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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor de capacitância digital simples MASTER S. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição No trabalho diário, os radioamadores geralmente precisam determinar os dados dos elementos de rádio. Se não for difícil medir a resistência de um resistor - você pode usar um multímetro comum, a situação é mais complicada com as capacidades do capacitor. Acontece que a inscrição no corpo da peça é apagada ou o recipiente é marcado com um código desconhecido. Às vezes é necessário selecionar com precisão a capacitância (em circuitos de ajuste de tempo e frequência, em filtros, circuitos ressonantes, etc.). Em todos esses casos, um dispositivo simples irá ajudá-lo, cuja descrição detalhada começamos a publicar nesta edição. FINALIDADE E DADOS TÉCNICOS O medidor de capacitância digital é projetado para medir a capacitância de capacitores de unidades de picofarads a 9 microfarads e mais, se contarmos o número de estouros do medidor. A presença de uma tensão de polarização constante (não superior a 999 V) na entrada do dispositivo permite medir a capacitância de capacitores de óxido não polares e polares. O medidor de capacitância pode selecionar ou rejeitar rapidamente capacitores, que são um dos componentes menos confiáveis \u6,5b\uXNUMXbdo equipamento de rádio, que geralmente são encontrados durante sua fabricação ou reparo. Capacitores de óxido incluídos em circuitos de resistência relativamente alta podem ser testados com este dispositivo sem tocar nos fios. Além disso, o medidor de capacitância pode ser usado para medir o comprimento de cabos coaxiais ou a distância até uma interrupção. Nesse caso, a capacitância do cabo é medida e o valor resultante é dividido pela capacitância linear (um metro) do cabo, retirada do livro de referência ou obtida empiricamente. Por exemplo, a capacitância linear do cabo RK-75 é de cerca de 67 pF, independentemente do seu diâmetro. O medidor de capacitância digital possui um indicador digital de quatro dígitos e três limites de medição: 1 - 9999 pF; 1 - 9999 nF; 1 - 9999 uF. A precisão da medição é de 2,5% ± 20 dígito da faixa selecionada em uma temperatura ambiente de 5°C. O erro de temperatura na faixa de +35 a +0,25°C não excede 1% por 0,08°C (limite "pF"], ±1% por 150°C (limite "nF" e "μF"). dispositivo - não mais que 88x48xXNUMX mm. A aparência do medidor de capacitância digital "Master C" é mostrada na fig. 1.
O dispositivo não contém peças escassas ou caras, é fácil de configurar, o que facilita a repetição mesmo para iniciantes. Se desejar, você pode aumentar o número de limites de medição estreitando o intervalo de cada um. Isso complicará um pouco o design do dispositivo (você precisará instalar outro interruptor), mas aumentará a precisão da medição. PRINCÍPIO DE AÇÃO Passemos ao diagrama funcional do medidor de capacitância (Fig. 2). A ideia principal de sua criação é emprestada de [1]. A capacitância medida Cx é conectada ao gerador de pulso de período de medição (GIP). O período dos pulsos gerados é proporcional a Cx. Eles são alimentados continuamente para o modelador de pulso de controle de conta. De acordo com o sinal de permissão, que é gerado a cada 0,8...1,0 com o gerador de ciclo, o modelador de pulso de controle gera um único pulso, cuja duração é igual a um período de pulso na saída GUI.
