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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA R, C, L medidor em microcircuitos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O dispositivo proposto fornece medição de resistências de resistores, capacitâncias de capacitores e indutâncias de bobinas em uma faixa bastante ampla com uma precisão não inferior a 1.5...2%. Os resultados da medição são contados por um indicador de ponteiro com uma escala linear.
Principais características técnicas:
No centro da medição dos parâmetros R, C; L reside o método de formação de uma queda de tensão no elemento medido, proporcional ao valor de seu parâmetro. Consideraremos o princípio de operação do dispositivo usando o exemplo de medição da resistência de um resistor. Um fragmento do circuito explicando a pa6oty do medidor é mostrado na Fig.1. Quando uma tensão de valor fixo U e frequência f é aplicada a uma cadeia que consiste em Rd adicional e resistores Rx medidos (além disso, Rx é muito menor que Rd), a queda de tensão no resistor Rx (a grande resistência de entrada de um milivoltímetro praticamente não tem efeito nos parâmetros do circuito) é: Ux =Urx/(Rd+Rx) Denotando a relação de valores constantes U/Rd através do coeficiente K e proporcionando a condição Rx/Rd muito menor que 1 em todo faixa de medições de resistência, a expressão é simplificada para a forma Ux~KRx, (com um erro que não excede a precisão da medição), o que mostra que a tensão medida é proporcional ao valor da resistência medida do resistor.
Antes da medição, é necessário calibrar a escala do milivoltímetro definindo a tensão U na qual a queda de tensão no resistor de calibração Rx (quando SA está ligado e Rx está desligado) fará com que o ponteiro do instrumento se desvie para a divisão final de a escala. Nesse caso, toda a escala do dispositivo corresponderá ao valor do resistor de calibração Rx. Ao medir a indutância, os mesmos padrões de medição da resistência de um resistor, apenas em vez de uma bobina de indutância de calibração, eles incluem um resistor equivalente à reatância da bobina para a frequência da tensão de alimentação. A medição da capacitância de um capacitor difere porque a queda de tensão é medida a partir da corrente que flui através dele em um resistor adicional Rd conectado em série com o capacitor. Nesse caso, a escala do instrumento é calibrada usando capacitores de calibração. A resistência do resistor adicional neste caso deve ser muito menor que a reatância do capacitor na frequência de medição. A queda de tensão medida no resistor adicional é proporcional ao valor da capacitância do capacitor. O medidor consiste em uma unidade de comutação para resistores e capacitores de calibração, um gerador que gera frequências fixas de 159 Hz e 15,9 kHz e um milivoltímetro de corrente alternada. A unidade de comutação inclui uma chave para limites de medição SA1, uma chave para o tipo de trabalho SA2 e uma chave (ou botão) para calibração SA3. No diagrama abaixo, as posições das chaves são mostradas para medir resistores no limite de 1 MΩ. No circuito do dispositivo, os resistores R7 - R13 são resistores de calibração ao medir a resistência dos resistores às indutâncias da bobina e R14 - R20 são adicionais. Ao medir as capacitâncias dos capacitores, os resistores R1 - R6 são adicionais e os capacitores C1 - C6 são calibrados. O gerador (nó A) é feito em microcircuitos: DA1 é um oscilador mestre de acordo com o esquema com uma ponte Wien em um circuito de conexão figurativa positiva, DA2 é um amplificador não inversor com ganho de 2, DA3 é um integrador . A alteração da frequência do gerador é obtida trocando os capacitores C7 - C10. Nas sete posições superiores da chave SA1 de acordo com o esquema, o gerador fornece oscilações com frequência de 159 Hz e nas duas inferiores - 15,9 kHz. Para obter um sinal de medição suficientemente poderoso na saída de um amplificador não inversor, foi usado um amplificador de corrente baseado em um transistor VT2. O resistor R30 (quando a chave SA3 está fechada) calibra o dispositivo antes de fazer medições. O gerador é estável em operação e possui um coeficiente harmônico não inferior a 0,05%. Um milivoltímetro CA (nó