دستگاهی برای اندازه گیری ظرفیت باتری از AliExpress. دستگاه اندازه گیری ظرفیت باتری خودرو دستگاهی برای تعیین ظرفیت باتری 6 ولت
هر صاحب خودرو تعجب می کند که چه نوع دستگاهی برای اندازه گیری ظرفیت باتری لازم است. این مقدار اغلب در طول تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده اندازه گیری می شود، اما یادگیری نحوه تعیین آن توسط خودتان مفید خواهد بود.
دستگاه اندازه گیری ظرفیت باتری
ظرفیت باتری پارامتری است که میزان انرژی تامین شده توسط باتری را در یک ولتاژ معین در یک ساعت تعیین می کند. این بر حسب A/h (آمپر در ساعت) اندازه گیری می شود و بستگی به این دارد که توسط یک دستگاه خاص - یک هیدرومتر تعیین می شود. هنگام خرید باتری جدید، سازنده تمام پارامترهای فنی روی کیس را نشان می دهد. اما شما می توانید این مقدار را خودتان تعیین کنید. برای این کار دستگاه ها و روش های خاصی وجود دارد.
ساده ترین راه این است که یک تستر مخصوص، به عنوان مثال "آویز" بگیرید. این یک دستگاه مدرن برای اندازه گیری ظرفیت باتری ماشین و همچنین ولتاژ آن است. در این صورت شما حداقل زمان را صرف خواهید کرد و نتیجه قابل اعتمادی خواهید گرفت. برای بررسی، باید دستگاه را به پایانه های باتری وصل کنید و ظرف چند ثانیه نه تنها ظرفیت، بلکه ولتاژ باتری و وضعیت صفحات را نیز تعیین می کند. با این حال، ظرفیت باتری های دیگری نیز وجود دارد.
روش اول (کلاسیک)
به عنوان مثال می توان از مولتی متر به عنوان وسیله ای برای اندازه گیری ظرفیت باتری خودرو استفاده کرد، اما با آن خوانش دقیقی نخواهید داشت. پیش نیاز این روش (به آن روش تخلیه کنترلی می گویند) شارژ کامل باتری است. ابتدا باید یک مصرف کننده قدرتمند را به باتری وصل کنید (یک لامپ معمولی 60 وات این کار را انجام می دهد).
پس از آن، باید مداری را که از یک مولتی متر، باتری، مصرف کننده تشکیل شده است، جمع کنید و بار را اعمال کنید. اگر لامپ در عرض 2 دقیقه روشنایی خود را تغییر ندهد (در غیر این صورت باتری قابل بازیابی نیست)، در فواصل زمانی معینی از دستگاه خوانش می کنیم. به محض اینکه نشانگر از ولتاژ استاندارد باتری پایین بیاید (تحت بار 12 ولت است) تخلیه آن آغاز می شود. حال با دانستن مدت زمانی که برای تخلیه کامل ذخیره انرژی و جریان بار مصرف کننده لازم بود، لازم است این مقادیر را ضرب کنیم. حاصلضرب این مقادیر ظرفیت واقعی باتری است. اگر مقادیر به دست آمده با داده های گذرنامه به میزان کمتری متفاوت باشد، باتری باید تعویض شود. این روش امکان تعیین ظرفیت هر باتری را فراهم می کند. عیب این روش این است که زمان زیادی می برد.
روش دوم
همچنین می توانید از روشی استفاده کنید که در آن باتری از طریق یک مقاومت با استفاده از یک مدار خاص تخلیه می شود. با استفاده از کرونومتر، زمان صرف شده برای تخلیه را تعیین می کنیم. از آنجایی که انرژی در ولتاژ 1 ولت تلف می شود، می توانیم به راحتی آن را با استفاده از فرمول I=UR تعیین کنیم، جایی که I جریان است، U ولتاژ، R مقاومت است. در این مورد، لازم است از تخلیه کامل باتری، به عنوان مثال، با استفاده از یک رله مخصوص خودداری کنید.
چگونه خودتان دستگاه را بسازید
اگر امکان خرید دستگاه آماده وجود ندارد، همیشه می توانید دستگاهی را برای اندازه گیری ظرفیت باتری با دستان خود مونتاژ کنید.
برای تعیین وضعیت شارژ و ظرفیت باتری، می توانید استفاده کنید مدل های زیادی از دوشاخه های آماده در فروش وجود دارد، اما می توانید خودتان آن را مونتاژ کنید. یکی از گزینه ها در زیر مورد بحث قرار گرفته است.
