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中国製コンデンサ容量計の精度を追い込む方法

  • 2011/12/22 17:46
  • カテゴリー:make:

 以前書いたコンデンサ容量計の話です。

 StrawberryLinuxのキットと,秋月などで売られている安価な中国製のキットを買って,どちらも一長一短があることを書きました。

 StrawberryLinuxのキットはコイルの測定が出来ることが最大の売りです。コンデンサの容量計としては,精度の良い測定範囲が狭いので,いまいちです。

 一方の中国製キットは,元になった回路の原理から,測定範囲にあまり関係なく本来精度の良いものが出来るはずですが,調整箇所がないため精度を追い込む事が出来ません。

 この中国製のキットは安価であり,組み立てやすく,実用性もあるというので,ちょっとしたプレゼントにも最適と思っているのですが,精度についての不安があって,安易にプレゼントしたりおすすめしたり出来ないなあと,まずは自分で作った物を調べ直してみることにしました。

 被測定コンデンサは,先日特価で購入した岡谷製のフィルムコンデンサで,0.047uF(47nF)で誤差1%のものです。よって,このコンデンサの真の値は46.53nF~47.47nFまでの間にあるはずです。

 これを,StrawberryLinuxの容量計で測定すると,約48100pFと出ました。かなりオーバーしています。この容量だと誤差は±3%になるらしいのですが,元のコンデンサの誤差である1%も加えて,45.12nFから48.88nFの範囲に入って欲しいので,ちょっとまずいですね。

 次に中国製のキットです。46.3nFと出ます。47nFに対して1.5%ほど低い値ですが,コンデンサの誤差1%と容量計の誤差2%を考慮すると,十分な精度と言えるでしょう。

 最後に,秋月で買ったチップ部品用のテスターです。これはなかなか重宝しています。値は46.6nFでした。真の値に対し1%以内ですので,これも一応信じることが出来そうです。

 ということで,中国製のキットは測定も楽で,使いやすくて便利なのですが,もう一声欲しいところです。調整機能があれば1%のコンデンサで調整をするのですが,そういう訳にもいきません。

 一応,精度を決める抵抗の値を測定してみました。片側の足を切って測定を行ったところ,どれも誤差は1%以内でした。結果としてこの精度を実現出来ているようです。

 クロックも測定しましたが,数pFの容量を持つプローブを当てると周波数が変わるはずですので,あまりあてにはなりません。それでも12MHzでしたので,これも全然問題ないでしょう。

 最後に電源電圧ですが,三端子レギュレータの都合か,4.9Vと少し低めに安定化されていました。大きくずれていますが,このキットは電圧が安定していれば,高いか低いかはあまり精度に影響しないようになっていますので,あまり問題にしなくてよいでしょう。

 そこで,なんとか調整を行う方法を考えてみます。

 各部の抵抗値や電圧に問題がない以上,あまり勝手なことをやるわけにはいきません。

 そこで,最初はR13の10kΩを可変してみたのですが,あまり値が変化せず,この案はボツにしました。

 考えてみると,仮にこの抵抗を0にしても,本来ならVccの17%という計測開始電圧が0Vになるだけで,その差は大きくありません。また,10kΩが10%変化して9kΩになったところで,Vccの17%がVccの15.8%になるだけですので,見た目にほとんど変化が現れて来ないかも知れないですね。

 ということで,今度はVccの17%と50%の両方の電圧を生成するのに共通の抵抗,R15を可変してみます。39kΩがついていますので,33kΩと手持ちの関係で20kΩの半固定を使って見ます。

 今度は上手い具合に,びしっと調整が出来ました。0.01uF,0.1uFの1%を測定し,10.0nFと100nFという値を得ました。また,0.001uFの5%品を測定すると,1.01nFという値が出てきました。うーん,なかなかいんじゃないですか。

 この状態で他の0.047uFを測定すると,どれも1%以内に入ってきます。

 ということで,このコンデンサ容量計をきちんと調整したい方は,R15を可変するような仕組みを入れて見て下さい。

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