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無線電子工学および電気工学の百科事典 Cテスター。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
アマチュア無線のワークショップでは、さまざまな測定器の隣にある「Cテスター」（ST）は、「マイクロファラッド」コンデンサの電気容量を測定するための控えめな、しかし非常に正当な場所をとることができます。 このようなコンデンサの静電容量を測定する必要はほとんどありません。 したがって、STと一緒に、ストップウォッチまたは秒針付き時計、場合によってはマルチリミットミリアンメータ（テスター）などの外部デバイスを使用することになっています。 これにより、STの最大限のシンプルさ、小さな寸法、低コストが実現します。 図1に示すスキームに従って組み立てられ、調整、校正、部品の選択を必要とせず、10の範囲で±5％（外部デバイスの誤差を除く）以下の相対測定誤差を提供します。 ..10000μF。 これらのコンデンサのこのような測定誤差は、ほとんどの実際的なケースで許容されます。 必要に応じて、大幅に減らすことができます。
ST 回路は、初期電圧から特定の最終電圧 (初期電圧に対する固定比率) までの放電時間に基づいてコンデンサの電気容量を間接的に決定する原理を実装しています。 初期電圧が E に等しい場合、放電中のコンデンサ U の電圧は次の式に従います: U = E e -t/RC, (1) ここで C = t/R * 1/(/nE - /nU), (2) t = RC を受け入れましょう。 (3) (3) の t の値を式 (1) に代入すると、次のようになります。 U = E / e、(4) つまり、式 (4) の条件が満たされる場合、(3) の容量は次のように決定されます。 C = t / R. (5) したがって、式 (5) によれば、初期電圧が E に等しく、最終電圧が式 (4) に従って計算されると、測定された静電容量の値は時間 t に正比例します。 抵抗器 R の抵抗値を 1 MOhm とします。 次に、式 (5) に従ってコンデンサの静電容量は C = t 10 によって決定されます。 -6 (F) = t (μF)、(6) つまりマイクロファラッド単位のコンデンサ C の静電容量は、秒単位の放電時間 t に数値的に等しくなります。 CT は、1 倍乗算器 x10、x100、x1 と、それぞれ 100MOhm、10 kOhm、6 kOhm の抵抗を持つ放電抵抗を備えた 7 つの静電容量測定範囲を提供します。 これを考慮すると、式 (1) は次のようになります。 C = tn、(10) ここで、 C - 静電容量、μF。 n - 範囲乗数 (100、XNUMX、または XNUMX)。 ST は次のように配置され、動作します。 測定されたコンデンサは「Cx」端子に接続されます (極性コンデンサの極性に注意してください)。 「x1」、「x2」、および「x3」とマークされたボタンSB1、SB10、SB100の通常閉じた接点のチェーンを介してその出力の4つを持つコンデンサ、コンデンサの充電電流を制限する抵抗R1、電源スイッチＳＡ１は電源Ｇ１に接続されている。 コンデンサのもう一方の出力は、端子「lut」と「case」を介して共通線に接続され、ジャンパーによって閉じられます（ジャンパーは図1には示されていません）。 SA1 トグルスイッチで電源を投入すると、コンデンサは電源電圧まで充電されます。 これが初期電圧です。 オペアンプDA1は電圧比較回路に合わせて接続されています。 その反転入力は測定されたコンデンサに接続され、非反転入力は分圧器 R5、R6 に接続されます。分圧点の電圧は U = E / e に等しく設定されます。ここで、E は電源です電圧、V; e は自然対数の底です (e=2,718)。 これが最終的な電圧です。 コンデンサが完全に充電された初期状態では、コンパレータの出力の電圧は低く、トランジスタ VT1 は閉じており、LED HL1 は点灯しません。 いずれかのボタン (SB1、SB2、または SB3) を押し続けると、測定対象のコンデンサが対応する抵抗 R1、R2、または R3 に接続され、放電が開始されます。 コンデンサの電圧が分圧器 R5-R6 の電圧と等しくなると、コンパレータが切り替わり、その出力の電圧が約 6 V に設定され、トランジスタ VT1 が開き、LED HL1 が点灯します。 時間 t は、ボタンを押してから LED が点灯するまでの秒数です。 これでボタンを放すことができます。 ボタン SB1、SB2、SB3 の常閉接点と抵抗 R4 の連鎖を介してコンデンサが再び充電され、LED が消灯します。 容量を測定する場合、どちらのボタンを選択するかは任意であり、タイミングの都合によってのみ決定されます。 どのボタンからでも測定を開始できますが、電源を入れた瞬間、または前に押していたボタンを放した瞬間から 10 秒以内に測定を開始できます。 この時間は、測定対象のコンデンサを確実に充電するために必要です。 