Na borda de ataque deste pulso, o modelador de pulso reset define o contador - um indicador digital para o estado zero. Além disso, o pulso de controle chega na tecla e permite a passagem de pulsos de clock para a entrada do contador. Esses pulsos são gerados por um gerador de pulsos de relógio (GTI). Sua frequência em cada limite de medição é escolhida de forma que, durante a ação do pulso de controle, o contador receba um número de pulsos igual ao valor numérico da capacitância medida nas unidades apropriadas: picofarads no limite "pF", nanofarads no limite Limite "nF", microfarads no limite "μF". Como a capacitância de entrada parasita do próprio dispositivo é sempre adicionada à capacitância medida na entrada da GUI, os pulsos são recebidos na entrada do contador, cujo número é numericamente igual à soma dessas capacitâncias. Neste projeto, a capacitância de entrada é 10...12 pF. Para que o contador mostre um valor verdadeiro no limite "pF", a duração do pulso de reinicialização é escolhida de forma que o contador não responda a um determinado número de primeiros pulsos, cujo número corresponde à capacitância de entrada parasita do dispositivo. Para maior clareza do exposto na Fig. 3 mostra diagramas de tempo explicando o funcionamento dos principais componentes do medidor de capacitância, indicando os pontos no diagrama de circuito onde esses pulsos podem ser observados.
DIAGRAMA PRINCIPAL O diagrama esquemático de um medidor de capacitância digital é mostrado na fig. 4. A GUI é um multivibrador baseado em um gatilho Schmitt, consistindo de um elemento DD1.3 e transistores VT1, VT2. Serve para converter o valor da capacitância medida em um intervalo de tempo. Os diodos VD1, VD2, resistor R9 e fusível FU1 protegem o dispositivo contra danos quando conectado à entrada de um capacitor carregado. O capacitor C7 e o resistor R10 melhoram a linearidade das leituras ao medir pequenas capacitâncias no limite "pF". O período de oscilação do multivibrador é determinado pela capacitância conectada à sua entrada e pela resistência de um dos resistores do circuito de realimentação - R14, R15 ou R16, dependendo do limite de medição selecionado. Os transistores VT1 e VT2 são usados para "aumentar" a saída do gatilho Schmitt, o que melhora seu desempenho no limite "uF".
(clique para ampliar) O capacitor C10 limita a frequência de pulso na saída do chip DD1.3 ao limite "uF" nos momentos em que o capacitor medido não está conectado à entrada. Sem o capacitor C10, a frequência dos pulsos do multivibrador nesses momentos aumenta para 4 ... 5 MHz, o que pode levar ao funcionamento incorreto dos gatilhos DD2.1, DD2.2 e ao piscar constante dos números nos indicadores. O capacitor C9 executa funções semelhantes no limite "nF", mas sua principal tarefa é reduzir o nível de pickup na entrada DD1.3 dos pulsos GTI no limite "pF" ("aterramento" do jumper entre os contatos das chaves SB1.2 .3.2 - SBXNUMX). O GTI é montado no elemento DD1.1. O período de suas oscilações no limite de "pF" é determinado pela capacitância do capacitor C3 e pela resistência dos resistores no circuito de realimentação R1, R6. Nos limites de "nF" e "uF" os capacitores C3 ou C1 são conectados ao capacitor C2 com cadeias de resistores com alta resistência para aumentar o período de oscilação. A frequência do clock no limite pF, nF e µF é de aproximadamente 2 MHz, 125 e 1,5 kHz. O gerador de ciclos é um multivibrador no elemento DD1.2. Gera pulsos que determinam o tempo entre os ciclos de medição ou o tempo de espera das leituras. Os gatilhos DD2.1 e DD2.2 formam um modelador de pulso de controle, que é utilizado para gerar um pulso cuja duração é igual à duração de um período de oscilação do HIP, ou seja, o tempo de carga e descarga do capacitor medido. Este método de formação de pulsos de controle permite aumentar a precisão ao medir a capacitância de capacitores com altas correntes de fuga (um aumento no tempo de carga é compensado por uma diminuição no tempo de descarga). A chave no elemento DD1.4 é usada para emitir pulsos do gerador de relógio do contador DD3 - DD6 por um tempo igual à duração do pulso de controle. O modelador de pulso de reset é montado em um transistor VT3. De seu