undefined

На рис. 1.13 приведена принципиальная электрическая схема электронного устройства, созданного на одной микросхеме. Оно включает в свой состав следующие функциональные узлы и блоки: входные и выходные цепи, сетевой понижающий трансформатор питания 77, выпрямительное устройство, работающее на емкостный фильтр, и измеритель емкости инверторного типа.

Работает устройство от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц, подключается к сети с помощью электрического соединителя XI типа «вилка» и обычной штепсельной розетки. На входе устройства установлен плавкий предохранитель FJ, защищающий от коротких замыканий и перегрузок, которые могут возникнуть при ошибках в монтаже и сборке. Включается и выключается измеритель с помощью двухполюсного переключателя S1. При включении устройства загорается неоновая лампа тлеющего разряда Н1, свидетельствующая о готовности прибора к эксплуатации.

Сетевой понижающий трансформатор питания 77 изготавливается на броневом магнитопроводе типа ШЛ или Ш, активная площадь сечения стали которого должна быть не менее 3—3,5 см2. Трансформатор имеет одну катушку с двумя обмотками, разделенными между собой электрически прочной изоляционной прокладкой. Первичная обмотка содержит 2430 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,15 мм, сопротивление постоянному 

току которой равно 280 Ом, вторичная обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,51 мм с сопротивлением постоянному току 0,8 Ом. В качестве магнитопровода можно использовать магнитопровод типа УШ16X24. Можно применить трансформатор кадровой развертки типа ТВК-110Л2, перемотав вторичную обмотку. Сетевой понижающий трансформатор оГоспе-чивает расчетные значения выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя, полную гальваническую развязку вторичных цепей устройства от питающей сети переменного тока и достаточную безопасность работы с пониженным напряжением. После сборки сетевой трансформатор рекомендуется пропитать изоляционными лаками и провести электрическую тренировку в течение 3 ч.

Выпрямитель, собранный на двух диодах VD1 и VD2 по двухполупериодной симметричной схеме удвоения, которая представляет собой последовательное соединение двух однополупериодных схем, применяется при небольших токах в устройствах различной мощности. Для работы выпрямителей принципиальное значение имеет характер нагрузки, включенной на выходе выпрямителя,

т. е. схема сглаживающего фильтра. Выпрямители, работающие на фильтр, который начинается с емкости (с емкостной реакцией), используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей. Трансформаторы таких выпрямителей имеют большую габаритную мощность по сравнению с выпрямителями, работающими на индуктивный фильтр.

Измеритель емкости имеет одну микросхему DA1, работающую как мостовая схема, индикатором равновесия которого является световой индикатор, собранный на светодиоде VD3. Выбранная для установки в устройстве микросхема серии К155 состоит из полупроводниковых логических микросхем, выполненных на основе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) по пла-нарно-эпитаксиальной технологии. Вообще эти микросхемы предназначены для построения узлов цифровых вычислительных машин и устройств дискретной автоматики. В данном случае измеритель емкости представляет собой обычный генератор, колебания в котором возникают и поддерживаются при условии, что произведение значения емкости одного из образцовых конденсаторов СЗ—С7 на сумму сопротивлений двух резисторов R3 и части переменного резистора R4 должно быть меньше произведения значения емкости проверяемого конденсатора Сх на сумму сопротивлений резисторов R5 и второй части переменного резистора R4. Проверяемый конденсатор подключается к клеммам разъемных соединителей Х2 и ХЗ.

При нарушении указанного условия и равновесии моста, т. е. при равенстве этих произведений, генератор останавливает выработку импульсов и на выходе микросхемы (вывод 3) появляется низкий уровень логического нуля. В это время зажигается индикаторный светодиод VD3 при замкнутых контактах переключателя S2. После подключения проверяемого конденсатора Сх баланса измерительного моста добиваются перемещением ротора переменного резистора R4 из одного крайнего положения в другое.