این مدل از یک مقیاس گسترده استفاده می کند که دقت اندازه گیری بالایی را تضمین می کند. یک مقاومت بار داخلی وجود دارد. مقیاس به دو محدوده (0-10 ولت و 10-15 ولت) تقسیم می شود که باعث کاهش بیشتر خطای اندازه گیری می شود. این دستگاه همچنین دارای ترازو 3 ولت و خروجی دستگاه اندازه گیری دیگری است که امکان بررسی تک تک شیشه های باتری را فراهم می کند. مقیاس 15 ولت با کاهش ولتاژ روی دیود و دیود زنر به دست می آید. اگر مقدار ولتاژ از سطح باز شدن دیود زنر بیشتر شود، جریان دستگاه افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژی با قطبیت نادرست اعمال می شود، دیود عملکرد محافظتی را انجام می دهد.
در نمودار: R1- جریان مورد نیاز را به دیود زنر منتقل می کند. R2 و R3 - مقاومت های انتخاب شده برای میکرو آمپرمتر M3240. R4 - عرض محدوده مقیاس باریک را تعیین می کند. R5 - مقاومت در برابر بار، با کلید SB1 روشن می شود.
جریان بار توسط قانون اهم تعیین می شود. مقاومت بار در نظر گرفته شده است.
دستگاه اندازه گیری ظرفیت باتری AA
ظرفیت باتری های AA بر حسب میلی آمپر ساعت (میلی آمپر در ساعت) اندازه گیری می شود. برای اندازه گیری چنین باتری هایی می توانید از شارژرهای مخصوصی استفاده کنید که جریان، ولتاژ و ظرفیت باتری را تعیین می کند. نمونه ای از این دستگاه ها دستگاه اندازه گیری ظرفیت باتری AccuPower IQ3 است که دارای منبع تغذیه با محدوده ولتاژ 100 تا 240 ولت می باشد. برای اندازه گیری، باید باتری ها را در دستگاه قرار دهید و تمام پارامترهای لازم روی صفحه نمایش ظاهر می شوند.
تعیین ظرفیت با استفاده از شارژر
ظرفیت را می توان با استفاده از یک شارژر معمولی نیز تعیین کرد. پس از تعیین مقدار جریان شارژ (در مشخصات دستگاه مشخص شده است)، لازم است باتری را به طور کامل شارژ کنید و زمان صرف شده برای آن را یادداشت کنید. سپس با ضرب این دو مقدار به ظرفیت تقریبی می رسیم.
خوانش های دقیق تر را می توان با استفاده از روش دیگری به دست آورد، که برای آن به یک باتری کاملا شارژ شده، کرونومتر، مولتی متر و مصرف کننده نیاز دارید (برای مثال می توانید از چراغ قوه استفاده کنید). ما مصرف کننده را به باتری متصل می کنیم و با استفاده از یک مولتی متر میزان مصرف فعلی را تعیین می کنیم (هرچه کمتر باشد، نتایج قابل اطمینان تر است). مدت زمانی را که چراغ قوه می درخشد را یادداشت می کنیم و نتیجه به دست آمده را در مصرف فعلی ضرب می کنیم.
ظرفیت باتری چگونه و چرا اندازه گیری می شود؟
شارژ Q به عنوان مقدار الکتریسیته با کولن (C) اندازه گیری می شود، ظرفیت الکتریکی خازن های C بر حسب فاراد، میکروفاراد (μF) است، اما به دلایلی نه بر حسب فاراد، بلکه بر حسب آمپر ساعت (میلی آمپر) اندازه گیری می شود. -ساعت ها).
این به چه معناست؟ یک آمپر یک کولن در یک ثانیه است که ما از درس فیزیک می دانیم که اگر یک بار الکتریکی برابر با 1 کولن در 1 ثانیه از یک رسانا عبور کند، آنگاه یک جریان 1 آمپر از هادی می گذرد.
پس آمپر ساعت چیست؟ آمپر ساعت (Ah) ظرفیت باتری است که بر اساس جریان کاهش یافته 1 آمپر، باتری در 1 ساعت به حداقل ولتاژ مجاز تخلیه می شود.
1 آمپر ساعت 3600 کولن است. فرض کنید می خواهیم بانکی از خازن ها را به دست آوریم که از نظر مشخصات دشارژ، البته در مدت زمان کوتاه، معادل یک باتری 12 ولتی با ظرفیت 55 آمپر ساعت باشد. 55 آمپر برای یک ساعت 55 * 3600 کولن است.
