ما هو مقياس السعة: الدائرة وعملها
يتم استخدام الجهاز مثل مقياس السعة لقياس السعة. تم اختراع هذا العداد بواسطة Ewald Georg Von Kleist (10 يونيو 1700) وبيتر فان موشنبروك (16 مارس 1692) في عام 1975. تسمى المكونات المستخدمة لتصميم السعة المكثفات التي يمكن استخدامها تقريبًا في جميع الأجهزة الإلكترونية لتخزين الشحنة الكهربائية. بحيث يخزن المكثف ذو السعة الكبيرة المزيد من الشحن. هناك أنواع مختلفة من أجهزة قياس السعة المتاحة والتي تسمح لك بقياس السعة مباشرة بين 0.1 بيكو فاراد و 20 ميكروفاراد. يتم تمثيل وحدة السعة فاراد بحرف "F". وهناك عدة طرق لقياس السعة ولكن الطريقة الأكثر دقة هي طريقة الجسر. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على مقياس السعة.
ما هو مقياس السعة؟
تعريف: المكثفات شائعة جدًا في المكونات الأساسية في أي جهاز إلكتروني ، وهي مكون إلكتروني سلبي ثنائي الطرف يمكنها تخزين الطاقة في المجال الكهربائي وقدرة المكثف عبارة عن سعة. مقياس السعة هو نوع واحد من أدوات الاختبار الإلكترونية المستخدمة لقياس المكثف في الفاراد. هناك عدة طرق لقياس السعة ولكن الطريقة الأكثر دقة هي طريقة الجسر.
مبدأ العمل (متر السعة)
في السعة المقاسة ، يتم تطبيق جهد الإثارة المرجعي للقياس. في الشكل أدناه ، يتم تضخيم السعة غير المعروفة بواسطة مكبر الصوت . يظهر الرسم التخطيطي لمقياس السعة في الشكل أدناه.
رسم تخطيطي لمقياس السعة
رسم تخطيطي لمقياس السعة
يتكون مخطط كتلة مقياس السعة (CM) من مكبر للصوت ، سعة غير معروفة ، مولد الجهد المرجعي ، مرجع الساعة ، معدد ، مضخم ومولدات الشحن ، المكمل والمقارن. يتم تجميع مضخم الشحن ومولد الشحن X16 ومولد الشحن X1 وإعطائهم للمُدمج.
يتم إعطاء ناتج التكامل كمدخل إلى المقارنة ، ما يفعله المقارنة يعني أنه يراقب التكامل ويتحكم في مولدات الشحن X1 و X16 للحفاظ على خرج التكامل عند 0V. يستخدم كل من مولد الإثارة ومولد الشحن X1 مرجع الجهد.
حلبة السعة الخطية باستخدام 555IC
يتم استخدام المؤقت IC 555 لتوليد موجات مربعة مع التردد المطلوب ودورة العمل المطلوبة ويستخدم أيضًا لأغراض أخرى. اثنين من أمبير ، والترانزستور (الذي يعمل كمفتاح) والمقسم المحتمل (ترتبط المقاومات الثلاثة في سلسلة وتعتبر مقسم محتمل). يوفر أحد طرفي الحاجز المحتمل جهد الإمداد ونهاية أخرى مؤرضة ، وتكون المقاومات الثلاثة في الحاجز المحتمل متساوية.
يتم توصيل الجهد VC بمكثف ، والذي يمكن شحنه أو تفريغه بشكل دوري. يتم توصيل الطرف الأول من المكثف بالأرض ويمكن للطرف الآخر الحصول على الشحن أو التفريغ. يظهر الرسم البياني الداخلي لدائرة عداد السعة الخطية بمؤقت IC555 أدناه.
دارة عداد السعة الخطية
دارة عداد السعة الخطية
يحتوي على مضخماً للصوت التشغيليان في جهاز ضبط الوقت IC555 على طرفين الإدخال ، يكون مخرج مضخم التشغيل الأول 1 (منطقي) عندما يكون VC أكبر من 2/3 فولت ومخرج المضخم الثاني هو 1 عندما يكون VC أقل من V / 3 . يتم توصيل مضخمي التشغيل إلى SR flip-flop. في حالة التقليب ، سيكون Q '1' ، عندما يكون VC أعلى من 2v / 3 وبالمثل Q سيكون '0' عندما VC أقل من v / 3.
إذا كانت VC تقع بين 2v / 3 و v / 3 (2v / 3> VC> v / 3) ، فلن تتغير قيمة "Q" ، لأن مخرجات op-amp هي صفر عندما يقع VC بين هاتين القيمتين. معظم الأشياء ، ومكبرات الصوت التشغيلية ، والمقسم المحتمل ، والترانزستور ، و SR flipflop موجودة في الواقع داخل مؤقت IC555. يتم عرض قطع VC و Q في الشكل أدناه.