При изготовлении измерителя емкости использованы следующие комплектующие ЭРЭ: микросхема DA1 типа К155ЛАЗ; светодиод VD3 типа АЛ307Б; выпрямительные диоды VD1 типа Д220, VD2 — Д220; сетевой понижающий трансформатор питания 77 типа ШЛ или Ш; конденсаторы С/ типа К50-3-15В-500 мкФ, С2 — К50-3-15В-500 мкФ, СЗ — К31П-5-2-100 пФ, С4 — К31П-5-Ы000 пФ, С5 — К70-6-1-0,01 мкФ, С6 — К70-6-1-0.1 мкФ, С7 — К71-4-2-1 мкФ (допускаемая точность

примененных образцовых емкостей конденсаторов должна быть выбрана в пределах 1—2 %); резисторы RI типа ВСа-1-200 кОм, R2 — ВСа-0,125-390 Ом, R3 — ВСа-0,125-820 Ом, R4 — ППЗ-40-10Вт-2,2 кОм, R5 — ВСа-0,25-820 Ом; индикаторная лампа HI типа ТН-0,2; плавкий предохранитель FI типа ПМ-1-0,2 А; электрические соединители XI типа «вилка», Х2, ХЗ типа КМЗ-1 приборные; переключатели SI типа П2Т-1-1, S2 — КМ1-1.

При сборке устройства следует обратить внимание на точность подбора образцовых конденсаторов и установку переменного резистора R4 проволочного типа. При этом вместо указанных резисторов типа ВСа можно применить резисторы типов МЛТ, МТ, ОМЛТ, £1-4, ВС, УЛИ; вместо конденсаторов типа К50-3 можно использовать конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16; вместо диодов типа Д220 — диоды типов Д105А, Д237А, КД226А; светодиод типа АЛ307Б заменить на светодиоды типов АЛ 102 или АЛ307 с любым индексом.

Простота устройства определяет его конструкцию и метод монтажа комплектующих ЭРЭ. Можно использовать навесной монтаж, применяя минимальные размеры соединительных проводников. Собирается измеритель емкости в металлическом корпусе прямоугольной конструкции по форме, близкой к конструктивному оформлению изделий в БНК-3 или БНК-4 с крышкой и лицевой панелью. Необходимость применения металлического корпуса продиктована широким диапазоном рабочих частот генератора, которые могут стать серьезным источником помех. Устройство имеет лицевую панель, на которой размещают переключатели S1 и S2, предохранитель, светодиод и контактные гнезда соединителей Х2 и ХЗ. По окружности, вокруг ручки переменного резистора, гравируется шкала емкостей. Градуировка шкалы осуществляется с помощью образцового измерителя емкости или набора конденсаторов высокой точности. На этой шкале гравируются числа, кратные соотношению емкостей проверяемого и образцового конденсаторов. Данная операция градуировки производится на каждом поддиапазоне емкостей, устанавливаемых переключателем S3.

Проверка емкости конденсатора осуществляется следующим образом. Установив проверяемый конденсатор в зажимы Х2 и ХЗ, переменным резистором выводят движок его в положение до момента зажигания светодиода. Фиксируют это положение по шкале и умножением цифры против этого положения движка на шкале на емкость 

образцового конденсатора, проставленную у данного положения ручки переключателя S3, определяют емкость проверяемого конденсатора.
Техническая характеристика

измерителя емкостей конденсаторов до 5 мкФ

Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В ..........................220

Номинальная частота питающей сети переменного

тока, Гц .............................50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В .....................187—242

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ....................49—51

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ..............12

Напряжение автономного источника питания

при отключении напряжения сети, В ..........4—5

Переменное напряжение на вторичной обмотке сетевого трансформатора питания в режиме

холостого хода, В .......................5,05

Коэффициент трансформации трансформатора 77 . . .48,6 Пределы измерения емкостей конденсаторов в поддиапазонах:

1-й, пФ ............................0—300

2-й, пФ ............................0—3000

3-й, мкФ............................0—0,03

4-й, мкФ............................0—0,3

5-й, мкФ............................0—5

Точность измерения емкости, %, не менее ........5

Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . .120 Кпд, %, не менее ........................98