Kondensaatori tester: seadmete tüübid ja mõõtmistehnika

Remondi või raadiotehnika ajal peate sageli tegelema sellise elemendiga nagu kondensaator. Selle peamine omadus on võime. Seadme ja töörežiimide iseärasuste tõttu muutub elektrolüütide rike raadioseadmete rikete üheks peamiseks põhjuseks. Elemendi võimsuse määramiseks kasutatakse erinevaid katseseadmeid. Neid on lihtne poest osta või saate neid ise valmistada.

Kondensaatori füüsiline määratlus

Kondensaator on elektriline element, mida kasutatakse laengu või energia salvestamiseks. Struktuuriliselt koosneb raadioelement kahest juhtivast materjalist plaadist, mille vahel paikneb dielektriline kiht. Juhtivaid plaate nimetatakse plaatideks. Neid ei ühenda ühine kontakt, vaid igaühel neist on oma järeldus.

Kondensaatorid on mitmekihilise välimusega, milles dielektriline kiht vaheldub plaatide kihtidega. Need kujutavad ümarate nurkadega silindrit või rööptahukat. Elektrilise elemendi põhiparameetriks on võimsus, mille ühikuks on farad (F, F). Diagrammidel ja kirjanduses on raadiokomponent tähistatud ladina tähega C. Pärast sümbolit on näidatud diagrammil olev seerianumber ja nimivõimsuse väärtus.

Kuna üks farad on üsna suur väärtus, on kondensaatori mahtuvuse tegelikud väärtused palju väiksemad. Seetõttu salvestamisel on tavaks kasutada tingimuslikke lühendeid:

• P - pikofarad (pF, pF);
• H - nanofarad (nF, nF);
• M - mikrofarad (mF, μF).

Toimimispõhimõte

Raadiokomponendi tööpõhimõte sõltub elektrivõrgu tüübist. Alalisvooluallika plaatide klemmidega ühendamisel langevad laengukandjad kondensaatori juhtivatele plaatidele, kuhu need kogunevad. Samal ajal ilmub plaatide klemmidele potentsiaalide erinevus. Selle väärtus suureneb, kuni see saavutab praeguse allikaga võrdse väärtuse. Niipea kui see väärtus on võrdsustatud, lakkab laeng plaatidele kogunemast ja elektriahel on katki.

Vahelduvvooluvõrgus on kondensaator takistus. Selle väärtus on seotud voolu sagedusega: mida suurem see on, seda väiksem on takistus ja vastupidi. Kui raadioelement puutub kokku muutuva voolutugevusega, koguneb laeng. Aja jooksul laadimisvool väheneb ja kaob täielikult. Selle protsessi käigus koonduvad seadme plaatidele erineva märgiga laengud.

Nendevaheline dielektrik takistab nende liikumist. Poollaine muutmise hetkel tühjeneb kondensaator selle klemmidega ühendatud koormuse kaudu. Tekib tühjendusvool, see tähendab, et raadioelemendi poolt kogutud energia hakkab voolama elektriahelasse.

Kondensaatoreid kasutatakse peaaegu kõigis elektroonilistes vooluringides. Need toimivad filtrielementidena pulsatsioonivoolu muundamiseks ja erinevate sageduste katkestamiseks. Lisaks kompenseerivad need reaktiivvõimsust.

Omadused ja tüübid

Kondensaatorite parameetrite mõõtmine on seotud nende omaduste väärtuste leidmisega. Kuid nende hulgas on kõige olulisem võimsus, mida tavaliselt mõõdetakse. See väärtus näitab laengu hulka, mida raadioelement võib koguneda. Füüsikas nimetatakse elektrilist võimsust väärtuseks, mis on võrdne mis tahes plaadi laengu ja nendevahelise potentsiaali erinevuse suhtega.

Sel juhul sõltub kondensaatori mahtuvus elemendiplaatide pindalast ja dielektriku paksusest. Lisaks mahtuvusele iseloomustab raadioseadet ka polaarsus ja sisetakistuse väärtus. Spetsiaalsete seadmete abil saab neid koguseid ka mõõta. Seadme takistus mõjutab elemendi isetühjenemist. Pealegi, Kondensaatori peamised omadused on järgmised:

1. Lekkekindlus. See on sisemine takistus, mille kaudu toimub välise vooluahelaga ühendamata kondensaatori tühjenemine.
2. Ekvivalentne induktiivsus. See on parasiitomadus, mis mõjutab elemendi tööd kõrgetel sagedustel.
3. Ekvivalent Series Resistance (ESR). See koosneb juhtmete ja plaatide üldistatud takistusest, seda kujutatakse kondensaatoriga järjestikku ühendatud takistina.