مخططات الشحن والتفريغ
مخططات الشحن والتفريغ
وقت التشغيل والإيقاف من قطع الأرض
وقت الشحن: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)
حيث VC هو الجهد عبر المكثف
V / 3 هي نقطة البداية
2V / 3 هي الزيادة المستهدفة
ثابت الزمن (τ) = (RA + RB) * ج
عند انتهاء الشحن ، 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) ج
وقت التفريغ: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C
في الوقت t2 ، 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
ثم e-t2 / RB * C = 1/2
et2 / RB * C = 2
t2 / RB * C = ln2 = 0.693
t2 = RB * C (0.693)
هذه هي طريقة عمل عداد IC555 . يتم عرض الدائرة الأساسية لمقياس السعة أدناه. خذ مكثف واشحنه إلى جهد ثابت 'V' وقم بتوصيل الطرف الآخر بالأرض.
مقياس السعة الأساسية
مقياس السعة الأساسية
عندما تكون K في P1 ، يتم تحميل C بـ Q = CV
عندما يكون K عند P2 ، يتم تفريغ C مع Q = CV
الشحنة التي تتدفق عبر العداد كل ثانية = f * Q
متوسط التيار من خلال العداد = f * Q = f * C * V
قراءة العداد = f * C * V ، عندما تكون f و V ثابتة ، فإن قراءة العداد تتناسب خطياً مع سعة المكثف.
نحن نعلم أن الشحنة (Q) = CV إذا طبقنا جهدًا ثابتًا ، فإن مقدار الشحن الذي سيحمله المكثف ، يعتمد على قيمة السعة للمكثف. إذا كانت السعة أكبر ، فستكون الشحنة أكثر.
صيانة عداد السعة
صيانة هذا العداد
يجب أن يبقى العداد بعيدًا عن الماء والغبار
لا تستخدم العدادات في درجات حرارة عالية
لا تستخدم العدادات في الأماكن المغناطيسية القوية
لا تستخدم السوائل أو المنظفات لمسح العدادات
الميزات
ملامح مقياس السعة الرقمية :
من السهل قراءة قيم القياس
دقة عالية
كما يمكن إجراء القياسات تحت المجال المغناطيسي القوي
موثوق بها للغاية
دائم للغاية
وزن خفيف
مواصفات مقياس السعة الرقمية
مواصفات مقياس السعة الرقمية :
العرض: ال سي دي LCD
النطاق: يتراوح نطاق العداد الرقمي من 0.1 PF إلى 20 mF
البطارية: 9 فولت وعمر البطارية للبطارية القلوية 200 ساعة تقريبًا وعمر البطارية من الكربون الزنك تقريبًا. 100 ساعة
درجة حرارة التشغيل: درجة حرارة تشغيل CM الرقمية هي من 00 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية
رطوبة التشغيل: رطوبة التشغيل لل CM الرقمية 80٪ بحد أقصى RH
مزايا
مزايا مقياس السعة
متطلبات الأجهزة أقل في أجهزة قياس السعة المعتمدة على Arduino
البناء البسيط
صغير الحجم
أقل وزنا
الأسئلة الشائعة
1). كيف تقاس السعة؟
تحتوي معظم الأجهزة الإلكترونية على مكثف لتخزين الطاقة الكهربائية. تُعرف قدرة التخزين للمكثف بالسعة التي تقاس بـ Farad (F).
2). ما هو أفضل اختبار مكثف؟
واحد من أفضل أجهزة اختبار المكثفات هو Honeytek A6013L ، ويتراوح نطاقه من 200 بيكو فاراد إلى 20 ميكروفاراد.
3). ما الأداة التي تقيس السعة؟
مقياس LCR هو نوع من أدوات الاختبار الإلكترونية المستخدمة لقياس سعة المكونات الإلكترونية.
4). ما تساوي السعة؟
السعة تساوي نسبة الشحنة والجهد. يتم التعبير عنها كـ C = Q / V.
حيث C هي السعة
Q هي الشحنة المخزنة ، المقاسة بال كولوم (C)
V هو الجهد عبر المكثف ، ويقاس بالفولت (V)
5). ما هي السعة Q؟
يتم تعريف نسبة مفاعلية المكثف (XC) والمقاومة الفعالة (R) على أنها السعة وعامل الجودة أو السعة Q. يتم التعبير عنها كـ Q = XC / R.
في هذه المقالة ، تتم مناقشة النظرة العامة على عداد السعة ، وعداد السعة الخطية باستخدام عداد IC555 ، والميزات ، والمزايا ، والمواصفات ، وصيانة هذا العداد.