Naprava, kot je merilnik kapacitivnosti, se uporablja za merjenje kapacitivnosti. Ta merilnik sta izumila Ewald Georg Von Kleist (10. junija 1700) in Pieter Van Musschenbroek (16. marca 1692) leta 1975. Sestavni deli, ki se uporabljajo za oblikovanje kapacitivnosti, se imenujejo kondenzatorji, ki jih je mogoče uporabiti skoraj v vseh elektronskih napravah za shranjevanje električnega naboja. Kondenzator z veliko kapacitivnostjo bo shranil več naboja. Na voljo so različni tipi merilnikov kapacitivnosti, ki vam omogočajo neposredno merjenje kapacitivnosti med 0,1 Pico farad in 20 mikrofaradi. Enota kapacitivnosti je farad, predstavljena s črko „F“. Obstaja več metod za merjenje kapacitivnosti, vendar je najbolj natančna metoda most. Ta članek obravnava pregled merilnika kapacitivnosti.
Kaj je merilnik kapacitivnosti?
Opredelitev: Kondenzatorji so zelo pogosti v osnovnih komponentah v kateri koli elektronski napravi, gre za pasivno dvodelno elektronsko komponento, v katero lahko shranjujejo energijo v električnem polju, zmogljivost kondenzatorja pa je kapacitivnost. Merilnik kapacitivnosti je ena vrsta elektronskega preskusnega instrumenta, ki se uporablja za merjenje kondenzatorja v faradih. Obstaja več metod za merjenje kapacitivnosti, vendar je najbolj natančna metoda most.
Načelo delovanja merilnika kapacitivnosti
Pri izmerjeni kapacitivnosti se za merjenje uporabi referenčna vzbujalna napetost. Na spodnji sliki je neznana kapacitivnost ojačana z ojačevalnik . Blokovni diagram merilnika kapacitivnosti je prikazan na spodnji sliki.
Blokovni diagram merilnika kapacitivnosti
Blokovni diagram kapacitivnega števca (CM) je sestavljen iz ojačevalnika, neznane kapacitivnosti, generatorja referenčne napetosti, referenčne ure, multiplekserja, ojačevalnika in generatorjev napolnjevanja, integratorja in primerjalnika. Ojačevalnik naboja, generator naboja X16 in generator naboja X1 se seštejejo in dajo integratorju.
Izhod integratorja je podan kot vhod v primerjalnik, kar primerjalnik počne, pomeni, da nadzoruje integrator in nadzoruje generatorja naboja X1 in X16, da ohrani izhod integratorja na 0V. Vzbujevalni generator in generator naboja X1 uporabljata referenčno napetost.
Vezje merilnika linearne kapacitivnosti z uporabo 555IC
Časovnik IC 555 se uporablja za ustvarjanje kvadratnih valov z želeno frekvenco in želenim delovnim ciklom, uporablja pa se tudi za druge namene. Dva op-amp-a, tranzistor (ki deluje kot stikalo) in potencialni delilnik (trije upori so povezani zaporedno, je potencialni delilnik). En konec potencialnega delilnika zagotavlja napajalno napetost, drugi konec pa je ozemljen, trije upori v potencialnem delilniku so enaki.
Napetost VC je priključena na kondenzator, ki se lahko redno polni ali prazni. En priključek kondenzatorja je povezan z maso, drugi terminal pa lahko polni ali izprazni. Notranji diagram vezja merilnika linearne kapacitivnosti merilnika časa IC555 je prikazan spodaj.
Vezje merilnika linearne kapacitivnosti
Dva operacijska ojačevalnika v časovniku IC555 imata dva vhodna terminala, izhod prvega ojačevalnika je 1 (logičen), če je VC večji od 2/3 V, drugi izhod ojačevalnika pa 1, ko je VC manjši od V / 3 . Oba ojačevalnika sta priključena na SR flip-flop. V flip-flopu bo Q '1', ko bo VC nad 2v / 3, podobno bo Q '0', ko VC pade pod v / 3.
