O dispositivo como medidor de capacitância é usado para medir a capacitância. Este medidor foi inventado por Ewald Georg Von Kleist (10 de junho de 1700) e Pieter Van Musschenbroek (16 de março de 1692) em 1975. Os componentes usados para projetar a capacitância são chamados de capacitores que podem ser usados em quase todos os dispositivos eletrônicos para armazenar carga elétrica. O capacitor com grande capacitância armazenará mais carga. Existem diferentes tipos de medidores de capacitância disponíveis que permitem medir a capacitância diretamente entre 0,1 Pico farad e 20 microfarads. A unidade de capacitância é farad representada por uma letra 'F'. Existem vários métodos para medir a capacitância, mas o método mais preciso é o método da ponte. Este artigo descreve uma visão geral do medidor de capacitância.
O que é medidor de capacitância?
Definição: Os capacitores são muito comuns em componentes básicos em qualquer dispositivo eletrônico, é um componente eletrônico de dois terminais passivos que podem armazenar energia no campo elétrico e a capacidade do capacitor é uma capacitância. O medidor de capacitância é um tipo de instrumento de teste eletrônico usado para medir o capacitor em farads. Existem vários métodos para medir a capacitância, mas o método mais preciso é o método da ponte.
Princípio de funcionamento do medidor de capacitância
Na capacitância medida, a tensão de excitação de referência é aplicada para a medição. Na figura abaixo, a capacitância desconhecida é amplificada pelo amplificador . O diagrama de blocos do medidor de capacitância é mostrado na figura abaixo.
Diagrama de blocos do medidor de capacitância
O diagrama de blocos do medidor de capacitância (CM) consiste em um amplificador, capacitância desconhecida, gerador de tensão de referência, referência de relógio, multiplexador, amplificador de carga e geradores, integrador e comparador. O amplificador de carga, o gerador de carga X16 e o gerador de carga X1 são somados e dados ao integrador.
A saída do integrador é fornecida como entrada para o comparador, o que o comparador faz significa que monitora o integrador e controla os geradores de carga X1 e X16 para manter a saída do integrador em 0V. O gerador de excitação e o gerador de carga X1 usam referência de tensão.
Circuito de medidor de capacitância linear usando 555IC
O temporizador IC 555 é usado para gerar ondas quadradas com a frequência desejada e o ciclo de trabalho desejado e também é usado para outros fins. Os dois amplificadores operacionais, transistor (que atua como uma chave) e divisor de potencial (os três resistores são conectados em série é um divisor de potencial). Uma extremidade do divisor de potencial fornece tensão de alimentação e a outra extremidade é aterrada, as três resistências no divisor de potencial são iguais.
A tensão VC é conectada a um capacitor, que pode carregar ou descarregar periodicamente. Um terminal do capacitor é conectado à terra e o outro terminal pode receber carga ou descarga. O diagrama interno do circuito do medidor de capacitância linear do temporizador IC555 é mostrado abaixo.
Circuito de medidor de capacitância linear
Os dois amplificadores operacionais no temporizador IC555 têm dois terminais de entrada, a saída do primeiro op-amp é 1 (lógico) quando VC maior que 2/3 V e a saída do segundo op-amp é 1 quando VC é menor que V / 3 . Os dois amplificadores operacionais são conectados ao flip-flop SR. Em um flip-flop, o Q será '1', quando VC vai acima de 2v / 3, da mesma forma, o Q será '0' quando VC vai abaixo de v / 3.
