המכשיר כמו מד הקיבול משמש למדידת הקיבול. מד זה הומצא על ידי אוולד גאורג פון קלייסט (10 ביוני 1700) ופיטר ואן מוסשנברוק (16 במרץ 1692) בשנת 1975. הרכיבים המשמשים לתכנון קיבול נקראים קבלים שניתן להשתמש בהם כמעט בכל המכשירים האלקטרוניים לאחסון מטען חשמלי. הקבל בעל הקיבול הגדול יאחסנו יותר טעינה. ישנם סוגים שונים של מדי קיבול זמינים המאפשרים למדוד את הקיבול ישירות בין 0.1 פיקו פאראד ל -20 מיקרו-פארדות. יחידת הקיבול מיוצגת באמצעות אות 'F'. ישנן מספר שיטות למדידת הקיבול אך השיטה המדויקת ביותר היא שיטת הגשר. מאמר זה דן בסקירה כללית של מד הקיבול.
מהו מד קיבוליות?
הַגדָרָה: הקבלים נפוצים מאוד ברכיבים בסיסיים בכל מכשיר אלקטרוני, זהו רכיב אלקטרוני פסיבי דו מסופי שהם יכולים לאגור אנרגיה בשדה החשמלי וקיבולת הקבל היא קיבול. מד הקיבול הוא סוג אחד של מכשיר בדיקה אלקטרוני המשמש למדידת הקבל בפרדות. ישנן מספר שיטות למדידת הקיבול אך השיטה המדויקת ביותר היא שיטת הגשר.
עקרון עבודה של מד קיבוליות
בקיבול הנמדד, מוחל מתח עירור הייחוס למדידה. באיור שלהלן הקיבול הלא ידוע מוגבר על ידי ה- מַגבֵּר . דיאגרמת הגוש של מד הקיבול מוצגת באיור שלהלן.
תרשים חסימות של מד קיבוליות
דיאגרמת החסימה של מד הקיבול (CM) מורכבת ממגבר, קיבוליות לא ידועה, מחולל מתח ייחוס, הפניה לשעון, מולטיפלקס, מגבר טעינה וגנרטורים, אינטגרטור ומשווה. מגבר הטעינה, מחולל הטעינה X16 ומחולל הטעינה X1 מסוכמים ונמסרים למשלב.
פלט האינטגרטור ניתן כקלט למשווה, מה שמשווה עושה אומר שהוא עוקב אחר האינטגרטור ושולט על מחוללי הטעינה X1 ו- X16 כדי לשמור על תפוקת האינטגרטור על 0 וולט. מחולל העירור ומחולל הטעינה X1 משתמשים בהתייחסות למתח.
מעגל מד קיבוליות לינארי באמצעות 555IC
טיימר IC 555 משמש להפקת גלים מרובעים בתדירות הרצויה ובמחזור החובה הרצוי ומשמש גם למטרות אחרות. שני המגברים-אופ, הטרנזיסטור (המשמש כמתג) ומחלק הפוטנציאל (שלושת הנגדים מחוברים בסדרה הוא מחלק פוטנציאלי). הקצה האחד של מחלק הפוטנציאל מספק מתח אספקה וקצה אחר מקורקע, שלושת ההתנגדות בחלוקה הפוטנציאלית שווים.
מתח ה- VC מחובר לקבל שיכול לטעון או לפרוק מעת לעת. המסוף האחד של הקבל מחובר לקרקע והמסוף השני יכול לקבל טעינה או פריקה. התרשים הפנימי של מעגל מד הקיבול הליניארי IC555 מוצג להלן.
מעגל מד קיבוליות לינארי
שני המגברים התפעוליים בטיימר IC555 כוללים שני מסופי כניסה, הפלט של מגבר ה- OP הראשון הוא 1 (הגיוני) כאשר VC גדול מ- 2/3 V והפלט של המגבר השני הוא 1 כאשר ה- VC הוא פחות מ- V / 3. . שני המגברים המתחברים מחוברים לכפכף SR. בכפכף, ה- Q יהיה '1', כאשר VC יעלה מעל 2v / 3 באופן דומה ה- Q יהיה '0' כאשר VC יירד מתחת ל- v / 3.
אם VC נמצא בין 2v / 3 ו- v / 3 (2v / 3> VC> v / 3), אז ערך 'Q' לא ישתנה, מכיוון שתפוקות המגברים האופטיות אפסות כאשר ה- VC נמצא בין שני הערכים הללו. רוב הדברים, המגברים התפעוליים, המחלק הפוטנציאלי, הטרנזיסטור, ה- Flipflop של SR נמצאים למעשה בתוך טיימר IC555. העלילות של VC ו- Q מוצגות באיור שלהלן.
