4.2. Измеритель емкости на логической микросхеме [13]

Измерение емкости конденсатора С основано на методе перезаряда конденсатора и заключается в измерении среднего значения зарядного тока. Если конденсатор периодически заряжается до напряжения U и разряжается до нуля с частотой f зарядный (или разрядный) ток I равен количеству электричества Q, протекающего через конденсатор в секунду: I = Q·f = C·U·f тогда:

C = (1/U·f)·I

Итак, если проводить измерения при постоянных значениях напряжения и частоты, емкость будет численно равна среднему значению зарядного или разрядного тока. Принципиальная схема измерителя емкости приведена на рис. 19.

Рис. 19. Принципиальная схема измерителя емкости

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота их повторения определяется сопротивлением одного из резисторов R1-R4 и емкостью одного из конденсаторов С1-С4. Элементы DD1.3 и DD1.4 включены параллельно для получения достаточного зарядного тока. Когда на их выходах уровень равен лог. 1, измеряемый конденсатор заряжается через диод VD2 и стрелочный прибор до напряжения питания. При уровне лог. 0 конденсатор разряжается через диод VD1 до нуля. Конденсатор С5 сглаживает колебания стрелки. Прибор имеет четыре диапазона измерений: 50, 500, 5000 пФ и 0,05 мкФ, устанавливаемые переключателем SA1. При налаживании на каждом диапазоне к гнездам XS1, XS2 подключается конденсатор известной емкости, и стрелка прибора устанавливается на нужное деление шкалы. В качестве стрелочного прибора используется миллиамперметр на 1 мА с сопротивлением рамки 240 Ом.