Alat seperti pengukur kapasitansi digunakan untuk mengukur kapasitansi. Meteran ini ditemukan oleh Ewald Georg Von Kleist (10 Juni 1700) dan Pieter Van Musschenbroek (16 Maret 1692) pada tahun 1975. Komponen yang digunakan untuk mendesain kapasitansi disebut kapasitor yang dapat digunakan hampir di semua perangkat elektronik untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor dengan kapasitansi besar akan menyimpan lebih banyak muatan. Ada berbagai jenis pengukur kapasitansi yang tersedia yang memungkinkan Anda mengukur kapasitansi secara langsung antara 0,1 Pico farad dan 20 mikrofarad. Satuan kapasitansi adalah farad yang diwakili oleh huruf 'F'. Ada beberapa metode untuk mengukur kapasitansi tetapi metode yang paling akurat adalah metode jembatan. Artikel ini membahas gambaran umum tentang pengukur kapasitansi.
Apa itu Capacitance Meter?
Definisi: Kapasitor sangat umum dalam komponen dasar pada perangkat elektronik apa pun, ini adalah komponen elektronik dua terminal pasif yang dapat menyimpan energi dalam medan listrik dan kapasitas kapasitor adalah kapasitansi. Pengukur kapasitansi adalah salah satu jenis alat uji elektronik yang digunakan untuk mengukur kapasitor dalam farad. Ada beberapa metode untuk mengukur kapasitansi tetapi metode yang paling akurat adalah metode jembatan.
Prinsip Kerja Capacitance Meter
Pada kapasitansi yang diukur, tegangan eksitasi referensi diterapkan untuk pengukuran. Pada gambar di bawah ini kapasitansi yang tidak diketahui diperkuat oleh penguat . Diagram blok pengukur kapasitansi ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Diagram Blok Pengukur Kapasitansi
Diagram blok pengukur kapasitansi (CM) terdiri dari penguat, kapasitansi tidak diketahui, generator tegangan referensi, referensi jam, multiplekser, penguat muatan dan generator, integrator dan komparator. Penguat muatan, generator muatan X16, dan generator muatan X1 dijumlahkan dan diberikan ke integrator.
Output integrator diberikan sebagai input ke komparator, apa yang dilakukan komparator berarti memonitor integrator dan mengontrol generator muatan X1 dan X16 untuk menjaga output integrator pada 0V. Generator eksitasi dan generator muatan X1 keduanya menggunakan referensi tegangan.
Rangkaian Linear Capacitance Meter menggunakan 555IC
Timer IC 555 digunakan untuk menghasilkan gelombang persegi dengan frekuensi yang diinginkan dan duty cycle yang diinginkan dan juga digunakan untuk keperluan lain. Dua op-amp, transistor (yang bertindak sebagai sakelar) dan pembagi potensial (tiga resistor yang dihubungkan secara seri merupakan pembagi potensial). Salah satu ujung pembagi potensial memberikan tegangan suplai dan ujung lainnya di-ground, tiga resistansi pada pembagi potensial sama.
Tegangan VC dihubungkan ke kapasitor, yang dapat diisi atau dikosongkan secara berkala. Satu terminal kapasitor terhubung ke ground dan terminal lainnya dapat diisi atau dikosongkan. Diagram internal rangkaian pengukur kapasitansi linier IC555 timer ditunjukkan di bawah ini.
Rangkaian Pengukur Kapasitansi Linear
Dua operasional amplifier pada timer IC555 memiliki dua terminal input, output op-amp pertama adalah 1 (logis) bila VC lebih besar dari 2/3 V dan output op-amp kedua adalah 1 bila VC kurang dari V / 3 . Kedua op-amp tersebut dihubungkan ke SR flip-flop. Dalam flip-flop, Q akan menjadi '1', ketika VC berjalan di atas 2v / 3 sama halnya dengan Q akan menjadi '0' ketika VC berada di bawah v / 3.
