Extinderea capacității de măsurare a capacității în multimetre digitale
1. Măsurarea online a capacității
Conform proprietăților circuitelor integrale diferențiale, măsurarea capacității poate fi convertită în măsurarea tensiunii.
Partea centrală a circuitului CX/V adoptă un circuit simplu de diferențiere și integrare inversă activă RC. Oscilatorul Wen generează un semnal AC cu frecvență fixă Vr, care excită circuitul de conversie CX/V pentru a obține o tensiune AC V0 (V1) proporțională cu CX. După ce a fost filtrat de un filtru trece-bandă de ordinul al doilea-pentru a elimina impuritățile din afara frecvenței fixe, se obține tensiunea de ieșire AC/DC V proporțională cu CX. Când semnalul AC Vr excită circuitul CX/V, tensiunea de ieșire a integratorului inversor este
Adică, capacitatea măsurată CX este proporțională cu tensiunea de ieșire C0, realizând astfel conversia CX → V. Pentru a potrivi nivelul de bază al capacității cu nivelul de 2V al multimetrului digital, frecvența de oscilație a oscilatorului Wen este selectată ca 400Hz, valoarea tensiunii efective este 1V, R1 este setat la 20k Ω și C1 este setat la 0,1 μ F. R2 variază de la 200 Ω -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ, corespunzând la un interval de capacitate măsurată de 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Măsurați condensatoarele mici
Intervalul unui multimetru tipic cu trei cifre și jumătate pentru măsurarea capacității este de la 2000pF la 20 μF și este neputincios pentru măsurarea condensatoarelor mici sub 1pF. În conformitate cu metoda impedanței capacității și folosind semnale de-frecvență înaltă, este posibil să se măsoare condensatoare mici. Schema circuitului de măsurare este prezentată în Figura 2. CX este capacitatea măsurată, iar Rf este rezistența de feedback la capătul inversor. Când frecvența de intrare a semnalului sinusoidal Vi este f, impedanța prezentată pe CX și câștigul amplificatorului operațional sunt: când A și Rf sunt constante, frecvența semnalului sinusoidal f este invers proporțională cu capacitatea măsurată CX. Pentru a măsura condensatori mai mici, utilizați semnale de-frecvență înaltă pentru măsurare.
Schema bloc a principiului circuitului pentru măsurare este prezentată în Figura 2 (b). Procesul de măsurare este următorul: semnalul sinusoid de înaltă-frecvență generat de generatorul de semnal de-înaltă frecvență este aplicat condensatorului măsurat, CX este convertit în impedanța de capacitate Xc, apoi Xc este convertit într-un semnal de tensiune AC prin conversie C/ACV, amplificat de un amplificator, iar ieșirea este trimisă la un transformator de izolație pentru demodulare. demodulare; Cealaltă intrare a demodulatorului sensibil la fază este o undă pătrată (adică semnal de demodulație) generată de o undă sinusoidală de înaltă-frecvență printr-un convertor de formă de undă, iar cele două semnale de intrare sunt de aceeași frecvență și fază. Semnalul demodulat este filtrat de un filtru trece-jos-pentru a obține o tensiune DC proporțională cu valoarea măsurată a capacității CX, care este apoi trimisă la un voltmetru DC pentru afișarea directă a rezultatului măsurării. Convertorul de formă de undă constă dintr-un comparator cu trecere la zero cu intrare inversă, care convertește unda sinusoidală de-frecvență înaltă standard de 1MHz de la oscilatorul Wen într-o undă pătrată inversată standard. Datorită faptului că ieșirea demodulatorului sensibil la fază este o tensiune DC pulsatorie care conține armonici de frecvență înaltă-, un filtru de tip π - este utilizat pentru a filtra componentele armonice pentru a obține o ieșire de tensiune continuă stabilă și constantă. În cele din urmă, trimiteți valoarea medie a tensiunii corespunzătoare la voltmetrul de curent continuu. Pentru a corespunde intervalului de capacități de bază cu domeniul de 2V al multimetrului digital, frecvența semnalului sinusoid de înaltă-frecvență este selectată ca 1MHz (parametrii de distribuție trebuie luați în considerare dacă frecvența este prea mare), valoarea efectivă a tensiunii este de 1V și produsul dintre factorul de amplificare a circuitului și rezistența de feedback Rf este. Prin urmare, intervalul de tensiune DC al multimetrului digital este de 200 mV, corespunzând unui interval de capacitate de 0,2 pF, iar 200 V corespunde unui interval de capacitate de 200 pF. Intervalul de măsurare este 10-4-102pF, iar rezoluția este 10-4pF. Precizia măsurării este
