マイクロ回路のR、C、Lメーター。スキーム、説明

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マイクロ回路上のメーター R、C、L。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたデバイスは、1.5 ～ 2% 以下の精度で、かなり広い範囲の抵抗の抵抗、コンデンサの静電容量、およびコイルのインダクタンスを測定します。測定結果はリニアスケール付きダイヤルインジケータを使用して測定されます。

チップ上のメーターR、C、L

主な技術的特徴：

抵抗器の測定抵抗、オーム....... 10-2 ... 106
コンデンサの静電容量の測定値、pF.......10...107
測定されたインダクタンス、H ....... 10-3 ... 103
消費電力、W、これ以上....... 10

パラメータ R、C の測定は以下に基づいています。 L は、パラメータの値に比例して、測定される要素の両端に電圧降下を形成する方法です。抵抗器の抵抗値を測定する例を使用して、デバイスの動作原理を考えてみましょう。メーターの動作を説明する図の一部を図 6 に示します。固定値 U と周波数 f の電圧が、追加の Rd 抵抗と測定された Rx 抵抗で構成されるチェーンに印加されると (Rx が Rx よりもはるかに小さい)、抵抗 Rx の両端の電圧降下 (ミリボルト計の高い入力抵抗)回路のパラメータには実質的に影響を与えません）は次のとおりです: Ux =Urx/(Rd+Rx) 定数値 U/Rd の比を係数 K で示し、全体を通して Rx/Rd が 1 よりはるかに小さいことを保証します。抵抗測定の全範囲について、式は Ux~KRx の形式に簡略化されます (誤差は測定精度を超えない)。そこから、測定された電圧は測定された抵抗の値に比例することがわかります。抵抗器。

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測定前に、校正抵抗器 Rx (SA がオン、Rx がオフの場合) の両端の電圧降下によって機器の針が最終スケール目盛りでたわむ電圧値 U を設定して、ミリボルトメータのスケールを校正する必要があります。この場合、デバイスのスケール全体が校正抵抗 Rx の値に対応します。

インダクタンスを測定するときは、抵抗器の抵抗を測定するときと同じ原理が適用されます。ただし、校正インダクタの代わりに、供給電圧の周波数に対するコイルのリアクタンスに等しい抵抗器が含まれます。

コンデンサの静電容量の測定は、コンデンサに直列に接続された追加の抵抗 Rd の両端でコンデンサを流れる電流からの電圧降下が測定される点で異なります。この場合、機器のスケールは校正コンデンサを使用して校正されます。この場合の追加抵抗の抵抗は、測定周波数におけるコンデンサのリアクタンスよりも大幅に小さくする必要があります。追加の抵抗器の両端で測定される電圧降下は、コンデンサの静電容量値に比例します。

このメーターは、校正抵抗器とコンデンサー用のスイッチングユニット、159 Hz と 15,9 kHz の固定周波数を生成する発電機、および交流ミリボルトメーターで構成されています。

スイッチングユニットは、測定リミットスイッチＳＡ１、ワークタイプスイッチＳＡ２、および校正スイッチ（またはボタン）ＳＡ３を含む。以下の図では、1 MΩ 制限で抵抗を測定するためのスイッチ位置が示されています。デバイス回路では、抵抗器 R2 ～ R3 はコイルのインダクタンスに対する抵抗器の抵抗を測定する際の校正用であり、R1 ～ R7 は追加用です。コンデンサの静電容量を測定する場合、抵抗 R13 ～ R14 は追加であり、コンデンサ C20 ～ C1 は校正用です。

ジェネレータ（ノードA）は超小型回路で作られています。DA1は正の比喩的結合回路のウィーンブリッジを備えた回路によるマスターオシレータ、DA2は伝達比2の非反転アンプ、DA3はインテグレータ。発電機周波数の変更は、コンデンサ C7 ～ C10 を切り替えることによって実現されます。図のスイッチ SA1 の上部 159 つの位置では、ジェネレーターは 15,9 Hz の周波数の発振を提供し、下部の 2 つの位置では 30 kHz の発振を提供します。十分に強力な測定信号を得るために、トランジスタ VT3 の電流アンプが非反転アンプの出力で使用されます。抵抗器 R0,05 (スイッチ SAXNUMX が閉位置) は、測定を行う前にデバイスを校正するために使用されます。発電機は動作が安定しており、高調波係数は XNUMX% 以下です。

