undefined
Для конструирования, сборки, монтажа и выполнения регулировочных работ необходимо устройство или прибор для измерения емкостей конденсаторов. Рассматриваемое устройство (рис. 1.12) относится к сравнительно простому, дешевому, малогабаритному и достаточно точному типу приборов, которые позволяют не только определять в широких пределах емкости конденсаторов, но и оценивать величину емкости монтажа, погонной емкости кабелей, емкости переходов ППП. Это устройство дает возможность измерять емкости оксидных неполярных и полярных конденсаторов от нескольких десятых микрофарады до 10 тысяч микрофарад в восьми поддиапазонах методом прямого отсчета показаний по шкале ИП.

Устройство включает в свой состав входные и выходные цепи, сетевой понижающий трансформатор питания 77, выпрямительное устройство, работающее на емкостный фильтр; стабилизатор напряжения и измеритель емкости, собранный на ОУ DA1 и DA2.

Работает устройство от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц, включается в сеть с помощью электрического соединителя XI типа «вилка». На входе устройства установлен плавкий предохранитель F1, защищающий от перегрузок и коротких замыканий, которые могут возникнуть при ошибках в монтаже и неправильной сборке. Включается и выключается устройство с помощью переключателя SI.

Сетевой понижающий трансформатор питания 77 изготавливается на броневом магнитопроводе типа Ш, активная площадь поперечного сечения стали которого должна быть не менее 4 см2. Трансформатор состоит из одной катушки с двумя обмотками, пропитанными изоляционными лаками и имеющими повышенную электрическую прочность изоляции. Сетевой трансформатор 77 обеспечивает полную гальваническую развязку вторичных цепей устройства от высокого напряжения питающей сети переменного тока, расчетный уровень выходного выпрямленного напряжения и дополнительную электробезопасность при эксплуатации. В качестве сетевого трансформатора может быть использован трансформатор кадровой развертки типа ТК-110А.

Выпрямительное устройство выполнено на четырех диодах VD1—VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, на двух конденсаторах С/ и С2 и резисторе R11. Выпрямитель по этой схеме обеспечивает повышенную частоту пульсаций выпрямленного напряжения постоянного тока, хорошее использование габаритной мощности сетевого трансформатора, пониженное обратное напряжение на комплекте выпрямительных диодов. На выходе выпрямителя применен емкостный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения, которое подается на стабилизатор напряже-

ния, собранный на транзисторах VT1, VT4 и стабилитроне VD5. На выходе стабилитрона действует стабилизированное напряжение 12 В.

Сетевой трансформатор 77 типа Ш20Х20 содержит 3610 витков в первичной обмотке, намотанных проводом марки ПЭЛ диаметром 0,18 мм, и 246 витков провода марки ПЭЛ диаметром 0,5 мм во вторичной обмотке. После сборки и установки трансформатора на основание устройства его необходимо закрыть металлическим кожухом.

Перед измерением проверяемый конденсатор подключается к соединителям Х2 и ХЗ. После включения питания переключателем S1 устройство находится в исходном состоянии. Конденсаторы Сх и СЗ разряжены, так как контакты переключателя S3.1 разомкнуты. Для ограничения разрядного тока при измерении конденсаторов большой емкости последовательно с контактами переключателя S3.1 введен резистор RI6. При замыкании контактов переключателя S3.I начинает заряжаться конденсатор Сх через один Из резисторов R1—R8 в зависимости от положения переключателя S2.

В схеме устройства использованы два ОУ, один из которых DA1 является компаратором, т. е. ИП для сравнения измеряемой величины с эталоном, а второй включен как повторитель в вольтметре постоянного тока. Конденсатор Сх начинает постепенно заряжаться до заданного уровня, определяемого резисторами R9 и RI0, и в это время напряжение на выходе микросхемы DA1 остается на низком уровне, близком к нулю.

