Extinderea capacității de măsurare a capacității multimetrului digital
1 Măsurarea capacității online
În funcție de natura circuitelor diferențiale și integrale, măsurarea capacității poate fi convertită în măsurarea tensiunii.
Partea centrală a circuitului, CX/V, utilizează un circuit diferențial și integral inversor activ simplu RC. Oscilatorul Wien 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, care este filtrată de un filtru trece-bandă de ordinul doi pentru a filtra semnale altele decât frecvența fixă. După dezordine, tensiunea de ieșire DC V proporțională cu CX se obține după AC/DC. Când semnalul AC Vr excită circuitul CX/V, tensiunea de ieșire a integratorului inversor
Adică, capacitatea măsurată CX este direct proporțională cu tensiunea de ieșire C{{0}}, realizând astfel conversia CX→V. Pentru a face ca intervalul de bază al capacității să corespundă intervalului de 2V al multimetrului digital, frecvența de oscilație a oscilatorului Wien este de 400Hz, valoarea efectivă a tensiunii este de 1V, R1 este 20kΩ și C1 este 0,1μF. R2 se modifică de la 200Ω-2kΩ{-20kΩ{-200kΩ{-2MΩ, iar intervalul corespunzător al capacității de măsurare este de 20μF-2μF{-200nF{ {18}}nF-2nF.
2 Măsurarea capacității mici
Multimetrul digital general cu trei cifre și jumătate are un interval de la 2000pF până la 20μF pentru măsurarea capacității și nu are putere să măsoare capacități mici sub 1pF. Conform metodei reactanței capacitive și folosind semnale de înaltă frecvență, poate fi realizată măsurarea capacității mici. Schema circuitului de măsurare este prezentată în Figura 2. CX este capacitatea măsurată, iar Rf este rezistența de feedback a terminalului inversor. Când se introduce semnalul sinusoidal Vi cu frecvența 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 măsurarea capacităților mici, se folosesc măsurători de semnal de înaltă frecvență.
Principiul circuitului pentru a realiza măsurarea. Procesul de măsurare este: semnalul sinusoidal de înaltă frecvență generat de generatorul de semnal de înaltă frecvență este aplicat condensatorului măsurat, iar CX este convertit în reactanța capacitivă Xc, iar apoi Xc este convertit în semnal de tensiune AC prin conversie C/ACV, care este amplificată de amplificator și ieșită de transformatorul de izolare. Trimiteți-l la demodulatorul sensibil la fază pentru demodulare; cealaltă intrare a demodulatorului sensibil la fază este o undă pătrată (adică un semnal demodulat) generată de o undă sinusoidală de înaltă frecvență printr-un convertor de formă de undă, iar cele două semnale de intrare au aceeași frecvență și fază. Semnalul demodulat este filtrat de un filtru trece-jos pentru a obține o tensiune DC proporțională cu valoarea condensatorului măsurat CX, care este trimis la voltmetrul DC pentru a afișa direct rezultatul măsurării. Convertorul de formă de undă constă dintr-un comparator cu trecere prin zero cu o intrare inversoare, care convertește o undă sinusoidală standard de înaltă frecvență de 1 MHz de la un oscilator Wien într-o undă pătrată inversabilă standard. Deoarece ieșirea demodulatorului sensibil la fază este o tensiune de curent continuu pulsatorie care conține armonici de înaltă frecvență, pentru a obține o ieșire de tensiune continuă stabilă și constantă, se folosește un filtru de tip π pentru a filtra componentele armonice. În cele din urmă, tensiunea medie corespunzătoare este trimisă la voltmetrul DC. Pentru ca nivelul capacității de bază să corespundă cu nivelul de 2V al multimetrului digital, frecvența semnalului sinusoidal de înaltă frecvență este selectată ca 1MHz (dacă frecvența este prea mare, trebuie luați în considerare parametrii de distribuție), valoarea efectivă al tensiunii este de 1V, iar produsul dintre factorul de amplificare a circuitului și rezistența de feedback Rf este, deci intervalul de tensiune DC al multimetrului digital de 200mV corespunde unui interval de capacitate de 0,2pF, iar 200V corespunde unei interval de capacitate de 200pF. Intervalul de măsurare este de la 10-4 la 102pF, iar rezoluția este de 10-4pF.