Jika VC berada di antara 2v / 3 dan v / 3 (2v / 3> VC> v / 3) maka nilai 'Q' tidak akan berubah, karena keluaran dari op-amp adalah nol ketika VC berada di antara kedua nilai tersebut. Sebagian besar hal, penguat operasional, pembagi potensial, transistor, SR flipflop sebenarnya ada di dalam timer IC555. Plot VC dan Q ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
pengisian-dan-pemakaian-plot
Waktu ON-and-OFF dari Plot
Waktu Pengisian Daya: VC = V / 3 + 2V / 3 (1-e - t1 / (RA + RB) C)
Dimana VC adalah tegangan yang melintasi kapasitor
V / 3 adalah titik awal
2V / 3 adalah kenaikan target
Konstanta waktu (τ) = (RA + RB) * C
Saat pengisian daya selesai, 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
Waktu Pengosongan: VC = 2V / 3 e-t2 / RB * C
Pada saat t2, 2V / 3 * e-t2 / RB * C = V / 3
Kemudian e-t2 / RB * C = 1/2
et2/RB*C=2
t2 / RB * C = ln2 = 0,693
t2 = RB * C (0,693)
Ini caranya Timer IC555 bekerja. Rangkaian dasar untuk pengukur kapasitansi ditunjukkan di bawah ini. Ambil kapasitor dan isi dengan tegangan tetap 'V' dan hubungkan ujung lainnya ke ground.
Pengukur Kapasitansi Dasar
Saat K berada di P1, C diisi dengan Q = CV
Saat K berada di P2, C dibuang dengan Q = CV
Muatan yang mengalir melalui meter setiap detik = f * Q
Arus rata-rata yang melalui meteran = f * Q = f * C * V
Pembacaan meter = f * C * V, ketika f dan V konstan, pembacaan meter berbanding lurus dengan kapasitansi kapasitor.
Kita tahu bahwa muatan (Q) = CV jika kita menerapkan tegangan tetap maka besarnya muatan yang akan ditahan kapasitor, itu tergantung dari nilai kapasitansi kapasitor. Jika kapasitansi lebih banyak, muatan akan lebih banyak.
Pemeliharaan Capacitance Meter
Pemeliharaan meteran ini
- Meteran harus dijauhkan dari air dan debu
- Jangan gunakan pengukur pada suhu tinggi
- Jangan gunakan pengukur di tempat bermagnet kuat
- Jangan gunakan cairan atau deterjen untuk menyeka meteran
fitur
Fitur dari pengukur kapasitansi digital adalah
- Mudah untuk membaca nilai pengukuran
- Akurasi tinggi
- Di bawah medan magnet yang kuat, pengukuran juga dimungkinkan
- Sangat andal
- Sangat tahan lama
- Ringan
Spesifikasi Digital Capacitance Meter
Spesifikasi dari meteran kapasitansi digital adalah
Tampilan: LCD
Jarak: Kisaran meteran digital adalah dari 0,1 PF hingga 20 mF
Baterai: 9 volt dan masa pakai baterai dari baterai alkaline sekitar 200 jam dan masa pakai baterai seng-karbon sekitar. 100 jam
Suhu Operasional: Suhu pengoperasian CM digital adalah 00C hingga 400C
Kelembaban pengoperasian: Kelembaban pengoperasian CM digital adalah 80% MAX.R.H
Keuntungan
Keuntungan dari pengukur kapasitansi adalah
- Persyaratan perangkat keras lebih sedikit dalam pengukur kapasitansi berbasis Arduino
- Konstruksi sederhana
- Berukuran kecil
- Berat badan lebih sedikit
FAQ
1). Bagaimana cara mengukur kapasitansi?
Sebagian besar perangkat elektronik memiliki kapasitor untuk menyimpan energi listrik. Kemampuan menyimpan kapasitor dikenal sebagai kapasitansi yang diukur dalam Farad (F).
2). Apa penguji kapasitor terbaik?
Salah satu penguji kapasitor terbaik adalah Honeytek A6013L, jangkauannya dari 200 Pico farad hingga 20 mikrofarad.
3). Instrumen apa yang mengukur kapasitansi?
LCR meter adalah salah satu jenis alat uji elektronik yang digunakan untuk mengukur kapasitansi komponen elektronik.
4). Apa yang sama dengan kapasitansi?
Kapasitansi sama dengan rasio muatan dan tegangan. Ini dinyatakan sebagai C = Q / V.
- Dimana C adalah kapasitansi
- Q adalah muatan yang disimpan, diukur dalam coulomb (C)
- V adalah tegangan kapasitor, diukur dalam volt (V)
5). Apa itu kapasitansi Q?
Rasio reaktansi kapasitor (XC) dan efektif perlawanan (R) didefinisikan sebagai kapasitansi faktor kualitas atau kapasitansi Q. Ini dinyatakan sebagai Q = XC / R.
Pada artikel ini, gambaran umum tentang pengukur kapasitansi, meteran kapasitansi linier menggunakan timer IC555, fitur, kelebihan, spesifikasi, dan pemeliharaan meter ini dibahas. Berikut pertanyaan untuk Anda, apa perbedaan antara kapasitor dan kapasitansi?
