ما هو عداد السعة: الدائرة وعملها

يتم استخدام جهاز مثل مقياس السعة لقياس السعة. اخترع هذا المقياس إيوالد جورج فون كليست (10 يونيو 1700) وبيتر فان موشنبروك (16 مارس 1692) في عام 1975. المكونات المستخدمة لتصميم السعة تسمى المكثفات التي يمكن استخدامها تقريبًا في جميع الأجهزة الإلكترونية لتخزين الشحنات الكهربائية. سيخزن المكثف ذو السعة الكبيرة شحنة أكبر. هناك أنواع مختلفة من أجهزة قياس السعة المتاحة والتي تتيح لك قياس السعة مباشرة بين 0.1 بيكو فاراد و 20 ميكرو فاراد. وحدة السعة فاراد ممثلة بالحرف 'F'. هناك 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 ذو طرفين منفعل يمكنهما تخزين الطاقة في المجال الكهربائي وسعة المكثف عبارة عن سعة. مقياس السعة هو أحد أنواع أدوات الاختبار الإلكترونية المستخدمة لقياس المكثف بالفاراد. هناك عدة طرق لقياس السعة ولكن الطريقة الأكثر دقة هي طريقة الجسر.

مبدأ عمل عداد السعة

عند السعة المقاسة ، يتم تطبيق جهد الإثارة المرجعي للقياس. في الشكل أدناه ، يتم تضخيم السعة غير المعروفة بواسطة المضخم . يظهر الرسم التخطيطي لمقياس السعة في الشكل أدناه.

رسم تخطيطي لمقياس السعة

يتكون الرسم التخطيطي لمقياس السعة (CM) من مضخم ، وسعة غير معروفة ، ومولد جهد مرجعي ، ومرجع ساعة ، ومضاعف ، ومضخم شحن ومولدات ، ومتكامل ومقارن. يتم جمع مضخم الشحن ومولد الشحن X16 ومولد الشحن X1 وإعطاؤهما للمتكامل.

يتم إعطاء ناتج التكامل كمدخل للمقارن ، ما يعنيه المقارنة أنه يراقب المكامل ويتحكم في مولدات الشحن X1 و X16 للحفاظ على إخراج المكامل عند 0 فولت. يستخدم كل من مولد الإثارة ومولد الشحن X1 مرجع الجهد.

حلبة عداد السعة الخطية باستخدام 555IC

يستخدم المؤقت IC 555 لتوليد موجات مربعة بالتردد المطلوب ودورة العمل المرغوبة ويستخدم أيضًا لأغراض أخرى. اثنان op-amp ، الترانزستور (الذي يعمل كمفتاح) والمقسم المحتمل (المقاومات الثلاثة متصلة في سلسلة هي مقسم محتمل). يوفر أحد طرفي الحاجز المحتمل جهد إمداد والطرف الآخر مؤرض ، وتكون المقاومات الثلاثة في الحاجز المحتمل متساوية.

الجهد VC متصل بمكثف يمكنه الشحن والتفريغ بشكل دوري. يتم توصيل أحد طرفي المكثف بالأرض ويمكن للطرف الآخر شحن أو تفريغ. يظهر الرسم البياني الداخلي لدائرة عداد السعة الخطية لمؤقت IC555 أدناه.

حلبة عداد السعة الخطية

يحتوي مكبرا الصوت التشغيليان في مؤقت IC555 على محطتي إدخال ، ويكون خرج المرجع الأول 1 (منطقيًا) عندما يكون VC أكبر من 2/3 فولت ويكون خرج op-amp الثاني 1 عندما يكون VC أقل من V / 3 . يتم توصيل المكبرين التشغيليين بـ SR flip-flop. في flip-flop ، ستكون Q '1' ، عندما يتجاوز VC 2v / 3 بالمثل ، فإن Q ستكون '0' عندما يكون VC أقل من v / 3.

إذا كان VC يقع بين 2v / 3 و v / 3 (2v / 3> VC> v / 3) فلن تتغير قيمة 'Q' ، لأن مخرجات op-amps تكون صفرًا عندما يقع VC بين هاتين القيمتين. معظم الأشياء ، مكبرات الصوت التشغيلية ، المقسم المحتمل ، الترانزستور ، SR flipflop هي في الواقع داخل مؤقت IC555. مؤامرات VC و Q موضحة في الشكل أدناه.

