Měřičem lze změřit kapacitu běžných elektrolytických kondenzátorů s přesností lepší než 10 %. K napájení lze použít jakýkoli zdroj s napětím 5 až 15 V. Jedinou podmínkou je, aby se napětí v průběhu měření příliš neměnilo.
Po zapnutí je měřený kondenzátor Cx nabíjen přes rezistor Rn. Napětí na měřeném kondenzátoru je porovnáváno s napětím na děliči z rezistorů R2 a R3 komparátorem, tvořeným operačním zesilovačem OZ1. Při větším napájecím napětí se kondenzátor nabíjí rychleji, ale musí se nabít na větší napětí, aby se překlopil komparátor. Proto je časový interval, za který se komparátor překlopí, nezávislý na napájecím napětí.
Po dobu nabíjení kondenzátoru je na výstupu komparátoru prakticky nulové napětí a je spuštěn zdroj konstantního proudu, tvořený tranzistory T1 a T2. Přes něj se nabíjí kondenzátor C1. Napětí na tomto kondenzátoru je úměrné času, po který byl nabíjen, a tím i kapacitě kondenzátoru Cx. Napětí na C1 indikuje ručkový měřicí přístroj, připojený přes sledovač s OZ2.
Dělič R2, R3 je připojen až za diodu D1, která posouvá stejnosměrnou napěťovou úroveň. Tato úprava způsobí malou změnu časového intervalu překlopení komparátoru v závislosti na napájecím napětí. Tímto způsobem je vykompenzována závislost zdroje proudu na napájecím napětí, způsobená hlavně změnou proudu, procházejícího rezistorem R5. Posunutí napájecího napětí je rovněž nutné pro správnou činnost sledovače OZ2.
Obr. 1. Měřič elektrolytických kondenzátorů
Figure 1. Large C meter
Připojíme měřený kondenzátor, zvolíme vhodný rozsah a zapneme přístroj. Výchylka ručky měřidla se bude zvolna zvětšovat až se asi po 1 s ustálí na hodnotě, odpovídající měřené kapacitě. Vypnutím přístroje se měřený kondenzátor vybije a přístroj se připraví pro další měření vybitím kondenzátoru C1. Měření je vhodné několikrát opakovat, a to zvlášť u kondenzátorů, které nebyly dlouhou dobu v provozu. První měření totiž ukáže větší kapacitu, neboť část energie se spotřebovala na formování kondenzátoru.
Většina součástek je na desce s plošnými spoji podle obr. 2 a 3. Provedení přístroje je patrné z fotografie. Měřič nemá vlastní zdroj, při občasných měřeních používám stabilizovaný zdroj nebo baterie. Rezistor R1 omezuje vybíjecí proud měřeného kondenzátoru. Použil jsem spirálu z odporového drátu, na odporu příliš nezáleží. Na vybíjecí proud by měl být dimenzován i přepínač Př1. Uvážíme-li, že se měřený kondenzátor nabije na napětí blízké napájecímu, může být tento proud i několik ampér. Použil jsem měřidlo s proudem 200 mikroampér na plnou výchylku (0,1 V), pro jiné bude třeba upravit odpor předřadného rezistoru tak, aby plná výchylka byla při napětí 1 až 1,5 V. Rezistory Rn určují rozsah přístroje. Není nutné dodržet přesně jejich odpor, důležitý je vzájemný poměr odporů. Rezistory Rn jsou složeny ze dvou rezistorů, zapojených v sérii, pro snažší sestavení požadované hodnoty. Pokud použijete oba rezistory, je nutno proškrábnout propojku ze strany spojů.
Obr. 2. Deska s plošnými spoji měřiče
elektrolytických kondenzátorů. Kliknutím získáte obrázek v
rozlišení 600 dpi
Figure 2. C meter PCB layout. Click to get
600 dpi resolution image
Obr. 3. Rozmístění součástek na desce
Figure 3. Locations of components on the
board
Máme-li předem vybrány rezistory RN, stačí přístroj nastavit jen na jednom rozsahu. Jako Cx připojíme kondenzátor o známé kapacitě a zvolíme vhodný rozsah. Otáčením běžce P1 nastavíme požadovanou výchylku ručky měřidla. Po každém pootočení trimrem je nutno měřit vždy znovu! V některých případech bude možná nutno změnit odpor rezistoru R4.
Obr. 4. Pohled zezadu
Figure 4. Rear inside view
Obr. 5. Pohled zepředu
Figure 5. Front inside view
| R1 | 2,2 Ohm, drátový (nebo kus odporového drátu) |
| R2 | 910 Ohm (nebo 1 kOhm) |
| R3 | 1 kOhm |
| R4 | 18 kOhm |
| R5 | 820 kOhm |
| R6 | 5,6 kOhm |
| P1 | 15 kOhm |
| Rn1 | 120 Ohm, pro rozsah 15 000 µF |
| Rn2 | 600 Ohm, pro rozsah 3 000 µF |
| Rn3 | 1,2 kOhm, pro rozsah 1 500 µF |
| Rn4 | 6 kOhm, pro rozsah 300 µF |
| Rn5 | 12 kOhm, pro rozsah 150 µF |
| Rn6 | 60 kOhm, pro rozsah 30 µF |
| Rn7 | 120 kOhm, pro rozsah 15 µF |
| Rn8 | 600 kOhm, pro rozsah 3 µF |
| C1 | 20 µF (22 µF)/ 16 V, nejlépe tantalový |
| D1, D2 | KA261 (1N4148 apod) |
| T1, T2 | BC... (KC508, BC548, BC238, 2N3904, 2SC945...) |
| IO | MA1458 |
| Př1 | Dvojitý přepínač, Double pole - double throw |
| Př2 | 8polohový přepínač, 8 pole - single throw |
| M | Ručkové měřidlo 200 µA |
| Deska s plošnými spoji | bcs17 |
| zdířky, napájecí konektor, krabička |
Jaroslav Belza
Měřič elektrolytických kondenzátorů byl otištěn v
Amatérském radiu č. 2/1990 na s. 49. Při jeho návrhu jsem se
inspiroval zapojením v [1], kde je jako původní pramen uveden
[2]
[1] Kalás, L.: Přímoukazující měřič kapacit. Amatérské
radio č. 4/1977 s. 146.
[2] Popular Electronic, October 1976
10. 9. 2000