Измерение емкости конденсатора, расчет эмкости переменного конденсатора

При настройке радиоприемников, генераторов и других устройств часто требуется подобрать и замерить емкость конденсатора. Для измерения конденсаторов небольших емкостей можно приспособить любой имеющийся радиоприемник. Для этого необходимо имеющуюся в радиоприемнике шкалу отградуировать в пикофарадах, в зависимости от угла поворота подвижных пластин переменного конденсатора. В начале градуировки следует обратить внимание на форму подвижных пластин конденсатора. Переменные конденсаторы отличаются формой подвижных пластин, которая определяет закон изменения емкости, в зависимости от угла поворота подвижных пластин относительно неподвижных. На рис. 8.7 приведены широкораспространенные формы пластин, где на рис. 8.7.а — прямоемкостная, на рис. 8.7.5 — прямоволновая, на рис. 8.7.в — прямочастотная. В прямоемкостном конденсаторе емкость изменяется пропорционально углу вращения ф:

где ф — угол поворота в градусах, Смин — минимальная емкость, Смакс — максимальная емкость. Прямоволновой конденсатор во время вращения пластин дает равномерное изменение длины волны контура, в котором он находится,

Рис. 8.7. Форма пластин конденсаторов переменной емкости:

а) прямоемкостная; б) прямоволновая; в) прямочастотная

Иногда этот конденсатор называют квадратичным. Прямочастотный конденсатор позволяет изменять частоту контура пропорционально углу поворота, то есть получается шкала с равномерной частотой,

После определения закона изменения емкости конденсатора производится настройка на любую радиостанцию и фиксируется значение емкости переменного конденсатора Си. Неизвестный конденсатор Сх подключают параллельно отградуированному переменному конденсатору радиоприемника. Емкость контура при таком присоединении возрастает на величину емкости неизвестного конденсатора Сх. Теперь чтобы услышать ту радиостанцию, что принималась ранее, необходимо уменьшить емкость отградуированного конденсатора настройки до получения емкости Сн, при которой будет прежняя слышимость. Тогда емкость неизвестного конденсатора будет равна разности емкостей отградуированного конденсатора настройки до подключения и после подключения конденсатора Сх,

Этим способом можно измерять конденсаторы, емкость которых меньше максимальной емкости конденсатора настройки радиоприемника. При измерении емкостей от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад предпочтительнее использовать мостовые схемы. Мостовые схемы измерения емкостей дают возможность проводить измерения с большей точностью, нежели с помощью резонансных. На рис. 8.8 приведена схема измерительного моста емкости конденсатора, состоящего из четырех конденсаторов. Значения величин емкостей трех конденсаторов считаются известными, они задаются. Четвертый конденсатор является неизвестным, измеряемым. К гнездам разъема ХР1 подключается источник переменного тока низкой частоты (например, звуковой генератор или трансляционная сеть). Если теперь мост сбалансировать с помощью переменного конденсатора С1, то в наушниках слышимость звукового сигнала упадет либо до минимума, либо вообще исчезнет.

Рис. 8.8. Подключение измерительного моста емкости койденсатора к звуковому генератору на микросхеме (частота генератора 1000 Гц)

Важно, чтобы сохранялось условие

где Хс1, Хс2, Хсз, ХСх — емкостные сопротивления. Из приведенной формулы следует

Отградуировать измерительный мост можно с помощью конденсаторов, имеющих наименьший процент допуска емкости. Эталонное конденсаторы подключаются к гнездам разъема XS2 и отмечают их значения на шкале переменного конденсатора С1. Если не имеется достаточного количества эталонных конденсаторов для градуировки, то в последней формуле принимают С2 = C3 и зная минимальную и максимальную емкости переменного конденсатора, после определения закона изменения его емкости исходя из формы пластин производят градуировку вышеописанным методом. Рассмотренным мостом можно измерять конденсаторы, емкости которых лежат в пределах минимальной и максимальной емкости используемого переменного конденсатора. Конструктивно измерительный мост емкостей выполнен в небольшой пластмассовой коробочке (крышка мыльницы) с использованием промышленных деталей (конденсатор переменной емкости С1 взят от карманного радиоприемника «Селга 404», наушники BF1 типа ТОН-1’ или ТОН-2). В данном измерительном мосте диапазон измерений конденсаторов находится от 5 пФ до 270 пФ, то есть соответствует границам емкости одной секции переменного конденсатора. Нижнюю или верхнюю границы измерения конденсаторов мостом можно уменьшить или поднять, если сделать переключатель, соединяющий секции сдвоенного переменного конденсатора, последовательно или параллельно. В первом случае диапазон измерений будет от 2,5 пФ до 135 пФ, а во втором — от 10 пФ до 540 пФ.