ACミリボルトメーター（ノードB）は、VT3トランジスタとDA4マイクロ回路で作られています。ソースフォロワ回路に従って作成された電界効果トランジスタカスケードにより、デバイスの入力抵抗が 100MOhm に増加します。ダイヤルメーター PA1 は、ダイオード VD3、VD4 および抵抗 R44、R45 を使用して、増幅器出力で整流ブリッジの対角に接続されています。ミリボルトメーターのスケールは直線的であり、測定誤差は実際には使用するダイヤルメーターのクラスによって決まります。

このデバイスの設計では、合計偏差電流が 906 μA の M50 タイプのダイヤルメーターが使用されています。スイッチ SA1 と SA2 はビスケットで、それぞれタイプ PGG - 9P6N と 3P1N です。スイッチSA3タイプTV1-1。

抵抗器 C2-10、C-13、C2-14 は校正抵抗器として使用され、残りの抵抗器は MLT または OMLT タイプでした。コンデンサ KT-1、KSO、MBM、K73-17、K50-6、K50-20、その他のタイプも使用可能です。デバイスの測定精度は、校正コンデンサ、追加抵抗、校正抵抗の選択に大きく依存するため、±0,5% 以下の精度で選択する必要があります。これらの要素を ±0,1 ～ 0,25% の精度で使用すると、測定誤差は事実上、使用するマイクロ電流計測定ヘッドの精度まで減少します。

オペアンプ K574UD1 と K140UD8 はどの文字インデックスでも使用でき、プリント基板の設計を変更することなく相互に置き換えることができます。さらに、K574UD1 マイクロ回路の代わりに K544UD2 を使用したり、K553UD2 の代わりに K153UD2 マイクロ回路を使用したりすることもできますが、それぞれの場合において、ボードの電流伝送経路のパターンを変更する必要があります。

（クリックして拡大）

図に示されている種類のダイオードに加えて、ダイオード D311A、D18、D9 も使用できます。トランジスタ KP103M は KP103 グループの任意のトランジスタと置き換えることができ、KP303V は KP303G または KP303E と置き換えることができます。 KT2 または KT815 グループの任意のトランジスタをトランジスタ VT817 として使用できます。

すべての校正および追加要素は SA1 スイッチ端子に直接はんだ付けされ、発電機およびミリボルトメータ要素は片面メタライゼーションを施したフォイルグラスファイバー製の 2 枚のプリント基板に配置されます。ジェネレーターボード上では、トランジスタ VT50 を放熱表面積 2 cmXNUMX のヒートシンク上に配置する必要があります。ミリボルトメータ基板はポインタ測定ヘッドの出力端子に直接固定されています。

メーターのセットアップは、発電機の調整から始める必要があります。正しく取り付けられ、保守可能な要素があれば、トリマー抵抗器 R26 を回転させることにより、発電機は安定した動作モードに設定されます。オシロスコープ画面でジェネレーターのチューニングを観察し、電子周波数メーターを使用して周波数を決定すると便利です。

発生器の周波数を 159 Hz に設定するには、スイッチ SA1 を図の上部 21 つの位置のいずれかに配置し、トリミング抵抗 R22 および R7 を使用して周波数値を調整します。コンデンサ C10、C8 および C9、C1 のペアが ±15,9% 以下の精度で選択された場合、100 kHz の周波数に同調する必要はなく、自動的に提供されます。周波数を正確に設定する必要はなく、相互に XNUMX 倍異なることが重要であることだけが重要であることに注意してください。不正確な周波数設定の影響は、デバイスの校正時に簡単に補正できます。

ミリボルト計の設定は、周波数 43 Hz の 0,05 V の電圧がミリボルト計の入力に印加されたときに、調整された抵抗 R159 を使用してマイクロ電流計の針を目盛りの最後の目盛りに設定することになります。次に、0,05 kHz の周波数で 15,9 V の電圧が入力に印加されたときのデバイスの針のたわみのコンプライアンスを確認します。回路要素が正常に動作している場合、これは自動的に保証されるため、調整は必要ありません。

読み取りを容易にするために、微小電流計の目盛りは 100 目盛りにするか、同様の微小電流計の既製の 100 μA 微小電流計を使用し、50 μA 目盛りの代わりに取り付けてください。

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