circuito coletor, um pulso de reset entra no medidor eletrônico antes do início de cada novo ciclo de medição. A duração do pulso de reinicialização é definida pelo resistor de compensação R11 e é escolhida de forma que o contador eletrônico não responda aos primeiros 10-12 pulsos de contagem no limite "pF". Em outros limites, a duração desse pulso é muito menor que o período dos pulsos do clock e não afeta a operação do contador. O contador eletrônico contém quatro nós idênticos A1 - A4. Cada nó consiste em um decodificador contador decimal em um chip DD3 (DD4 - DD6) e um indicador fluorescente digital HG1 (HG2 - HG4). Os ânodos indicadores são conectados diretamente às saídas do chip K176IE4. Isso simplifica o circuito do contador-indicador, no entanto, com esse circuito de comutação, a tensão nos ânodos (segmentos luminosos) do indicador não excede a tensão de alimentação do microcircuito (geralmente 9 V). Em tal tensão, o brilho do brilho dos indicadores (especialmente aqueles que estavam em uso) pode ser insuficiente, além disso, o brilho desigual dos indicadores individuais é mais pronunciado. Para aumentar e equalizar o brilho do brilho dos indicadores luminescentes, a tensão de alimentação dos microcircuitos decodificadores do contador é ligeiramente superestimada (9,5 ... 9,7 V), o que é bastante aceitável. Além disso, uma pequena polarização negativa (2,5 ... 2,8 V) em relação ao fio comum é aplicada aos filamentos (cátodos) dos indicadores. Nesse caso, a tensão nos segmentos de ânodos dos indicadores em relação ao cátodo muda de 2,5 ... 2,8 V (o segmento está desligado) para 12,0 ... 12,5 V (o segmento está ligado). Isso aumenta significativamente o brilho do brilho dos segmentos e reduz a diferença no brilho do brilho dos indicadores individuais [2]. A fonte de alimentação do dispositivo usa um transformador unificado tipo T10-220-50, amplamente utilizado em calculadoras antigas. Em marcha lenta, produz uma tensão de cerca de 40 V (pinos 3 e 4) e 1,9 + 1,9 V (pinos 5, 7 e 6, 7). Para reduzir essas tensões às necessárias, um elemento de extinção reativa, o capacitor C13, é incluído no circuito do enrolamento primário. Ele reduz a tensão no enrolamento primário para cerca de 100 ... 110 V. Os secundários também diminuem de acordo. A principal desvantagem desse método de redução da tensão é um forte aumento na impedância de saída da fonte de alimentação. Portanto, para reduzir as mudanças na tensão retificada, dependendo da carga, os diodos zener VD14, VD4 são conectados em paralelo com o capacitor de suavização C5. Juntamente com o capacitor C13, eles formam um estabilizador paramétrico. Você pode usar outros transformadores de dimensões adequadas, incluindo os de fabricação própria, permitindo obter tensões secundárias de 12 ... 18 V a uma corrente de pelo menos 30 mA e 0,75 ... 1,0 V a uma corrente de 200 mA. Ao usar esse transformador, o capacitor C13 e os diodos zener VD4 e VD5 devem ser excluídos. A queda de tensão no LED HL1 e no diodo VD6 cria uma polarização negativa nos cátodos dos visores fluorescentes digitais. O regulador de tensão é montado nos transistores VT4 e VT5. As características de seu trabalho são descritas em detalhes em [3]. O diodo VD8 serve para reduzir a tensão de alimentação dos microcircuitos D1 e D2 ao nominal (9,0 V) para reduzir um pouco o consumo de corrente quando os microcircuitos operam em altas frequências. CONSTRUÇÃO E DETALHES Os detalhes do dispositivo são colocados em duas placas de circuito impresso - superior e inferior - feitas de fibra de vidro, fixadas entre si por racks de metal ou plástico de 14 mm de altura. Os postes na lateral do transformador e para montagem da chave liga/desliga têm 29 e 20 mm de comprimento, respectivamente. Todos eles são com rosca interna MZ. Seu diâmetro externo não é superior a 8 mm. Na placa superior, cuja localização das faixas impressas é mostrada na Fig. 5, a, existem microcircuitos K176IE4, indicadores digitais IV-3, dois clipes de crocodilo de tamanho pequeno para conectar os capacitores medidos e elementos de proteção de entrada (Fig. 5, b). Você pode usar os indicadores IV-3A, basta levar em consideração que eles têm uma numeração diferente de conclusões.