Če je VC med 2v / 3 in v / 3 (2v / 3> VC> v / 3), se vrednost 'Q' ne bo spremenila, ker so izhodi op-ojačevalcev enaki nič, ko VC leži med tema dvema vrednostma. Večina stvari, operacijski ojačevalniki, delilnik potenciala, tranzistor, SR flipflop, je dejansko znotraj časovnika IC555. Grafikoni VC in Q so prikazani na spodnji sliki.
parcele za polnjenje in praznjenje
Čas vklopa in izklopa iz parcel
Čas polnjenja: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)
Kjer je VC napetost na kondenzatorju
V / 3 je izhodišče
2V / 3 je ciljni prirastek
Časovna konstanta (τ) = (RA + RB) * C
Ko je polnjenje končano, e - t1 / (RA + RB) C = 1/2
e t1 / (RA + RB) C = 2
t1 * (RA + DB) * C = ln2
t1 * (RA + RB) * C = 0,693
t1 = 0,693 * (RA + RB) C
Čas praznjenja: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C
V času t2 je 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
Potem je e-t2 / RB * C = 1/2
et2 / RB * C = 2
t2 / RB * C = ln2 = 0,693
t2 = RB * C (0,693)
Takole je IC555 časovnik deluje. Osnovno vezje za merilnik kapacitivnosti je prikazano spodaj. Vzemite kondenzator in ga napolnite do fiksne napetosti ‘V’, drugi konec pa priključite na tla.
Osnovni merilnik kapacitivnosti
Ko je K na P1, se C napolni s Q = CV
Ko je K pri P2, se C izprazni s Q = CV
Naboj, ki teče skozi števec vsako sekundo = f * Q
Povprečni tok skozi merilnik = f * Q = f * C * V
Odčitek števca = f * C * V, kadar sta f in V konstantna, je odčitek merilnika linearno sorazmeren kapacitivnosti kondenzatorja.
Vemo, da je naboj (Q) = CV, če uporabimo fiksno napetost, potem je količina naboja, ki jo bo imel kondenzator, odvisna od kapacitivne vrednosti kondenzatorja. Če je kapacitivnost večja, bo naboj večji.
Vzdrževanje merilnika kapacitivnosti
Vzdrževanje tega števca je
- Merilnik naj bo proč od vode in prahu
- Merilnikov ne uporabljajte pri visokih temperaturah
- Merilnikov ne uporabljajte na močnih magnetnih mestih
- Za brisanje števcev ne uporabljajte tekočin ali detergentov
Lastnosti
Značilnosti digitalnega merilnika kapacitivnosti so
- Enostavno odčitavanje merilnih vrednosti
- Visoka natančnost
- Pod močnim magnetnim poljem so možne tudi meritve
- Zelo zanesljiv
- Zelo trpežna
- Lahka
Specifikacije digitalnega merilnika kapacitivnosti
Specifikacije digitalnega merilnika kapacitivnosti so
Zaslon: LCD
Razpon: Razpon digitalnega števca je od 0,1 PF do 20 mF
Baterija: 9 voltov, življenjska doba alkalne baterije je približno 200 ur, cink-ogljikova baterija pa približno. 100 ur
Delovna temperatura: Delovna temperatura digitalnega CM je od 00C do 400C
Delovna vlažnost: Delovna vlažnost digitalnega CM je 80% MAX.R.H
Prednosti
Prednosti merilnika kapacitivnosti so
- Zahteve po strojni opremi so manjše pri merilnikih kapacitivnosti na osnovi Arduina
- Preprosta konstrukcija
- Majhne velikosti
- Manj teže
Pogosta vprašanja
1). Kako se meri kapacitivnost?
Večina elektronskih naprav vsebuje kondenzator za shranjevanje električne energije. Sposobnost shranjevanja kondenzatorja je znana kot kapacitivnost, ki se meri v Faradu (F).
2). Kateri je najboljši tester kondenzatorja?
Eden najboljših preizkuševalnikov kondenzatorjev je Honeytek A6013L, njegov obseg je od 200 Pico farad do 20 mikrofaradov.
3). Kateri instrument meri kapacitivnost?
Merilnik LCR je ena vrsta elektronskih testnih instrumentov, ki se uporablja za merjenje kapacitivnosti elektronskih komponent.
4). Čemu je enaka kapacitivnost?
Kapaciteta je enaka razmerju med polnjenjem in napetostjo. Izraženo je kot C = Q / V.
- Kjer je C kapacitivnost
- Q je shranjen naboj, izmerjen v kulonih (C)
- V je napetost na kondenzatorju, izmerjena v voltih (V)
5). Kaj je Q kapacitivnost?
Razmerje reaktanca kondenzatorja (XC) in efektivna odpornost (R) je opredeljena kot kapacitivnost faktorja kakovosti ali kapacitivnost Q. Izraženo je kot Q = XC / R.
V tem članku je prikaz merilnika kapacitivnosti, merilnik linearne kapacitivnosti z uporabo časovnika IC555 so obravnavane funkcije, prednosti, specifikacije in vzdrževanje tega števca. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je razlika med kondenzatorjem in kapacitivnostjo?
