कैपेसिटर की धारिता को मापने के लिए एक उपकरण का विद्युत सर्किट। घर का बना माप उपकरण। क्रमिक और समानांतर माप सर्किट वाले माइक्रोफ़ारडमीटर

लगभग दो साल पहले मैंने एक डिजिटल क्षमता मीटर खरीदा था और, कोई कह सकता है, पहली चीज़ जो मुझे मिली, उसे ले लिया। मैं मास्टेक MY62 मल्टीमीटर की 20 माइक्रोफ़ारड से अधिक कैपेसिटर की क्षमता को मापने में असमर्थता से बहुत थक गया था, और यह 100 पिकोफ़ारड से कम की क्षमता को सही ढंग से माप नहीं पाता था। मुझे SM-7115A के बारे में दो बातें पसंद आईं:

1. संपूर्ण आवश्यक सीमा को मापता है
2. कॉम्पैक्ट और सुविधाजनक

750 रूबल का भुगतान किया। मुझे ईमानदारी से विश्वास था कि यह पैसे के लायक नहीं था, और प्रतिस्पर्धी उत्पादों की पूर्ण कमी के कारण कीमत "बढ़ी" थी। मूल देश निस्संदेह चीन है। मुझे डर था कि वह "फ़ाइब" कर देगा आगेमुझे इस बात का यकीन था, लेकिन व्यर्थ।

कैपेसिटेंस मीटर और इसके तारों को पॉलीथीन में पैक किया गया था, प्रत्येक को अपने स्वयं के खोल में और मोटे कार्डबोर्ड से बने एक बॉक्स में रखा गया था, मुक्त स्थानझाग से भरा हुआ. बॉक्स में इसके लिए निर्देश भी थे अंग्रेजी भाषा. DIMENSIONSडिवाइस 135 x 72 x 36 मिमी, वजन 180 ग्राम। बॉडी का रंग काला है, फ्रंट पैनल पर बकाइन रंग है। इसमें एक लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, नौ माप रेंज, दो पावर-ऑफ पोजीशन, एक शून्य समायोजन घुंडी, 15 सेंटीमीटर है। भिन्न रंग(लाल - काला) वे तार जिनके साथ मापा संधारित्र उपकरण से जुड़ा होता है, एलीगेटर क्लिप के साथ समाप्त होते हैं, और उन्हें जोड़ने के लिए डिवाइस बॉडी पर सॉकेट को संबंधित ध्रुवता के रंग पदनाम के साथ चिह्नित किया जाता है; इसके बिना मापना अतिरिक्त रूप से संभव है उन्हें (जो सटीकता बढ़ाता है), जिसके लिए दो आयताकार सॉकेट होते हैं, जिन पर मापे जा रहे कैपेसिटर के प्रतीक का लेबल लगा होता है। 9 वोल्ट की बैटरी का उपयोग किया जाता है और इसके डिस्चार्ज को स्वचालित रूप से इंगित करने के लिए एक फ़ंक्शन होता है। तीन अंकों वाला लिक्विड क्रिस्टल संकेतक +1 दशमलव स्थान, निर्माता द्वारा घोषित माप सीमा 0.1 पीएफ से 20000 μF तक है, माप सीमा को 0 से 200 पीएफ तक समायोजित करने की क्षमता, शून्य सेट करने के लिए, +/- 20 पीएफ के भीतर , एक माप का समय 2-3 सेकंड।

माप में अनुमेय त्रुटियों की तालिका, सीमा के अनुसार व्यक्तिगत रूप से। निर्माता द्वारा प्रदान किया गया.

केस के पिछले आधे भाग पर एक एकीकृत स्टैंड है। इससे कार्यस्थल पर मीटर को अधिक सघनता से लगाना और बदलना संभव हो जाता है बेहतर पक्षलिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की समीक्षा.

बैटरी कम्पार्टमेंट पूरी तरह से स्वायत्त है; बैटरी बदलने के लिए, बस इसके कवर को किनारे पर ले जाएँ। सुविधा मौजूद होने पर वह अस्पष्ट होती है।

केस के पिछले कवर को हटाने के लिए, बस एक स्क्रू खोलें। PCB पर सबसे भारी घटक 500mA फ़्यूज़ है।

मापने वाले उपकरण का संचालन दोहरे एकीकरण विधि पर आधारित है। इसे तार्किक काउंटर HEF4518BT - 2 पीसी, कुंजी HEF4066BT, डिकोडर HCF4017 और SMD ट्रांजिस्टर के साथ दशमलव काउंटर: J6 - 4 पीसी, M6 - 2 पीसी पर इकट्ठा किया गया है।

छह और स्क्रू खोलकर आप मुद्रित सर्किट बोर्ड के दूसरी तरफ देख सकते हैं। इसे "0" पर सेट करने के लिए उपयोग किया जाने वाला वैरिएबल रेसिस्टर स्थित है ताकि यदि आवश्यक हो तो इसे आसानी से बदला जा सके। बायीं ओर संधारित्र को जोड़ने के लिए संपर्क मापे जा रहे हैं, ऊपर वाले संपर्क सीधे कनेक्शन के लिए हैं (तारों के बिना)।

डिवाइस तुरंत शून्य संदर्भ बिंदु पर सेट नहीं होता है, लेकिन समायोजित रीडिंग बनी रहती है। तारों को काटकर ऐसा करना बहुत आसान है।

माप सटीकता में अंतर को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करने के लिए विभिन्न तरीकेमाप (तारों के साथ और बिना) मैंने फ़ैक्टरी चिह्नों के साथ छोटे कैपेसिटर लिए - 8.2 पीएफ

डिवाइस की वीडियो समीक्षा

बिना तार के तार के साथ
№1 8 पीएफ 7.3 पीएफ
№2 7.6 पीएफ 8.3 पीएफ
№3 8.1 पीएफ 9.3 पीएफ

सब कुछ स्पष्ट है; तारों के बिना माप निश्चित रूप से अधिक सटीक होंगे, हालांकि विसंगति व्यावहारिक रूप से 1 पीएफ के भीतर है। मैंने बोर्डों पर कैपेसिटर को भी बार-बार मापा - सेवा योग्य कैपेसिटर की माप रीडिंग उन पर इंगित मूल्य के अनुसार काफी पर्याप्त है। बहुत अधिक चुगली किए बिना, हम कह सकते हैं कि डिवाइस का माप गुणवत्ता कारक काफी अधिक है।

डिवाइस के नुकसान

• शून्यकरण तुरंत नहीं किया जाता है,
• तारों के बिना मापने के लिए संपर्क ब्लेड में लोच की कमी होती है और क्लैम्पिंग के बाद वे अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आते हैं,
• मीटर अंशांकन कंटेनर से सुसज्जित नहीं है।

निष्कर्ष

सामान्य तौर पर, मैं डिवाइस से संतुष्ट हूं। इसका माप अच्छा है, कॉम्पैक्ट है (आसानी से जेब में फिट हो जाता है), इसलिए रेडियो बाजार में मैं वह नहीं लेता जो वे देते हैं, बल्कि वह लेता हूं जो मुझे चाहिए। मेरे पास समय होने पर मैं इसे संशोधित करने की योजना बना रहा हूं: पोटेंशियोमीटर और प्रत्यक्ष माप संपर्कों को बदलें। इसका आरेख, या ऐसा ही कुछ, अनुभाग में पाया जा सकता है। मैंने आपको "सबकुछ वैसा ही बताया", और आप स्वयं तय करें कि क्या यह पुनः भरने के लायक है घरेलू प्रयोगशालाऐसा उपकरण. लेखक- बाबे.

कैपेसिटर की विशेषता वाले मुख्य पैरामीटर उनके हैं विद्युत धारिताऔर हानि कोण.

कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को मापने में अनुमेय त्रुटि बाद के अनुप्रयोग के क्षेत्र पर निर्भर करती है। ऑसिलेटरी सिस्टम में शामिल कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को कम से कम 1% की त्रुटि के साथ विशेष रूप से सावधानीपूर्वक निर्धारित किया जाना चाहिए। ब्लॉकिंग, आइसोलेशन, कपलिंग कैपेसिटर आदि चुनते समय, कैपेसिटेंस के एक महत्वपूर्ण (20-50% तक) बिखरने की आमतौर पर अनुमति दी जाती है और उन्हें सबसे सरल तरीकों का उपयोग करके मापा जा सकता है।

चावल। 1. संधारित्र वाले सर्किट के समतुल्य सर्किट (ए, बी) और वेक्टर आरेख (सी)।

प्रत्येक संधारित्र में शामिल हैं विद्युत सर्किट, ऊर्जा हानि होती है जो मुख्य रूप से ढांकता हुआ सामग्री में होती है, साथ ही टर्मिनलों के बीच अपूर्ण इन्सुलेशन के कारण भी होती है। घाटे को ध्यान में रखते हुए, संधारित्र के समतुल्य सर्किट को दो संस्करणों में दर्शाया जा सकता है: या तो कैपेसिटेंस सी के रूप में, हानि प्रतिरोध आर पी (छवि 1, ए) के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, या के रूप में समान धारिता C, रिसाव प्रतिरोध R y द्वारा शंटित (चित्र 1, b)। मूल्य की पुनर्गणना करने के लिए एक समतुल्य सर्किट से दूसरे में जाते समय सक्रिय प्रतिरोधसूत्र का प्रयोग करें

आर वाई = 1/((2*π*एफ*सी) 2 * आर पी) ,

जहाँ f संधारित्र परिपथ में धारा की आवृत्ति है।

से वेक्टर आरेखचित्र में 1, सी, जो समतुल्य सर्किट के दोनों संस्करणों के लिए मान्य है, यह इस प्रकार है कि एक संधारित्र वाले सर्किट में, नुकसान की उपस्थिति के कारण, वर्तमान I और वोल्टेज यू के बीच चरण बदलाव φ हमेशा 90 डिग्री से कम होता है। संधारित्र में हानि को आमतौर पर हानि कोण δ = 90° - &phi द्वारा दर्शाया जाता है, जो चित्र में संकेतन के अनुसार निर्धारित किया जाता है। 1 सूत्र से

tg δ = U p /U c = Iу/Iс = 2*π*f*C*R p = 1/(2*π*f*C*R y).