مؤامرات الشحن والتفريغ

وقت التشغيل والإيقاف من المؤامرات

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

ه 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 الطريقة مؤقت IC555 يعمل. الدائرة الأساسية لمقياس السعة موضحة أدناه. خذ مكثفًا وشحنه حتى جهد ثابت 'V' وقم بتوصيل الطرف الآخر بالأرض.

مقياس السعة الأساسية

عندما يكون K عند P1 ، يتم شحن C بـ Q = CV

عندما يكون K في P2 ، يتم تفريغ C بـ Q = CV

الشحنة التي تتدفق عبر العداد كل ثانية = f * Q

متوسط ​​التيار عبر العداد = f * Q = f * C * V

قراءة العداد = f * C * V ، عندما تكون f و V ثابتة ، فإن قراءة العداد تتناسب خطيًا مع سعة المكثف.

نعلم أن الشحنة (Q) = CV إذا طبقنا جهدًا ثابتًا ، فإن مقدار الشحنة التي سيحتفظ بها المكثف ، يعتمد على قيمة السعة للمكثف. إذا كانت السعة أكبر ، فستكون الشحنة أكبر.

صيانة عداد السعة

صيانة هذا العداد

• يجب أن يبتعد العداد عن الماء والغبار
• لا تستخدم العدادات في درجات حرارة عالية
• لا تستخدم العدادات في أماكن مغناطيسية قوية
• لا تستخدم السوائل أو المنظفات لمسح العدادات

سمات

ميزات عداد السعة الرقمية

• من السهل قراءة قيم القياس
• دقة عالية
• في ظل المجال المغناطيسي القوي ، تكون القياسات ممكنة أيضًا
• موثوق بها للغاية
• دائم للغاية
• وزن خفيف

مواصفات جهاز قياس السعة الرقمية

مواصفات عداد السعة الرقمية هي

عرض: شاشة LCD

نطاق: نطاق العداد الرقمي من 0.1 PF إلى 20 mF

بطارية: 9 فولت وعمر بطارية البطارية القلوية حوالي 200 ساعة وعمر بطارية الزنك والكربون تقريبًا. 100 ساعة

درجة حرارة التشغيل: درجة حرارة تشغيل CM الرقمي هي 00 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية

رطوبة العملية: تبلغ رطوبة التشغيل في CM الرقمي 80٪ MAX.R.H

مزايا

مزايا مقياس السعة هي

• متطلبات الأجهزة أقل في عدادات السعة القائمة على Arduino
• بناء بسيط
• صغير الحجم
• أقل وزنا

أسئلة وأجوبة

1). كيف يتم قياس السعة؟

تحتوي معظم الأجهزة الإلكترونية على مكثف لتخزين الطاقة الكهربائية. تُعرف القدرة التخزينية للمكثف بالسعة التي تُقاس بوحدة فاراد (F).

2). ما هو أفضل اختبار مكثف؟

يعد Honeytek A6013L أحد أفضل أجهزة اختبار المكثفات ، ويتراوح مداها من 200 بيكو فاراد إلى 20 ميكرو فاراد.

3). ما الأداة التي تقيس السعة؟

مقياس LCR هو نوع واحد من أدوات الاختبار الإلكترونية المستخدمة لقياس سعة المكونات الإلكترونية.

4). ما هي السعة التي تساوي؟

السعة تساوي نسبة الشحن والجهد. يتم التعبير عنها كـ C = Q / V.

• حيث C هي السعة
• Q هي الشحنة المخزنة ، وتقاس بوحدة الكولوم (C)
• V هو الجهد عبر المكثف ، ويقاس بالفولت (V)

5). ما هي Q السعة؟

نسبة مفاعلة المكثف (XC) والفاعلية مقاومة يتم تعريف (R) على أنه عامل جودة السعة أو Q السعة. يتم التعبير عنها كـ Q = XC / R.

في هذه المقالة نظرة عامة على مقياس السعة ، متر السعة الخطية تمت مناقشة استخدام مؤقت IC555 والميزات والمزايا والمواصفات وصيانة هذا العداد. إليك سؤال لك ، ما الفرق بين المكثف والسعة؟