Máy đo điện dung là gì: Mạch và hoạt động của nó

Thiết bị như máy đo điện dung được sử dụng để đo điện dung. Máy đo này được phát minh bởi Ewald Georg Von Kleist (10 tháng 6 năm 1700) và Pieter Van Musschenbroek (16 tháng 3 năm 1692) vào năm 1975. Các thành phần được sử dụng để thiết kế điện dung được gọi là tụ điện có thể được sử dụng hầu hết trong tất cả các thiết bị điện tử để lưu trữ điện tích. Tụ điện có điện dung lớn sẽ tích trữ được nhiều điện tích hơn. Có nhiều loại máy đo điện dung khác nhau cho phép bạn đo điện dung trực tiếp từ 0,1 Pico farad đến 20 microfarads. Đơn vị của điện dung được biểu diễn bằng chữ ‘F’. Có một số phương pháp để đo điện dung nhưng phương pháp chính xác nhất là phương pháp cầu. Bài viết này thảo luận tổng quan về máy đo điện dung.

Máy đo điện dung là gì?

Định nghĩa: Tụ điện rất phổ biến trong các thành phần cơ bản của bất kỳ thiết bị điện tử nào, nó là một thành phần điện tử hai cực thụ động mà chúng có thể lưu trữ năng lượng trong điện trường và dung lượng của tụ điện là điện dung. Máy đo điện dung là một loại dụng cụ kiểm tra điện tử được sử dụng để đo tụ điện trong farads. Có một số phương pháp để đo điện dung nhưng phương pháp chính xác nhất là phương pháp cầu.

Nguyên lý làm việc của đồng hồ đo điện dung

Tại điện dung đo được, điện áp kích thích chuẩn được áp dụng cho phép đo. Trong hình dưới đây, điện dung chưa biết được khuếch đại bởi bộ khuếch đại . Sơ đồ khối của máy đo điện dung được hiển thị trong hình dưới đây.

Sơ đồ khối của máy đo điện dung

Sơ đồ khối của đồng hồ đo điện dung (CM) bao gồm bộ khuếch đại, điện dung chưa biết, bộ tạo điện áp tham chiếu, đồng hồ tham chiếu, bộ ghép kênh, bộ khuếch đại điện tích và bộ phát, bộ tích hợp và bộ so sánh. Bộ khuếch đại điện tích, bộ tạo điện tích X16 và bộ tạo điện tích X1 được tổng hợp và cấp cho bộ tích hợp.

Đầu ra của bộ tích hợp được đưa ra làm đầu vào cho bộ so sánh, những gì bộ so sánh thực hiện có nghĩa là nó giám sát bộ tích hợp và điều khiển bộ tạo phí X1 và X16 để giữ đầu ra của bộ tích hợp ở 0V. Máy phát điện kích thích và máy phát điện tích X1 đều sử dụng tham chiếu điện áp.

Mạch đo điện dung tuyến tính sử dụng 555IC

Bộ định thời IC 555 được sử dụng để tạo ra các sóng vuông với tần số mong muốn và chu kỳ nhiệm vụ mong muốn và cũng được sử dụng cho các mục đích khác. Hai op-amp’s, bóng bán dẫn (hoạt động như một công tắc) và bộ chia điện thế (ba điện trở được mắc nối tiếp là một bộ chia tiềm năng). Một đầu của bộ chia tiềm năng cung cấp điện áp nguồn và một đầu khác được nối đất, ba điện trở trong bộ chia tiềm năng bằng nhau.

Điện áp VC được kết nối với tụ điện, tụ điện này có thể sạc hoặc phóng điện theo chu kỳ. Một đầu cuối của tụ điện được nối với đất và đầu cuối kia có thể sạc hoặc phóng điện. Sơ đồ bên trong của mạch đo điện dung tuyến tính bộ định thời IC555 được hiển thị bên dưới.

Mạch đo điện dung tuyến tính

Hai bộ khuếch đại hoạt động trong bộ định thời IC555 có hai cực đầu vào, đầu ra của op-amp đầu tiên là 1 (logic) khi VC lớn hơn 2/3 V và đầu ra op-amp thứ hai là 1 khi VC nhỏ hơn V / 3 . Hai op-amps được kết nối với bảng lật SR. Trong một ván bài lật ngửa, Q sẽ là ‘1’, khi VC vượt lên trên 2v / 3, tương tự Q sẽ là ‘0’ khi VC xuống dưới v / 3.

