تعتبر المكثفات من أكثر المكونات الإلكترونية استخدامًا في مجال الإلكترونيات ، لكن الكثير من الناس لا يعرفون كيفية اكتشاف المكثفات. نقدم أدناه عدة طرق لاختبار المكثفات باستخدام مقياس متعدد. تعتبر المكثفات من أكثر المكونات الإلكترونية استخدامًا. إن الرمز الشائع للمكثفات هو "C". تتكون المكثفات بشكل أساسي من أقطاب معدنية وطبقات عازلة وأسلاك كهربائية ، ويتم عزل القطبين عن بعضهما البعض. لذلك ، فإن الأداء الأساسي هو "حجب التيار المباشر عن التيار المتردد".
استخدم مقياسًا رقميًا متعددًا لاختبار المكثفات على النحو التالي:
1. الكشف المباشر مع تروس سعوية
تعمل بعض أجهزة القياس الرقمية المتعددة على قياس السعة ، وتنقسم نطاقاتها إلى خمسة نطاقات: 2000p و 20 n و 200 n و 2μ و 20μ. عند القياس ، يمكن إدخال دبابيس المكثف المفرغ مباشرة في مقبس Cx على لوحة العداد ، ويمكن قراءة البيانات المعروضة بعد تحديد النطاق المناسب.
000 مستوى p ، مناسب لقياس السعة أقل من 2000pF ؛ مستوى 20n ، مناسب لقياس السعة بين 2000pF و 20nF ؛ مستوى 200n ، مناسب لقياس السعة بين 20nF و 200nF ؛ مستوى 2μ ، مناسب للقياس بين 200nF و 2μF 20μ ، مناسب لقياس السعة بين 2μF و 20μF.
أثبتت التجربة أن بعض أنواع أجهزة القياس الرقمية المتعددة (مثل DT890B plus) بها أخطاء كبيرة عند قياس المكثفات صغيرة السعة أقل من 50pF ، ولا توجد تقريبًا أي قيمة مرجعية لقياس المكثفات أقل من 20pF. في هذا الوقت ، يمكن استخدام طريقة التسلسل لقياس سعة القيمة الصغيرة. الطريقة هي: أولاً العثور على مكثف يبلغ حوالي 220 بيكو فاراد ، واستخدام مقياس رقمي متعدد لقياس سعته الفعلية C1 ، ثم توصيل مكثف صغير ليتم قياسه بالتوازي معه لقياس سعته الإجمالية C2 ، ثم الفرق بين الاثنين ( C 1- C2) هي سعة المكثف الصغير المطلوب قياسه. يعد استخدام هذه الطريقة لقياس المكثفات صغيرة السعة من 1 إلى 20pF دقيقًا للغاية.
2. كشف بمقاومة العتاد
أثبتت الممارسة أنه يمكن أيضًا ملاحظة عملية شحن المكثف باستخدام مقياس رقمي متعدد ، وهو في الواقع كمية رقمية منفصلة لتعكس التغير في جهد الشحن. بافتراض أن معدل القياس للمقياس الرقمي المتعدد هو n مرة في الثانية ، أثناء مراقبة عملية شحن المكثف ، يمكن رؤية قراءات مستقلة ومتزايدة بالتتابع كل ثانية. وفقًا لميزة العرض الخاصة بالمقياس الرقمي المتعدد ، يمكن الكشف عن جودة المكثف ويمكن تقدير حجم السعة. المقدمة أدناه هي طريقة اكتشاف المكثفات باستخدام ترس المقاومة لمقياس رقمي متعدد ، وهو مفيد جدًا للأجهزة التي لا تحتوي على تروس السعة. هذه الطريقة مناسبة لقياس المكثفات كبيرة السعة التي تتراوح من 0. 1 μF إلى عدة آلاف من الميكروفاراد.
1. طريقة عملية القياس
كما هو مبين في الشكل ، قم بتحويل جهاز القياس الرقمي المتعدد إلى معدات المقاومة المناسبة ، ويتصل كل من الرصاص الأحمر وقائد الاختبار الأسود على التوالي بقطبي المكثف Cx قيد الاختبار. في هذا الوقت ، ستزيد القيمة المعروضة تدريجيًا من "000" حتى يتم عرض رمز التجاوز "1". إذا كان يعرض دائمًا "000" ، فهذا يعني أن دائرة قصر المكثف ؛ إذا كانت تعرض دائمًا فيضانًا ، فقد تكون دائرة مفتوحة بين الأقطاب الداخلية للمكثف ، أو قد يكون ملف المقاومة المحدد غير مناسب. عند فحص المكثفات الإلكتروليتية ، تجدر الإشارة إلى أن الرصاص الأحمر للاختبار (بشحنة موجبة) متصل بالإلكترود الموجب للمكثف ، وسلك الاختبار الأسود متصل بالقطب السالب للمكثف.