संधारित्र में हानि कभी-कभी पावर फैक्टर कॉस φ या लीकेज करंट Iу द्वारा व्यक्त की जाती है, जो द्वारा निर्धारित होती है मानक स्थितियाँ. अधिकांश कैपेसिटर के लिए नुकसान बहुत कम हैं (tg δ< 0,001), поэтому можно считать

tan δ ≈ δ ≈ पाप δ = पाप (90° - φ) = cos φ।

सबसे अधिक नुकसान इलेक्ट्रोलाइटिक और पेपर कैपेसिटर में होता है, जिनका उपयोग मुख्य रूप से कम आवृत्ति क्षेत्र तक ही सीमित है।

कुछ माप विधियों के साथ, एक संधारित्र में होने वाले नुकसान को उसकी धारिता के माप के साथ-साथ निर्धारित किया जाता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि बढ़ती आवृत्ति के साथ, नुकसान में उल्लेखनीय वृद्धि होती है (जो आर पी के मूल्य में वृद्धि और आर वाई में कमी से मेल खाती है), जबकि कैपेसिटेंस सी व्यावहारिक रूप से आवृत्ति से स्वतंत्र है। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, प्लेटों और लीड तारों के प्रेरण के प्रभाव के कारण कैपेसिटर की प्रभावी (उपकरणों द्वारा मापी गई) क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि संभव है।

संधारित्र पैरामीटर (सी, आर एन, आर वाई, δ) पर निर्भर करते हैं बाहरी स्थितियाँइसका कार्य - तापमान, आर्द्रता, वायु - दाब, साथ ही उस पर लागू वोल्टेज भी। इसलिए, गंभीर मामलों में, कैपेसिटर का परीक्षण न केवल उनकी ऑपरेटिंग आवृत्तियों पर किया जाता है, बल्कि परिचालन आवृत्तियों के करीब की स्थितियों में भी किया जाता है।

कैपेसिटर की सबसे सरल जांच बिना किसी विशेष के की जा सकती है मापन उपकरण. ओममीटर या जांच का उपयोग करके पता लगाना आसान है शार्ट सर्किटया संधारित्र की प्लेटों के बीच एक ब्रेकडाउन (किसी को केवल यह ध्यान में रखना चाहिए कि ब्रेकडाउन कभी-कभी केवल संधारित्र पर एक महत्वपूर्ण वोल्टेज पर दिखाई देता है, इसके ऑपरेटिंग वोल्टेज के करीब)। 0.01 μF और उससे अधिक की क्षमता वाले गैर-इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के खुले सर्किट की जांच करना कैपेसिटर को सर्किट से जोड़कर सबसे आसान काम है। प्रत्यावर्ती धारा, उदाहरण के लिए, किसी भी लोड के साथ श्रृंखला में एक प्रकाश व्यवस्था या प्रसारण - एक गरमागरम लैंप, एक लाउडस्पीकर, आदि। एक दीपक की सामान्य या थोड़ी कमजोर चमक या रेडियो प्रसारण की ध्वनि ब्रेक की अनुपस्थिति का संकेत देगी।

उच्च रिसाव प्रतिरोध वाला एक संधारित्र प्राप्त चार्ज को बिना किसी उल्लेखनीय कमी के लंबे समय तक बनाए रखने में सक्षम है; यह अनुमति देता है सरल तरीकों से 0.01 µF से अधिक क्षमता वाले कैपेसिटर की गुणवत्ता का मूल्यांकन करें। जब एक ओममीटर ऐसे संधारित्र से जुड़ा होता है, तो मीटर पर सुई चार्ज करंट के कारण थोड़ा विचलित हो जाएगी, और फिर (उच्च रिसाव प्रतिरोध के साथ) अपनी मूल स्थिति में या उसके करीब वापस आ जाएगी। ओममीटर कैपेसिटर के बाद के अल्पकालिक कनेक्शन, कई सेकंड के अंतराल पर दोहराए जाने से मीटर सुई विक्षेपित नहीं होनी चाहिए। यदि रिसाव प्रतिरोध कम है, तो हर बार ओममीटर कनेक्ट होने पर सुई का ध्यान देने योग्य विक्षेपण देखा जाएगा। 100 पीएफ से अधिक क्षमता वाले कैपेसिटर के रिसाव की जांच करने के लिए, आप लो-वोल्टेज बैटरी के साथ श्रृंखला में जुड़े हेडफ़ोन का उपयोग कर सकते हैं। कम रिसाव प्रतिरोध के साथ, कैपेसिटर से संकेतक का प्रत्येक कनेक्शन फोन में एक क्लिक का कारण बनता है, जबकि एक अच्छे कैपेसिटर के साथ, एक क्लिक केवल पहली बार कनेक्ट होने पर ही सुनाई देता है। रिसाव प्रतिरोध मान माप (पर डीसी) प्रारंभ करनेवाला या इलेक्ट्रॉनिक megohmmeters द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को बिजली आपूर्ति की ध्रुवीयता को ध्यान में रखते हुए परीक्षण उपकरण से जोड़ा जाना चाहिए। ऐसे कैपेसिटर के रिसाव प्रतिरोध को मापते समय, यह अनुशंसा की जाती है कि रीडिंग वोल्टेज के तहत चालू होने के 10 मिनट बाद की जाए, जब चार्जिंग प्रक्रिया पूरी मानी जा सकती है।

कैपेसिटर के मापदंडों को मापने के लिए, वोल्टमीटर - एमीटर, माइक्रोफ़ारडमीटर का उपयोग करके प्रत्यक्ष माप, तुलना (प्रतिस्थापन), पुल और अनुनाद के तरीकों का उपयोग किया जाता है।

किसी भी परीक्षण के दौरान संधारित्र पर लागू वोल्टेज अनुमेय ऑपरेटिंग वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि परीक्षण के दौरान संधारित्र को एक महत्वपूर्ण वोल्टेज पर चार्ज किया जाता है, तो परीक्षण के अंत में इसे डिस्चार्ज करना आवश्यक है (उदाहरण के लिए, संधारित्र के समानांतर जुड़े बटन का उपयोग करके)।

वोल्टमीटर-एमीटर विधि का उपयोग करके कैपेसिटेंस मापना

चावल। 2. वोल्टमीटर-एमीटर विधि का उपयोग करके कैपेसिटेंस मापने की योजनाएँ

माप योजना चित्र में दो संस्करणों में प्रस्तुत की गई है। 2. परीक्षण किया जा रहा संधारित्र Cx ज्ञात आवृत्ति F के एक प्रत्यावर्ती धारा सर्किट से जुड़ा है, और एक रिओस्टेट (या पोटेंशियोमीटर) R का उपयोग परीक्षण स्थितियों के लिए आवश्यक या पढ़ने के लिए सुविधाजनक वर्तमान I या वोल्टेज U के मान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। प्रत्यावर्ती धारा उपकरणों V और की रीडिंग एमएआप संधारित्र की प्रतिबाधा की गणना कर सकते हैं

जेड = (आर 2 +एक्स 2) 0.5 =यू/आई, (1)

जहां R और X = 1/(2*π*F*C x) क्रमशः इसके सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक हैं।

यदि घाटा छोटा है, अर्थात आर<< X, то измеряемая ёмкость определяется формулой

सी एक्स = आई/(2*π*एफ*यू)। (2)

चित्र में योजना। 2, ए, बड़ी कैपेसिटेंस को मापते समय काफी सटीक परिणाम देता है, जिसका प्रतिरोध एक्स वोल्टमीटर वी के इनपुट प्रतिरोध से काफी कम है। चित्र में सर्किट। 2, बी, का उपयोग छोटी कैपेसिटेंस को मापने के लिए किया जाता है, जिसका प्रतिरोध एक मिलीमीटर के प्रतिरोध से दसियों या अधिक गुना अधिक होता है एमए. आइए मान लें कि आप 3 एमए एसी मिलीमीटर के साथ 50 हर्ट्ज की आवृत्ति पर 0.1-1 μF की सीमा में कैपेसिटेंस मापना चाहते हैं। चूँकि इन कैपेसिटर का प्रतिरोध 2, बी, आपूर्ति वोल्टेज यू ≥ आई*एक्स = 0.003*3200 ≈ 10 वी के साथ।

चित्र में योजना। 2, और इसका उपयोग इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को मापने के लिए भी किया जा सकता है। यदि आपूर्ति वोल्टेज 1-2 वी से अधिक नहीं है, तो स्विच स्थापित करते समय माप किया जा सकता है मेंस्थिति 1 के लिए। उच्च प्रत्यावर्ती वोल्टेज पर, इलेक्ट्रोलाइट अपघटन के कारण कैपेसिटर क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। यदि स्विच बी को स्थिति 2 पर सेट किया जाता है तो यह खतरा समाप्त हो जाता है। इस मामले में, आवृत्ति एफ के प्रत्यावर्ती धारा स्रोत के साथ श्रृंखला में एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत को चालू किया जाता है, जिसके टर्मिनलों पर वोल्टेज यू 0 के आयाम से अधिक होना चाहिए प्रत्यावर्ती वोल्टेज. फिर सर्किट में एक स्पंदित वोल्टेज संचालित होगा, जो संधारित्र के लिए सुरक्षित है, बशर्ते कि सर्किट में इसके समावेशन की ध्रुवता सही हो। मापने वाले सर्किट में श्रृंखला में एक डायोड को जोड़कर एक स्पंदनशील वोल्टेज भी प्राप्त किया जा सकता है। सभी मामलों में, वोल्टमीटर V और मिलीमीटर एमएकेवल वोल्टेज और करंट के वैकल्पिक घटकों को मापना चाहिए, जिसके लिए उन्हें एक बंद इनपुट सर्किट के साथ निष्पादित किया जाता है।

