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在6个范围内测试1p到10u的电容器把它连接到你的万用表(0v-10v刻度)
这个简单的附加电容表是专为帮助您识别1p到10u的电容而设计的。由于电容器在尺寸、形状和编码上千差万别,一直存在识别电容器的问题。由于建筑形式的不同,大多数情况下无法通过大小来识别它们。所以你必须能够阅读和解释身体上的密码。但如果数字缺失或尺寸很小,你就有问题了。唯一的解决办法就是有一个测试设备来帮你识别它们。
二电容表视图 |
附加电容表电路 |
这个项目正是你所需要的。它结构简单,几乎可以连接到任何模拟万用表。
刻度在每个范围内都是精确的-当然足够好,可以提供1p到10u之间的任何电容值。
实际精度取决于设计中使用的组件的公差,由于我们使用了10%的组件,您可以假设您所读取的任何读数都具有此精度。有趣的是,电容器的实际值对大多数应用并不重要。
耦合电容器可以是/-50%,而不影响性能,旁路电容器也可以。唯一必须精确的类型是调谐电容器和振荡器中的电容器,然后通常有一个微调器帽或段塞调谐线圈,可以通过调节来设置频率。
我们设计这个项目的原因是我们需要确定我们在射频运动检测器(尚未发布)前端使用的两个电容器的值。它必须是1.8便士,而我在我们的零件商店里找到的电容器看起来像18便士——很难读出印刷在机身上的数值。我不得不借用工作人员的电容测试仪来证明它是1p8。
当你在高频(如400MHz)下工作时,电容值必须正确,否则电路将无法工作。当然,在这个频率下,18p不能代替1p8在振荡器级工作。
测试人员证明非常方便,我认为将类似的东西作为一个项目来呈现是个好主意。
当你不确定一个值时,它非常方便。这对于表面贴装元件尤其重要,因为它们的值没有标在主体上,尺寸也没有显示电容。许多电容器都是分层制作的,以减小其尺寸,表面贴装的电容器肯定是这样。我们有10p物理上大于22n的例子!-这是因为22n是由许多层组成的。
陶瓷电容器有时也是个问题。它们的大小也取决于图层原理,22n的大小可以与10p相同,甚至更小!标记也有问题。有时100p标记为“100”,有时标记为“101”。如果不想出错,每次拿起一个组件时都必须思考并记住所使用的代码。
在本文的最后,我们包含了一个关于电容器编码的部分,这将帮助您识别一些更困难的值。
如果你犯了一个错误,把102或103放在一个电路里代替了100p,你就可能制造了一个你永远也找不到的故障1牛顿103是10牛顿. 我们也有过1n电容器被标记为1n0的情况。这个数字太小了,建造师以为是100,就把它当作100便士!
在微小的陶瓷电容器上,要从56p中破译5.6p就更困难了,因为小数点太小了,放大镜很难把它捡起来。
另一个陷阱是电容器的标记,比如47000而不是47n,或者.0022代替2n2。
当我们在组装工具的时候,我们知道一个组件是5p6,因为它来自一个标签为5p6的盒子,或者在袋子上标记为5p6的盒子,但是当你从一个垃圾箱里捡到一些零碎的东西时,你就不太确定了。
当你在****机中试验高频电路,如射频级时,你很快就会意识到“p”值的重要性。只有几个“p”的差别将改变许多兆赫的频率,这取决于它在电路中的位置。错误的值甚至会阻止阶段振荡。
所以我们知道了,有些电容是关键的,有些电容几乎可以是任何值。
回到旧的无线电时代和晶体管收音机的引入,一些陶瓷电容器的公差为50%到80%。这不是问题,因为它们用于旁路情况和耦合,在这种情况下,值可以增加100%,而不会对性能产生任何影响。
随着现代元件的出现,公差已经得到了提高,正常的公差现在大约是10%到20%,但我们不需要关心电容器或测试仪的精度,而是需要确定标在主体上的值是否与电路上显示的值相同。
通过用测试仪反复检查,你可以防止一些愚蠢的错误,比如用一个10n的电容器代替1牛顿或者用5p6代替56p。
现在是技术部分
从1p到10u是一个1000万的系数。我们需要覆盖6个范围。每个范围被分为100个部分,这使得在0-10v范围内读取数值变得很容易。
对于每个范围,我们需要将一些元件切换到电路中,以产生必要的测试频率和充电值。这是旋转开关的功能。
你所要做的就是把未知的电容器安装到测试插座上,然后按下按钮。
如果你根本不知道电容器的值,你可以从任何范围开始。当在不正确的范围内时,指针将满刻度摆动或根本不移动。只有当它在正确的范围内时,才会偏离适当的值。
