Kapazitäts- und Induktivitätsmessgerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Mit dem vorgeschlagenen Zeigermessgerät können Sie die Parameter der meisten Induktivitäten und Kondensatoren bestimmen, die in der Praxis eines Funkamateurs vorkommen. Neben der Messung der Parameter von Elementen kann das Gerät als Generator von Festfrequenzen mit Dekadenteilung sowie als Markengenerator für funktechnische Messgeräte eingesetzt werden.

Das vorgeschlagene Kapazitäts- und Induktivitätsmessgerät zeichnet sich durch seine Einfachheit und geringen Herstellungsaufwand aus. Der Messbereich ist zehntägig in sechs Teilbereiche mit Kapazitätsgrenzen von 100 pF – 10 μF für Kondensatoren und Induktivität 10 μH – 1 H für Induktivitäten unterteilt. Die Mindestwerte der gemessenen Kapazität, Induktivität und Genauigkeit der Messparameter an der Grenze von 100 pF und 10 μH werden durch die Strukturkapazität der Anschlüsse oder Buchsen zum Anschluss der Anschlüsse der Elemente bestimmt. In den übrigen Teilbereichen wird der Messfehler hauptsächlich durch die Genauigkeitsklasse des Zeigermesskopfes bestimmt. Der vom Gerät aufgenommene Strom überschreitet 25 mA nicht.

Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Messung des Durchschnittswerts des Entladestroms der Kondensatorkapazität und der Selbstinduktions-EMK der Induktivität. Das Messgerät, dessen schematisches Diagramm in Abb. 1, besteht aus einem Hauptoszillator auf den Elementen DD1.5, DD1.6 mit Quarzfrequenzstabilisierung, einer Reihe von Frequenzteilern auf den Mikroschaltungen DD2 - DD6 und Pufferwechselrichtern DD1.1 - DD1.4. Der Widerstand R4 begrenzt den Ausgangsstrom der Wechselrichter. Bei der Messung der Kapazität wird ein Schaltkreis aus den Elementen VD7, VD8, R6, C4 und bei der Messung der Induktivität ein Schaltkreis VD6, R5, R6, C4 verwendet. Die Diode VD9 schützt das Mikroamperemeter PA1 vor Überlastung. Die Kapazität des Kondensators C4 ist relativ groß gewählt, um den Nadeljitter an der maximalen Messgrenze zu reduzieren, wo die Taktfrequenz minimal ist – 10 Hz.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Gerät verwendet einen Messkopf mit einem Gesamtabweichungsstrom von 100 μA. Wenn Sie ein empfindlicheres Gerät verwenden (50 μA), können Sie in diesem Fall die Messgrenze um das Zweifache reduzieren. Als Anzeige des gemessenen Parameters dient die Sieben-Segment-LED-Anzeige ALS2A, die durch die Anzeige ALS339A ersetzt werden kann. Anstelle eines Quarzresonators mit einer Frequenz von 314 MHz können Sie auch einen Glimmer- oder Keramikkondensator mit einer Kapazität von 1 pF einschalten, allerdings erhöht sich der Messfehler um 24-3 %. Es ist möglich, die Diode D4 durch die Dioden D20 oder GD18, die Zenerdiode KS507A durch die Zenerdioden KS156A, KS147A zu ersetzen. Die Siliziumdioden VD168-VD1, VD4 können alle mit einem maximalen Strom von mindestens 9 mA sein, und der Transistor VT50 kann einer der Typen KT1, KT315 sein. Kondensator C815 - Keramik K3-10a oder KM-17. Alle Elementwerte und Quarzfrequenzen können um 5 % abweichen.
Eine Zeichnung einer Leiterplatte aus 1,5 mm dickem Folien-Glasfaserlaminat ist in Abb. dargestellt. 2.

Fig. 2

Die Geräteeinrichtung beginnt im Kapazitätsmessmodus. Schalten Sie den Schalter SB1 gemäß Diagramm in die obere Position und stellen Sie den Bereichsschalter SA1 auf die Position, die der Messgrenze von 1000 pF entspricht. Durch den Anschluss eines Modellkondensators mit einer Kapazität von 1000 pF an die Klemmen XS1, XS2 wird der Schieber des Trimmwiderstands R6 in eine Position gebracht, in der die Nadel des Mikroamperemeters PA1 auf die endgültige Skalenteilung eingestellt ist. Anschließend wird der Schalter SB1 in den Induktivitätsmessmodus geschaltet und durch Anschließen einer 100-μH-Induktivität an die Anschlüsse in derselben Position des Schalters SA1 eine ähnliche Kalibrierung mit dem Trimmwiderstand R5 durchgeführt.

Natürlich wird die Genauigkeit der Instrumentenkalibrierung durch die Genauigkeit der verwendeten Referenzelemente bestimmt. Bei der Messung der Parameter von Elementen mit dem Gerät empfiehlt es sich, mit einer größeren Messgrenze zu beginnen, um zu vermeiden, dass der Pfeil am Gerätekopf plötzlich aus der Skala gerät. Zur Stromversorgung des Zählers können Sie eine Gleichspannung von 10...15 V oder eine Wechselspannung aus einer geeigneten Wicklung des Leistungstransformators eines anderen Gerätes mit einem Laststrom von mindestens 40...50 mA verwenden. Die Leistung eines separaten Transformators muss mindestens 1 W betragen. Wenn das Gerät mit einer Batterie aus Batterien oder galvanischen Zellen mit einer Spannung von 9 V betrieben wird, kann es durch den Wegfall der Dioden des Versorgungsspannungsgleichrichters, der HG1-Anzeige und des SB1-Schalters durch die Platzierung von drei Anschlüssen (Buchsen) vereinfacht und effizienter gemacht werden ) auf der Vorderseite des Geräts aus den im Schaltplan angegebenen Punkten 1, 2, 3. Bei der Kapazitätsmessung wird der Kondensator an die Klemmen 1 und 2 angeschlossen, bei der Induktivitätsmessung wird die Spule an die Klemmen 1 und 3 angeschlossen.

Die Genauigkeit eines LC-Messgeräts mit Messuhr hängt bis zu einem gewissen Grad vom Abschnitt der Skala ab, daher ist die Einführung eines umschaltbaren Frequenzteilers in die Schaltung um 2, 4 oder eine ähnliche Änderung der Frequenz des Hauptoszillators (z Die Ausführung ohne Quarzresonator ermöglicht eine Reduzierung der Anforderungen an die Abmessungen und die Genauigkeitsklasse des Anzeigegeräts.

Autor: E. Terentiev, Naberezhnye Chelny, Tatarstan

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