اجازه دهید تغییر ولتاژ را از 13 به 11 ولت فرض کنیم، سپس از Q = C(U1-U2)، سپس C = 55 * 3600/2 = 99000 F. تقریباً 100 کیلو فاراد معادل ظرفیت الکتریکی یک باتری ماشین است، اگر مشخصات تخلیه مانند خازن بود.
ویدیویی در اینترنت وجود دارد که در آن شش ابرخازن 3000 فارنهایت، هر کدام 2.7 ولت که به صورت سری به هم وصل شده اند، جایگزین باتری استارت ماشین می شوند. در حدود 16 ولت 500 فارنهایت به نظر می رسد.
بیایید تخمین بزنیم که چنین مجموعه ای چه جریانی و برای چه مدت می تواند تولید کند. اجازه دهید بازه کاری دوباره از 13 تا 11 ولت گرفته شود. برای چه مدت می توانید روی جریان 200 A (با حاشیه) حساب کنید؟ I = C(U1-U2)/t، سپس t = C(U1-U2)/I = 500*2/200 = 5 ثانیه. برای روشن کردن موتور کافی است.
باتری های سرب اسیدی در نگاه اول طراحی بسیار ساده ای دارند. اما نقطه ضعف چنین سادگی نیاز به رعایت دقیق قوانین خاصی برای کارکرد باتری است. تنها در این صورت است که تعداد چرخه های شارژ-تخلیه اعلام شده توسط سازنده را اجرا می کند و گاهی اوقات بهترین نتیجه را نشان می دهد. این به تجهیزات اضافی نیاز دارد که در مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.
سولفاته شدن صفحات باتری
خطر اصلی که برای باتری سرب اسیدی وجود دارد، نگهداری دستگاه در حالت دشارژ است. در این مورد، فرآیند به اصطلاح سولفاته شدن اتفاق می افتد - رسوب سولفات سرب (PbSO4) که یک دی الکتریک است، روی صفحات. حداقل ولتاژ مجاز در پایانه های باتری معمولاً در اسناد آن آورده شده است. به عنوان مثال، برای اکثر باتری های سرب اسیدی با ولتاژ نامی 12.6 ولت، حداقل ولتاژی که پس از آن فرآیند سولفاتاسیون شدید صفحات باتری آغاز می شود، 10.8 ولت است.
اندازه گیری ولتاژ و مقاومت داخلی باتری ها
ساده ترین نوع مانیتورینگ باتری اندازه گیری EMF در پایانه های آن است. هنگامی که EMF کمتر از حداقل سطح مجاز است، باتری تا ولتاژ نامی در پایانه ها شارژ می شود. اما این روش فقط برای باتری های خوب شناخته شده مناسب است. اگر صفحات از قبل با یک لایه ضخیم سولفات سرب پوشانده شده باشند، باتری مقاومت داخلی بالایی خواهد داشت. در این حالت، EMF در پایانه ها ممکن است در سطح اسمی باشد، اما باتری به سرعت تخلیه می شود یا اصلا نمی تواند جریان مورد نیاز بار را تامین کند. یک ولت متر قادر به تشخیص این موضوع نیست. با این حال، اگر سولفاته روی صفحات به موقع تشخیص داده شود، باتری همچنان می تواند ذخیره شود، که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.
برای نظارت بر باتری با قابلیت تشخیص سریع نقص، یک دستگاه خاص مورد نیاز است. علاوه بر ولتاژ ترمینال، باید مقاومت داخلی (یا هدایت) باتری را اندازه گیری کند. با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر داده شده در مستندات باتری، می توانیم در مورد مناسب بودن باتری برای استفاده بیشتر نتیجه گیری کنیم. نمونه ای از این دستگاه ها PITE 3915 است. از مزایای مهم آن می توان به وجود صفحه نمایش LCD رنگی بزرگ و صفحه کلید راحت اشاره کرد.
اغلب، سرعت بخشیدن به کار نه تنها به خود داده، بلکه به ارزیابی اینکه آیا خارج از محدوده قابل قبول است یا خیر، نیاز دارد. در این مورد مترهای سری Fluke BT500 انتخاب خوبی هستند.