На транзисторах VT2 и VT3 собран источник тока для зарядки конденсатора СЗ. Величина зарядного тока регулируется переменным резистором R13. Примерно через 1 с после начала заряда конденсатора напряжение на входе компаратора достигает порогового значения, и он изменяет свое состояние. Заряд конденсатора СЗ прекращается. Напряжение на этом конденсаторе измеряется вольтметром постоянного тока. Выпрямительный диод VD7 обеспечивает уменьшение влияния нестабильности питающего напряжения на точность измерения емкости конденсатора Сх. После окончания измерения конденсатор СЗ медленно разряжается, что обеспечивается высоким входным сопротивлением вольтметра, так как ОУ работает в качестве повторителя.

При изготовлении устройства применены следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VTI типа МП16Б, VT2 — КТ342А, VT3 — КТ342,

VT4 — ГТ403Б; сетевой понижающий трансформатор питания Т1 типа Ш20Х20; микросхемы DA1 типа К140УД7, DA2 — К140УД7; конденсаторы С/ типа К50-6-50В-500 мкФ, С2 — К50-6-50В-200 мкФ, СЗ — К50-6-16В-20 мкФ; стабилитрон VD5 типа Д813; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д9Д, VD6 — КД503Б, VD7 — КД521А; резисторы RI типа ВСа-0,25-600 кОм, R2 — ВСа-0,25-120 кОм, R3 — ВСа-0,25-60 кОм, R4 — ВСа-0,25-12 кОм, R5 — ВСа-0,25-6 кОм, R6 — ВСа-0,25-3,9 кОм, R7 — ВСа-0,25-1,2 кОм, R8 — ВСа-0,25-600 Ом, R9 — ВСа-0,25-910 Ом, RI0 — ВСа-0,25-1 кОм, R1I — ВСа-0,5-6,2 кОм, R12 — ВСа-0,25-18 кОм, RI3 — СПЗ-45а-0,5-А-15 кОм, RI4 — ВСа-0,25-820 кОм, RI5 — ВСа-0,25-2,2 кОм, R16 — ВСа-0,25-2,2 МОм, R17 — ВСа-0,25-5,6 кОм; диод VD8 типа Д226А; переключатели 5/ типа П1Т-1-1, S2 — ПГК-11П1Н, S3 — МТЗ-1; микроамперметр PAI типа М4204, класс 1,5, шкала 300 мкА; плавкий предохранитель Ft типа ПМ-1-0,15 А; электрические соединители XI типа «вилка», Х2 и ХЗ типа КМПЗ-1 приборные.

Налаживание устройства начинают с БП. Последовательно проверяются входные и выходные напряжения на сетевом трансформаторе, выпрямителе и стабилизаторе напряжения. Если все основные параметры находятся в норме и на выходе действует стабилизированное напряжение 12 В, то переходят к регулировке и проверке напряжения на ОУ. Подбором сопротивления резистора Р17 устанавливают на микросхеме DA2 напряжение в пределах от 1 до 1,5 В. После этого, последовательно переключая поддиапазоны измерений, по эталонному конденсатору калибруют устройство подстроечным резистором R13, устанавливая требуемый ток зарядки конденсатора СЗ. При регулировке и настройке можно использовать другие комплектующие ЭРЭ, которые не ухудшают эксплуатационные характеристики. Например, резисторы типа ВСа можно заменить на резисторы типов МЛТ, OMJ1T, УЛИ, МТ; можно применить микросхемы типа КД140УД7; транзисторы типов КТ3107А, КТ312Б; диоды типов КД503В, КД521А; стабилитрон типа Д814Г.
Техническая характеристика

устройства для измерения емкостей конденсаторов

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

Номинальная частота питающей сети переменного тока, Гц . . .50

Пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, В .. . . 180—240

Пределы изменения частоты питающей сети переменного тока, Гц. . .49—51

Напряжение автономного источника питания, В. . . 12
Пределы измерения емкостей конденсаторов в поддиапазонах, мкФ:

1-й ...............................0—3

2-й ...............................0—15

3-й ...............................0—30

4-й ...............................0—150

5-й ...............................0—300

6-й ...............................0—1500

7-й ........,......................0—5000

8-й ...............................0—15 000

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

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не менее ..............10

Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ .........120

Кпд, %, не менее ........................95