(clique para ampliar) Na placa inferior (Fig. 6) estão as demais peças, incluindo os elementos da fonte de alimentação. Botões P2K com fixação dependente são usados como interruptores para limites de medição. Outros tipos de interruptores funcionarão, mas você precisará fazer alterações no PCB. Ao usar uma chave ZP2N de tamanho pequeno ou uma chave deslizante, semelhante a ela no esquema de comutação, o ponto comum dos contatos SB2.2 e SB3.2, conectado ao contato normalmente fechado SB1.2, é conectado diretamente ao terminal 13 DD1.3. Com este esquema de comutação de limite, o capacitor C9 é excluído.
Ao fazer alterações no design do dispositivo, deve-se levar em consideração que, no limite "pF", os pulsos do gerador de clock com frequência de 2 MHz penetram nas capacitâncias da montagem até a entrada do dispositivo e pode reduzir a precisão da medição de pequenas capacitâncias. Portanto, os condutores dos circuitos de entrada devem ser os mais curtos possíveis e localizados longe dos circuitos de saída do gerador de clock. A blindagem dos circuitos de entrada também é útil. A tela é feita na forma de um quadrado de chapa estanhada com dimensões de 25x25 mm, colado com fita isolante e rigidamente soldado à barra portadora do switch P2K conectado a um fio comum de forma que fique acima do chip DD1 e blinde o circuitos de entrada localizados na placa superior. A conexão do terminal 13 do elemento DD1.3 com um interruptor é melhor feita a partir de um fio de montagem fino colocado acima da tela. Os resistores fixos são do tipo adequado MLT-0,125 ou MLT-0,25. Os resistores trimmer R1, R3 e R5 são multivoltas, tipo SP5-2, SP5-3 ou SPZ-39. Resistor trimmer R11 - tamanho pequeno, tipo SPZ-38a ou SPZ-19a. Capacitor C3 - cerâmico com TKE negativo e marcação M1500 ou em casos extremos M750. Os capacitores C1 e C2 devem ser termicamente estáveis, C1 - P100, PZZ, MPO, MZZ - M150, C2 - K73-16, K73-17. O capacitor C7 tem duas voltas com passo de 1 mm do condutor - a saída do resistor R10, enrolado em um fio isolado conectando o terminal 13 DD1.3 com o interruptor. É melhor não cortar a ponta restante da saída, pois pode ser útil no ajuste final do aparelho. O capacitor C13 é composto por dois capacitores MBM de 0,25 uF a 500 V conectados em série. Também é adequado um capacitor K73-16 ou K73-17 para uma tensão de pelo menos 630 V. Ao usar indicadores IV-ZA mais econômicos, você pode instalar um capacitor MBM 0,1 μF por 1000 V. Com a escolha correta da capacitância C13, a tensão na saída do retificador não deve ser inferior a 14 V quando a entrada do dispositivo estiver fechada no limite de "uF". Outros tipos de capacitores recomendados por [4] também funcionarão. Chave liga/desliga do teclado, tipo PT5-1. Uma chave deslizante PD1 ou uma chave seletora MT1, montada em uma placa com orifícios para racks, também é adequada. O corpo do dispositivo é feito de peças plásticas de 2...4 mm de espessura de acordo com a fig. 7.