کاربر می تواند مقادیر آستانه را برای 10 پارامتر تنظیم کند که پس از هر کدام از آنها دستگاه یک هشدار صادر می کند. یکی دیگر از ویژگی های سری Fluke BT500 قابلیت اندازه گیری ریپل شارژر است. اندازه گیری چرخه شارژ و دشارژ برای چندین باتری به طور همزمان امکان پذیر است. در این مورد، برای هر باتری، پروفایل خود در حافظه دستگاه ایجاد می شود که در آن داده های اندازه گیری های متوالی جمع می شود. علاوه بر Fluke BT510 اصلی، این سری شامل Fluke BT520 برای اندازه گیری باتری های نصب شده در کابینت ها و سایر مناطق صعب العبور و همچنین Fluke BT-521 با ویژگی های پیشرفته است. Fluke BT520 و BT521 با یک کاوشگر تعاملی (به ترتیب BTL20 و BTL21) و یک کیف حمل عرضه می شوند. ویژگی خاص Fluke BT521 عملکردهای اندازه گیری دما و همچنین ارتباط بی سیم با دستگاه تلفن همراه است.
وابستگی جریان عبوری از باتری به اختلاف پتانسیل در پایانه های آن یک کمیت غیر خطی است. بنابراین، مقاومت داخلی باتری که با جریان مستقیم اندازه گیری می شود، بیشتر تخمینی است، زیرا به عوامل زیادی بستگی دارد. برای بسیاری از کاربردهای عملی، چنین دقت کافی است - تصمیم گیری می شود که آیا باتری کار می کند یا معیوب. اما، اگر می خواهید بفهمید که آیا ارزش دارد با بازگردانی باتری زحمت بکشید، باید مقاومت داخلی را با دقت بیشتری اندازه گیری کنید. اگر این کار را با جریان متناوب انجام دهید، می توانید دقت اندازه گیری مقاومت داخلی باتری را افزایش دهید. این دقیقا همان روشی است که در دستگاه PITE BT-301 پیاده سازی شده است. یکی دیگر از ویژگی های مهم دستگاه وجود عملکرد اضافی برای تست باتری های نیکل کادمیوم است.
ابزار اندازه گیری ظرفیت باتری
دستگاه‌های فهرست‌شده در بالا نیاز دارند که قرائت‌های آنها به شیوه‌ای خاص برای تصمیم‌گیری تفسیر شود. برای این، اولاً به پرسنل بسیار ماهر و ثانیاً به اسناد باتری نیاز دارید تا بتوانید پارامترهای اندازه گیری شده را با آن مقایسه کنید. اما تسترهای باتری با کاربرد آسان نیز وجود دارد که ولتاژ و ظرفیت باتری را اندازه گیری می کند. در این حالت کافی است تستر را برای چند ثانیه به پایانه های باتری متصل کنید. در مرحله بعد، ظرفیت و ولتاژ با موارد نشان داده شده در جعبه باتری مقایسه می شود.
عیب این روش آزمایش باتری این است که از روشی برای اندازه گیری ظرفیت استفاده می کند که با دقت پایین مشخص می شود و در محدوده محدودی از ظرفیت ها کار می کند. با این وجود، قابلیت های چنین تستر برای استفاده عملی کاملاً کافی است.
نمونه ای از ظرفیت سنج های باتری جمع و جور و با کاربری آسان، سری دستگاه های «آویز» تولید داخل است. زمان اندازه گیری 4 ثانیه است. در طول فرآیند اندازه گیری، سیگنالی با شکل خاصی به باتری ارسال می شود. بر اساس پاسخ، منطقه فعال صفحات تعیین می شود که بر اساس آن ظرفیت خازن محاسبه می شود.
لازم به ذکر است که برای کاربردهای حیاتی، اندازه گیری ظرفیت باتری باید با استفاده از یک بار اختصاصی مانند PITE-3980 انجام شود. این دستگاه قابلیت انتقال اطلاعات تخلیه باتری را به صورت بی سیم دارد.
راه حل های هوشمند برای تست باتری
اگر باتری‌ها در سیستم‌های حیاتی دخیل هستند، بهتر است دائماً آنها را کنترل کنید. فن آوری های مدرن برای این کار به کمک می آیند:
برای اندازه گیری ظرفیت باتری معمولاً این کار را انجام می دهند: یک مقاومت با مقدار مشخصی را به این باتری وصل می کنند که این باتری را تخلیه می کند و جریان عبوری از مقاومت و ولتاژ دو طرف آن را ضبط می کند، صبر کنید تا باتری تمام شود. به طور کامل تخلیه شده است. بر اساس داده های به دست آمده، یک نمودار دبی ساخته شده است که از آن ظرفیت تعیین می شود. تنها مشکل این است که با کاهش ولتاژ باتری، جریان عبوری از مقاومت نیز کاهش می‌یابد، بنابراین داده‌ها باید به مرور زمان یکپارچه شوند، بنابراین دقت این روش اندازه‌گیری ظرفیت باتری چیزهای زیادی را باقی می‌گذارد.