指针将满刻度摆动的唯一其他时间是该值等于满刻度偏转时。这听起来有点复杂,但你一会儿就会明白我们的意思了。
电容表方框图 |
电路如何工作
这个电路读取电容器的值并在模拟仪表上显示。
设计一个电路来做到这一点比你想象的要困难得多,因为读取电容器的唯一方法就是给它充电并测量充电所需的时间。
如你所知,电容器的充电是一个非线性函数,因此我们必须创建一个电路,绕过非线性问题,以线性方式工作。
我们通过给电容器充电到一个指定的电压电平来实现这个目的,这个电平由一个栅极来检测。
74c14的输入检测到电容器上的电压为70%,到目前为止,充电是相当线性的。 |
我们想在这个项目中使用我们最喜欢的芯片74c14十六进制施密特触发器。它通过检测轨道电压的2/3来改变输出状态。起初,这似乎不能用于创建线性输出。但有志者事竟成。
这个电路不仅能产生很好的线性度,而且比我们见过的任何其他电路都更简单、更好。
电路按定时原理工作。第一振荡器,在管脚1和2之间,具有100个单位的高时间和1个单位的低时间。
高电平由120k电阻和旋转开关选择的电容器产生,低电平由2k2和二极管产生。
这给了我们一个起点,我们可以把一个比例尺分成100个部分。
电路的下一部分通过旋转开关选择的电阻器给测试电容器充电。
本节的要求是在100个时间单位内给最大的电容器充电(范围内)。
这意味着一个100p的电容器需要100个单位的时间充电,它不会完全到达在定时振荡器的输出拖到并放电之前,栅极检测到一个高电平,为下一个周期做好准备。
这意味着输出引脚4不会变低,因此3n3电容器将保持完全充电。
第三个栅极反转这个结果,使得输出引脚6保持在低电平,因此仪表给出的全量程读数为10v。这被读取为“100”,给出100p的值。
如果对一个99p电容器进行测试,它将在99个时间单位内充电,施密特门的输出引脚4将在一个时间单位内变低并对3n3电容器放电。这将使第三个施密特的输出引脚6在一个时间单位内触发高电平,从而在100个时间单位内关闭仪表。
现在,聪明的部分来了。
由于电路以相当高的频率工作,在这一单位时间内,仪表指针没有时间回转回零,但它确实会下降一小部分,结果是它位于刻度的9.9或“99”。
在天平的另一端,如果安装了1p,电容器将在一个时间单位内充电,输出引脚4将在99个时间单位内变低。引脚5和6之间的逆变器将产生一个单位的脉冲到仪表,因此指针将上升0.1V,读数为“1”或1p。
现在我们来看看由10k罐和3n3组成的零位电路。
如果没有电容器安装到测试端子上,标记空比振荡器将产生100个部件的高电压,一个部件的低电压,这将直接通过引脚3和4之间的逆变器。
如果零位元件不存在,输出引脚6对于100个零件为高,对于一个零件为低。
这意味着它会在仪表上放置一个小的“装置”,大约一个零件,并导致单位偏转。换句话说,仪表不会归零,当测量任何范围内的低值时,例如1p、1n等,指针会在结果中加一个,从而得到“2”等。这在100p时可能不重要,但在2p2时,该值将是3p3,必须从读数中减去1p会很烦人。
另一个解决方案是重新调零仪表,但最好的解决方案是提供一个零位电路。
3n3和10k微调罐设计用于创建一个定时电路,该电路需要一个单位的时间充电,因此第一个单位的时间不记录在输出上。
电路的其他特点是一个稳压部分,由齐纳二极管和100R电阻器组成,还有一个指示电池电压高于驱动电路所需的10v的LED和一个测试按钮,这样当您想进行测试时,电源只会在短时间内通电。
一个12伏的打火机电池容量很小,不能指望一次为电路供电超过几分钟。
附加电容表套件 |
零件清单 |
1 - 100R |
附加服务: |
您还需要一个0v-10v电压表。 |
电容表印刷电路板 |
结构
所有的组件都安装在一个紧凑的PC板上,12v打火机电池也焊接在板上。
量程开关是PC安装型,因此开关和电路板之间不需要电线。这使得这个项目非常整洁
首先要安装的是IC插座,确保插座末端的切口超过PC板上的标记。这将有助于您在施工完成时以正确的方式安装芯片。
接下来安装小部件,如电阻器、二极管、电容器和齐纳,以及LED、滑动开关和微调器。
测试电容器的机器引脚来自一个IC插座,这些引脚被添加到电路板上,以完成小部件。剩下的就是安装旋转开关和12v点烟器电池的镀锡铜线。
在看照片的时候是不容易看到的。将一圈镀锡铜线放入PC板上的两个孔中,并将其焊接到位。在将要安装蓄电池的另一端执行相同的操作。将电池放置到位,将电池的正极焊接到镀锡铜线的回路上,将电池的负极焊接到另一圈导线上。