क्रमिक और समानांतर माप सर्किट वाले माइक्रोफ़ारडमीटर

वे उपकरण जिनमें मापी गई कैपेसिटेंस का मूल्यांकन सीधे डायल मीटर स्केल पर किया जाता है, माइक्रोफ़ारडमीटर कहलाते हैं। इन उपकरणों का संचालन इसमें शामिल संधारित्र के मापा कैपेसिटेंस के मूल्य पर एक वैकल्पिक वर्तमान स्रोत द्वारा संचालित सर्किट में वर्तमान या वोल्टेज की निर्भरता पर आधारित हो सकता है। ऐसे उपकरणों के सर्किट कई मायनों में ओममीटर और मेगाहमीटर के समान होते हैं।

माइक्रोफ़ारडमीटर में एक क्रमिक या समानांतर माप सर्किट हो सकता है। अनुक्रमिक सर्किट (छवि 3) का उपयोग औसत मूल्यों (लगभग 100 पीएफ से 10 μF तक) की कैपेसिटेंस को मापने के लिए किया जाता है। आवृत्ति F का वोल्टेज U स्रोत से एक सर्किट में आपूर्ति की जाती है जिसमें एक संदर्भ संधारित्र C o, एक परीक्षण संधारित्र C x और एक माइक्रो- (या मिली) AC एमीटर श्रृंखला में जुड़े होते हैं। एमए. माप शुरू करने से पहले, इनपुट टर्मिनलों के शॉर्ट सर्किट (जो सी एक्स = ∞ के बराबर है) के साथ, माइक्रोएमीटर सर्किट में एक रिओस्टेट आर स्थापित किया जाता है एमएकुल विचलन धारा I p; संदर्भ संधारित्र की धारिता चुनते समय यह सुनिश्चित किया जाता है

सी 0 ≥ आई पी (2*π*एफ*यू)। (3)

जब एक कैपेसिटर सीएक्स जुड़ा होता है, तो माइक्रोएमीटर के माध्यम से करंट एक निश्चित मान Ix तक कम हो जाएगा, कैपेसिटेंस सीएक्स जितना छोटा होगा, जो मीटर को मापे गए कैपेसिटेंस के मूल्यों के निशान के साथ एक स्केल से लैस करने की अनुमति देता है। डिवाइस की अंशांकन विशेषता आपूर्ति वोल्टेज वक्र की आवृत्ति और आकार पर निर्भर नहीं करती है और लगभग सूत्र द्वारा निर्धारित होती है

I x /I p ≈ С x /(С о + С x), (4)

उस सूत्र के समान जो समानांतर ओममीटर सर्किट की अंशांकन विशेषता निर्धारित करता है। माप त्रुटि समान रूप से बदलती है: यह पैमाने के बीच में सबसे छोटी होती है, यह इसके किनारों की ओर बढ़ती है। पैमाने का मध्य समाई C x ≈ C o से मेल खाता है, और माप सीमा 0.1 C o और 10 C o मानों तक सीमित है। आवश्यक आपूर्ति वोल्टेज स्थिति से निर्धारित होती है

यू ≥ आई पी /(2*π*एफ*सी ओ)।

उदाहरण के लिए, I p = 1 mA, F = 50 Hz और C o = 20000 pF के साथ, बिजली स्रोत को वोल्टेज U ≥ 160 V प्रदान करना होगा, लेकिन यदि स्रोत दोलन आवृत्ति F = 1000 Hz है, तो आवश्यक आपूर्ति वोल्टेज 8-10 V तक कम हो जाता है।

एक विस्तृत श्रृंखला में कैपेसिटेंस को मापने के लिए, माइक्रोफ़ारड मीटर में कई माप सीमाएं होनी चाहिए, जिन्हें 10 से विभाज्य संक्रमण गुणांक एन के साथ सी ओ स्केल के औसत मूल्यों द्वारा निर्धारित करने की सलाह दी जाती है।

चावल। 3. वर्तमान मीटर के साथ माइक्रोफ़ारडमीटर का श्रृंखला सर्किट

माइक्रोफ़ारडमीटर के लिए सबसे सुविधाजनक शक्ति स्रोत 50 हर्ट्ज की आवृत्ति वाला एक प्रत्यावर्ती धारा नेटवर्क है, जो आपको छोटे आकार के ट्रांसफार्मर का उपयोग करके किसी भी आवश्यक वोल्टेज को प्राप्त करने की अनुमति देता है। उत्तरार्द्ध का उच्च मूल्य केवल सबसे छोटी सी ओ क्षमताओं वाली सीमाओं पर आवश्यक है। यदि आप अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज को 200 V तक सीमित करते हैं, तो यदि आपके पास एक रेक्टिफायर माइक्रोएमीटर है एमए 100 μA पर, (3) के अनुसार, आप 1600 pF की धारिता प्राप्त कर सकते हैं। उच्च-वोल्टेज बिजली की आपूर्ति केवल तभी चालू की जा सकती है जब कैपेसिटर सी को डिस्चार्ज कर दिया गया हो और परीक्षण के तहत कैपेसिटर को सर्किट से जोड़ा गया हो। मीटर सुई को "∞" चिह्न पर सेट करने के लिए इनपुट टर्मिनलों को बंद करने के लिए एक बटन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। कैपेसिटर सी ओ और सी एक्स को ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए जो परीक्षण वोल्टेज से कम न हो। कैपेसिटर सी ओ के टूटने की स्थिति में मीटर को नुकसान से बचाने के लिए, बाद वाले को श्रृंखला में जुड़े दो कैपेसिटर से बनाने की सलाह दी जाती है, प्रत्येक की क्षमता 2 सी ओ है। पावर सर्किट में कैपेसिटर सी ओ की क्षमता से 5-10 गुना कम प्रतिरोध के साथ एक सीमित अवरोधक को शामिल करना भी संभव है।

बड़े सीओ मानों की ओर माप सीमा का विस्तार करने के लिए, आपूर्ति वोल्टेज को आमतौर पर शुरुआत में एन बार कम किया जाता है (जब तक कि यह कई वोल्ट तक नहीं पहुंच जाता है), बिजली ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग से नल का उपयोग करके या प्रतिरोधक वोल्टेज विभक्त का उपयोग करके। सी ओ के और भी अधिक मान के साथ सीमा में संक्रमण के साथ संकेतक की संवेदनशीलता में कमी के साथ इसे शंटिंग किया जा सकता है, जैसा कि मल्टी-लिमिट ओममीटर में किया जाता है। मापी गई कैपेसिटेंस की ऊपरी सीमा आमतौर पर 1-10 μF से अधिक नहीं होती है, क्योंकि कैपेसिटर CO का प्रतिरोध संकेतक और पावर सर्किट के आंतरिक प्रतिरोध के बराबर होता है, माप त्रुटि बहुत बढ़ जाती है।

आपूर्ति वोल्टेज यू के स्वीकार्य मूल्यों को प्राप्त करने के लिए, सी ओ के छोटे मूल्यों की ओर माप सीमा का विस्तार करते समय, सर्किट को एक आंतरिक या बाहरी जनरेटर से संचालित किया जाना चाहिए - हजारों की उच्च आवृत्ति एफ का एक वोल्टेज स्रोत हर्ट्ज़। इस मामले में, सर्किट और इंस्टॉलेशन की अपनी कैपेसिटेंस के प्रभाव को खत्म करने के लिए उपाय करना आवश्यक है।

चित्र के अनुसार माइक्रोफ़ारडमीटर आरेख। संदर्भ संधारित्र C o को संदर्भ अवरोधक R o से प्रतिस्थापित करते समय 3 भी लागू होगा। इस मामले में, कैपेसिटेंस माप पैमाने का चयनित औसत मान C o प्रतिरोध पर प्राप्त किया जाएगा

आर ओ ≈ (4*यू 2 / आई 2 पी - 1/(2*π*एफ*सी ओ) 2) 0.5

इस तरह के उपकरण को सक्रिय प्रतिरोधों के अनुमानित माप (आवृत्ति एफ पर) के लिए अनुक्रमिक सर्किट के साथ एक ओममीटर के रूप में एक साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, बशर्ते कि रीडिंग कैपेसिटेंस स्केल के समान एक विशेष पैमाने पर की जाती है, लेकिन विपरीत दिशा में।