اگر باتری را نه از طریق یک مقاومت، بلکه از طریق منبع جریان پایدار تخلیه کنید، این به شما امکان می دهد ظرفیت باتری را با دقت بسیار بالایی تعیین کنید. اما یک مشکل وجود دارد - ولتاژ باتری (1.2..3.7 ولت) برای راه اندازی یک منبع جریان پایدار کافی نیست. اما این مشکل را می توان با افزودن یک منبع ولتاژ اضافی به مدار اندازه گیری دور زد.
برنج. 1. مدار برای اندازه گیری ظرفیت باتری
V1 - باتری تحت مطالعه؛ V2 - منبع ولتاژ کمکی؛ PV1 - ولت متر؛
LM7805 و R1 - منبع جریان پایدار؛ VD1 - دیود محافظ.
شکل 1 یک نمودار شماتیک از یک تنظیم برای اندازه گیری ظرفیت باتری را نشان می دهد. در اینجا می بینید که باتری اندازه گیری شده V1 به صورت سری به منبع جریان (که توسط تثبیت کننده و مقاومت یکپارچه LM7805 تشکیل شده است) و منبع تغذیه کمکی V2 متصل است. از آنجایی که V1 و V2 به صورت سری به هم متصل هستند، مجموع ولتاژهای آنها برای راه اندازی منبع جریان کافی است. از آنجایی که حداقل ولتاژ مورد نیاز برای کارکرد منبع جریان 7 ولت است (که 5 ولت ولتاژ خروجی ریزمدار LM7805 است، یعنی در این حالت افت ولتاژ در مقاومت R1 است و 2 ولت حداقل ولتاژ است. افت ولتاژ مجاز بین ورودی و خروجی LM7805)، پس مجموع ولتاژهای V1 و V2 با مقداری حاشیه برای کارکرد منبع جریان کافی است.
به جای تثبیت کننده LM7805، می توانید از رگولاتور یکپارچه دیگری استفاده کنید، به عنوان مثال، LM317 با ولتاژ خروجی 1.25 ولت و حداقل افت ولتاژ 3 ولت. از آنجایی که حداقل ولتاژ کاری منبع جریان 4.25 ولت خواهد بود، ولتاژ منبع ولتاژ دوم V2 را می توان به 5 B کاهش داد. اگر از تثبیت کننده LM317 استفاده شود، مقدار جریان تثبیت کننده با فرمول تعیین می شود. I = 1.25/R1
سپس برای جریان تخلیه 100 میلی آمپر، مقدار مقاومت R1 باید تقریباً 12.5 اهم باشد.
نحوه اندازه گیری ظرفیت باتری
ابتدا، با انتخاب مقاومت R1، باید جریان تخلیه را تنظیم کنید - معمولاً مقدار جریان تخلیه برابر با جریان تخلیه عملیاتی باتری انتخاب می شود. همچنین باید در نظر داشت که برخی از مدل های تثبیت کننده ولتاژ یکپارچه 7805 می توانند جریان کنترلی کوچکی در حد 2...8 میلی آمپر مصرف کنند، بنابراین توصیه می شود مقدار جریان در مدار را با آمپرمتر بررسی کنید. در مرحله بعد، یک باتری کاملاً شارژ شده V1 در مدار نصب می شود و با بستن سوئیچ SA1، آنها شروع به شمارش معکوس می کنند تا ولتاژ باتری به حداقل مقدار کاهش یابد - برای انواع مختلف باتری این مقدار متفاوت است، به عنوان مثال، برای نیکل کادمیوم (NiCd) - 1، 0 ولت، برای هیدرید نیکل-فلز (NiMH) - 1.1 ولت، برای لیتیوم یون (Li-ion) - 2.5...3 ولت، برای هر مدل باتری خاص، این داده ها باید در مستندات مناسب مشاهده شود.
پس از رسیدن به حداقل ولتاژ باتری، کلید SA1 باز می شود. باید به خاطر داشت که تخلیه باتری کمتر از حداقل ولتاژ می تواند به آن آسیب برساند. با ضرب جریان تخلیه (بر حسب آمپر) در زمان تخلیه (به ساعت) ظرفیت باتری (A*h) را بدست می آوریم:
C=I*t
بیایید کاربرد عملی این روش اندازه گیری ظرفیت باتری را با استفاده از یک مثال خاص در نظر بگیریم.
