่)

หากก่อนที่พัลส์จากอุปกรณ์ช็อตเดียวจะเสร็จสิ้นการนับทศวรรษจะล้นอีกครั้ง จากนั้นช่วงจะเปลี่ยนไปอีกครั้ง หากสวิตช์ช็อตเดียวเร็วขึ้น การนับจะหยุดลงและตัวบ่งชี้สามารถอ่านค่าของความจุไฟฟ้าที่เชื่อมต่อสำหรับการวัดได้ การสัมผัสครั้งสุดท้ายคือหน่วยควบคุมจุดทศนิยม ซึ่งระบุช่วงย่อยการวัดปัจจุบัน ฟังก์ชั่นของมันจะดำเนินการโดยส่วนที่สองของมัลติเพล็กเซอร์ DD6 ซึ่งจะส่องสว่างจุดที่ต้องการโดยขึ้นอยู่กับย่านความถี่ย่อยที่รวมอยู่

ตัวบ่งชี้เรืองแสงสุญญากาศ IV6 ใช้เป็นตัวบ่งชี้ในวงจรดังนั้นแหล่งจ่ายไฟของมิเตอร์จะต้องสร้างแรงดันไฟฟ้าสองระดับ: 1 V สำหรับไส้หลอดและ +12 V สำหรับแหล่งจ่ายไฟแอโนดของหลอดไฟและไมโครวงจร หากตัวบ่งชี้ถูกแทนที่ด้วย LCD คุณสามารถเข้าถึงแหล่ง +9V หนึ่งแหล่งได้ แต่การใช้เมทริกซ์ LED นั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจากความจุโหลดต่ำของไมโครวงจร DD9...DD12

ควรใช้ตัวต้านทานแบบหลายรอบเป็นตัวต้านทานการสอบเทียบ R8 เนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัดของอุปกรณ์จะขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการสอบเทียบ ตัวต้านทานที่เหลือสามารถเป็น MLT-0.125 ในส่วนของไมโครวงจร คุณสามารถใช้ซีรีย์ K1561, K564, K561, K176 ใดก็ได้ในอุปกรณ์ แต่คุณควรจำไว้ว่าซีรีส์ 176 ไม่เต็มใจที่จะทำงานกับเครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ (DD1)

การตั้งค่าอุปกรณ์นั้นค่อนข้างง่าย แต่ควรทำด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษ

• ปลดปุ่ม SB1 ออกจาก DD8 ชั่วคราว (พิน 13)
• ใช้พัลส์สี่เหลี่ยมที่มีความถี่ประมาณ 50-100 Hz กับจุดเชื่อมต่อระหว่าง R3 และ R2 (ตัวสร้างแบบธรรมดาบนชิปลอจิกจะทำได้)
• แทนที่ตัวเก็บประจุที่จะวัด ให้เชื่อมต่อตัวเก็บประจุมาตรฐาน ซึ่งทราบความจุและอยู่ในช่วง 0.5 - 4 µF (เช่น K71-5V 1 µF ± 1%) หากเป็นไปได้ การวัดความจุไฟฟ้าโดยใช้สะพานวัดจะดีกว่า แต่คุณสามารถพึ่งพาความจุที่ระบุบนเคสได้เช่นกัน ที่นี่คุณต้องจำไว้ว่าคุณปรับเทียบอุปกรณ์ได้แม่นยำเพียงใด ดังนั้นมันจะวัดคุณในอนาคต
• การใช้ตัวต้านทานทริมเมอร์ R8 ตั้งค่าการอ่านตัวบ่งชี้ให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ตามความจุของตัวเก็บประจุอ้างอิง หลังจากการสอบเทียบแล้ว ควรปิดผนึกตัวต้านทานการตัดแต่งด้วยน้ำยาวานิชหรือสีหยดหนึ่ง

อ้างอิงจากเอกสาร “วิทยุสมัครเล่น” ฉบับที่ 5, พ.ศ. 2544