Instrumente pentru măsurarea condensatoarelor

Cele mai multe instrumente pentru măsurarea condensatoarelor se bazează pe sistemul unei punţi echilibrate, dar aceste elemente de circuit mai pot fi măsurate utilizîndu-se şi alte montaje ca de pilda, cel din fig. 63. În această schemă, cele două tranzistoare furnizează o tensiune de radiofrecvenţă iar diodele împreuna cu instrumentul M formează un voltmetru electronic. Între voltmetru şi generator se intercalează condensatorul ce urmează a fi măsurat, deci valoarea indicată de voltmetru va depinde de valoarea capacîtăţii condensatorului.

Tranzistorul T₁ de tip EFT 317, EFT319, P 401, AF 139 etc., echipează un etaj oscilator care generează un semnal cu frecvenţa de 420÷480 kHz. Bobina L poate fi luată de la un transformator de frecvenţă intermediară de la aparatele cu tuburi electronice sau se construieşte pe o carcasă de material plastic cu diametrul de 12 mm prevazută cu un miez feromagnetic. Pe această carcasă se bobinează 150 de spire cu sîrmă CuEm Ø 0,1÷0.15 mm. Priza pentru conectarea emitorului se scoate la spira 20 de la masă.

Semnalul de la tranzistorul T₁ este preluat de tranzistorul T₂ şi amplificat. Tranzistorul T₂ este de acelasi tip cu T₁. În colectorul tranzistorului T₂ este montat şocul de radiofrecvenţă S. Acest şoc este realizat pe o carcasă identică cu a bobinei L, bobinînd 350 de spire cu sîrmă CuEm Ø 0,1 mm.

Cele două diode D₁ şi D₂ sînt de tip EFD 108, AA 112, 1 N 54 etc. Instrumentul indicator AA este un miliampermetru cu sensibilitatea de 1 mA.

În paralel cu instrumentul de măsură sînt montate două potenţiometre semireglabile cu valoarea de 1 kΩ care ajută la etalonarea scalei instrumentului.

Cînd în circuit se află potenţiometrul P₁, se pot măsura condensatoare cu valoarea de 10÷100 pF, iar cînd în circuit se află P₂ , se pot măsura condensatoare cu valoarea de 100÷1 000 pF.

Etalonarea scalei instrumentului M se face astfel: Se alimentează montajul cu 9 V şi se introduce în circuit potenţiometrul P₁. La bornele de măsură se cuplează un condensator cu valoarea cunoscută, de pildă 100 pF. Se roteşte apoi P₁ pînă cînd acul instrumentului M are o deviaţie maximă şi se notează acest punct cu 100. Înlocuim apoi condensatorul de 100 pF cu unul de 10 pF. În această situaţie, acul instrumentului va avea o deviaţie foarte mică şi notăm, şi acest punct, pe scală cu cifra 10. Cuplăm apoi, pe rînd, condensatoare cu valori din 10 în 10 pF şi, de asemenea, notăm pe scală aceste puncte. Astfel se etalonează scala între 10÷100 pF.

Pentru etalonarea scalei între 100÷1 000 pF, introducem în circuit potenţiometrul P₂. Montăm la bornele de măsură un condensator de 1 000 pF şi rotim potenţiometrul pentru deviaţie maximă a acului instrumentului. În rest, operaţia decurge ca şi la etalonarea primei scale.

După ce instrumentul a fost etalonat, pot fi măsurate orice condensatoare între 10 pF şi 1 000 pF, iar valoarea lor poate fi citită direct pe scala instrumentului.

Mai specializat este montajul din fig. 64, cu care pot fi măsurate condensatoare cu valori de 0,5÷100 pF.

Tranzistorul T₁ este un oscilator cu cuarţ a cărui frecvenţă poate fi de 1 — 2 MHz. Tranzistorul T₂ are rol de amplificator de radiofrecvenţă. La ieşirea tranzistorului T₂ este montat un voltmetru electronic compus din diodele D₁ — D₂ şi instrumentul de măsură M. Instrumentul M este un voltmetru cu impedanţa de 20 kΩ/V.

