Pour mesurer les Capatités

schemaSi la mesure des résistances s’effectue très simplement à l’aide d’un contrôleur universel, en revanche, la mesure des capacités nécessite un appareillage plus complexe car il est nécessaire de disposer d’une source de tension alternative.
La technologie des transistors permet de disposer d’un générateur de tension à moindres frais, c’est-à-dire que le montage que nous allons décrire permet de donner un ordre de grandeur sur la valeur des condensateurs mesurés, mais ne peut en aucun cas rivaliser avec les véritables appareils de mesure. Il nous suffira simplement de dire que le schéma de principe de ce petit capacimètre simplifié a été tiré des boîtes d’expériences à l’électronique de la firme HEATHKIT dont la réputation de ses kits n’est plus à démontrer.
Le principe général de fonctionnement du montage, fait appel à un pont de mesure très simple et dont l’équilibre est contrôlé auditivement à l’aide d’un casque ou bien d’un auriculaire « cristal ».

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Le schéma de principe
Le schéma de principe de ce « pont de mesure » est présenté figure II- 1. Comme nous l’avons précisé, il faut disposer d’une tension alternative, c’est précisément le rôle des transistors T1 et T2. Ces derniers du type NPN, forment un amplificateur BF. Pour ce faire, on confère au transistor T1 un gain relativement important en le polarisant par la résistance R6 disposée entre base et collecteur. La liaison au transistor suivant est continue et réalisée par la résistance R4. Chaque transistor comporte par ailleurs une résistance de charge et l’entretien des oscillations est provoqué par le condensateur C3, placé de la base du transistor T1 au collecteur du suivant. Dans ces conditions, on dispose au niveau du collecteur du transistor T2 d’une tension alternative que le condensateur C2 se charge d’appliquer au point de mesure proprement dit.

Il est évident que le signal engendré par l’oscillateur est audible. On sait par ailleurs que l’équilibre du pont sera obtenu lorsque l’on aura :

CX x R2 = R1C1

ce qui revient à dire que l’on déterminera facilement CX:            CX= (R1/R2) x C1

On entendra le signal BF lorsque le pont ne sera pas équilibré, il suffira alors à l’aide d’un élément variable, tel R2 de rechercher cet équilibre en constatant, une diminution du signal BF sonore, jusqu’à sa disparition correspondant au zéro, c’est-à-dire, à l’équilibre du pont.

Sur le montage d’expérimentation pour C1 ,il a été adopté une condensateur de 0.1 µF.

si l’on cherche à mesurer un condensateur CX et que la valeur de la résistance variable étalonnée est de 50 kΩ on obtiendra :

CX =  ( 10000/50000)x 0.1 = 0.2 µF

II est évident qu’un soin attentif doit être porté à l’étalonnage de la résistance variable R2, grâce à un index et une échelle.Pour la mesure de plusieurs gammes, c’est-à-dire, pour des condensateurs de plus faibles valeurs, on peut disposer d’un commutateur afin de donner à Cl des valeurs plus faibles soit : 10 nF et 1 nF.
L’alimentation du montage s’effectue par ailleurs sous 6 V de tension.

Réalisation pratique
Comme il s’agit d’un montage d’initiation, et non d’un véritable appareil de mesure, on pourra simplement disposer les composants sur une petite plaquette M. Board, avec laquelle les lecteurs sont désormais familiarisés.
Il est prudent dans ces conditions de disposer d’une plaquette M 19, afin de pouvoir aisément implanter les éléments.

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La plaquette M 19 comporte douze bandes conductrices repérées à l’aide des lettres « A et L ». Ces bandes sont régulièrement perforées de 25 trous numérotés de 1 à 25 de la gauche vers la droite. Grâce à ces coordonnées on peut repérer très facilement l’implantation des composants sur la plaquette.
La figure II-2 donne à cet effet une implantation pratique des éléments sur la plaquette en question. Tous les composants y sont disposés à plat. Deux straps de liaison entre les bandes conductrices sont prévus en E1 J1 et F18 J18.
Seul le potentiomètre R2 ramené sur la face avant du boîtier sera monté extérieurement à la plaquette. Comme il est d’usage, la figure II-3 précise les diverses interruptions de circuits nécessaires au bon fonctionnement du montage.
Avant de mettre sous tension, il conviendra de vérifier la continuité du montage et de veiller à ne pas trop charger en soudure les composants, afin d’éviter les courts-circuits accidentels, entre les bandes conductrices.
On pourra alors, à l’aide de capacités de valeurs connues, procéder à l’étalonnage de la résistance R2 directement graduée en microfarads, nanofarads, ou pico-farads suivant la valeur donnée à CA, grâce à un index et une échelle.

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source : « les modules d’initiation électroniques  » de   B.Fighiera    3éme édition 1980 

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