Para o fundo da caixa, é melhor levar plástico com espessura de pelo menos 3 mm. Esta peça é fixada com quatro parafusos MZ "afundados" ao bloco de placas de circuito impresso fixado com racks. Para que as conclusões das partes do painel inferior não encostem na parte inferior da caixa, quatro arruelas plásticas de 2 mm de altura são coladas em seu lado interno. A placa que cobre o recorte sob as chaves do interruptor é colada na parte inferior da caixa por último, após a montagem completa da caixa e a fixação da tampa superior da caixa. Colado com as paredes laterais, é colocado na frente e fixado à esquerda pela parte inferior dos "crocodilos", enquanto o lado direito é fixado com dois parafusos nos montantes. Para abrir os clipes de crocodilo, foram utilizados botões cortados dos interruptores de botão KM1 - 1 ou KM2 - 1. Os botões podem ser feitos por você a partir de dois rebites com diâmetro de 4 ... 5 mm. Eles são montados na parte superior em buchas guia de 7...9 mm de altura com rosca externa M8 e levemente alargados para que não caiam. As buchas são fixadas na tampa superior com porcas. A janela indicadora na parte superior da caixa é coberta com vidro orgânico verde para reduzir o brilho das lâmpadas do vidro indicador. As inscrições necessárias perto dos controles podem ser escritas em papel bom, ou melhor, impressas em uma impressora e coladas ao corpo com Moment ou cola PVA. Para evitar que as inscrições sejam apagadas e não contaminadas, o papel deve ser pré-laminado na face frontal ou coberto com uma fina camada de verniz transparente. INSTALAÇÃO Após gravar e lavar as placas de circuito impresso dos restos de verniz protetor ou tinta, as trilhas impressas devem ser levemente limpas com lixa fina, enxugada com guardanapo embebido em álcool e aplicada verniz alcoólico (flux). Quando o verniz estiver seco, você pode prosseguir com a instalação. É melhor começar com o transformador da fonte de alimentação e depois instalar todas as partes do retificador e do estabilizador. Os invólucros dos capacitores C13 e do resistor R17 são completamente isolados com o auxílio de "cambric" e fita isolante, montados em um único conjunto e fixados na placa com os jumpers J14 e J15. As extremidades do cabo de alimentação, as extremidades alongadas do capacitor C13 e do transformador são soldadas às conclusões do interruptor, após o que o interruptor SA1 é fixado na placa. Nas conclusões do SA1, na quebra do cabo de alimentação, pode-se soldar um pequeno fusível de 0,1 A. Todos os racks ao redor do capacitor C13 devem ser de plástico, os racks de metal devem ser isolados. Todas as áreas nuas dos terminais do capacitor C13 e do resistor R17 devem ser preferencialmente preenchidas com cola quente ou outro composto isolante. Um isolamento tão completo dos circuitos de rede e a ausência de condutores impressos conectados à rede permitirão no futuro realizar medições, ajustes e ajustes do medidor de capacitância com bastante segurança. Depois de concluir a instalação da fonte de alimentação, você precisa verificá-la. Para fazer isso, um equivalente de carga é temporariamente conectado à saída do estabilizador de +9,6 V - um resistor MLT-1 com resistência de 470 ... 510 Ohms - e a tensão de saída é verificada. Se necessário, a tensão de saída do estabilizador pode ser ajustada selecionando o diodo Zener VD7. Essa verificação preliminar do estabilizador reduz a probabilidade de danos ao dispositivo quando você o liga pela primeira vez. Terminada a verificação da fonte de alimentação, o cabo de alimentação é dessoldado temporariamente para que não interfira, e as demais peças são montadas, com atenção especial aos jumpers. São 37 no total, incluindo jumpers flexíveis entre as placas superior e inferior. Os jumpers J1, J9, J10, J24 - J30 são montados antes da instalação dos elementos de rádio. Os jumpers J11 - J23 protegem as partes correspondentes e são