Измерение индуктивности катушки

Известно несколько методов измерения индуктивности катушек. Среди них выделим наиболее доступные для радиолюбителей. Метод фильтр-пробки. Берется радиоприемник, работающий на внешнюю антенну, настраивается точно на частоту какой-либо радиостанции. После этого внешняя антенна отключается и между ее концом и гнездом подключения антенны включается отградуированный конденсатор переменной емкости Сэ, параллельно которому подключается измеряемая катушка Lx. Полученное соединение конденсатора и катушки представляет заграждающий «фильтр-пробку». Далее вращая конденсатор Сэ добиваются резкого пропадания слышимости радиостанции. Это признак того, что образованный колебательный контур настроен в резонанс с частотой колебаний принимаемой станции. В этом случае индуктивность катушки найдем по формуле

где Лямбда — длина волны в метрах, Ск — емкость контура в пикофарадах.

Измерение индуктивности катушки связано с частотой протекающего тока, в связи с чем измерение индуктивности высокочастотных катушек необходимо производить на частотах, близких к тем, на которые предназначена катушка. Наилучшие результаты измерения получаются при использовании резонансных методсз. При помощи резонансных измерителей индуктивности от долей микрогенри до сотен миллигенри с точностью 1…2%. Для измерения индуктивности катушек, используемых в низкочастотных цепях радиоприемников (дросселе, трансформаторов), можно использовать мостовые измерители или метод вольтметра и амперметра. Нужно при этом помнить, что индуктивность катушки со стальным сердечником сильно зависит от постоянной составляющей тока подмагничивания, протекающего в катушке. Поэтому при измерении необходимо пропускать через катушку постоянную составляющую тока такой величины, какой она будет в реальной схеме радиоприемника.

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Как измерить емкость конденсатора мультиметром?

Для измерения емкости конденсаторов пригоден практически любой цифровой мультиметр. Некоторые из таких приборов позволяют измерять емкость непосредственно, другие же требуют прибегать к косвенным методам измерения.

Инструкция

Если используется мостовая приставка для измерения емкости, используйте мультиметр в качестве устройства для определения баланса моста. К соответствующим выводам моста подключите его через детектор с фильтрующим конденсатором, а на самом мультиметре выберите режим микроамперметра постоянного тока. Подключите конденсатор к мосту, сбалансируйте последний по минимуму показаний, затем по шкале моста прочитайте показания.

Если мультиметр функцией измерения емкости не обладает, а мостовой приставки нет, воспользуйтесь следующим способом. Возьмите генератор стандартных сигналов. Установите на нем известную амплитуду сигнала, равную нескольким вольтам. Включите последовательно мультиметр, работающий в режиме микроамперметра или миллиамперметра переменного тока (в зависимости от условий измерения), генератор и испытуемый конденсатор. Установите такую частоту, чтобы мультиметр показал ток, не превышающий в первом случае 200 мкА, а во втором — 2 мА (если частота слишком мала, он не покажет ничего). Затем поделите амплитудное значение напряжения, выраженного в вольтах, на квадратный корень из двух, чтобы получить действующее его значение. Ток переведите в амперы, после чего поделите напряжение на ток, и вы получите емкостное сопротивление конденсатора, выраженное в омах. Затем, зная частоту и емкостное сопротивление, вычислите емкость по формуле:C=1/(2?fR), где C — емкость в фарадах, ? — математическая константа «пи», f — частота в герцах, R — емкостное сопротивление в омах.

Совет добавлен 12 апреля 2011 Совет 2: Как измерить емкость Чаще всего необходимость замера емкости возникает у владельцев автотранспорта при проверке работоспособности аккумуляторов. Есть несколько простых шагов, чтобы верно измерить их емкость.

Инструкция

Таким образом, принцип действия аккумулятора мало чем отличается от обычной батарейки. Емкость аккумулятора – это количество электричества, которое может выдать новый или полностью заряженный аккумулятор.

• в чем измеряется емкость аккумулятора

Как измерить емкость — версия для печати Оцените статью!

транзисторов — Измерение емкости путем измерения времени нарастания

\$\начало группы\$

Я построил схему для измерения емкости конденсатора по формуле τ = R·C (см.

схему ниже).

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Когда я размыкаю выключатель (который обычно замкнут), я хочу, чтобы конденсатор заряжался. Когда напряжение на указанном конденсаторе достигает ~0,67·В, _{подает питание} выходной сигнал операционного усилителя меняется с низкого на высокий.

Моя проблема в том, что я не получаю нужное напряжение на конденсаторе при размыкании ключа (максимум 800-900 мВ).

Это потому, что у меня отсутствует резистор в основании транзистора? Глядя на примеры транзисторов, используемых для переключения, говорят, что нужно адаптировать значение резистора к желаемому току на эмиттере. Поскольку ветвь подключена только к входу (+) операционного усилителя, у меня сложилось впечатление, что ток близок к 0 мА, поэтому мне трудно найти значение резистора, которое не является полностью случайным.

РЕДАКТИРОВАТЬ: я изменил свою схему в соответствии с ответом Mattman944. Теперь схема намного более воспроизводима, чем раньше, каждый раз, когда я щелкаю переключателем, я измеряю одно и то же время, прежде чем считываю нарастающий фронт на выходе. Единственным недостатком этого является то, что время между размыканием переключателя и считыванием нарастающего фронта резко изменилось.