اندازه گیری ظرفیت باتری NB-11L
باتری NB-11L (شکل 2) از فروشگاه اینترنتی DealeXtreme به قیمت 3.7 دلار (SKU: 169532) خریداری شد. در مورد باتری ظرفیت آن نشان داده شده است - 750 میلی آمپر ساعت. در وب سایت ظرفیت آن کمتر نشان داده شده است - 650 میلی آمپر ساعت. ظرفیت واقعی این باتری چقدر است؟
برنج. 2. باتری لیتیوم یون NB-11L با ظرفیت ظاهری 750 میلی آمپر ساعت
مناسب CAN.NB-11L 3.7V 750mAh
فقط از شارژر مشخص شده استفاده کنید
برای اتصال هادی ها به کنتاکت های باتری، به دو گیره کاغذ نیاز دارید که باید مطابق شکل 3 خم شوند و به پایانه های "+" و "-" باتری متصل شوند (شکل 4.). لازم است از اتصالات کوتاه خودداری کنید، بهتر است آنها را عایق بندی کنید.
برای اندازه گیری ظرفیت باتری NB-11L، جریان تخلیه آن 100 میلی آمپر در نظر گرفته شد. برای این منظور مقدار مقاومت R1 کمی بیشتر از 50 اهم انتخاب شد. توان تلف شده توسط مقاومت R1 با فرمول تعیین می شود P = V2 /R1، که در آن V ولتاژ مقاومت R1 است. در این حالت P=5 2 /50=0.5 W. تثبیت کننده LM7805 باید روی رادیاتور نصب شود، اما اگر رادیاتور مناسب در دسترس نباشد، می توان تراشه را تا حدی در یک لیوان آب سرد غوطه ور کرد، اما به طوری که پایانه ها خشک بمانند (در مورد TO-220). مورد).
پس از نصب یک باتری کاملاً شارژ شده NB-11L در مدار و بستن سوئیچ SA1، شمارش معکوس با نظارت دوره ای ولتاژ با استفاده از ولت متر PV1 آغاز شد. داده ها در جدولی وارد شدند که بر اساس آن نموداری از تخلیه باتری NB-11L ساخته شد (شکل 5).
برنج. 5. نمودار ولتاژ باتری NB-11L در هنگام تخلیه آن با جریان 100 میلی آمپر
از اینجا می توان دریافت که پس از 5 ساعت تخلیه با جریان 0.1 A، ولتاژ باتری به 3 ولت کاهش یافت و به سرعت شروع به کاهش بیشتر کرد.
C = I * t = 0.1 * 5 = 0.5 A = 500 میلی آمپر ساعت.
بنابراین ظرفیت واقعی باتری NB-11L 1.5 برابر کمتر از آنچه روی آن نشان داده شده است.
ظرفیت شارژ است سیک باتری نو یا یک باتری کاملا شارژ شده شارژ (مقدار برق) بر حسب کولن اندازه گیری می شود: 1 کولن = 1 آمپر × 1 ثانیه. ظرفیت معمولاً با واحد آمپر ساعت یا ما ساعت .ظرفیت معمول یک باتری AAA 1000 میلی آمپر ساعت، AA - 2000 میلی آمپر ساعت است. یک باتری 1000 میلی آمپری می تواند 1000 میلی آمپر برای 1 ساعت یا 100 میلی آمپر برای 10 ساعت تولید کند. با توجه به ولتاژ U، سپس می توانیم انرژی ذخیره شده در باتری E = Q × U را تخمین بزنیم
برای تعیین ظرفیت باتری، آن را به طور کامل شارژ می کنند، سپس با یک جریان مشخص تخلیه می شود. من، و زمان را اندازه گیری کنید تی، که به خاطر آن مرخص شد. محصول جریان مندر حالی که برای تیو ظرفیت باتری Q = I × T وجود دارد. ظرفیت باتری نیز اندازه گیری می شود، اما پس از تخلیه کامل باتری می تواند دوباره شارژ شود، اما باتری دیگر قابل استفاده نیست. نکته این است که شما اندازه می گیرید ظرفیت باتری های این نوع. به هر حال ظرفیت قلیاییباتری ها تقریباً برابر با ظرفیت باتری های مدرن NiMh با همان اندازه است - AA (2000 میلی آمپر ساعت)، AAA (1000 میلی آمپر ساعت).