instalados durante a instalação. Os jumpers J2 - J5 são instalados após a montagem dos interruptores SB1 ... SB3 e do chip DD1. Por último, depois de concluída a instalação de todos os elementos em ambas as placas, jumpers de conexão flexíveis entre as placas com cerca de 25 mm de comprimento são soldados na placa superior. As placas são fixadas juntas com racks, as pontas livres dos jumpers são soldadas na placa inferior. No momento da configuração do dispositivo, o jumper R9 - VD1 pode ser alongado para facilitar a abertura das placas. Mas antes do ajuste final, deve ser reduzido ao mínimo. As extremidades traseiras das presilhas crocodilo, e principalmente os pinos das chaves SB1 - SB3, devem ser cuidadosamente estanhadas antes de serem instaladas na placa. Os elementos C9 e R14 são instalados após a montagem das chaves SB1 - SB3 e encurtando os terminais superiores para 1,5 mm. Os componentes montados não devem se elevar acima da placa em mais de 12 mm. Após a conclusão da instalação, os terminais inferiores de todas as partes das placas são encurtados para 1,5 mm (podem ser levemente aparados com uma lima com entalhes finos). Os locais de rações devem ser tratados com uma escova umedecida em álcool para remover a sujeira e, em seguida, aplicar novamente verniz puro de resina de álcool. VERIFICAÇÃO E AJUSTE Depois de verificar a instalação do dispositivo quanto à conformidade com o diagrama de circuitos, certifique-se de que os curtos-circuitos sejam excluídos nos circuitos de energia. Agora você pode ligar a energia e verificar a tensão em C14, as tensões de saída do estabilizador +9,6 V e +9,0 V, bem como a tensão de brilho (0,75 ... 0,8 V). Se tudo estiver normal e os indicadores estiverem acesos, verifique se os componentes individuais do medidor de capacitância estão funcionando corretamente. A saída GTI (pino 10 DD1.1) deve ter pulsos retangulares com frequência de 1,8 ... 2,0 MHz com o botão "pF" pressionado, 120 ... 130 kHz - "nF", 1,4 ... 1,6 kHz - "uF". Isso pode ser verificado usando um osciloscópio com uma varredura calibrada ou um contador de frequência. Em seguida, um capacitor com capacidade de 82 ... 100 pF é conectado à entrada do dispositivo, o botão "pF" é pressionado e a operação do multivibrador GUI no elemento DD1.3 e nos transistores VT1, VT2 é verificada . Na saída do multivibrador (pino 11 DD1.3) deve haver pulsos retangulares com um período de cerca de 100 vezes o período dos pulsos de clock. Da mesma forma, o funcionamento deste multivibrador é verificado dentro dos limites de "nF" e "μF". Para fazer isso, capacitores com capacitância de 100 nF e 100 μF são conectados à entrada do dispositivo. Depois disso, eles são convencidos da operação do gerador de ciclos de medição montado no elemento DD1.2. A saída deste gerador deve ter pulsos com período de 0,8 ... 1,0 s. Com a mesma frequência (dentro dos limites de "pF" e "nF" quando as capacitâncias correspondentes são conectadas), o nó nos elementos DD2.1 e DD2.2 gera um pulso de controle, que pode ser verificado na entrada 6 do Elemento DD1.4 usando um osciloscópio ou uma ponta de prova lógica. No pino 4 do elemento DD1.4, deve aparecer uma rajada de pulsos no momento do pulso de controle. No limite "µF", o período de pulsos de controle pode atingir várias dezenas de segundos. Da mesma forma, com um osciloscópio em modo de espera, ou melhor, com uma ponta de prova lógica, você pode verificar a geração de um pulso de reset no coletor do transistor VT3. Para verificar o funcionamento do contador com indicadores, é conveniente usar um pulsador lógico [5]. Os sinais externos da operação correta do medidor de capacitância são os seguintes: se o capacitor não estiver conectado à entrada, leituras de zero estáveis são exibidas no limite de "nF" e "μF"; no limite "pF", com um leve toque manual nos terminais de entrada, são exibidas leituras de várias dezenas de picofarads. CONFIGURAÇÃO DO INSTRUMENTO Para configurar o dispositivo, você precisará de um conjunto de capacitores com precisão de pelo menos 0,5 ... 