Se VC estiver entre 2v / 3 ev / 3 (2v / 3> VC> v / 3), então o valor 'Q' não mudará, porque as saídas dos amplificadores operacionais são zero quando o VC está entre esses dois valores. A maioria das coisas, os amplificadores operacionais, divisor de potencial, transistor, flipflop SR estão na verdade dentro do temporizador IC555. Os gráficos de VC e Q são mostrados na figura abaixo.
gráficos de carga e descarga
Tempo ON-e-OFF dos Plots
Tempo de carregamento: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)
Onde VC é a tensão através do capacitor
V / 3 é o ponto de partida
2V / 3 é o incremento alvo
Tempo constante (τ) = (RA + RB) * C
Quando o carregamento estiver concluído, 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
Tempo de descarga: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C
No tempo t2, 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
Então e-t2 / RB * C = 1/2
et2 / RB * C = 2
t2 / RB * C = ln2 = 0,693
t2 = RB * C (0,693)
É assim Temporizador IC555 funciona. O circuito básico para o medidor de capacitância é mostrado abaixo. Pegue um capacitor e carregue-o até uma tensão fixa 'V' e conecte a outra extremidade ao terra.
Medidor de capacitância básico
Quando K está em P1, o C é carregado com Q = CV
Quando K está em P2, o C é descarregado com Q = CV
A carga que flui através do medidor a cada segundo = f * Q
A corrente média através do medidor = f * Q = f * C * V
A leitura do medidor = f * C * V, quando f e V são constantes a leitura do medidor é linearmente proporcional à capacitância do capacitor.
Sabemos que a carga (Q) = CV se aplicarmos tensão fixa, então a quantidade de carga que o capacitor irá manter, que depende do valor da capacitância do capacitor. Se a capacitância for maior, a carga será maior.
Manutenção do medidor de capacitância
A manutenção deste medidor é
- O medidor deve ficar longe de água e poeira
- Não use os medidores em altas temperaturas
- Não use os medidores em locais magnéticos fortes
- Não use líquidos ou detergentes para limpar os medidores
Características
As características do medidor de capacitância digital são
- Fácil de ler os valores de medição
- Alta precisão
- Sob o forte campo magnético também as medições são possíveis
- Altamente confiável
- Altamente durável
- Leve
Especificações do medidor de capacitância digital
As especificações do medidor de capacitância digital são
Exibição: LCD
Faixa: A faixa do medidor digital é de 0,1 PF a 20 mF
Bateria: 9 volts e a vida útil da bateria alcalina é de aproximadamente 200 horas e a vida útil da bateria de zinco-carbono é de aprox. 100 horas
Temperatura de operação: A temperatura operacional do CM digital é de 00C a 400C
Umidade operacional: A umidade operacional do CM digital é 80% MAX.R.H
Vantagens
As vantagens do medidor de capacitância são
- Os requisitos de hardware são menores em medidores de capacitância baseados em Arduino
- Construção simples
- Tamanho pequeno
- Menos peso
FAQs
1). Como a capacitância é medida?
A maioria dos dispositivos eletrônicos contém um capacitor para armazenar energia elétrica. A capacidade de armazenamento de um capacitor é conhecida como capacitância, que é medida em Farad (F).
2). Qual é o melhor testador de capacitor?
Um dos melhores testadores de capacitores é o Honeytek A6013L, seu alcance é de 200 Pico farad a 20 microfarads.
3). Qual instrumento mede a capacitância?
O medidor LCR é um tipo de instrumento de teste eletrônico usado para medir a capacitância de componentes eletrônicos.
4). A que capacitância é igual?
A capacitância é igual à razão de carga e tensão. É expresso como C = Q / V.
- Onde C é a capacitância
- Q é a carga armazenada, medida em coulombs (C)
- V é a tensão através do capacitor, medida em volts (V)
5). O que é capacitância Q?
A relação entre a reatância do capacitor (XC) e o efetivo resistência (R) é definido como uma capacitância do fator de qualidade ou capacitância Q. É expresso como Q = XC / R.
Neste artigo, a visão geral do medidor de capacitância, medidor de capacitância linear usando o temporizador IC555, recursos, vantagens, especificações e manutenção deste medidor são discutidos. Aqui está uma pergunta para você, qual é a diferença entre o capacitor e a capacitância?
