Измерение емкости конденсатора

.

При настройке радиоприемников, генераторов и других устройств часто требуется подобрать и замерить емкость конденсатора. Для измерения конденсаторов небольших емкостей можно приспособить любой имеющийся радиоприемник. Для этого необходимо имеющуюся в радиоприемнике шкалу отградуировать в пикофарадах, в зависимости от угла поворота подвижных пластин переменного конденсатора. В начале градуировки следует обратить внимание на форму подвижных пластин конденсатора. Переменные конденсаторы отличаются формой подвижных пластин, которая определяет закон изменения емкости, в зависимости от угла поворота подвижных пластин относительно неподвижных. На рис. 8.7 приведены широкораспространенные формы пластин, где на рис. 8.7.а — прямоемкостная, на рис. 8.7.б — прямоволновая, на рис. 8.7.в — прямочастотная.

yemkost

Рис. 8.7. Форма пластин конденсаторов переменной емкости:
а) прямоемкостная; б) прямоволновая; в) прямочастотная

В прямоемкостном конденсаторе емкость изменяется пропорционально углу вращения φ:
C (φ) = Cмин + (Смакс — Смин)·(φ/180°)
где φ — угол поворота в градусах, Смин — минимальная емкость, Смакс — максимальная емкость.
Прямоволновой конденсатор во время вращения пластин дает равномерное изменение длины волны контура, в котором он находится,
C (φ) = [√Cмин + (√Смакс — √Cмин)·(φ/180°)]
Иногда этот конденсатор называют квадратичным. Прямочастотный конденсатор позволяет изменять частоту контура пропорционально углу поворота, то есть получается шкала с равномерной частотой,
C (φ) = [С-1/2макс + (С-1/2мин - С-1/2макс)·(φ/180°)]-2
После определения закона изменения емкости конденсатора производится настройка на любую радиостанцию и фиксируется значение емкости переменного конденсатора Си. Неизвестный конденсатор Сх подключают параллельно отградуированному переменному конденсатору радиоприемника. Емкость контура при таком присоединении возрастает на величину емкости неизвестного конденсатора Сх. Теперь чтобы услышать ту радиостанцию, что принималась ранее, необходимо уменьшить емкость отградуированного конденсатора настройки до получения емкости Сн, при которой будет прежняя слышимость. Тогда емкость неизвестного конденсатора будет равна разности емкостей отградуированного конденсатора настройки до подключения и после п включения конденсатора Сх,
Сх = Си — Сн
Этим способом можно измерять конденсаторы, емкость которых меньше максимальной емкости конденсатора настройки радиоприемника. При измерении емкостей от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад предпочтительнее использовать мостовые схемы. Мостовые схемы измерения емкостей дают возможность проводить измерения с большей точностью, нежели с помощью резонансных. На рис. 8.8 приведена схема измерительного моста емкости конденсатора, состоящего из четырех конденсаторов.

yemkost2

Рис. 8.8. Подключение измерительного моста емкости конденсатора к звуковому генератору на микросхеме (частота генератора 1000 Гц)

Значения величин емкостей трех конденсаторов считаются известными, они задаются. Четвертый конденсатор является неизвестным, измеряемым. К гнездам разъема ХР1 подключается источник переменного тока низкой частоты (например, звуковой генератор или трансляционная сеть). Если теперь мост сбалансировать с помощью переменного конденсатора С1, то в наушниках слышимость звукового сигнала упадет либо до минимума, либо вообще исчезнет. Такой измерительный мост имеет наибольшую чувствительность при равенстве емкостей конденсаторов, находящихся в плечах. Важно, чтобы сохранялось условие
Xc1/Xc2 = Xcx/Xc3
где Xc1, Xc2, Xc3, Xcx — емкостные сопротивления.
Из приведенной формулы следует
Cx = C1·(C2/C3)
Отградуировать измерительный мост можно с помощью конденсаторов, имеющих наименьший процент допуска емкости. Эталонные конденсаторы подключаются к гнездам разъема XS2 и отмечают их значения на шкале переменного конденсатора С1. Если не имеется достаточного количества эталонных конденсаторов для градуировки, то в последней формуле принимают С2 = С3 и зная минимальную и максимальную емкости переменного конденсатора, после определения закона изменения его емкости исходя из формы пластин производят градуировку вышеописанным методом. Рассмотренным мостом можно измерять конденсаторы, емкости которых лежат в пределах минимальной и максимальной емкости используемого переменного конденсатора. Конструктивно измерительный мост емкостей выполнен в небольшой пластмассовой коробочке (крышка мыльницы) с использованием промышленных деталей (конденсатор переменной емкости С1 взят от карманного радиоприемника «Селга 404», наушники BF1 типа ТОН-1 или ТОН-2). В данном измерительном мосте диапазон измерений конденсаторов находится от 5 пФ до 270 пФ, то есть соответствует границам емкости одной секции переменного конденсатора. Нижнюю или верхнюю границы измерения конденсаторов мостом можно уменьшить или поднять, если сделать переключатель, соединяющий секции сдвоенного переменного конденсатора, последовательно или параллельно. В первом случае диапазон измерений будет от 2,5 пФ до 135 пФ, а во втором — от 10 пФ до 540 пФ.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.