1,0% ou outro medidor de capacitância com precisão não inferior. Primeiro, a largura de pulso de reset é ajustada para obter leituras zero do dispositivo no limite "pF" com terminais de entrada livres (compensação de capacitância dos circuitos de entrada). Para fazer isso, gire o resistor sintonizado R11 para uma das posições extremas até que vários picofarads sejam indicados. Em seguida, gire lentamente na direção oposta até que as leituras zero apareçam. Em seguida, um capacitor com capacidade de cerca de 2000 pF é conectado à entrada do dispositivo e as leituras corretas são definidas usando o resistor trimmer R1. Em seguida, você precisa verificar a exatidão da medição de pequenas capacitâncias (1 ... 3 pF) e, se necessário, ajustar as leituras de zero novamente. Em seguida, a linearidade das leituras do dispositivo é verificada quando capacitores com capacidade de 10 a 100 pF são conectados a ele. Normalmente, quando não há cadeia C7R10, as leituras do dispositivo ao medir tais capacidades são superestimadas em 1 ... 2 pF. A inclusão da cadeia permite eliminar parcialmente a não linearidade das leituras do instrumento na faixa especificada. Se as leituras forem muito altas, você deve aumentar a capacitância do capacitor C7 enrolando as voltas da saída do fio R10 no jumper da saída 13 DD1.3 para a chave SB1.2 com uma pinça. Se as leituras estiverem muito baixas, você precisará rebobinar um pouco o fio. Em geral, as classificações da cadeia C7R10 dependem da frequência dos pulsos de clock no limite "pF". Com um aumento na frequência GTI para 2,5 ... 2,8 MHz, uma cadeia com classificações R10 - 2 MΩ, C7 - 1,5 pF pode se tornar ideal. Em outros limites, a não linearidade das leituras é insignificante e nenhuma correção é necessária. Definir os limites "nF" e "uF" se resume a conectar capacitores com capacidade de cerca de 2000 nF (2 uF) e 2000 uF e ajustar correspondentemente as leituras do medidor usando os resistores de ajuste R3 e R5. Durante o funcionamento do aparelho, não há necessidade de ajustar os resistores R1, R3 e R5, portanto não é possível fazer furos no case para ajustá-los. Ao usar botões de metal feitos em casa (sem molas de retorno) para abrir os "crocodilos" após colocar a tampa superior, é necessário corrigir as leituras de zero do contador, portanto, é fornecido um orifício para ajustar o resistor R11. MODERNIZAÇÃO Para alimentar o dispositivo, você pode usar dois elementos 316 com um conversor de tensão de acordo com o circuito da fig. 8.
Este conversor de tensão com estabilização por largura de pulso [6], quando devidamente fabricado e configurado, funciona bem na faixa de tensão de alimentação de 2,0 a 3,2 V, mantendo uma tensão de +9,6 V (18 mA) e uma tensão de pulso para aquecimento na saída. (valor efetivo 0,75 ... 0,8 V, corrente 160 ... 180 mA) com precisão suficiente. No entanto, quando é repetido, problemas de ajuste podem surgir devido à complexidade de fabricar um transformador de pulso com parâmetros precisamente especificados e selecionar transistores. Para aumentar a faixa de tensão de alimentação e reduzir a criticidade da configuração, é melhor usar um estabilizador adicional (VT3, VT4 - na Fig. 8). Neste caso, a tensão na saída do conversor deve ser aumentada para +11,5 ... 12 V. A tensão de saída depende da tensão de estabilização do diodo zener VD1. A tensão de alimentação do conversor serve simultaneamente para criar uma polarização negativa nos circuitos de aquecimento. O diagrama do circuito do conversor difere do circuito do protótipo [6] principalmente apenas nas classificações e tipos de elementos. O transistor VT1 KT203B com uma taxa de transferência de corrente de 30 a 60 pode ser substituído pelo KT361 com qualquer índice de letras. O transistor VT2 com uma taxa de transferência de corrente de 25 ... 