مدار برای اندازه گیری ظرفیت
مدار پیشنهادی باتری را از طریق یک مقاومت تخلیه می کند آربه ولتاژ تخلیه تقریباً کامل عنصر NiCd یا NiMh - تقریباً 1 ولت. جریان تخلیه برابر با I = U / R است. (در مورد انتخاب جریان تخلیه) برای اندازه گیری زمان تخلیه تیساعت هایی که با ولتاژ 1.5-2.5 ولت کار می کنند استفاده می شود. برای محافظت از باتری در برابر تخلیه کامل، از یک رله حالت جامد PVN012 استفاده می شود. با افت ولتاژ باتری را خاموش می کند Uبه حداقل مجاز Ue = 1V.
چگونه کار می کند
باتری باید کاملا شارژ شده و به دستگاه متصل شود. ساعت باید روی 0 تنظیم شود و دکمه را فشار دهید شروع کنید .در این لحظه، رله کنتاکت های 4-5 و 5-6 را می بندد. باتری از طریق یک مقاومت شروع به تخلیه می کند آرو ولتاژ به ساعت تامین می شود. ولتاژ باتری و مقاومت به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که ولتاژ در سراسر مقاومت آربه 1 ولت کاهش می یابد، رله مخاطبین را باز می کند. ترشح متوقف می شود و ساعت متوقف می شود.
با تخلیه باتری، جریان کنترل از طریق کنتاکت های رله 1-2 از تقریباً 8 به 2 میلی آمپر کاهش می یابد. با جریان کنترل 3 میلی آمپر، مقاومت کنتاکت های 4-5 و 5-6 کمتر از 0.04 اهم است. این به اندازه کافی کوچک است که در محاسبه جریان در نظر گرفته نشود - اگر به جریان تخلیه 1 آمپر نیاز دارید، یک مقاومت R=1.2 اهم بگیرید.
پس از توقف تخلیه، ولتاژ باتری به دلیل مقاومت داخلی سلول به 1.1-1.2 ولت افزایش می یابد.
تلفات تماس
هنگام تکرار این مدار، اقداماتی را برای کاهش مقاومت کنتاکت ها و کانکتورهای باتری انجام دهید. با جریان 0.5-1A، 0.1 ولت یا بیشتر می تواند روی کنتاکت ها از بین برود که دقت اندازه گیری را بدتر می کند. همین نوع تلفات ناشی از فنر فولادی مورد استفاده در برخی از نگهدارنده‌های باتری است. فنر و سایر تماس های فولادی باید با سیم مسی پل شوند. من یکی از گزینه ها را انجام دادم ظرفیت سنج باتری AA و AAAدر مورد یک شارژر ساده که تماس های مس خوبی داشت.
سوالات تکمیلی
خود تخلیه
لطفا توجه داشته باشید که ظرفیت تازه شارژ شدهباتری ها بالاتر هستند، زیرا با گذشت زمان بخشی از شارژ به دلیل از بین رفتن خود تخلیه. برای اطلاع از میزان خود تخلیه، باید بلافاصله پس از شارژ، ظرفیت را اندازه گیری کنید و یک هفته (ماه) پس از شارژ مجدداً اندازه گیری کنید. خود تخلیه باتری های NiMh می تواند به 10٪ در هفته یا بیشتر برسد.
ظرفیت خازن چقدر دقیق اندازه گیری می شود؟
مقدار دقیق برق را می توان با ادغام در طول زمان dQ = 1/R × U(t) × dt تعیین کرد.
نمودارهای تخلیه تجربی نشان می دهد که با پیشرفت تخلیه، ولتاژ از تقریباً 1.4 ولت به 1.0 ولت کاهش می یابد. جریان تخلیه U/R نیز کاهش می یابد. هنگامی که به عنوان ولتاژ متوسط استفاده می شود اسمیمقادیر 1.2 ولت منجر به دقت کمتر از 10٪ می شود. این در صورتی درست است که باتری تقریباً با همان جریان تخلیه ای که هنگام اندازه گیری ظرفیت استفاده می شود، استفاده شود.