चावल। 4. वोल्टेज मीटर के साथ मल्टी-लिमिट माइक्रोफ़ारडमीटर का अनुक्रमिक सर्किट

यदि आपके पास उच्च इनपुट प्रतिरोध आरवी के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक प्रत्यावर्ती धारा वोल्टमीटर है, तो चित्र में दिखाए गए सर्किट को माइक्रोफ़ारडमीटर के आधार के रूप में लिया जा सकता है। 4. प्रत्यावर्ती वोल्टेज U, श्रृंखला R1, D1, D2 द्वारा स्थिर और वोल्टमीटर V की माप सीमा Up के लगभग बराबर, इनपुट टर्मिनल बंद होने पर वोल्टमीटर पर कार्य करता है। उत्तरार्द्ध की संवेदनशीलता को समायोजित करके, इसके मीटर की सुई को स्केल के अंत तक विक्षेपित किया जाता है। जब परीक्षण के तहत कैपेसिटर सी एक्स को सर्किट में शामिल किया जाता है, तो एक वोल्टेज डिवाइडर आर ओ, सी एक्स बनता है, जिससे वोल्टेज यू एक्स वोल्टमीटर को आपूर्ति की जाती है, कैपेसिटेंस सी एक्स जितना छोटा होगा। कैपेसिटेंस स्केल का चयनित औसत मान C o प्रतिरोध R o ≈ 1/(11*F*C o) के साथ प्राप्त किया जाएगा। विभिन्न मानों के प्रतिरोधक R o को स्विच करने से, कैपेसिटेंस की माप सीमाएँ बदल जाती हैं। कैपेसिटेंस C o का न्यूनतम संभव मान अधिकतम अनुमेय प्रतिरोध मान R o ≈ 0.1 R o द्वारा सीमित है। उदाहरण के लिए, R o = 1 MOhm और आवृत्ति F = 50 Hz के साथ, हम धारिता C o ≈ 1/(11*F*R o) = 1820 pF प्राप्त करते हैं।

ऑपरेशन के सुविचारित मोड में माइक्रोफ़ारडमीटर में कैपेसिटेंस स्केल "0" और "∞" के चरम अंक होते हैं। हालाँकि, यदि आप डिवाइस में यूपी की माप सीमा के साथ एक संवेदनशील मिलीवोल्टमीटर का उपयोग करते हैं<< U, допускающий кратковременную случайную перегрузку до напряжения, равного U, то верхние пределы измерения прибора могут быть ограничены выбранными значениями ёмкостей С п, которым должны соответствовать сопротивления

आर ओ ≈ यू पी /(यू*2*π*एफ*सी पी) ;

साथ ही, पैमाने का कार्य क्षेत्र महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित होता है। इस मामले में, स्वीकार्य प्रतिरोध आर ओ = 1 एमओएचएम, आवृत्ति एफ = 50 हर्ट्ज और वोल्टेज अनुपात यू पी / यू = 1/30 के साथ, हम सी पी ≈ 100 पीएफ प्राप्त करते हैं, जिससे 10 पीएफ या से कैपेसिटेंस को मापना संभव हो जाता है। अधिक। यदि मापी गई धारिता C x का क्रम अज्ञात है, तो स्विच मेंआपको प्रारंभ में सबसे बड़ी कैपेसिटेंस को मापने के लिए सीमा निर्धारित करनी चाहिए, जिस पर प्रतिरोधी आर 1 में वोल्टेज ड्रॉप में वृद्धि के कारण वोल्टमीटर का संभावित अधिभार सीमित है।

सीमित माप सीमा वाले माइक्रोफ़ारडमीटर में, माप शुरू करने से पहले डिवाइस को कैलिब्रेट करना आवश्यक है। चित्र में दिए गए चित्र में। 4, श्रृंखला R2, C1 इस उद्देश्य को पूरा करती है। जब आप कैपेसिटर C1 से Kn बटन दबाते हैं, तो वोल्टमीटर के इनपुट पर एक वोल्टेज लागू होता है, जिस पर इसके मीटर की सुई को स्केल के अंत तक (या स्केल पर एक निश्चित निशान तक) विचलित होना चाहिए, जो हासिल किया जाता है एक संवेदनशीलता नियामक के साथ. आम तौर पर वे माप सीमाओं में से एक के प्रतिरोध आर ओ के बराबर आर 2 लेते हैं, और उसी सीमा के कैपेसिटेंस सी एन के बराबर सी 1 लेते हैं।

चित्र में. 5, और माइक्रोफ़ारडमीटर के समानांतर सर्किट के लिए विकल्पों में से एक प्रस्तुत किया गया है। मुफ़्त इनपुट टर्मिनलों (जो कैपेसिटेंस C x = 0 के बराबर है) के साथ, वोल्टमीटर V की संवेदनशीलता को समायोजित करके, इसके मीटर की सुई को स्केल के अंत तक विक्षेपित किया जाता है। सर्किट में कैपेसिटर सी एक्स को शामिल करने से यह तथ्य सामने आता है कि वोल्टमीटर पर वोल्टेज, शुरू में यू पी के बराबर, यू एक्स के मान तक घट जाता है, कैपेसिटेंस सी एक्स जितना छोटा होगा उतना बड़ा होगा। माइक्रोफ़ारडमीटर की अंशांकन विशेषता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

यू एक्स /यू पी ≈ सी ओ /(सी ओ + सी एक्स), (5)

उस सूत्र के समान जो श्रृंखला ओममीटर सर्किट की अंशांकन विशेषता निर्धारित करता है।

वोल्टमीटर आर का इनपुट प्रतिरोध और आपूर्ति वर्तमान एफ की आवृत्ति कैपेसिटर सी के संदर्भ कैपेसिटेंस की पसंद को सीमित करती है, जो स्थिति के अनुसार पैमाने का औसत मूल्य निर्धारित करती है

C o ≥ 1.5/(F*R in) .

उदाहरण के लिए, Rв = 1 MΩ और F = 50 Hz के साथ हम Со ≥ 30000 pF प्राप्त करते हैं, यानी डिवाइस केवल अपेक्षाकृत बड़ी कैपेसिटेंस (इलेक्ट्रोलाइटिक नहीं!) को मापने के लिए उपयुक्त हो जाता है, उच्च आवृत्ति पावर स्रोत के साथ, यह संभव है सीओ के अनुमेय मूल्यों को सैकड़ों पिकोफैराड तक कम करने के लिए, लेकिन यदि आप वोल्टमीटर के इनपुट कैपेसिटेंस को ध्यान में नहीं रखते हैं तो माप त्रुटि बड़ी हो सकती है।

चावल। 5. माइक्रोफ़ारडमीटर के समानांतर सर्किट

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को मापने के लिए, चित्र में आरेख। 5 बी. डायोड डी को शामिल करने के कारण, एक स्पंदित वोल्टेज यू ओ वोल्टेज डिवाइडर आर 1, आर 2 पर संचालित होता है। C x = 0 पर, पूर्ण विचलन वोल्टेज U p को रोकनेवाला R2 से वोल्टमीटर V पर लागू किया जाता है (यह अपेक्षाकृत कम-प्रतिरोध हो सकता है, उदाहरण के लिए, रेक्टिफायर)। कैपेसिटर C x को चालू करने से वोल्टेज में कमी आती है वोल्टमीटर सूत्र (5) के अनुसार। कैपेसिटेंस स्केल सी ओ और आवृत्ति एफ = 50 हर्ट्ज के चयनित औसत मूल्य के साथ, वोल्टेज विभक्त के प्रतिरोध के आवश्यक मान सूत्रों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं:

आर1 = यू ओ / (यू पी *180*सी ओ); आर2 = आर1*यू पी (यू ओ -यू पी)।

समान विभाजन गुणांक U o /U a, लेकिन विभिन्न प्रतिरोध मान R1 और R2 के साथ कई वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करके माप सीमा में परिवर्तन किया जाता है। एसी वोल्टमीटर वी में एक बंद इनपुट सर्किट होना चाहिए, अन्यथा बड़ी क्षमता वाले इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के माध्यम से इसे वोल्टेज की आपूर्ति की जानी चाहिए।

सभी सुविचारित माइक्रोफ़ारडमीटर सर्किट 5-10% की त्रुटि के साथ कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को मापने की अनुमति देते हैं, और कभी-कभी अधिक। विभिन्न कारकों के प्रभाव के कारण अंशांकन विशेषता की गणना के आधार पर उन्हें स्केल करना हमेशा संभव नहीं होता है, जिन्हें ध्यान में रखना मुश्किल होता है, उदाहरण के लिए, बिजली स्रोत और मापने वाले उपकरणों के आंतरिक प्रतिरोध, वोल्टेज स्केल की गैर-रैखिकता। वाल्टमीटर, आदि इसलिए, माइक्रोफ़ारडमीटर को समायोजित और कैलिब्रेट करते समय, कंटेनर स्टोर या कैपेसिटर के सेट का उपयोग करना आवश्यक है, जिनकी क्षमता पर सहनशीलता 5% से अधिक नहीं है।

उदाहरण 1. चित्र के अनुसार माइक्रोफ़ारडमीटर के अनुक्रमिक सर्किट की गणना करें। C n = 200 pF से C m = 20000 pF तक माप सीमा के लिए 3, बशर्ते कि आपूर्ति वोल्टेज 10 V से अधिक न हो। डिवाइस में मीटर के रूप में 1 mA मिलीमीटर का उपयोग करें।

टिप्पणी। पैमाने का मध्य क्षमता C o ≈ (C n C m) 0.5 से मेल खाता है।

उत्तर: C o = 2000 pF, F ≥ 8 kHz। F = 10 kHz U ≥ 8V चुनते समय, R = 3...5 kOhm

उत्तर: C o = 3 μF, R1 = 37 kOhm, R2 = 2 kOhm; C" o = 30 μF, R"1 = 3.7 kOhm, R"2 ≈ 200 ओम।

एकसमान पैमाने वाले माइक्रोफ़ारडमीटर

एक समान पैमाने वाला माइक्रोफ़ारडमीटर कैपेसिटिव फ़्रीक्वेंसी मीटर के समान सर्किट के अनुसार बनाया जा सकता है, जो बाद वाले से सिद्धांत में भिन्न होता है, केवल इसमें माप की वस्तु आवृत्ति नहीं है, बल्कि कैपेसिटेंस है। ऐसे उपकरणों का संचालन परीक्षण किए जा रहे कैपेसिटर के चार्ज या डिस्चार्ज करंट के औसत मूल्य को मापने पर आधारित होता है, जिसे ज्ञात आवृत्ति के वोल्टेज द्वारा रिचार्ज किया जाता है।

