В последнее время в технической литературе, в том числе в журнале "Радио", опубликованы описания очень полезных в любительской и профессиональной практике приборов - индикаторов или измерителей ЭПС (например, в статье Щуся А. "Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов". - Радио, 2006, № 10, с. 30, 31). Автор предлагаемой статьи поставил перед собой задачу разработать более простое и экономичное устройство. В самом деле, если в указанном выше измерителе ЭПС на проверяемый конденсатор подается переменное напряжение порядка десятков милливольт, а ток через микроамперметр не превышает 0,5 мА, то потребляемый измерителем ток достигает 20 мА.
Дальнейший анализ показал, что в некоторых измерителях ЭПС на этот параметр влияет добротность эквивалентного контура, образованного индуктивностью измерительного трансформатора, емкостями проверяемого и развязывающих конденсаторов, а также измеряемое значение ЭПС. Подаваемый в эту цепь сигнал прямоугольной формы служит для возбуждения в ней затухающих колебаний на резонансной частоте контура. Переменное напряжение выпрямляется и поступает на измерительный прибор - микроамперметр (или миллиамперметр).
Измерение на резонансной частоте удобно тем, что в этом случае суммарное реактивное сопротивление всех элементов контура становится равным нулю и на первый план выступают активные сопротивления элементов, в том числе и ЭПС проверяемого конденсатора.
В результате были разработаны несколько образцов индикаторов, в которых применено измерение ЭПС на резонансной частоте. Было использовано не ударное возбуждение измерительного контура внешними импульсами, а его включение в генератор с самовозбуждением, что значительно упростило конструкцию. Выяснилось, что более целесообразно применить непрерывную генерацию, что повышает чувствительность и экономичность устройства. Принцип работы такого индикатора основан на том, что амплитуда генерируемого напряжения зависит от потерь энергии в резонансном контуре, т. е. от активного сопротивления входящих в него элементов, к которым и относится ЭПС конденсаторов.
Основные технические характеристики
Пределы индикации ЭПС, Ом .. .0,1 ...23
Частота генерации, кГц .......12... 16
Напряжение питания, В .....1,25...1,6
Ток потребления, мА
в дежурном режиме .....0,15....0,4
в режиме измерения
и калибровки...............1...1.5
Рис. 1
Схема индикатора показана на рис. 1. На транзисторе VT1 по схеме емкостной трехточки собран автогенератор, на транзисторе VT2 - детектор, нагрузкой которого служит миллиамперметр РА1. Конденсатор С4 сглаживает пульсации продетектированного напряжения, резистор R5 - токоогра-ничивающий. Проверяемый конденсатор Сх входит как составной элемент в колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L1 и конденсаторов С1 и С2. Автогенератор работает на относительно низкой частоте 12... 16 кГц, что также является преимуществом данного индикатора. Поскольку частота генерации определяется резонансной частотой контура, влияние емкости контролируемого конденсатора на генерируемое напряжение незначительно, влияние же ЭПС напротив - максимально и поэтому может быть легко определено. Эту функцию выполняет детектор на транзисторе VT2, для упрощения конструкции он имеет гальваническую связь с автогенератором. Диоды VD1-VD4 служат для разрядки (возможно, заряженных) проверяемых конденсаторов.
В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, переменный - СПО, СП4-1, оксидные конденсаторы - импортные, конденсаторы С1, С2 - К73-17, МБМ, СЗ - К10-17. Транзисторы можно применить серий КТ315, КТ342 с любыми буквенными индексами, диоды - любые серий КД510, КД521. Катушка индуктивности намотана на магнитопроводе К10x6x3 из феррита 2000НМ и содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,5. Выключатель питания - МТ-1 или любой малогабаритный, можно также применить переменный резистор с выключателем. Ток полного отклонения миллиамперметра может быть от 0,3 до 15 мА, от этого будет зависеть потребляемый устройством ток в режиме проверки конденсаторов.
В одном из авторских вариантов был применен амперметр М381 (30 А), из которого удален шунт и относящиеся к нему внутренние крепежные элементы. Все детали, кроме выключателя питания и гальванической батареи, смонтированы на печатной плате размерами 65x77 мм, которая закреплена внутри корпуса прибора (рис. 2). Элемент питания напряжением 1,5 В типоразмера ААА помещают в пластмассовую кассету и соединяют с платой и выключателем монтажными проводами. Зажимы амперметра использованы для подключения входных щупов ХР1. Ось переменного резистора выведена наружу через отверстие в корпусе.
Перед началом измерения необходимо замкнуть щупы индикатора "Сх" и резистором R2 установить стрелку на конечное деление шкалы - индикатор готов к работе. Отбраковка конденсаторов очень проста - чем ближе стрелка миллиамперметра к максимальному делению шкалы, тем меньше ЭПС. Если при подключении контролируемого конденсатора стрелка миллиамперметра находится в последней трети шкалы, такой конденсатор пригоден для применения. Если стрелка находится в первых двух третях шкалы, он непригоден. В соответствии с этим соответствующие секторы можно выделить зеленым и красным цветами. Подключая взамен конденсаторов резисторы сопротивлением 1...30Ом, можно провести градуировку шкалы индикатора.
Рис. 3
Для повышения термостабильности показаний индикатора резистор R4 можно заменить цепью из под-строечного резистора и диода (рис. 3). При замкнутых щупах движок резистора R4 первоначально устанавливают в среднее по схеме положение. Если с повышением температуры показания миллиамперметра возрастают, движок подстроечного резистора поворачивают на 10...20 градусов вверх (по схеме) и резистором R2 восстанавливают положение стрелки. Такую процедуру необходимо провести несколько раз, до получения желаемого результата.
Автор: Ю. Куракин, г. Димитровград Ульяновской обл.