نمونه ای از نمودارهای تخلیه 
اگر در حین اندازه گیری جریان 0.5 آمپر وجود داشته باشد و هنگام استفاده از 5 آمپر، باتری چندین برابر سریعتر از حد انتظار تخلیه می شود. در استفاده فعلی 0.05 آمپر، ظرفیت بیشتر از زمانی است که اندازه گیری می شود. در جریان 0.005 آمپر، ظرفیت ممکن است کمتر از اندازه گیری شده باشد به دلیل خود تخلیه باتری در یک دوره طولانی کار. تفاوت قابل توجه بین جریان اندازه گیری و جریان عملیاتی خطای بیش از 10٪ را ایجاد می کند.
استفاده از کنتاکت های فولادی در دستگاه به جای مس می تواند خطا را تا 10 درصد یا بیشتر افزایش دهد، به خصوص با جریان تخلیه بالا.
مقداری خطا در مقدار ولتاژ قطع 1.0 ولت با وابستگی مشخصه جریان-ولتاژ رله حالت جامد به دما مرتبط است. در شرایط اتاق، این خطای 1-2٪ را می دهد.
جریان تخلیه چقدر باید باشد؟
لازم است جریانی را انتخاب کنید که معمولاً از این باتری استفاده می شود. اگر جریان تخلیه بیش از حد زیاد باشد، مقاومت داخلی باعث می شود ولتاژ باتری به سرعت به زیر 1 ولت برسد و مقدار ظرفیت اندازه گیری شده کم شود. اگر جریان تخلیه خیلی کم را انتخاب کنید، ظرفیت اندازه گیری شده بیشتر از باتری خواهد بود که در هنگام کار در دستگاه شما تولید می کند.
چرا دو دیود؟
از دیودها برای محافظت از رله حالت جامد در صورت شکسته شدن تصادفی مقاومت استفاده می شود آر. اگر مطمئن هستید که شکستن غیرممکن است، یا در حال اندازه گیری ظرفیت باتری های با ولتاژ کمتر از 1.4 ولت هستید ( یک عنصر AA یا AAA، سپس دیودها را می توان حذف کرد. در این حالت مدار مانند قبل در داخل ساعت زنگ دار قرار می گیرد. یک مقاومت 5 اهم از رله با فشار دادن دکمه Start محافظت می کند. همچنین اگر دکمه را موازی با پین های 4-5 روشن کنید، همانطور که در نمودار ساده شده است، می توان آن را حذف کرد.
چگونه ظرفیت باتری لیتیوم یونی را اندازه گیری کنیم؟
| ام | اوه | من | آر | r |
|---|---|---|---|---|
| 1.2 | 1.0 | 0.2 | 6.0 | 0 |
| 1.2 | 1.0 | 0.5 | 2.4 | 0 |
| 3.3 | 3.0 | 0.5 | 2.2 | 4.4 |
| 8.4 | 7.0 | 0.1 | 12 | 72 |
در این حالت، طبق مثال نشان داده شده در نمودار، یک تقسیم کننده ولتاژ به باتری متصل می شود. با استفاده از تقسیم کننده ولتاژ، می توانید ظرفیت باتری چند سلولی یا ظرفیت باتری لیتیوم یون را اندازه گیری کنید.
جریان تخلیه مورد نیاز مندر ولتاژ متوسط اممجموع دو مقاومت را فراهم می کند: R + r = Um / I.
مقاومت آربه گونه ای محاسبه می شود که در ولتاژ نهایی باتری اوه، ولتاژ در مقاومت آربرابر 1 ولت شد: R = (Um / I) × (1V / Ue).
چگونه ظرفیت باتری را با ولتاژ بررسی کنیم؟
ظرفیت خازن را نمی توان با ولتاژ تعیین کرد. هر نوع باتری و باتری دارای منحنی های تخلیه معمولی است. از آنها می توانید نسبت شارژ به ظرفیت را تخمین بزنید ( درصد شارژ). من از شارژر استفاده میکنم آنسمان، که برای چنین ارزیابی ولتاژ را در جریان تخلیه معین اندازه گیری می کند. اما در باتری های NiMh نه تنها ظرفیت، بلکه ولتاژ کار نیز با افزایش سن کاهش می یابد. در برخی موارد، Ansmann تخمینی 30٪ ارائه کرد، در حالی که اندازه گیری قبل از تخلیه کامل 80٪ بود.
چگونه ظرفیت باتری را بدون این مدار اندازه گیری کنیم؟
یک مقاومت را به باتری شارژ شده وصل کنید آرو یک ولت متر مراقب ساعت باشید در طول زمان تیولتاژ Uبه حداقل قابل قبول کاهش خواهد یافت. در این مرحله مقاومت را جدا کنید. ظرفیت خازنی Q = T × U / R است