चित्र में. 6, ए, एक आयताकार पल्स वोल्टेज यू द्वारा संचालित माइक्रोफ़ारडमीटर की माप इकाई का एक आरेख दिखाता है। पल्स की क्रिया के दौरान, कैपेसिटर C स्थिर अवस्था में, इनपुट पल्स एफ की पुनरावृत्ति आवृत्ति और उनके आयाम यू पी = यू एम - यू एन पर, मीटर के माध्यम से बहने वाली धारा का औसत मूल्य आई एक्स = सी एक्स यू पी एफ। यू पी और एफ के निश्चित मूल्यों के साथ, मीटर को सूत्र के अनुसार सी एक्स मूल्यों में रीडिंग के साथ एक समान पैमाने से सुसज्जित किया जा सकता है

सी एक्स = आई एक्स /(यू पी एफ)।

मापी गई धारिता का सीमित मान

सी पी = आई और /(यू पी एफ),

जहां I और मीटर का कुल विक्षेपण धारा है। तरंगों को सुचारू करने और मीटर सुई के दोलनों को खत्म करने के लिए, एक संधारित्र सी का उपयोग किया जाता है, जिसका आवृत्ति एफ पर प्रतिरोध प्रतिरोध आर और मीटर से काफी कम होना चाहिए।

यदि मीटर को डायोड डी2 (चित्र 6, बी) के साथ श्रृंखला में चार्जिंग करंट सर्किट से जोड़ा जाए तो परिणाम नहीं बदलेंगे; तब कैपेसिटर C x का डिस्चार्ज करंट डायोड D1 के माध्यम से बंद हो जाएगा। छोटी कैपेसिटेंस को मापते समय, मीटर पर स्विच करने के लिए एक पूर्ण-तरंग सर्किट का उपयोग कभी-कभी किया जाता है (चित्र 6, सी)। इस मामले में, मीटर के माध्यम से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दोनों धाराएं प्रवाहित होती हैं, जिससे वोल्टेज यूपी या आवृत्ति एफ पर आवश्यक माप सीमा प्राप्त करना संभव हो जाता है, जो कि मीटर के आधे-तरंग कनेक्शन वाले सर्किट में आधा है।

चावल। 6. एक समान पैमाने के साथ माइक्रोफ़ारडमीटर के ब्लॉकों को मापने की योजनाएँ

डिवाइस की माप सीमाएं सी पी के मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती हैं और उन्हें सुनिश्चित करने के लिए, सीमा स्विच करते समय, पावर स्रोत की पल्स पुनरावृत्ति दर बदल जाती है, सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

एफ = आई और (यू पी सी पी)। (6)

प्रत्येक सीमा पर माप शुरू करने से पहले, माइक्रोफ़ारडमीटर को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए, जिसके लिए C o = C p क्षमता वाला एक संधारित्र Kn बटन दबाकर इससे जुड़ा होता है (चित्र 6, a); इस मामले में, मीटर सुई को आवृत्ति एफ, पल्स आयाम यूपी या मीटर की संवेदनशीलता (उदाहरण के लिए, शंट रिओस्टेट आर डब्ल्यू का उपयोग करके) को सुचारू रूप से समायोजित करके स्केल के अंत तक विक्षेपित किया जाता है। चूंकि डिवाइस का पैमाना एक समान है, कैपेसिटेंस मापने में त्रुटि मुख्य रूप से संदर्भ कैपेसिटेंस सी ओ का चयन करने में त्रुटि से निर्धारित होती है, जिसका आवश्यक नाममात्र मूल्य (सीपी) से विचलन 1...5% से अधिक नहीं होना चाहिए। .

सही माप परिणाम प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि इनपुट वोल्टेज की एक अवधि के दौरान कैपेसिटर सी एक्स को पूरी तरह से चार्ज और डिस्चार्ज करने का समय मिले (वोल्टेज सीमा यू एम - यू एन के भीतर)। यह इनपुट पल्स के आयताकार आकार और उनकी पुनरावृत्ति आवृत्ति एफ के उचित विकल्प के साथ सबसे आसानी से प्राप्त किया जाता है।

जैसा कि ज्ञात है, तत्वों आर और सी से युक्त एक सर्किट में, इस सर्किट पर लागू प्रत्यक्ष वोल्टेज के मूल्य के लिए कैपेसिटर सी के चार्ज (डिस्चार्ज) की अवधि समय स्थिरांक τ = आरसी द्वारा निर्धारित की जाती है और व्यावहारिक रूप से 5τ से अधिक नहीं होती है। . वोल्टेज आवृत्ति f के आधे-चक्र T/2 के दौरान चार्ज (डिस्चार्ज) समाप्त होने के लिए, निम्नलिखित शर्त पूरी होनी चाहिए:

5RC = 5 τ<= T/2 = 1/(2*f),

जो आवृत्ति पर संतुष्ट होता है

एफ<= 1/(10*RС). (7)

चार्ज और डिस्चार्ज सर्किट का अधिकतम संभव प्रतिरोध R = 10 kOhm लेते हुए (पल्स जनरेटर के आउटपुट प्रतिरोध रूट को ध्यान में रखते हुए), हम पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति (किलोहर्ट्ज़ में) चुनने के लिए एक व्यावहारिक सूत्र प्राप्त करते हैं:

एफ ≤ 10 4 / सी पी (8)

(जहाँ C p पिकोफ़ाराड में है)। अंतिम स्थिति में प्रायः बराबर का चिन्ह लिया जाता है। फिर ऊपरी माप सीमा C p - 100, 1000, 10,000 pF और 0.1 μF तदनुसार आवृत्तियों f = 100, 10, 1 और 0.1 kHz के अनुरूप होगी।

स्थिति (8) और सूत्र (6) आवश्यक पल्स आयाम (वोल्ट में) निर्धारित करते हैं:

यू पी ≥ 0.1*आई और

(जहां मैं और माइक्रोएम्पीयर में हैं)। उदाहरण के लिए, कुल विचलन धारा I u = 100 μA वाले मीटर के साथ काम करते समय, एक आयाम U p ≥ 10 V की आवश्यकता होती है।

रोकनेवाला आर डी (छवि 6, ए) का प्रतिरोध इस तरह लिया जाता है कि मीटर सर्किट आर डी + आर का प्रतिरोध डायोड डी के प्रत्यक्ष प्रतिरोध से काफी अधिक (कम से कम दस गुना) हो; साथ ही, इसे डिस्चार्ज सर्किट के कुल प्रतिरोध को अनुमेय मूल्य (10 kOhm) से अधिक नहीं बढ़ाना चाहिए। यदि दोनों स्थितियां एक साथ संतुष्ट नहीं हो सकती हैं, तो अवरोधक आरडी को एक डायोड से बदल दिया जाता है जो डिस्चार्ज करंट पास करता है; इस स्थिति में, मीटर चित्र में दिखाए गए आरेख के अनुसार चालू होता है। 6, बी. डिवाइस की गणना करते समय, पल्स जनरेटर से आउटपुट प्रतिरोध आर की प्रकृति को भी ध्यान में रखा जाता है, जो जनरेटर सर्किट के आधार पर, स्थिर, समायोज्य या यहां तक ​​कि नॉनलाइनर (पल्स के दौरान बड़ा और अंतराल में छोटा) हो सकता है दालों के बीच)।

एक समान कैपेसिटेंस स्केल के अलावा, माइक्रोफ़ारडमीटर में समानांतर ओममीटर सर्किट के स्केल के समान, 0 से ∞ तक रीडिंग रेंज के साथ एक असमान स्केल हो सकता है। चित्र में दिए गए चित्र में पैमाने की प्रकृति (समान - पी, असमान - एच) 6, ए, स्विच की सेटिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है बी 1. अंतिम "एच" की स्थिति में, परीक्षण सी एक्स के तहत संधारित्र संदर्भ संधारित्र सी ओ के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, जिसकी क्षमता डिवाइस की माप सीमा निर्धारित करती है और लगभग इसके गैर-रेखीय पैमाने के मध्य से मेल खाती है।

धारिता मापने के लिए एक समान पैमाना कुछ अन्य तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, यदि एक विभेदक सर्किट आर, सी एक्स मल्टीवाइब्रेटर के आउटपुट से जुड़ा हुआ है, तो प्रतिरोधी आर से ली गई समान ध्रुवता की दालों का औसत वोल्टेज कैपेसिटेंस सी एक्स के आनुपातिक हो जाता है। ऐसे उपकरण को संचालित करने के लिए एक संवेदनशील डीसी मिलीवोल्टमीटर की आवश्यकता होती है। माप सीमा को रोकनेवाला आर के प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। एफ = 100 किलोहर्ट्ज़ की पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति पर, कैपेसिटेंस सी पी = 10 और 100 पीएफ को मापने के लिए ऊपरी सीमा प्राप्त की गई थी।

उदाहरण 3. यदि डिवाइस मीटर में डेटा है, तो 300 और 3000 पीएफ, 0.03 और 0.3 μF की ऊपरी सीमा के साथ कैपेसिटेंस को मापने के लिए एक समान पैमाने (छवि 6, ए) के साथ माइक्रोफ़ारड मीटर की माप इकाई की अनुमानित गणना करें। : I और = 50 μA , R और = 2600 ओम।

उत्तर: सी ओ = 300 और 3000 पीएफ, 0.03 और 0.3 μF; एफ = 30 और 3 किलोहर्ट्ज़, 300 और 30 हर्ट्ज़; आर डी = 1.5 कोहम; आर डब्ल्यू = 10 कोहम; सी = 5..10 µF; यू पी = 5 वी; रूट ≤ 6 kOhm.