Nếu VC nằm giữa 2v / 3 và v / 3 (2v / 3> VC> v / 3) thì giá trị ‘Q’ sẽ không thay đổi, bởi vì đầu ra của op-amps bằng 0 khi VC nằm giữa hai giá trị đó. Hầu hết mọi thứ, bộ khuếch đại hoạt động, bộ chia tiềm năng, bóng bán dẫn, bảng lật SR thực sự nằm bên trong bộ định thời IC555. Đồ thị của VC và Q được thể hiện trong hình dưới đây.

sạc-và-xả-lô

Thời gian BẬT và TẮT từ các lô

Thời gian sạc: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)

Trong đó VC là điện áp trên tụ điện

V / 3 là điểm bắt đầu

2V / 3 là mức tăng mục tiêu

Thời gian cố định (τ) = (RA + RB) * C

Khi sạc xong, e - t1 / (RA + RB) C = 1/2

e t1 / (RA + RB) C = 2

t1 * (RA + RB) * C = ln2

t1 * (RA + RB) * C = 0,693

t1 = 0,693 * (RA + RB) C

Thời gian xả: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C

Tại thời điểm t2, 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3

Khi đó e-t2 / RB * C = 1/2

et2 / RB * C = 2

t2 / RB * C = ln2 = 0,693

t2 = RB * C (0,693)

Đây là cách Bộ định thời IC555 làm. Mạch cơ bản cho đồng hồ đo điện dung được hiển thị trong hình dưới đây. Lấy một tụ điện và sạc nó đến một hiệu điện thế cố định ‘V’ và nối đầu kia với đất.

Máy đo điện dung cơ bản

Khi K ở P1, C tích điện với Q = CV

Khi K ở P2 thì C thải ra với Q = CV

Điện tích chảy qua đồng hồ mỗi giây = f * Q

Dòng điện trung bình qua đồng hồ = f * Q = f * C * V

Số đọc của đồng hồ = f * C * V, khi f và V không đổi, số đọc của đồng hồ tỷ lệ tuyến tính với điện dung của tụ điện.

Chúng ta biết rằng điện tích (Q) = CV nếu chúng ta đặt điện áp cố định thì lượng điện tích mà tụ điện sẽ giữ, điều đó phụ thuộc vào giá trị điện dung của tụ điện. Nếu điện dung càng nhiều thì điện tích càng nhiều.

Bảo dưỡng máy đo điện dung

Việc bảo trì đồng hồ này là

• Đồng hồ phải tránh xa nước và bụi
• Không sử dụng đồng hồ ở nhiệt độ cao
• Không sử dụng đồng hồ ở những nơi có từ tính mạnh
• Không sử dụng chất lỏng hoặc chất tẩy rửa để lau đồng hồ

Đặc trưng

Các tính năng của máy đo điện dung kỹ thuật số là

• Dễ dàng đọc các giá trị đo
• Độ chính xác cao
• Dưới từ trường mạnh cũng có thể thực hiện các phép đo
• Độ tin cậy cao
• Độ bền cao
• Nhẹ

Thông số kỹ thuật của máy đo điện dung kỹ thuật số

Các thông số kỹ thuật của máy đo điện dung kỹ thuật số là

Trưng bày: LCD

Phạm vi: Phạm vi của đồng hồ kỹ thuật số là từ 0,1 PF đến 20 mF

Ắc quy: 9 vôn và tuổi thọ pin của pin kiềm là khoảng 200 giờ và tuổi thọ pin kẽm-carbon là khoảng. 100 giờ

Nhiệt độ hoạt động: Nhiệt độ hoạt động của CM kỹ thuật số là 00C đến 400C

Độ ẩm hoạt động: Độ ẩm hoạt động của CM kỹ thuật số là 80% MAX.R.H

Ưu điểm

Ưu điểm của máy đo điện dung là

• Yêu cầu phần cứng ít hơn trong máy đo điện dung dựa trên Arduino
• Xây dựng đơn giản
• Kích cỡ nhỏ
• Nhẹ hơn

Câu hỏi thường gặp

1). Điện dung được đo như thế nào?

Hầu hết các thiết bị điện tử đều chứa một tụ điện để lưu trữ năng lượng điện. Khả năng lưu trữ của tụ điện được gọi là điện dung được đo bằng Farad (F).

2). Máy kiểm tra tụ điện tốt nhất là gì?

Một trong những máy kiểm tra tụ điện tốt nhất là Honeytek A6013L, phạm vi của nó là từ 200 Pico farad đến 20 microfarads.

3). Dụng cụ nào đo điện dung?

Máy đo LCR là một loại dụng cụ kiểm tra điện tử được sử dụng để đo điện dung của các linh kiện điện tử.

4). Điện dung bằng bao nhiêu?

Điện dung bằng tỉ số giữa điện tích và hiệu điện thế. Nó được biểu thị bằng C = Q / V.

• Trong đó C là điện dung
• Q là điện tích được lưu trữ, được đo bằng coulombs (C)
• V là hiệu điện thế trên tụ điện, được đo bằng vôn (V)

5). Điện dung Q là gì?

Tỉ số giữa dung kháng của tụ điện (XC) và hiệu dụng Sức cản (R) được định nghĩa là điện dung hệ số chất lượng hoặc điện dung Q. Nó được biểu thị bằng Q = XC / R.

Trong bài viết này, tổng quan về máy đo điện dung, máy đo điện dung tuyến tính sử dụng bộ hẹn giờ IC555, các tính năng, ưu điểm, thông số kỹ thuật và bảo trì của đồng hồ này sẽ được thảo luận. Đây là một câu hỏi cho bạn, sự khác biệt giữa tụ điện và điện dung là gì?