Kondensaatorid klassifitseeritakse erinevate kriteeriumide järgi, kuid kõigepealt jagatakse need dielektriku tüübi järgi. See võib olla gaasiline, vedel ja tahke. Kõige sagedamini kasutatakse sellena klaasi, vilgukivi, keraamikat, paberit ja sünteetilisi kilesid. Pealegi, Kondensaatorid erinevad oma võime poolest muuta mahtuvuse väärtust ja võivad olla:

1. Alaline. Seda tüüpi kondensaatoritel on püsiv mahtuvusväärtus.
2. Muutujad. Nende hulka kuuluvad raadioelemendid, mille võimsust saab seadme töö ajal muuta. Muutus toimub temperatuuri, ahela elektriliste parameetrite ja mehaaniliste meetodite muutumise tõttu.
3. Ehitus. Need võimaldavad seadmete seadistamisel võimsust muuta, samas kui elementi ei tohiks ühendada toiteallikaga.

Samuti on kondensaatorid olenevalt otstarbest üld- ja eriotstarbelised. Esimest tüüpi seadmed on madalpinge ja teine ​​- impulss, käivitamine jne. Kuid olenemata tüübist ja eesmärgist on nende parameetrite mõõtmise põhimõte identne.

Mõõteriistad

Kondensaatorite parameetrite mõõtmiseks kasutatakse nii spetsiaalseid seadmeid kui ka üldist kasutust. Tüübi järgi jagunevad võimsusmõõturid kahte tüüpi: digitaalsed ja analoogsed. Spetsiaalsed seadmed suudavad mõõta elemendi mahtuvust ja selle sisemist takistust. Lihtne tester diagnoosib tavaliselt ainult dielektrilise rikke või suure lekke. Lisaks, kui tester on multifunktsionaalne (multimeeter), siis saab mõõta ka võimsust, kuid tavaliselt pole selle mõõtepiir kõrge.

Seega kondensaatori testerina saab kasutada:

• ESR või RLC arvesti;
• multimeeter;
• tester.

Sel juhul saab esimesse tüüpi kuuluva seadmega elemendi diagnoosi teha ilma vooluringist lahtijootmiseta. Kui kasutatakse teist või kolmandat tüüpi, siis tuleb element või vähemalt üks selle väljund sellest lahti ühendada.

ESR-mõõturi kasutamine

ESR-i mõõtmine on kondensaatori jõudluse testimisel väga oluline. Fakt on see, et peaaegu kogu kaasaegne tehnoloogia on impulss, kasutades oma töös kõrgeid sagedusi. Kui kondensaatori ekvivalenttakistus on suur, vabaneb sellele toide ja see põhjustab raadioelemendi kuumenemist, mis viib selle lagunemiseni.

Struktuuriliselt on spetsiaalne arvesti vedelkristallkuvariga korpus. Toiteallikana kasutatakse KRONA akut. Seadmel on kaks erinevat värvi pistikut, mille külge on ühendatud sondid. Punast sondi peetakse positiivseks ja musta negatiivseks. Seda tehakse polaarkondensaatorite korrektseks mõõtmiseks.

Enne ESR-i takistuse mõõtmist tuleb raadiokomponent tühjendada, vastasel juhul võib seade ebaõnnestuda. Selleks suletakse kondensaatorite juhtmed lühikeseks ajaks takistusega suurusjärgus üks kilooomi.

Otsene mõõtmine toimub raadiokomponendi klemmid ühendades seadme sondidega. Elektrolüütkondensaatori puhul on vaja jälgida polaarsust, st ühendada pluss plussiga ja miinus miinusega. Pärast seda lülitub seade sisse ja mõne aja pärast ilmuvad selle ekraanile takistuse ja elemendi mahtuvuse mõõtmise tulemused.

Tuleb märkida, et suurem osa sellistest seadmetest on valmistatud Hiinas. Nende tegevus põhineb mikrokontrolleri kasutamisel, mille tööd juhib programm. Mõõtmisel võrdleb kontroller raadioelemendi läbinud signaali sisemise signaaliga ja väljastab erinevuste põhjal keerulise algoritmi järgi andmed. Seetõttu sõltub selliste seadmete mõõtmise täpsus peamiselt nende valmistamisel kasutatud komponentide kvaliteedist.