B) é feito em um transistor VT3 e um chip DA4. A cascata FET, feita de acordo com o circuito seguidor de fonte, aumenta a resistência de entrada do dispositivo para 100 MΩ. O medidor de ponteiro RA1 é conectado na saída do amplificador à diagonal da ponte retificadora nos diodos VD3, VD4 e nos resistores R44, R45. A escala do milivoltímetro é linear, o erro de medição é praticamente determinado pela classe do medidor de ponteiro utilizado. No projeto do dispositivo, foi utilizado um medidor de ponteiro do tipo M906 com uma corrente de deflexão total de 50 μA. As chaves SA1 e SA2 são biscuit, tipo PGG - 9P6N e 3P1N, respectivamente. Mude o tipo SA3 TV1-1. Os resistores C2-10, C-13, C2-14 foram usados como resistores de calibração, os resistores restantes são do tipo MLT ou OMLT. Capacitores KT-1, KSO, MBM, K73-17, K50-6, K50-20, outros tipos também podem ser usados. A precisão da medição do dispositivo, até certo ponto, depende da seleção de capacitores de calibração, resistores adicionais e de calibração; portanto, eles devem ser selecionados com uma precisão não inferior a ± 0,5%. Se esses elementos forem usados com uma precisão de ± 0,1 ... 0,25%, o erro de medição será praticamente reduzido à precisão do cabeçote de medição do microamperímetro usado. Os amplificadores operacionais K574UD1 e K140UD8 podem ser usados com quaisquer índices de letras e sua substituição mútua é possível sem alterar o padrão da placa de circuito impresso. Além disso, em vez do chip K574UD1, você pode usar o chip K544UD2 e, em vez do chip K553UD2, o chip K153UD2, mas para cada um desses casos, você precisará alterar o padrão das faixas de corrente da placa .
Além dos tipos de diodos indicados no diagrama, podem ser utilizados os diodos D311A, D18, D9. O transistor KP103M pode ser substituído por qualquer transistor do grupo KP103 e KP303V por KP303G ou KP303E. Como um transistor VT2, qualquer transistor dos grupos KT815 ou KT817 é aplicável. Todos os elementos de calibração e adicionais são soldados diretamente nos terminais da chave SA1, e os elementos gerador e milivoltímetro são colocados em duas placas de circuito impresso feitas de fibra de vidro com metalização unilateral. Na placa do gerador, o transistor VT2 deve ser colocado em um dissipador de calor com uma superfície de dissipação de calor de 50 cm2. A placa do milivoltímetro é conectada diretamente aos terminais de saída do cabeçote de medição do ponteiro. O ajuste do medidor deve começar com o ajuste do gerador. Com uma instalação devidamente concluída e elementos úteis, girando o motor do resistor de ajuste R26, o gerador é ajustado para um modo de operação estável. É conveniente observar a configuração do gerador na tela do osciloscópio e determinar a frequência usando um medidor de frequência de contagem eletrônica. Para definir o gerador para uma frequência de 159 Hz, a chave SA1 é colocada em qualquer uma das sete posições superiores de acordo com o esquema e, usando os resistores de ajuste R21 e R22, ajuste o valor da frequência. Se os pares de capacitores C7, C10 e C8, C9 forem selecionados com uma precisão não inferior a ± 1%, o ajuste para uma frequência de 15,9 kHz não é necessário, ele é fornecido automaticamente. Deve-se notar que a configuração exata das frequências não é necessária, é importante apenas que elas difiram umas das outras em 100 vezes. O efeito da imprecisão da configuração de frequência é facilmente compensado ao calibrar o instrumento. A configuração de um milivoltímetro se resume a ajustar a agulha do microamperímetro para a última divisão da escala com um resistor sintonizado R43 quando uma tensão de 0,05 V com frequência de 159 Hz é aplicada à entrada do milivoltímetro. Então, a conformidade do desvio da seta do dispositivo é verificada quando uma tensão de 0,05 V com frequência de 15,9 kHz é aplicada à entrada. Com elementos de circuito reparáveis, isso é fornecido automaticamente, nenhum ajuste é necessário. Para facilitar a leitura das leituras, a escala do microamperímetro deve ser feita em 100 divisões ou usar um microamperímetro pronto de 100 μA de um microamperímetro semelhante, configurando-o em vez da escala de 50 μA.
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