तुलना (प्रतिस्थापन) विधि का उपयोग करके कैपेसिटेंस मापना

यह विधि मापने वाले सर्किट के मोड पर मापी गई कैपेसिटेंस C x और ज्ञात कैपेसिटेंस C o के प्रभाव की तुलना करने पर आधारित है।

सबसे सरल माप योजना, जिसमें कैपेसिटेंस सी एक्स और सी ओ की तुलना प्रत्यावर्ती धारा के प्रतिरोध के मूल्य के अनुसार की जाती है, चित्र में दिखाया गया है। 7. जब आप कैपेसिटर सी एक्स पोटेंशियोमीटर आर चालू करते हैं, तो सर्किट में एक करंट सेट करें जो एसी मिलीमीटर का उपयोग करके पढ़ने या मॉनिटर करने के लिए सुविधाजनक हो। एमएया अन्य कम-प्रतिबाधा सूचक। फिर, कैपेसिटर सी एक्स के बजाय, कैपेसिटर का एक भंडार या परिवर्तनीय क्षमता का एक मॉडल (संदर्भ) कैपेसिटर सर्किट से जुड़ा होता है और इसकी कैपेसिटेंस सी को बदलकर पिछले संकेतक रीडिंग प्राप्त की जाती है। यह तब होगा जब C o = C x. माप त्रुटि संकेतक की संवेदनशीलता और क्षमता सी ओ को पढ़ने में त्रुटि पर निर्भर करती है; इसे लगभग 1% या उससे कम के बराबर प्राप्त किया जा सकता है।

चावल। 7. धारिता मापने की योजना

तुलना विधि का उपयोग करके 5000 पीएफ से ऊपर कैपेसिटेंस को मापते समय, माप सर्किट को 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक वैकल्पिक वर्तमान नेटवर्क से संचालित किया जा सकता है। छोटी कैपेसिटेंस को मापने के लिए, उच्च आवृत्तियों पर चलने वाले जनरेटर की आवश्यकता होती है। सभी मामलों में, संकेतक की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, सर्किट में एक सीमित संधारित्र (सी1) या अवरोधक शामिल किया जाना चाहिए।

विभिन्न संस्करणों में तुलना विधि का व्यापक रूप से ब्रिज और अनुनाद समाई मीटर में उपयोग किया जाता है। इसे माप त्रुटि में उल्लेखनीय कमी के साथ, पिछले पैराग्राफ में चर्चा किए गए माइक्रोफ़ारडमीटर में भी लागू किया जा सकता है।

एसी मापने वाले पुल

कैपेसिटर और इंडक्टर्स को मापने के लिए संतुलित एसी ब्रिज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

सामान्य स्थिति में, AC मापने वाले पुल (चित्र 8) की भुजाओं में जटिल प्रतिरोध Z1, Z2, Z3 और Z4 होते हैं, जिनमें से एक, उदाहरण के लिए Z4, माप की वस्तु है। पुल आवृत्ति F के एक प्रत्यावर्ती धारा स्रोत से संचालित होता है, जिसका वोल्टेज सीधे या ट्रांसफॉर्मर Tr के माध्यम से पुल के विकर्णों में से एक को आपूर्ति की जाती है। एसी शून्य संकेतक अन्य विकर्ण में शामिल है में.

चावल। 8. एसी ब्रिज सर्किट

डीसी पुलों की तरह, माप प्रक्रिया एसी पुल को संतुलित करने के लिए नीचे आती है, जो शीर्षों के बीच संभावित अंतर की अनुपस्थिति की विशेषता है एऔर बी; इसके लिए यह आवश्यक है कि भुजाओं Z1 और Z4 (साथ ही भुजाओं Z2 और Z3 में) में वोल्टेज ड्रॉप आयाम और चरण में समान हो। संतुलन तब प्राप्त होता है जब दो शर्तें पूरी होती हैं:
1) विपरीत भुजाओं के पूर्ण प्रतिरोधों के उत्पादों की समानता, अर्थात।

जेड 4 जेड 2 = जेड 1 जेड 3; (9)

2) समान भुजाओं के चरण कोणों के योग की समानता, अर्थात।

φ4 + φ2 = φ1 + φ3. (10)

यदि ब्रिज आर्म में सक्रिय आर और प्रतिक्रियाशील (कैपेसिटिव या इंडक्टिव) एक्स प्रतिरोध श्रृंखला में कार्य कर रहे हैं, तो आर्म प्रतिबाधा मापांक

जेड = (आर 2 -एक्स 2) 0.5, (11)

और इसका चरण कोण φ सूत्र से निर्धारित होता है

तन φ = एक्स/आर. (12)

विशुद्ध रूप से सक्रिय भुजाओं (X = 0) के लिए, चरण कोण φ = 0 है; विशुद्ध रूप से कैपेसिटिव और इंडक्टिव आर्म्स के लिए (R = 0) φ = -90° और φ = +90°, क्रमशः। यदि भुजा प्रतिरोध में मिश्रित (जटिल) चरित्र है, तो चरण कोण |φ|< 90°.

यदि प्रतिरोध आर और एक्स को समानांतर कनेक्शन में प्रस्तुत किया जाता है, तो भुजा प्रतिबाधा का मापांक

जेड = 1/(1/आर 2 +1/एक्स 2) 0.5, (13)

और चरण कोण φ सूत्र से पाया जाता है

tan φ = R/X . (14)

इस मामले में, प्रतिक्रिया की अनुपस्थिति में कोण φ = 0 (X = ∞) और सक्रिय प्रतिरोध (R = ∞) की अनुपस्थिति में φ = +-90° है।

दोनों संतुलन स्थितियों को एक साथ संतुष्ट करने के लिए, ज्ञात ब्रिज आर्म्स के दो मापदंडों को समायोजित करना आवश्यक है; इस मामले में, अध्ययन के तहत हाथ के दो मापदंडों को निर्धारित करना संभव हो जाता है, उदाहरण के लिए, इसके कुल प्रतिरोध के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक।

पुल की भुजाओं के तत्वों को समायोजित करके शर्त (9) को हमेशा पूरा किया जा सकता है। दूसरी शर्त (10) केवल ब्रिज सर्किट के एक निश्चित लेआउट के साथ पूरी होती है, उदाहरण के लिए, यदि सभी चार भुजाओं में समान तत्व होते हैं - प्रतिरोधक, कैपेसिटर या इंडक्टर्स। आमतौर पर, सर्किट को सरल बनाने के लिए, एसी ब्रिज की दोनों भुजाएँ सक्रिय प्रतिरोध तत्वों - प्रतिरोधकों से बनी होती हैं। यदि ये भुजाएँ आसन्न हैं (चित्र 9), तो अन्य दो भुजाओं में समान प्रकृति की प्रतिक्रियाएँ होनी चाहिए, अर्थात दोनों में कैपेसिटर या इंडक्टर्स होने चाहिए। यदि सक्रिय प्रतिरोध भुजाएँ विपरीत हैं, तो अन्य दो भुजाओं में भिन्न प्रकृति की प्रतिक्रियाएँ होनी चाहिए: एक कैपेसिटिव है, और दूसरी आगमनात्मक है, जिसमें विभिन्न चिह्नों के चरण कोण हैं, जिनका योग शून्य के बराबर किया जा सकता है।

एसी मापने वाले पुलों में, इंडक्टर्स के उपयोग से बचा जाता है (जब तक कि, निश्चित रूप से, बाद वाले माप की वस्तुएं नहीं हैं), क्योंकि उनके पास ध्यान देने योग्य सक्रिय प्रतिरोध है और चुंबकीय क्षेत्र के प्रति संवेदनशील हैं; इसके अलावा, स्टील कोर के साथ, कॉइल का इंडक्शन स्थिर नहीं होता है। परिवर्तनीय प्रतिरोधक और कैपेसिटर, साथ ही प्रतिरोध और कैपेसिटेंस भंडार, पुलों में समायोज्य तत्वों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

ऑडियो फ़्रीक्वेंसी स्रोतों से संचालित सबसे सरल पुलों में, हेडफ़ोन अक्सर शून्य संकेतक के रूप में काम करते हैं। पुल को मौलिक आवृत्ति टोन की न्यूनतम श्रव्यता के आधार पर संतुलित किया जाता है, जो हार्मोनिक्स के कारण माप त्रुटि को कम करता है और बिजली जनरेटर की आवश्यकताओं को कम करता है।

औद्योगिक माप पुलों में, रेक्टिफायर या इलेक्ट्रॉनिक मिलीवोल्टमीटर, साथ ही छोटे कैथोड रे ट्यूबों पर ऑसिलोग्राफिक संकेतक, शून्य संकेतक के रूप में उपयोग किए जाते हैं; बाद वाले में, अन्य संकेतकों के विपरीत, चरण संवेदनशीलता होती है, जिससे यह निर्धारित करना संभव हो जाता है कि पुल को किस दिशा में संतुलित किया जाना चाहिए।

संतुलित एसी ब्रिज के फायदे छोटी माप त्रुटि, सर्वोत्तम नमूनों में 1% से अधिक नहीं, विस्तृत माप सीमा और विभिन्न विद्युत मात्राओं को मापने के लिए सार्वभौमिक उपयोग की संभावना हैं। उनका मुख्य नुकसान संतुलन प्रक्रिया की जटिलता और अवधि है। बाद के संबंध में, असंतुलित और स्वचालित एसी पुलों के कुछ फायदे हैं।