2. مبدأ القياس
يوضح الشكل {0} (ب) مبدأ قياس المكثف بمعدات المقاومة. أثناء القياس ، يشحن مصدر الطاقة الموجب المكثف Cx ليتم قياسه من خلال المقاوم القياسي R0 ، وفي لحظة الشحن ، لأنه يتم عرض Vc=0 ، "000". مع زيادة Vc تدريجيًا ، تزداد القيمة المعروضة. عندما Vc=2 VR ، يبدأ المقياس في عرض رمز التجاوز "1". وقت الشحن t هو الوقت المطلوب لتغيير قيمة العرض من "000" إلى تجاوز ، ويمكن قياس هذا الفاصل الزمني بواسطة ساعة كوارتز.
استخدم مقياسًا رقميًا متعددًا لاختبار المكثفات على النحو التالي:
1. الكشف المباشر مع تروس سعوية
تعمل بعض أجهزة القياس الرقمية المتعددة على قياس السعة ، وتنقسم نطاقاتها إلى خمسة نطاقات: 2000p و 20 n و 200 n و 2μ و 20μ. عند القياس ، يمكن إدخال دبابيس المكثف المفرغ مباشرة في مقبس Cx على لوحة العداد ، ويمكن قراءة البيانات المعروضة بعد تحديد النطاق المناسب.
000 مستوى p ، مناسب لقياس السعة أقل من 2000pF ؛ مستوى 20n ، مناسب لقياس السعة بين 2000pF و 20nF ؛ مستوى 200n ، مناسب لقياس السعة بين 20nF و 200nF ؛ مستوى 2μ ، مناسب للقياس بين 200nF و 2μF 20μ ، مناسب لقياس السعة بين 2μF و 20μF.
أثبتت التجربة أن بعض أنواع أجهزة القياس الرقمية المتعددة (مثل DT890B plus) بها أخطاء كبيرة عند قياس المكثفات صغيرة السعة أقل من 50pF ، ولا توجد تقريبًا أي قيمة مرجعية لقياس المكثفات أقل من 20pF. في هذا الوقت ، يمكن استخدام طريقة التسلسل لقياس سعة القيمة الصغيرة. الطريقة هي: أولاً العثور على مكثف يبلغ حوالي 220 بيكو فاراد ، واستخدام مقياس رقمي متعدد لقياس سعته الفعلية C1 ، ثم توصيل مكثف صغير ليتم قياسه بالتوازي معه لقياس سعته الإجمالية C2 ، ثم الفرق بين الاثنين ( C 1- C2) هي سعة المكثف الصغير المطلوب قياسه. يعد استخدام هذه الطريقة لقياس المكثفات صغيرة السعة من 1 إلى 20pF دقيقًا للغاية.
2. كشف بمقاومة العتاد
أثبتت الممارسة أنه يمكن أيضًا ملاحظة عملية شحن المكثف باستخدام مقياس رقمي متعدد ، وهو في الواقع كمية رقمية منفصلة لتعكس التغير في جهد الشحن. بافتراض أن معدل القياس للمقياس الرقمي المتعدد هو n مرة في الثانية ، أثناء مراقبة عملية شحن المكثف ، يمكن رؤية قراءات مستقلة ومتزايدة بالتتابع كل ثانية. وفقًا لميزة العرض الخاصة بالمقياس الرقمي المتعدد ، يمكن الكشف عن جودة المكثف ويمكن تقدير حجم السعة. المقدمة أدناه هي طريقة اكتشاف المكثفات باستخدام ترس المقاومة لمقياس رقمي متعدد ، وهو مفيد جدًا للأجهزة التي لا تحتوي على تروس السعة. هذه الطريقة مناسبة لقياس المكثفات كبيرة السعة التي تتراوح من 0. 1 μF إلى عدة آلاف من الميكروفاراد.
1. طريقة عملية القياس
كما هو مبين في الشكل ، قم بتحويل جهاز القياس الرقمي المتعدد إلى معدات المقاومة المناسبة ، ويتصل كل من الرصاص الأحمر وقائد الاختبار الأسود على التوالي بقطبي المكثف Cx قيد الاختبار. في هذا الوقت ، ستزيد القيمة المعروضة تدريجيًا من "000" حتى يتم عرض رمز التجاوز "1". إذا كان يعرض دائمًا "000" ، فهذا يعني أن دائرة قصر المكثف ؛ إذا كانت تعرض دائمًا فيضانًا ، فقد تكون دائرة مفتوحة بين الأقطاب الداخلية للمكثف ، أو قد يكون ملف المقاومة المحدد غير مناسب. عند فحص المكثفات الإلكتروليتية ، تجدر الإشارة إلى أن الرصاص الأحمر للاختبار (بشحنة موجبة) متصل بالإلكترود الموجب للمكثف ، وسلك الاختبار الأسود متصل بالقطب السالب للمكثف.