你必须很快防止电池发热。
将红色和黑色导线焊接到2个曲别针上,然后将导线焊接到PC板上。弯曲回形针以安装万用表的插座。将旋钮安装到开关上,并将IC添加到插座上,以完成构造。
按下按钮,看到LED灯亮起。它现在应该可以进行设置和测试了。
零电路
在首次使用电容表之前,必须将输出调零,以便在没有电容器的情况下产生零读数。
为此,请将回形针连接到设置为10伏的万用表上并按下按钮。转动10k迷你修剪壶,直到指针刚好到达零标记。现在可以使用了。
电容表的6个量程 |
使用电容表
电容表使用起来很简单。只需将两根引线连接到万用表上,并将电容器插入测试引脚。
10v刻度被分成100个部分,这使得读取1p到100p的范围变得很容易。其他范围需要一点帮助,我们已经提供了一个图表,以帮助您阅读每一个规模。有些刻度稍微重叠,最好是在最大刻度上读取读数。
如果它不起作用
没有什么比测试设备失灵或不准确更糟糕的了。毕竟,我们在最绝望的时候使用它,它必须可靠。
为什么这个项目是我们自己做的。只需按下按钮,您就可以看到电池是否有足够的电压来为项目供电。
但如果施工后无法正常工作,则应遵循以下流程:
首先按下按钮,确保LED灯亮起。
如果没有,测量电池电压和轨道工作在开关和100R电阻周围的短路或断轨。测量100R前后的电压。如果电阻后为12v,则LED或齐纳有故障或绕错方向。芯片上的电压应该非常接近10伏。
下一步是在测试插座的两个端子之间短路。这将导致仪表完全偏转。如果不发生这种情况,则故障将出现在第二台和第三台逆变器或仪表上。如果你在10u刻度上短接端子时LED熄灭,电池将变得非常弱。
如果在任何其他刻度上熄灭,则故障在于针脚3上的充电电阻值或针脚3上二极管的位置。
你们必须得到仪表的满刻度偏转,或者至少在接近满刻度偏转的情况下才能继续。
要检查针脚3和4之间的逆变器,用跨接导线短接测试针脚,并在针脚5和正极导轨之间放置另一根跨接导线。
这应该提供全刻度读数,但如果没有,则在针脚6和负极导轨之间放置第三根跨接导线。
这必须工作,因为我们将仪表直接放在电源轨上,如果它没有偏转,则导线有故障或万用表的刻度错误。
我们现在可以开始反向工作,首先移除引脚6上的跳线。每次测量时,只需按一下按钮一秒钟,这样就不会消耗太多电池。
输出引脚6应该很低,但是如果不是,逆变器可能损坏或者芯片没有从电源获得电压。
损坏的逆变器可以替换为芯片中其他3个逆变器中的一个,这意味着将其中一个连接到仪表上。
现在拆下针脚5上的跨接导线并将其放置在针脚4上。将电位计转到最小电阻,仪表应提供全刻度偏转。如果没有,迷你装饰壶就有问题了。
拆下4号脚上的跳线,我们就回到开始的地方。
如果仪表没有给出读数,引脚3和4之间的逆变器将出现故障,可以用芯片中的一个备用逆变器进行更换。
我们现在已经检查了大约一半的电路。
唯一剩下的部分是标记空比振荡器。这是为了产生一个非常短的低点和一个长的高点。当输出很高时,插脚2和4之间的二极管对测试电容器充电的第二部分没有任何影响。
然而,当输出变低时,二极管对测试电容放电。
这一部分很难测试,因为它是在高频率下工作,并被归类为高阻抗阶段。
这意味着不能在元件上施加任何负载,否则电路将停止工作。
你唯一能做的就是把一个LED从1k5电阻的底部连接到芯片的引脚3,然后将量程开关从100p改为1n或10n,注意LED发出的微弱发光。当输出较低时,它响应1%的时间。如果LED指示灯亮起,则针脚3与接地轨之间会发生短路或泄漏。
振荡器的占空比可能是一个短的占空比。
这可能是由于没有与2k2电阻器串联的二极管。
如果量程开关处于低电容器量程时,1n电容器用跨接导线短路,LED将熄灭。
这是我们能用简单的设备来证明振荡器工作的最好方法。进一步的测试可以用阴极射线示波器(CRO)或音频放大器来观察或听到振荡器的效果。
结论
电容表可以按原样使用,也可以装在一个小盒子里,再加到你的其他测试设备上。
我相信当你需要知道电容值的时候,你会发现它很方便。
电容器代码 |
识别电容器一直是一个问题,主要是由于各种各样的形状和大小,数字必须打印在上面。 如果您想知道在记忆表格时从何处开始,请从102=1n、103=10n和104=100n开始。所有其他值都适用于这三个范围(或更高或更低的范围)。
最后,mF值 |
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