טעינה ופריקה של חלקות
זמן ON-OFF ו- OFF מהעלילות
זמן טעינה: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)
כאשר VC הוא המתח על פני הקבל
V / 3 היא נקודת המוצא
2V / 3 הוא תוספת היעד
זמן קבוע (τ) = (RA + RB) * C
לאחר סיום הטעינה, e - t1 / (RA + RB) C = 1/2
e t1 / (RA + RB) C = 2
T1 * (RA + RB) * C = LN2
t1 * (RA + RB) * C = 0.693
t1 = 0.693 * (RA + RB) C.
זמן פריקה: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C.
בזמן t2, 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
ואז e-t2 / RB * C = 1/2
et2 / RB * C = 2
t2 / RB * C = ln2 = 0.693
t2 = RB * C (0.693)
ככה טיימר IC555 עובד. המעגל הבסיסי של מד הקיבול מוצג להלן. קח קבלים וטען אותו עד מתח V 'קבוע וחבר את הקצה השני לקרקע.
מד קיבוליות בסיסי
כאשר K נמצא ב- P1, ה- C טעון ב- Q = CV
כאשר K נמצא ב- P2, ה- C משוחרר עם Q = CV
המטען שזורם במד בכל שנייה = f * Q
הזרם הממוצע דרך המטר = f * Q = f * C * V
הקריאה של המונה = f * C * V, כאשר f ו- V קבועים הקריאה של המונה היא פרופורציונאלית באופן ליניארי לקיבול של הקבל.
אנו יודעים שהמטען (Q) = CV אם אנו מפעילים מתח קבוע אז כמות המטען שתחזיק הקבל, תלויה בערך הקיבול של הקבל. אם הקיבול הוא יותר, הטעינה תהיה יותר.
תחזוקת מד הקיבול
התחזוקה של מד זה היא
- המונה צריך להתרחק ממים ואבק
- אל תשתמש במונים בטמפרטורות גבוהות
- אל תשתמש במונים במקומות מגנטיים חזקים
- אל תשתמשו בנוזלים או בחומרי הניקוי כדי לנגב את המטרים
מאפיינים
התכונות של מד הקיבול הדיגיטלי הן
- קל לקרוא את ערכי המדידה
- דיוק גבוה
- מתחת לשדה המגנטי החזק גם המדידות אפשריות
- מאוד אמין
- עמיד במיוחד
- קל
מפרט מד קיבול דיגיטלי
המפרט של מד הקיבול הדיגיטלי הוא
לְהַצִיג: LCD
טווח: טווח המונה הדיגיטלי הוא מ 0.1 PF ל 20 mF
סוֹלְלָה: 9 וולט וחיי הסוללה של הסוללה האלקליין הם כ 200 שעות וחיי הסוללה של אבץ פחמן הם כ. 100 שעות
טמפרטורת פעולה: טמפרטורת ההפעלה של ה- CM הדיגיטלי היא 00C עד 400C
לחות בתפעול: הלחות התפעולית של ה- CM הדיגיטלי היא 80% MAX.R.H
יתרונות
היתרונות של מד הקיבול הם
- דרישות החומרה הן פחות במדי קיבול מבוססי Arduino
- בנייה פשוטה
- קטן בגודל
- פחות משקל
שאלות נפוצות
1). כיצד מודדים את הקיבול?
רוב המכשירים האלקטרוניים מכילים קבלים לאחסון אנרגיה חשמלית. יכולת האחסון של הקבל מכונה קיבול אשר נמדד בפראד (F).
2). מהו בודק הקבלים הטוב ביותר?
אחד הבודקים הקבלים הטובים ביותר הוא Honeytek A6013L, הטווח שלו הוא בין 200 פיקו פאראד ל -20 מיקרו-פארדות.
3). איזה מכשיר מודד קיבוליות?
מד LCR הוא סוג אחד של מכשיר בדיקה אלקטרוני המשמש למדידת הקיבול של רכיבים אלקטרוניים.
4). למה שווה הקיבול?
הקיבול שווה ליחס המטען והמתח. זה מתבטא כ- C = Q / V.
- איפה C הוא הקיבול
- Q הוא המטען המאוחסן, נמדד בקולומבים (C)
- V הוא המתח על פני הקבל, נמדד בוולט (V)
5). מהו קיבול Q?
היחס בין תגובת הקבל (XC) לבין היעיל הִתנַגְדוּת (R) מוגדר כקיבולת גורם איכות או קיבול Q. זה מתבטא כ- Q = XC / R.
במאמר זה, סקירת מד הקיבול, מד קיבול ליניארי באמצעות טיימר IC555 נידונים תכונות, יתרונות, מפרטים ותחזוקה של מד זה. הנה שאלה עבורך, מה ההבדל בין הקבל לקיבול?
