Логотип

Измеритель емкости- приставка к мультиметру DT-830B (М-830В)

категория

Самодельные измерительные приборы

материалы в категории

С. КОСТИЦЫН, г. Ижевск 
Радио, 2002 год, № 6

Мультиметры типа DT-830B (М-830В) получили огромное распространение благодаря своей неплохой точности и достаточно низкой стоимости. Но у этого прибора есть один существенный недостаток: он не имеет функции С-метра, а приборы, снабженные данной функцией стоят уже гораздо дороже. Устранить эту проблема поможет приставка, речь о которой пойдет в этой статье.

Принципиальная схема встраиваемых в мультиметр дополнительных узлов

Узел измерения емкости конденсаторов выполнен на микросхеме DD1'. По сути, это одновибраторы, выполненные на D-триггерах. Напряжение питания стабилизировано микросхемой DD1 мультиметра и равно 3,1 В. (привязка сделана к схеме прибора, опубликованной в "Радио", 2001, № 9, с. 26, рис. 2).

Рассмотрим работу одновибратора на триггере DD1M. В качестве запускающих используются импульсы динамической "развертки" индикатора. В отсутствие измеряемого конденсатора Сх длительность выходных импульсов одновибратора крайне мала и определяется в основном паразитными емкостями и быстродействием микросхемы. При подключении измеряемого конденсатора к зажимам Х1, Х2 ("Сх-нФ") одновибратор формирует импульсы, амплитуда которых постоянна (примерно 3 В), а длительность пропорциональна емкости. Интегрирование этих импульсов и выделение постоянной составляющей напряжения осуществляются цепью R29C2 мультиметра при подключении его щупа к выходу одновибратора (Х5 "Сх, нф") в режиме измерения постоянных напряжений. Верхний предел измерения емкости при установке переключателя прибора в положение "200 мВ" ≈ 200 нФ, в положение "2000 мВ" ≈ 2 мкФ (разрешающая способность в первом случае ≈ 100 пф, во втором ≈ 1 нФ).

Второй узел (на DDV.2) работает аналогично. В качестве запускающих используются импульсы тактового генератора микросхемы DD1 мультиметра. Частота их следования в 800 раз выше частоты "развертки" и равна примерно 30 кГц. Верхние пределы измерения емкости в этом случае ≈ 200 пф и 2 нФ при разрешающей способности соответственно 0,1 и 1 пф.

При измерении малых емкостей становится заметным влияние паразитной емкости монтажа и быстродействия микросхемы. Из-за этого нижний предел измерения повышается до нескольких десятков пикофарад. Для установки нулевых показаний в отсутствие измеряемого конденсатора служат резисторы R7, R8, через которые на выход узла измерения подается небольшое отрицательное смещение со второго стабилизированного источника DD1. Это напряжение используется для стабилизации напряжения на индикаторе и, как следствие, контрастности выводимой на табло информации. Необходимо отметить, что разброс емкости монтажа и быстродействия микросхемы может быть довольно большим, поэтому номиналы резисторов R7 и R8 указаны на схеме ориентировочно.

Стабильность работы описываемых узлов измерения емкости относительно невелика, что обусловлено невысокой стабильностью тактового генератора микросхемы DD1. Несколько улучшить этот параметр генератора можно заменой резистора R26 и конденсатора С6 элементами с высокой температурной стабильностью (например, резистором С2-29 и конденсатором с ТКЕ группы МП0 или М47).

На транзисторе VT1 собран узел звуковой сигнализации "прозвонки" цепей. Его базу подключают к нижнему (по схеме мультиметра) выводу резистора R9, а эмиттер ≈ к верхнему. Нагрузкой транзистора служит пьезоэлектрический излучатель со встроенным генератором НА1.

В приставке можно использовать любые маломощные диоды, например, серий КД521, КД522. Транзистор VT1 ≈ любой из серии КТ3107. К561ТМ2 заменима микросхемой К1561ТМ2. Подстроечные резисторы R2, R5 желательно применить многооборотные проволочные.

Детали монтируют на печатной плате  из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм.

Она рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ-0,125, подстроечных СП5-3 (R2, R5) и СПЗ-38д (R8), диодов КД522 и пьезоэлектрического звукоизлучателя НРМ14АХ фирмы JL World. Выводы последнего перед монтажом укорачивают с таким расчетом, чтобы над печатными проводниками они выступали не более чем на 1 мм. Так же поступают и с выводами остальных деталей. Подстроечные резисторы R2 и R5 закрепляют скобками из луженого провода диаметром 0,4...0,5 мм, концы которых пропускают через отверстия в плате и с натягом припаивают к соответствующим контактным площадкам. Транзистор VT1 монтируют параллельно плате. Высота всех паяных соединений (над плоскостью печатных проводников) не должна превышать 1 мм.

Смонтированную плату размещают над средней частью платы мультиметра (верхней ≈ по рис. 2 ≈ стороной к ЖК индикатору) и соединяют короткими отрезками тонкого монтажного провода (например, МГТф) с соответствующими точками прибора. Во избежание касания печатными проводниками приборной платы металлических корпусов подстроечных резисторов, а также крепящих их проволочных скоб между платами помещают прокладку из лакоткани или иного тонкого диэлектрика.

Зажимы (или гнезда) Х1 ≈ Х4 и контакты Х5, Х6 устанавливают на боковой стенке прибора.

Для калибровки измерителя емкости на триггере DD1M используют конденсатор емкостью 1...2 мкФ с допускаемым отклонением от номинала не более 1%. В крайнем случае образцовым может служить конденсатор К73-17 или подобный, емкость которого измерена другим прибором с достаточно высокой точностью. Калибруют измеритель подстроечным резистором R2. Резистор R3 защищает выход одновибратора при случайном замыкании.

Измеритель емкости на триггере DD1'.2 калибруют подстроечным резистором R5 по образцовому конденсатору емкостью 1...2 нФ.

Для нормальной работы узла звуковой сигнализации необходимо подобрать резистор R13 мультиметра. На время налаживания его заменяют подстроечным резистором сопротивлением 2,2 кОм. Включив мультиметр в режим измерения сопротивлений до 200 Ом, подключают к щупам резистор сопротивлением 100 Ом и, медленно поворачивая движок подстроечного резистора, добиваются появления звука в излучателе НА1. Затем измеряют сопротивление введенной части подстроечного резистора и заменяют его постоянным с наиболее близким номиналом. После такой доработки несколько изменятся показания прибора при проверке диодов, но они носят скорее качественный характер, нежели количественный.

На основе одновибратора на D-триггере нетрудно реализовать и функцию измерения частоты сигналов. (Правда, в этом случае частотомер будет аналоговым или, точнее сказать, псевдоцифровым). Если импульсы неизвестной частоты через простейший формирователь-ограничитель подать на вход С триггера, а элементы, формирующие длительность импульса одновибратора, подобрать соответствующим образом, то в итоге получится преобразователь частота/скважность. В остальном механизм выделения постоянной составляющей и ее измерение аналогичны описанным выше. Калибруют частотомер подбором элементов, формирующих длительность импульсов одновибратора.

Почта сайта