Используя конденсатор 22 нФ, я обычно измерял разницу во времени в 22-28 мс. Используя формулу τ=R.C => C=τ/R = 22-28 нФ, что близко к реальному значению (хотя и не повторяемо вообще). Теперь время между щелчком переключателя и считыванием нарастающего фронта на выходе уменьшилось до 84 мкс, таким образом, предположительно измеряя емкость 84 пФ вместо 22 нФ.

Возможно ли, что изменение схемы так, как я сделал, могло изменить способ, которым я должен преобразовывать прошедшее время в емкость?

• транзисторы
• конденсатор

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

PNP работает плохо, потому что для того, чтобы E-B стал проводить, нужно напряжение меньше нуля на эмиттере, так что вы не можете полностью разрядиться.

NPN будет работать лучше, но может не разрядиться до нуля. Лучше всего использовать небольшой N-канальный МОП-транзистор, он полностью разрядит конденсатор до нуля.

Для больших емкостей подключите небольшой резистор последовательно с коллектором/стоком.

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Редактировать: Я построил схему MOSFET, мой V+ равен 5В. Используя цифровой мультиметр, мой резистор 1 МОм измеряет 0,977 МОм, емкость конденсатора составляет 21,5 нФ, что дает постоянную времени 21,0 мс.

Напряжение за одну постоянную времени составляет 63,2%, или 3,16 В. Я использовал курсоры осциллографа, чтобы измерить время достижения 3,16 В, оно составило 21,4 мс. Не точно, но в пределах погрешности измерения моей установки.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Несколько проще проводить измерения повторно, а затем усреднять результаты. Таким образом, вам, вероятно, понадобится мультивибратор, который непрерывно заряжает и разряжает конденсатор между двумя предельными напряжениями.

В приведенной ниже схеме для этой цели используется компаратор LM393, LM339, LM2901 или любой другой компаратор с открытым коллектором/открытым стоком. Компоненты внутри пунктирной линии реализуют модель LM393 только в моделировании.

Обратите внимание, , что диапазон входного напряжения LM393 составляет от 0 В до VCC-1,5 В, то есть от 0 до 3,5 В при питании от 5 В.

Схема также будет работать с компаратором с двухтактным выходом «rail-to-rail» — в этом случае удалите R5. Если компаратор также имеет диапазон входного напряжения от шины к шине, то резисторы R2 и R3 должны быть равны 47 кОм, а резистор R4 должен быть отрегулирован для разумного диапазона рабочего напряжения.

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

Конденсатор и выходные напряжения выглядят следующим образом: Буферный каскад эмиттера, который качается почти от рельса к рельсу.

^{имитация этой схемы}

Конденсатор и выходные напряжения выглядят следующим образом:

Разумеется, существует множество способов настройки цепей измерения конденсаторов. Подход, аналогичный вашему, но использующий постоянный ток (по сравнению с постоянным напряжением через резистор), преобразует емкость непосредственно в напряжение:

1. Конденсатор подключен как времязадающий элемент в генераторе треугольных колебаний. Источник эталонного («амплитудного») тока, используемый в генераторе, управляется напряжением (VCCS).
2. Треугольная волна разнится, чтобы получить прямоугольную волну с амплитудой, пропорциональной наклону треугольной волны.
3. Прямоугольная волна выпрямлена.
4. Выход выпрямителя регулируется до постоянного напряжения путем замыкания контура обратно на VCCS первой ступени. Это фиксирует наклон треугольной волны. Чем больше конденсатор, тем пропорционально больший ток требуется для получения этого фиксированного наклона.

Таким образом, управляющее напряжение источника тока прямо пропорционально емкости и представляет собой выход схемы.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Как измерить емкость керамических конденсаторов? Уголок вопросов и ответов

Емкость керамических конденсаторов измеряется с помощью измерительные приборы, такие как измеритель LCR (принцип измерения см. ниже). и анализатор импеданса.

В нашей компании номинальная емкость керамических конденсаторов измеряется при следующих условиях.

(Условия измерения также описаны на странице данных о надежности в каталоге. Каталоги здесь.)

*1 На рисунках указаны типичные характеристики. Подробно ознакомьтесь с индивидуальными спецификациями.
*2 Термическая обработка: начальное значение должно быть измерено после термической обработки образца при 150+0/-10℃ в течение часа и выдерживали при комнатной температуре в течение 24±2 часов.

	Класс 1		Класс 2
	Стандартный	Высокочастотный тип	С ≤ 10 мкФ	С > 10 мкФ
Предварительное кондиционирование	Нет		Термическая обработка (при 150℃ в течение 1 часа) (*2)
Частота измерения	1МГц±10%		1 кГц ± 10%	120±10 Гц
Измерение напряжения (*1)	от 0,5 до 5 В среднекв.		1±0,2 В среднекв.	0,5±0,1 В среднекв.
Применение смещения	Нет

Обратите внимание, что емкость зависит от частоты, температуры, напряжение и тд.