2. مبدأ القياس
يوضح الشكل {0} (ب) مبدأ قياس المكثف بمعدات المقاومة. أثناء القياس ، يشحن مصدر الطاقة الموجب المكثف Cx ليتم قياسه من خلال المقاوم القياسي R0 ، وفي لحظة الشحن ، لأنه يتم عرض Vc=0 ، "000". مع زيادة Vc تدريجيًا ، تزداد القيمة المعروضة. عندما Vc=2 VR ، يبدأ المقياس في عرض رمز التجاوز "1". وقت الشحن t هو الوقت المطلوب لتغيير قيمة العرض من "000" إلى تجاوز ، ويمكن قياس هذا الفاصل الزمني بواسطة ساعة كوارتز.
3. استخدم مقياسًا رقميًا متعددًا لتقدير البيانات المقاسة للسعة
عند استخدام مقياس رقمي متعدد DT83 0 لتقدير سعة مكثف من 0.1 درجة فهرنهايت إلى عدة آلاف من الميكروفاراد ، يمكنك تحديد مستوى المقاومة وفقًا للجدول 5-1. يوضح الجدول نطاق السعة القابلة للقياس ووقت الشحن المقابل. تحتوي البيانات المدرجة في الجدول أيضًا على قيمة مرجعية لأنواع أخرى من أجهزة القياس الرقمية المتعددة.
مبدأ اختيار نطاق المقاومة هو: عندما تكون السعة صغيرة ، يجب اختيار المقاومة العالية ، وعندما تكون السعة كبيرة ، يجب اختيار المقاومة المنخفضة. إذا تم استخدام الترس عالي المقاومة لتقدير المكثفات ذات السعة الكبيرة ، فإن عملية الشحن تكون بطيئة للغاية ، وسوف يستمر وقت القياس لفترة طويلة ؛ إذا تم استخدام الترس منخفض المقاومة لفحص المكثفات ذات السعة الصغيرة ، فسيعرض المقياس دائمًا التدفق الزائد بسبب وقت الشحن القصير للغاية ، ولا يمكن رؤية عملية التغيير. .
3. كشف مع الجهد والعتاد
يعد اكتشاف المكثفات بنطاق جهد التيار المستمر لمقياس رقمي متعدد في الواقع طريقة قياس غير مباشرة. يمكن لهذه الطريقة قياس المكثفات ذات السعة الصغيرة التي تتراوح من 220pF إلى 1μF ، ويمكنها قياس تيار التسرب للمكثفات بدقة.
1. طريقة القياس والمبدأ
تظهر دائرة القياس في الشكل ، E عبارة عن بطارية جافة خارجية بجهد 1.5 فولت. قم بتحويل جهاز القياس الرقمي المتعدد إلى DC 2V ، يتم توصيل الرصاص الأحمر للاختبار بقطب كهربائي واحد للمكثف Cx قيد الاختبار ، ويتم توصيل الرصاص الأسود بالقطب السالب للبطارية. مقاومة الإدخال للترس 2 فولت هي RIN =10 MΩ. بعد تشغيل الطاقة ، تقوم البطارية E بشحن Cx عبر RIN وتبدأ في زيادة الجهد Vc. العلاقة بين Vc ووقت الشحن t هي:
هنا ، نظرًا لأن الجهد عبر RIN هو جهد الدخل VIN للأداة ، يعمل RIN أيضًا كمقاوم لأخذ العينات. من الواضح ، VIN (t)=E-Vc (t)=Eexp (-t / RINCx) (5-2)
التين. منحنى التغير لجهد الدخل VIN (t) وجهد الشحن Vc (t) على المكثف المقاس. يمكن أن نرى من الشكل أن عملية تغيير VIN (t) و Vc (t) معاكسة تمامًا. منحنى تغيير VIN (t) يتناقص بمرور الوقت ، بينما يزداد Vc (t) بمرور الوقت. على الرغم من أن الأداة تُظهر عملية تغيير VIN- (t) ، إلا أنها تعكس بشكل غير مباشر عملية الشحن للمكثف المقاس Cx. أثناء الاختبار ، إذا كانت Cx عبارة عن دائرة مفتوحة (بدون سعة) ، فإن القيمة المعروضة تكون دائمًا "000" ؛ إذا كان Cx قصير الدائرة داخليًا ، فإن القيمة المعروضة هي دائمًا جهد البطارية E ، والذي لا يتغير بمرور الوقت.