असंतुलित एसी पुलों में, संकेतक विकर्ण के टर्मिनलों पर आउटपुट वोल्टेज का आयाम और चरण मॉड्यूल और माप वस्तु Zx की संरचना दोनों पर निर्भर करता है। संतुलन स्थिति से अपेक्षाकृत छोटे विचलन के साथ, आउटपुट वोल्टेज के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक उन मूल्यों के सापेक्ष जटिल प्रतिरोध Zx के समान घटकों की वृद्धि के लगभग आनुपातिक होते हैं जिन पर पुल संतुलित होता है। दो चरण-संवेदनशील प्रणालियों में, आउटपुट वोल्टेज के घटकों को अलग करना संभव है, चरण में 90° तक स्थानांतरित किया जाता है, जिसे फिर दो संकेतकों द्वारा मापा जाता है; उत्तरार्द्ध के पैमाने पर रिपोर्ट प्रतिरोध Zx के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटकों के मूल्यों के अनुसार तैयार की जाती है।

स्वचालित एसी पुलों में, चरण-संवेदनशील प्रणालियों द्वारा अलग किए गए आउटपुट वोल्टेज के घटक दो इलेक्ट्रिक मोटर चलाते हैं, जो ड्राइव के माध्यम से, संतुलन की स्थिति तक पहुंचने तक पुल सर्किट के समायोजन तत्वों पर कार्य करते हैं।

संधारित्र मापदंडों को मापने के लिए ब्रिज विधि

कैपेसिटर के मापदंडों को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले ब्रिज को मैगजीन और रियोकॉर्ड (रैखिक) में विभाजित किया गया है। दसियों और सैकड़ों पिकोफैराड की कैपेसिटेंस को मापने के लिए उपयुक्त सबसे सरल (एकल-सीमा) पत्रिका पुल, चार कैपेसिटर से बना हो सकता है: एक मापा कैपेसिटर, एक कैपेसिटेंस स्केल वाला एक चर (आसन्न भुजा में) और दो स्थिर कैपेसिटर समान धारिता (सैकड़ों पिकोफैराड)। जब हेडफ़ोन संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो ब्रिज का पावर स्रोत एक रेडियो प्रसारण नेटवर्क हो सकता है। वाइड-रेंज मैगज़ीन ब्रिज फ्लक्स ब्रिज की तुलना में अधिक जटिल होते हैं, लेकिन वे कम माप त्रुटि प्रदान करते हैं और एक समान रीडिंग स्केल हो सकते हैं। ब्रिज विधि द्वारा मापी गई कैपेसिटेंस की सीमा लगभग 10 pF से 10...30 μF तक होती है।

चित्र में. 9, एक मल्टी-लिमिट स्टोर ब्रिज का आरेख दिखाया गया है। इसे एक वेरिएबल कैपेसिटर C1 और एक वेरिएबल रेसिस्टर R1 का उपयोग करके संतुलित किया जाता है। इस योजना पर संतुलन शर्त (9) लागू करने पर, हम प्राप्त करते हैं

R2*(R x 2 + 1/(2*π*F*C x) 2) 0.5 = R3*(R1 2 +1/(2*π*F*C 1) 2) 0.5

यह मानते हुए कि φ 2 = φ 3 = 0, दूसरी संतुलन स्थिति (10) को समानता φ x = φ 1 या tan φ x = tan φ 1 या, सूत्र (12) के अनुसार, के रूप में लिखा जा सकता है।

1/(2*π*F*C x *R x) = 1/(2*π*F*C 1 *R 1).

उपरोक्त समीकरणों को एक साथ हल करने पर, हम पाते हैं:

सी एक्स = सी1(आर2/आर3) ; (15)

आर एक्स = आर1(आर3/आर2) . (16)

बांह प्रतिरोध R2/R3 के एक निश्चित अनुपात के साथ, कैपेसिटर C1 और रोकनेवाला R1 को क्रमशः कैपेसिटेंस C x और हानि प्रतिरोध R x के मान को इंगित करने वाले तराजू से सुसज्जित किया जा सकता है। माप सीमा का विस्तार विभिन्न मूल्यों के स्विच करने योग्य प्रतिरोधों आर 3 (या आर 2) के एक समूह का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जो आमतौर पर 10 के कारक से भिन्न होता है। ब्रिज तेजी से संतुलित होता है, क्योंकि कैपेसिटर C1 और रेसिस्टर R1 द्वारा किए गए समायोजन परस्पर स्वतंत्र होते हैं। यदि पुल का उद्देश्य 0.01 μF से छोटी कैपेसिटेंस को मापना है, जिसके लिए कम आवृत्तियों पर नुकसान बहुत छोटा है, तो रोकनेवाला आर 1 अनुपस्थित हो सकता है।

चावल। 9 कैपेसिटर मापदंडों को मापने के लिए ब्रिज सर्किट स्टोर करें

डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए, कुछ मापने वाले पुलों में कैपेसिटर सी 1 को निरंतर क्षमता के साथ लिया जाता है, और दो परिवर्तनीय प्रतिरोधक, उदाहरण के लिए आर 1 और आर 2, समायोज्य तत्वों के रूप में उपयोग किए जाते हैं (चित्र 9, बी)। सूत्र (15) और (16) से यह पता चलता है कि ऐसे पुल के दोनों समायोजन आपस में जुड़े हुए हैं, इसलिए इसका संतुलन, रेक्टिफायर संकेतक की रीडिंग द्वारा नियंत्रित, प्रतिरोधों आर 1 को वैकल्पिक रूप से बदलकर न्यूनतम तक पहुंचकर किया जाना चाहिए। आर2. कैपेसिटेंस सी एक्स के मान अवरोधक आर 2 के पैमाने पर पाए जाते हैं, स्विच की सेटिंग द्वारा निर्धारित गुणक को ध्यान में रखते हुए में. चूँकि हानि प्रतिरोध R x का प्रत्यक्ष मूल्यांकन असंभव हो जाता है, रोकनेवाला R1 के पैमाने पर रीडिंग आमतौर पर हानि स्पर्शरेखा के मूल्यों में की जाती है:

tg δ = 2*πF*C x *R x = 2*π*F*C 1 *R 1,

जो, एक निश्चित आवृत्ति F पर, प्रतिरोध R1 के मान से विशिष्ट रूप से निर्धारित होता है। यदि आप क्रमशः समानता (15) और (16) के बाएँ और दाएँ पक्षों को गुणा करते हैं, तो अंतिम सूत्र की वैधता को सत्यापित करना आसान है।

सरल कैपेसिटेंस मीटर एक फ्लक्स ब्रिज सर्किट का उपयोग करके बनाए जाते हैं, जो आमतौर पर प्रतिरोधों और कभी-कभी प्रेरकत्व को मापने की क्षमता प्रदान करता है। यूनिवर्सल रीओकॉर्ड ब्रिज का आरेख चित्र में इंडक्टर्स के मापदंडों को मापने वाले लेख में दिखाया गया है। 5.

उदाहरण 4. चित्र के अनुसार मैगजीन ब्रिज आरेख की सत्यापन गणना करें। 9, बी, 10000 पीएफ, 0.1 और 1 μF के ऊपरी मूल्यों के साथ तीन सीमाओं पर कैपेसिटेंस को मापने के लिए, साथ ही 0 से 0.01 तक हानि स्पर्शरेखा, यदि कैपेसिटेंस C1 = 0.01 μF और कुल प्रतिरोध R2 - 10 kOhm आपूर्ति वोल्टेज 10 वी, आवृत्ति 50 हर्ट्ज। मीटर औरपैरामीटर हैं: I और = 100 μA, R और = 900 ओम।

गणना परिणाम चित्र में दिखाए गए हैं।

गुंजयमान धारिता मीटर

विद्युत दोलनों की आवृत्ति को मापने के अलावा, छोटे कैपेसिटेंस और इंडक्टेंस, गुणवत्ता कारक, प्राकृतिक या गुंजयमान ट्यूनिंग आवृत्ति और रेडियो घटकों और ऑसिलेटरी सिस्टम के अन्य मापदंडों को मापने के लिए गुंजयमान तरीकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

कैपेसिटेंस को मापने के लिए गुंजयमान सर्किट (छवि 10) में आमतौर पर एक उच्च-आवृत्ति जनरेटर शामिल होता है, जिसके सर्किट के साथ एलसी एक संदर्भ प्रारंभ करनेवाला एल ओ और एक परीक्षण संधारित्र से युक्त मापने वाले सर्किट द्वारा प्रेरक रूप से (या कैपेसिटेंस के माध्यम से) कमजोर रूप से जुड़ा होता है। सी एक्स. संधारित्र सी की धारिता को बदलकर, जनरेटर को अनुनाद सूचक की चरम रीडिंग के अनुसार मापने वाले सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ अनुनाद में ट्यून किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर वी। एक ज्ञात जनरेटर ट्यूनिंग आवृत्ति के साथ मापी गई धारिता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

С x = 1/((2*π*f о) 2 *L о) ≈ 0.0253/(f о 2 L о) (17)

L o के एक निश्चित मान के साथ, कैपेसिटर C को कैपेसिटेंस C x के मानों में पढ़ने वाले स्केल से सुसज्जित किया जा सकता है।

कैपेसिटेंस माप सीमाएं अधिष्ठापन मान एल ओ और जनरेटर की आवृत्ति रेंज द्वारा निर्धारित की जाती हैं। उदाहरण के लिए, एल ओ = 100 μH और 160-3500 किलोहर्ट्ज़ की जनरेटर रेंज के साथ, डिवाइस दसियों पिकोफ़ारड से लेकर माइक्रोफ़ारड के सौवें हिस्से तक कैपेसिटेंस को मापेगा। जनरेटर की सीमित आवृत्ति रेंज के साथ कैपेसिटेंस माप की सीमाओं का विस्तार करने के लिए, विभिन्न अधिष्ठापन के साथ कई प्रतिस्थापन योग्य कॉइल एल का उपयोग किया जाता है, और परीक्षण के तहत कैपेसिटर को ज्ञात कैपेसिटेंस के कैपेसिटर के साथ श्रृंखला में मापने वाले सर्किट में भी शामिल किया जाता है। 0.01-0.05 μF से अधिक की धारिता को आमतौर पर अनुनाद विधि द्वारा नहीं मापा जाता है, क्योंकि कम आवृत्तियों पर दोलन सर्किट के अनुनाद वक्र कुंद हो जाते हैं, जिससे अनुनाद का पता लगाना मुश्किल हो जाता है।