80 é melhor usar a série KT630A, mas você também pode usar KT815, KT608 com qualquer índice de letras. O transformador T1 é enrolado em um anel de ferrite K16x10x4,5 M1000NM. As bordas afiadas do anel são levemente embotadas com uma barra de esmeril e, em seguida, uma fita ou filme isolante estreito é enrolado em duas camadas. Os enrolamentos são espaçados uniformemente ao redor da circunferência do anel. O enrolamento W1 contém 55 voltas de fio PELSHO 0,22 ... 0,27, W2 - 19 voltas de PELSHO 0,1 ... 0,22, W3 - 6 voltas de PEL ou PELSHO 0,27 ... 0,41. Você pode usar núcleos de ferrite com maior permeabilidade magnética ou com outros tamanhos, inclusive em forma de W, mas precisará recalcular o número de voltas. Na hora da montagem, é preciso ficar atento à correta conexão dos terminais dos enrolamentos W1 e W2. Se, quando a energia for ligada, a tensão de saída estiver ausente ou abaixo de 11,5 V, você precisará selecionar o modo com um resistor de corte R2. Se isso não ajudar, você deve curto-circuitar o resistor R3 (serve para eliminar a auto-excitação em altas frequências ao usar alguns tipos de transistores) e tentar novamente selecionar o modo com o resistor R2. O conversor pode ser considerado sintonizado se, ao mudar a tensão de alimentação de 3,2 para 2,0 V, com carga nominal (750 e 5 ohms nas saídas +12 e 0,75 V, respectivamente), a tensão na saída de +12 V não cair abaixo de 10,5 V, caso contrário, você precisará escolher um tipo diferente de transistor VT2 ou o número de voltas do transformador de pulso. A corrente de alimentação do conversor com uma diminuição na tensão de alimentação de 3,2 para 2,0 V aumenta, estando na faixa de 120 ... 155 mA, o período de repetição do pulso varia de 30 ... 60 μs. O nó no transistor VT5 serve para controlar a descarga da bateria. Quando a tensão na saída do estabilizador diminui em 70 ... 100 mV em relação ao nominal, o VT5 abre e os segmentos decimais acendem em todos os indicadores digitais. Com essa diminuição na tensão de alimentação, o erro adicional não excede 1%. O limite para o indicador de descarga da bateria é definido pelo resistor R7. As dimensões do conversor juntamente com o compartimento das baterias não excedem as dimensões da fonte de alimentação, sendo apenas necessário fornecer uma tampa facilmente removível para acesso ao compartimento com 316 elementos. Talvez a desvantagem mais significativa desse dispositivo seja o aumento do erro de temperatura no limite "pF", chegando a 0,25% por 1°C. Em outros limites, é facilmente compensado pela seleção dos capacitores C1 e C2 com o TKE apropriado. No limite "pF", a frequência GTI (cerca de 2 MHz) está próxima do limite, é necessário usar um circuito de temporização com um valor RC pequeno. Nesse caso, segundo o autor, amplifica a influência da instabilidade da capacitância de entrada e da dependência da temperatura da resistência de saída dos transistores CMOS do elemento DD1.1 do microcircuito K561TL1. Para reduzir esse efeito, você pode tentar usar uma cadeia paralela ou em série de um resistor convencional e um termistor TCR negativo como resistor R6. A relação de resistência desses resistores depende do valor TCR específico. Para melhorar a precisão da medição de algumas capacitâncias, é tentador usar um divisor de contador adicional por 10, configurando-o na saída da GUI com um ponto decimal antes do dígito menos significativo. Nesse caso, deve-se levar em consideração que um ruído de impulso significativo do GTI na entrada do dispositivo no limite "pF", devido ao fenômeno de sincronização, não dará o resultado desejado sem o uso de medidas especiais. O nível desses ruídos pode ser facilmente medido conectando um osciloscópio com um divisor de 1/10 com uma impedância de entrada de pelo menos 10 MΩ à entrada do dispositivo. Literatura
Autor: V.Andreev
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