يوضح أنه عند تشغيل الدائرة للتو ، t =0 ، VIN=E ، فإن القيمة الأولية التي يعرضها المقياس الرقمي المتعدد هي جهد البطارية ، ثم مع زيادة Vc (t) ، ينخفض VIN (t) تدريجيًا حتى VIN =0 V ، Cx تنتهي عملية الشحن ، في هذا الوقت Vc (t)=E.
لا يمكن أن يؤدي استخدام مقياس رقمي متعدد للكشف عن المكثفات في نطاق الجهد إلى فحص المكثفات ذات السعة الصغيرة التي تتراوح من 220pF إلى 1μF فحسب ، بل يمكن أيضًا قياس تيار التسرب للمكثفات في نفس الوقت. دع تيار التسرب للمكثف المراد قياسه هو معرف ، وآخر قيمة ثابتة يعرضها المقياس هي VD (الوحدة V) ، ثم Id=Vd / Rin.
2. مثال على ذلك
مثال 1: السعة المقاسة هي مكثف ثابت 1μF / 16 0 V ، ويستخدم نطاق 2VDC للمقياس الرقمي المتعدد DT830 (RIN =10 MΩ). قم بتوصيل الدائرة وفقًا للشكل 5-12. في البداية ، عرض العداد 1.543 فولت ، ثم انخفضت القيمة المعروضة تدريجيًا. بعد حوالي دقيقتين ، استقرت القيمة المعروضة عند 0.003 فولت. بناءً على ذلك ، يمكن الحصول على تيار التسرب للمكثف قيد الاختبار
تيار التسرب للمكثف قيد الاختبار فقط 0. 3nA ، مما يدل على جودة جيدة.
مثال 2: المكثف المراد اختباره هو 0. 0 مكثف بوليستر 22μF / 63V ، وطريقة القياس هي نفسها مثل المثال 1. نظرًا للسعة الصغيرة لهذا المكثف ، فإن VIN (t ) بسرعة أثناء القياس ، وتنخفض القيمة المعروضة إلى 0. 002 فولت بعد حوالي 3 ثوانٍ. استبدل هذه القيمة في المعادلة (5-3) ، واحسب تيار التسرب ليكون 0.2nA.
3. الاحتياطات
(1) قبل القياس ، يجب أن يكون دبابيس المكثف قصيري الدائرة وتفريغهما ، وإلا فقد لا تتم ملاحظة عملية تغيير القراءة.
(2) لا تلمس الأقطاب الكهربائية السعوية بكلتا يديك أثناء عملية القياس لتجنب قفز العداد.
(3) أثناء عملية القياس ، تتغير قيمة VIN (t) بشكل كبير ، وتتناقص بسرعة في البداية ، ومع مرور الوقت ، تصبح السرعة المتناقصة أبطأ وأبطأ. عندما تكون سعة المكثف المقاس Cx أقل من بضعة آلاف من البيكوفاراد ، تكون قيمة العرض الأولية للمتر أقل من تلك الخاصة بالبطارية لأن VIN (t) ينخفض بسرعة كبيرة في البداية ، ومعدل قياس العداد أيضًا منخفضة لتعكس قيمة الجهد الأولي. الجهد E.
(4) عندما يكون المكثف المقاس Cx أكبر من 1μF ، من أجل تقصير وقت القياس ، يمكن استخدام ملف تعريف المقاومة للقياس. ومع ذلك ، عندما تكون سعة المكثف قيد الاختبار أقل من 200pF ، فمن الصعب ملاحظة عملية الشحن بسبب التغيير القصير في القراءة.
4. استخدم الجرس للكشف
باستخدام ترس الجرس للمقياس الرقمي المتعدد ، يمكنك التحقق بسرعة من جودة المكثفات الإلكتروليتية. يتم عرض طريقة القياس في الشكل 5-14. قم بتحويل جهاز القياس الرقمي المتعدد إلى ترس الجرس ، واستخدم قلمي اختبار للتواصل مع دبابيس المكثف Cx قيد الاختبار على التوالي. يجب سماع صوت صفير قصير ، ثم سيتوقف الصوت ، وسيتم عرض رمز الفائض "1" في نفس الوقت. بعد ذلك ، قم بتبديل خيوطي الاختبار بقياس آخر ، يجب أن يصدر صوت الجرس مرة أخرى ، وأخيراً يعرض رمز الفائض "1". يشير هذا الموقف إلى أن مكثف التحليل الكهربائي المقاس طبيعي في الأساس. في هذا الوقت ، يمكنك الاتصال بالعتاد عالي المقاومة 20MΩ أو 200MΩ لقياس مقاومة التسرب للمكثف لتحديد ما إذا كان جيدًا أم سيئًا.