Instrumentul M se trece pe scala de 3 V (sau apropiată ca valoare) şi se acţionează din potenţiometru pînă ce indicaţia este la cap de scală. Se cuplează apoi un condensator de 100 pF şi se reglează condensatorul trimer C_T pentru indicaţia minimă a instrumentului. Se scoate condensatorul şi se reglează din nou potenţiometrul.

Se conectează apoi condensatoare cu valori cunoscute şi se etalonează scala.

Deci, pentru indicaţia maximă a instrumentului, valoarea capacităţii este aproape zero, iar pentru indicaţia minimă, condensatorul are 100 pF.

Cînd se fac măsurători, condensatorul cu valoare necunoscută nu va fi ţinut cu mîna, fiindcă valoarea măsurată va fi eronată.

Cele două tranzistoare sînt BC 107 sau BF 219, iar diodele EFD 108.

Aparatul prezentat în fig. 65 funcţionează pe principiul măsurării unei tensiuni de înaltă frecvenţă pe un divizor capacitiv. Tensiunea de radiofrecvenţă aplicată de la generatorul echipat cu tranzistorul T este astfel aleasă încît în absenţa condensatorului de măsură C_x acul instrumentului să devieze la cap de scală.

Instrumentul indicator trebuie să aibă sensibilitatea de 50÷200 , iar frecvenţa generatorului să fie între 400 kHz şi 600 kHz.

Divizorul de tensiune capacitiv pentru gama 10÷100 pF se compune din C₁ şi C_x, iar pentru gama 100÷1 000 pF din C₁C₄ şi C₅C_x.

Tensiunea la bornele condensatorului de măsură C_x este redresată de dioda D de tip EFD 108 sau oricare alta cu contact punctiform şi apoi măsurată de instrumentul I. Rezistorul înseriat cu instrumentul poate fi un potenţiometru semireglabil cu valoarea de 100 kΩ din care se va regla exact sensibilitatea instrumentului.

Bobina L se confecţionează pe o carcasă cu miez de ferită, carcasă de la bobinele de UM de la aparatele de radiorecepţie sau chiar o bobină de la transformatoarele de frecvenţă intermediară. Dacă se confecţionează, pe carcasă se vor bobina 120÷150 de spire din sîrmă CuEm Ø 0,08÷0,1 mm şi se va scoate o priză la mijlocul bobinajului, priză la care se va conecta colectorul tranzistorului.

Se poate utiliza pentru bobinaj şi sîrmă liţată 12 x 0,07 mm. Inductanţa totală a bobinei va fi între 600 şi 1 100 µH.

Tranzistorul este de tip npn cu siliciu BF 214, BF 215, BC 107, BC 171 etc.

Pentru măsurarea condensatoarelor de 10÷100 pF, contactul K este desfăcut. Inainte de măsurătoare, deci fără C_x, instrumentul se etalonează. La punerea în funcţiune a montajului, se roteşte axul potenţiometrului serie cu instrumentul pînă cînd acesta are indicaţie maximă. Se apasă butonul B şi se reglează condensatorul C₁ pînă cînd indicaţia devine din nou maximă. La ridicarea butonului B acul instrumentului trebuie să rămînă la indicaţia maximă; dacă nu ramîne, se repetă operaţia de etalonare. În felul acesta, la cap de scală se va nota indicaţia 100 pF. Se conectează apoi valori mai mici de capacităţi, dar cunoscute, de exemplu, 90 pF, 50 pF, 40 pF, 20 pF, 10 pF, şi la toate aceste valori se notează pe scală un reper.

Pentru scala de 100÷1 000 pF se închide contactul K, butonul B nefacînd contact, şi se reglează C₄ pînă cînd instrumentul este la cap de scală. Se apasă butonul B şi se roteşte C₅ pînă ce instrumentul are indicaţia 100.

În felul acesta, instrumentul este etalonat şi gata pentru măsurători.