静電容量計のようなデバイスは、静電容量を測定するために使用されます。このメーターは、1975年にEwald Georg Von Kleist(1700年6月10日)とPieter Van Musschenbroek(1692年3月16日)によって発明されました。容量の設計に使用されるコンポーネントはコンデンサーと呼ばれ、ほとんどすべての電子機器で電荷を蓄えるために使用できます。静電容量の大きいコンデンサは、より多くの電荷を蓄積します。 0.1ピコファラッドと20マイクロファラッドの間の静電容量を直接測定できるさまざまなタイプの静電容量計が利用可能です。静電容量の単位は、文字「F」で表されます。静電容量を測定する方法はいくつかありますが、最も正確な方法はブリッジ法です。この記事では、静電容量計の概要について説明します。
静電容量計とは何ですか?
定義: コンデンサは、あらゆる電子デバイスの基本コンポーネントで非常に一般的です。これは、電界にエネルギーを蓄積できるパッシブ2端子電子コンポーネントであり、コンデンサの容量は静電容量です。静電容量計は、ファラッド単位でコンデンサを測定するために使用される電子テスト機器の一種です。静電容量を測定する方法はいくつかありますが、最も正確な方法はブリッジ法です。
静電容量計の動作原理
測定された静電容量では、基準励起電圧が測定に適用されます。下の図では、未知の静電容量は次のように増幅されます。 増幅器 。静電容量計のブロック図を下図に示します。
静電容量計のブロック図
静電容量計(CM)のブロック図は、増幅器、未知の静電容量、基準電圧ジェネレーター、クロック基準、マルチプレクサー、チャージアンプとジェネレーター、積分器とコンパレーターで構成されています。電荷増幅器、電荷発生器X16、および電荷発生器X1が合計され、積分器に与えられる。
積分器の出力はコンパレータへの入力として与えられます。コンパレータが行うことは、積分器を監視し、電荷発生器X1およびX16を制御して、積分器の出力を0Vに保つことを意味します。励起発生器と電荷発生器X1は両方とも電圧リファレンスを使用します。
555ICを使用した線形静電容量計回路
IC 555タイマーは、目的の周波数と目的のデューティサイクルで方形波を生成するために使用され、他の目的にも使用されます。 2つのオペアンプ、トランジスタ(スイッチとして機能)と分圧器(3つの抵抗が直列に接続されているのが分圧器です)。分圧器の一方の端は供給電圧を提供し、もう一方の端は接地されています。分圧器の3つの抵抗は等しくなります。
電圧VCは、定期的に充電または放電できるコンデンサに接続されています。コンデンサの一方の端子はグランドに接続されており、もう一方の端子は充電または放電することができます。 IC555タイマー線形静電容量計回路の内部図を以下に示します。
線形静電容量計回路
IC555タイマーの2つのオペアンプには2つの入力端子があり、VCが2/3 Vより大きい場合、最初のオペアンプの出力は1(論理)であり、VCがV / 3より小さい場合、2番目のオペアンプの出力は1です。 。 2つのオペアンプはSRフリップフロップに接続されています。フリップフロップでは、VCが2v / 3を超えると、Qは「1」になります。同様に、VCがv / 3を下回ると、Qは「0」になります。
VCが2v / 3とv / 3の間にある場合(2v / 3> VC> v / 3)、VCがこれらの2つの値の間にあるとき、オペアンプの出力はゼロであるため、「Q」値は変化しません。ほとんどのもの、オペアンプ、分圧器、トランジスタ、SRフリップフロップは、実際にはIC555タイマー内にあります。 VCとQのプロットを次の図に示します。
充電と放電のプロット
プロットからのオンとオフの時間
充電時間:VC = V / 3 + 2V / 3(1-e – t1 /(RA + RB)C)
ここで、VCはコンデンサ両端の電圧です。
V / 3が出発点です
2V / 3が目標増分です
時定数 (τ)=(RA + RB)* C
充電が終了したら、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
放電時間: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C
時間t2で、2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
次に、e-t2 / RB * C = 1/2
et2 / RB * C = 2
t2 / RB * C = ln2 = 0.693
t2 = RB * C(0.693)
こうやって IC555タイマー 動作します。静電容量計の基本回路を以下に示します。コンデンサを取り、固定電圧「V」まで充電し、もう一方の端をアースに接続します。
基本静電容量計
KがP1にあるとき、CはQ = CVで充電されます
KがP2にあるとき、CはQ = CVで放電されます
毎秒メーターを流れる電荷= f * Q
メーターを流れる平均電流= f * Q = f * C * V
メーターの読み取り値= f * C * V、fとVが一定の場合、メーターの読み取り値はコンデンサーの静電容量に直線的に比例します。
固定電圧を印加すると、電荷(Q)= CVであることがわかります。これは、コンデンサの静電容量値に応じて、コンデンサが保持する電荷の量です。静電容量が大きいほど、電荷は大きくなります。
静電容量計のメンテナンス
このメーターのメンテナンスは
- メーターは水やほこりから遠ざける必要があります
- 高温でメーターを使用しないでください
- 強い磁気の場所でメーターを使用しないでください
- メーターを拭くために液体や洗剤を使用しないでください
特徴
デジタル静電容量計の特徴は
- 測定値が読みやすい
- 高精度
- 強磁場下でも測定が可能です
- 信頼性が高い
- 耐久性に優れ
- 軽量
デジタル静電容量計の仕様
デジタル静電容量計の仕様は次のとおりです。
表示: LCD
範囲: デジタルメーターの範囲は0.1PFから20mFです
電池: 9ボルト、アルカリ電池の電池寿命は約200時間、マンガン乾電池の寿命は約200時間です。 100時間
動作温度: デジタルCMの動作温度は00℃〜400℃です。
動作湿度: デジタルCMの動作湿度は80%MAX.R.Hです
利点
静電容量計の利点は次のとおりです。
- Arduinoベースの静電容量計ではハードウェア要件が少なくなります
- シンプルな構造
- サイズが小さい
- 軽量化
よくある質問
1)。静電容量はどのように測定されますか?
ほとんどの電子機器には、電気エネルギーを蓄えるためのコンデンサが含まれています。コンデンサの蓄積能力は、ファラッド(F)で測定される静電容量として知られています。
2)。最高のコンデンサテスターは何ですか?
最高のコンデンサテスターの1つはHoneytekA6013Lで、その範囲は200ピコファラッドから20マイクロファラッドです。
3)。静電容量を測定する機器は何ですか?
LCRメータは、電子部品の静電容量を測定するために使用される電子テスト機器の一種です。
“電子回路とは ”
4)。静電容量は何に等しいですか?
静電容量は、電荷と電圧の比率に等しくなります。 C = Q / Vで表されます。
- ここで、Cは静電容量です。
- Qは、蓄積された電荷であり、クーロン(C)で測定されます。
- Vはコンデンサ両端の電圧で、ボルト(V)で測定されます。
5)。 Q静電容量とは何ですか?
コンデンサのリアクタンス(XC)と実効 抵抗 (R)は、品質係数静電容量またはQ静電容量として定義されます。 Q = XC / Rとして表されます。
この記事では、静電容量計の概要、 線形静電容量計 IC555タイマーの使用、このメーターの機能、利点、仕様、およびメンテナンスについて説明します。ここにあなたへの質問があります、コンデンサと静電容量の違いは何ですか?