संवेदनशील उच्च-आवृत्ति उपकरण जो मापने वाले सर्किट में वर्तमान या वोल्टेज अभिनय पर प्रतिक्रिया करते हैं, अनुनाद संकेतक के रूप में उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, डायल या इलेक्ट्रॉन-प्रकाश संकेतक के साथ इलेक्ट्रॉनिक वाल्टमीटर, इलेक्ट्रॉन बीम ऑसिलोस्कोप, थर्मोइलेक्ट्रिक डिवाइस इत्यादि। अनुनाद संकेतक नहीं होना चाहिए मापने वाले सर्किट में ध्यान देने योग्य क्षीणन का परिचय दें।

चावल। 10. गुंजयमान विधि का उपयोग करके धारिता मापने की योजना

इस विधि द्वारा मापी गई कैपेसिटेंस की ऊपरी सीमा अधिकतम C m और कैपेसिटर C o की प्रारंभिक C कैपेसिटेंस के बीच के अंतर के बराबर है। कैपेसिटर जिनकी कैपेसिटेंस मान C m - C n से अधिक है, उन्हें ज्ञात कैपेसिटेंस Cx के स्थायी कैपेसिटर के साथ श्रृंखला में सर्किट से जोड़ा जा सकता है। इस मामले में, माप का क्रम समान रहता है, लेकिन मापी गई धारिता की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है

सी एक्स = सी1 (सी ओ1 - सी ओ2)/(सी 1 - सी ओ1 + सी ओ2)।

उदाहरण के लिए, C 1 = 600 pF, C o1 = 500 pF और C o2 = 100 pF के साथ, हमें C x = 1200 pF प्राप्त होता है। विभिन्न रेटिंग के कई प्रतिस्थापन योग्य कैपेसिटर C1 का उपयोग करके, आप कई माप सीमाएँ प्राप्त कर सकते हैं। यदि हम मापी गई धारिता C p की ऊपरी सीमा निर्धारित करते हैं, तो आवश्यक धारिता C x सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

सी 1 = सी पी (सी एम -सी एन)/(सी पी -सी एम + सी एन)।

उदाहरण के लिए, C p = 2000 pF, C m = 500 pF और C CH = 20 pF के साथ, संधारित्र की धारिता C1 = 630 pF होनी चाहिए।

अनुनाद विधियों के विभिन्न संस्करणों को विशेष माप उपकरणों में या आवृत्ति पैमाने के साथ मानक रेडियो उपकरणों में छोटे आकार के अनुलग्नकों के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है (बाद वाले में उच्च आवृत्ति मापने वाले जनरेटर, रेडियो रिसीवर इत्यादि शामिल हैं)।

चावल। 11. अवशोषण परिघटना का उपयोग करते हुए गुंजयमान समाई मीटर की योजना

चित्र में. चित्र 11 अवशोषण घटना के उपयोग के आधार पर एक गुंजयमान समाई मीटर का आरेख दिखाता है। डिवाइस में तीन-बिंदु कैपेसिटिव सर्किट के अनुसार एक कम-शक्ति जनरेटर होता है, जिसके ऑसिलेटरी सर्किट के साथ मापने वाला सर्किट L2, C6, C7 प्रेरक रूप से जुड़ा होता है। जनरेटर मोड पर मापने वाले सर्किट के ध्यान देने योग्य प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए सर्किट के बीच कनेक्शन अपेक्षाकृत मजबूत स्थापित किया जाता है (उदाहरण के लिए, कॉइल एल 1 और एल 2 के लिए एक सामान्य फेराइट कोर के उपयोग के माध्यम से)। अनुनाद सूचक एक प्रत्यक्ष धारा माइक्रोएमीटर है एमए, ट्रांजिस्टर टी के बेस सर्किट में शामिल है। जब मापने वाले सर्किट को जनरेटर आवृत्ति के साथ अनुनाद में ट्यून किया जाता है, तो सर्किट द्वारा अवशोषित ऊर्जा सबसे बड़ी होती है। इससे माइक्रोएमीटर द्वारा मापे गए बेस करंट के डीसी घटक में तेज कमी आती है एमए, जो अनुनाद अवस्था का स्पष्ट निर्धारण सुनिश्चित करता है।

छोटी कैपेसिटेंस को मापने में त्रुटि को कम करने के लिए, आप मापने वाले सर्किट में अधिकतम कैपेसिटेंस, उदाहरण के लिए 500 और 50 पीएफ, के साथ दो वैरिएबल कैपेसिटर (चित्र 11 में सी 6 और सी 7) शामिल कर सकते हैं। माप से पहले, दोनों कैपेसिटर को अधिकतम क्षमता पर सेट किया जाता है और, कॉइल में से एक के ट्यूनिंग कोर का उपयोग करके, जनरेटर और मापने वाले सर्किट की एक गुंजयमान ट्यूनिंग प्राप्त की जाती है। फिर, कैपेसिटर Cx को सर्किट से जोड़कर, बाद की अपेक्षित क्षमता के आधार पर, कैपेसिटर C6 या C7 में से एक अनुनाद बहाल करता है। कैपेसिटर C6 और C7 के स्केल पर सीधे कैपेसिटेंस C x के मानों को गिनने की सलाह दी जाती है।

चित्र 12. रेडियो रिसीवर का उपयोग करके गुंजयमान विधि का उपयोग करके कैपेसिटेंस मापने की योजना

अनुनाद विधि के सुविचारित संस्करण को एक रेडियो रिसीवर के लिए सबसे सरल अनुलग्नक का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है जिसमें एक आंतरिक चुंबकीय एंटीना होता है। अटैचमेंट (चित्र 12) एक मापने वाला सर्किट एल, सी ओ है, जिसकी प्राकृतिक आवृत्ति, कैपेसिटेंस सी ओ के अधिकतम मूल्य पर, रिसीवर की कुछ आवृत्ति उपश्रेणी के भीतर होनी चाहिए। रिसीवर को इस सबबैंड में अच्छी तरह से प्राप्त ट्रांसमिटिंग रेडियो स्टेशनों में से एक की आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है, और फिर कॉइल एल को रिसीवर के पास, उसके चुंबकीय एंटीना के समानांतर रखा जाता है। उच्चतम कैपेसिटेंस सी पर, एल कॉइल के ट्यूनिंग कोर का उपयोग रिसीवर की ट्यूनिंग आवृत्ति के साथ सर्किट को अनुनाद में ट्यून करने के लिए किया जाता है, जिसे रेडियो स्टेशन के ध्वनि संकेतों की श्रव्यता के कमजोर होने से पता लगाया जाता है, और फिर कैपेसिटेंस सी x को प्रतिस्थापन विधि द्वारा मापा जाता है।

अनुनाद स्थिति को रिकॉर्ड करने की उच्च सटीकता हेटेरोडाइन विधि (शून्य बीट विधि) का उपयोग करके प्राप्त की जाती है। हेटेरोडाइन कैपेसिटेंस मीटर में दो समान उच्च आवृत्ति वाले स्थानीय ऑसिलेटर होते हैं, जिनके दोलन टेलीफोन पर लोड किए गए डिटेक्टर कैस्केड में मिश्रित होते हैं। परिवर्तनीय क्षमता के मुख्य लूप कैपेसिटर की अधिकतम क्षमता पर, दोनों स्थानीय ऑसिलेटर को एक ही आवृत्ति पर समायोजित किया जाता है, जिसे शून्य बीट्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है। फिर एक कैपेसिटर C x को इन कैपेसिटर में से एक के साथ समानांतर में जोड़ा जाता है, जिसकी कैपेसिटेंस प्रतिस्थापन विधि द्वारा निर्धारित की जाती है।

यदि दोनों स्थानीय ऑसिलेटर को पूरी तरह से समान बनाया जाता है, तो डिवाइस का उपयोग परिवर्तनीय कैपेसिटर के दोहरे और ट्रिपल ब्लॉक की कैपेसिटेंस को बराबर करने के लिए सफलतापूर्वक किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, कैपेसिटर के परीक्षण किए गए ब्लॉक का एक खंड एक साथ दोनों स्थानीय ऑसिलेटर के सर्किट से जुड़ा होता है और, उनकी अधिकतम शुरू की गई कैपेसिटेंस के साथ, शून्य बीट्स प्राप्त होते हैं। यदि दोनों खंड समान हैं, तो उनकी क्षमताओं में संयुग्मी कमी के साथ, शून्य बीट्स को संरक्षित किया जाना चाहिए।

जनरेटर के ऑसिलेटरी सर्किट की कैपेसिटेंस और उत्तेजित दोलनों की आवृत्ति के बीच एक स्पष्ट संबंध एक कैपेसिटेंस मीटर बनाना संभव बनाता है जिसमें एक जनरेटर शामिल होता है जिसमें सर्किट में कैपेसिटर सी एक्स शामिल होते हैं, और एक स्केल के साथ एक फ्रीक्वेंसी मीटर होता है। C x मानों के सीधे पढ़ने के साथ।

अनुनाद विधि के सभी अनुप्रयोगों में, माप सर्किट का प्रारंभिक समायोजन माप वस्तु से जुड़े संचार कंडक्टरों के साथ किया जाना चाहिए, जिसकी लंबाई यथासंभव कम होनी चाहिए।