測定後、コンデンサを「Cx」端子から外す前に、トグルスイッチ「ON」で電源を切ってください。 この場合、コンデンサは、トグル スイッチ SA1、抵抗 R4、および「lyt」端子のジャンパの閉じた接点を介して放電されます。 酸化物（電解）コンデンサの静電容量を測定する場合、漏れ電流 Iut を考慮する必要がある場合があります。これにより、測定結果に大きな誤差が生じる可能性があります（結果は真の値より低くなります）。 この状況は、コンデンサの lyt と選択した n の変化範囲に依存する係数 Kut を導入することで修正できます。 コンデンサの漏れ電流を考慮して CT に適用すると、式 (7) は次のようになります。 C = tn Kut, (8) ここで、 C はコンデンサの静電容量、μF、 Kut - 補正係数 Kut = 1 + (Iut / nE)、n - 範囲乗数 (1、10 または 100); Iut - 漏れ電流、μA; E - 電源電圧、V。 電源電圧は約 9 V です。この場合、Kut = 1 + (Iut / n9) となります。 この式を使用して Kut 係数を計算するのは簡単ですが、図 2 に示す漏れ電流 Iyt に対する依存性のグラフを使用する方が簡単です。
コンデンサの漏れ電流は、ジャンパーの代わりに「Iyt」端子に接続された電流計で測定されます。 電流計の接続は電源を切った状態で行ってください。 電源スイッチをオンにすると、最初の瞬間にコンデンサの充電電流が 20 mA に達し、その後、コンデンサの漏れによって決まる特定の値まで低下します。 定常状態では、リーク電流は数分の 20 マイクロアンペアから XNUMX mA (壊れたコンデンサの場合) の範囲になります。 これは、電源投入時のミリアンペア測定限界を設定する際に考慮する必要があります。 電解コンデンサの漏れ電流を測定する場合、電流値が確定するまでしばらく通電（通電）する必要があります。 この間、コンデンサは充電されるだけでなく、「形成」され、静電容量が変化します。 使用する部品の種類は任意です。 抵抗R1、R2、R3、R5、R6の抵抗許容誤差は±5％以下である必要があります。 K140UD8チップは、K140UD6またはK140UD12チップ（ピン配列を含む）と交換できます。 CTパネルには、トグルスイッチSA1、ボタンSB1、SB2、SB3、端子「Cx」、「Iut」、およびLEDHL1が取り付けられています。 CTは9Vバッテリーで駆動され、6mAの電流を消費します。 測定誤差を減らしたい場合は、抵抗R1、R2、R3を、図で指定されている値\ u5b\u6bにできるだけ近い抵抗で取り付ける必要があります。 また、R5 / R6 = 1,72の条件が守られるように、抵抗RXNUMXとRXNUMXの抵抗を選択する必要があります。 測定誤差を 3% 減らすことができます。 そして、あなたはそうすることができます。 調整可能な定電圧源を「Сх+」端子と「Housing」端子に接続し、極性を観察して、測定されたバッテリー電圧に 0,368 を掛けた値に等しい電圧に出力を設定します。 たとえば、E = 9,21 V の場合、「Cx」端子の電圧は U = 9,21 * 0,368 = 3,39 (V) に等しく設定する必要があります。 ボタンを押す必要はありません。端子「Cx-」と「Iyt」は空いている必要があります。 STが点灯します。 この場合、LED が点灯している場合は、抵抗 R6 と直列に 1 kΩ の可変抵抗器をオンにし、それを調整することで、LED が点灯および消灯するしきい値を見つけます。 LED がオフの場合、抵抗 R5 と直列に可変抵抗器を含めて、上記の手順を実行する必要があります。 可変抵抗器の抵抗値を測定し、同じ抵抗値の固定抵抗器を追加します。 この選択方法により、オペアンプDA1の入力電圧の技術的オフセットが補償されます。これは、小さいながらもエラーの原因でもあります。 時間 t の測定方法は、静電容量測定の精度を直接決定します。 時間を測定するには、ストップウォッチ、時計の秒針、デジタル時計ディスプレイの点滅するドットを使用できます。より正確にする必要がない場合は、単に秒を数えることもできます。 コンデンサの測定された静電容量が公称値に比べて減少しているのは、リーク電流の増加が原因である可能性があります。 電源スイッチをオンにしてもLEDが消灯しない場合は、測定されたコンデンサが短絡しているか、非常に大きなリークがあります。 「x1」ボタンを押した後、LEDが遅滞なく点灯すると、コンデンサが開いているか、静電容量が失われています。 いずれにせよ、コンデンサの適合性について結論を出すことは可能です。 記事の冒頭に記載されている静電容量の測定範囲は条件付きです。 原則として、これらの数値に限定されず、回路を変更することなく両方向に拡張できます。 外部機器による時間測定の範囲のみが拡張されます。 短い時間間隔の測定が困難なため、小容量の測定誤差が大きくなる可能性があります。 文学
著者: V. グサロフ、ミンスク。 出版物: radioradar.net
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