Võimsuse mõõtmisel võite kasutada ka immittantsmõõturit. See näeb välja nagu ESR-mõõtur, kuid see võib lisaks mõõta induktiivsust. Selle tööpõhimõte põhineb testsignaali läbimisel läbi mõõdetud elemendi ja saadud andmete analüüsil.

Kontrollimine multimeetriga

Peaaegu kõiki põhiparameetreid saab mõõta multimeetriga, kuid nende tulemuste täpsus on väiksem kui ESR-instrumendi kasutamisel. Mõõtmine multimeetriga saab esitada järgmiselt:

1. Tulemuse täpsuse suurendamiseks aurustatakse kondensaator ahelast.
2. Multimeeter lülitub mahtuvuse mõõtmise režiimi. Armatuurlaual tähistatakse seda režiimi sümboliga - | (- või Cx.
3. Valitakse sobivaim väärtusvahemik. Raskuste ilmnemisel määratakse maksimaalne võimalik väärtus.
4. Testijuhtme pistikud on ühendatud COM- ja VΩmA-pistikutega.
5. Sondid puudutavad kondensaatori jalgu. Vajadusel jälgige polaarsust.
6. Multimeeter annab elemendile signaali, mõõdab selle pinget ja arvutab automaatselt võimsuse.

Kui tester kuvab OL või Overload, tähendab see, et mahtuvus on multimeetriga mõõtmiseks liiga suur või kondensaator on katki. Kui saadud tulemuse ees on mitu nulli, tuleb mõõtepiiri langetada.

Testeri rakendus

Kui teil pole käepärast multimeetrit, mis suudaks võimsust mõõta, saate mõõta improviseeritud vahenditega. Selleks on vaja takistit, pidevat väljundvõimsust ja pinge mõõtmise seadet. Parem on kaaluda mõõtmistehnikat konkreetse näitega.

Olgu siis kondensaator, mille võimsus on teadmata. Et teda tunda peate tegema järgmist.

1. Tester mõõdab toiteallika pinget. Näiteks oli see väärtus 9 volti.
2. 1K takisti on ühendatud mõõdetava kondensaatoriga järjestikku, et moodustada RC-võrk.
3. Kondensaator on lühises ja RC on ühendatud toiteallikaga.
4. Multimeeter mõõdab vooluahela pinget. Oletame, et see ei ole muutunud ja jääb üheksa volti.
5. Arvutatakse väärtus, mis on 95% sellest pingest. Meie puhul on see väärtus 8,55 V.
6. Järgmisel etapil lülitatakse stopper sisse ja samal ajal eemaldatakse kondensaatorist lühis.
7. Niipea, kui tester näitab 8,55 V, peatub stopper. Olgu selleks ajaks 60 sekundit.
8. Kasutades valemit 3 * t = 3 * R * C, peate arvutama võimsuse. Vaadeldava näite puhul on see järgmine: C = (60/3) / 1000 = 0,02 F või 20 000 μF.

Sellist mõõtmisalgoritmi ei saa nimetada täpseks, kuid see on üsna võimeline andma üldise ettekujutuse raadioelemendi võimsusest.

Omatehtud seadme skeem

Kui teil on teadmisi raadioamatörismist, saate oma kätega võimsuse mõõtmise seadme kokku panna. Erineva keerukusega vooluringilahendusi on palju. Paljud neist põhinevad mõõdetud kondensaatoriga ahelas impulsside sageduse ja perioodi mõõtmisel. Sellised ahelad on keerulised, mistõttu on lihtsam kasutada mõõtmisi, mis põhinevad reaktantsi arvutamisel fikseeritud sagedusega impulsiga.

Sellise seadme vooluring põhineb multivibraatoril, mille töösageduse määrab takisti mahtuvus ja takistus, ühendatud klemmidega D1.1 ja D1.2. Lülitit S1 kasutatakse mõõtepiirkonna seadistamiseks, st muutmiseks sagedus. Multivibraatori väljundist suunatakse impulsid võimsusvõimendisse ja seejärel voltmeetrisse.

Seade kalibreeritakse iga piiri juures võrdluskondensaatori abil. Tundlikkus määratakse takistiga R6.