Разширяване на функцията за измерване на капацитет за цифрови мултиметри (DMM)
1. Онлайн измерване на капацитет
Според свойствата на диференциалните интегрални вериги, измерването на капацитет може да се преобразува в измерване на напрежението.
Основната част на веригата CX/V приема проста активна RC обратна диференцираща и интегрална схема. Осцилаторът Wen генерира променливотоков сигнал с фиксирана честота Vr, който възбужда веригата за преобразуване на CX/V, за да се получи променливотоково напрежение V0 (V1), пропорционално на CX. След като бъде филтриран от лентов филтър от втори-порядък за отстраняване на примесите извън фиксираната честота, се получава AC/DC изходно напрежение V, пропорционално на CX. Когато AC сигналът Vr възбужда веригата CX/V, изходното напрежение на инвертиращия интегратор е
Тоест, измереният капацитет CX е пропорционален на изходното напрежение C0, като по този начин се постига CX → V преобразуване. За да се съпостави основното ниво на капацитета с нивото 2V на цифровия мултицет, честотата на трептене на осцилатора Wen е избрана като 400Hz, ефективната стойност на напрежението е 1V, R1 е настроен на 20k Ω, а C1 е настроен на 0,1 μF. R2 варира от 200 Ω -2k Ω -20k Ω -200k Ω -2M Ω, съответстващ на измерен обхват на капацитет от 20 μF-2 μF-200nF-20nF-2nF.
2. Измерете малки кондензатори
Диапазонът на типичен мултицет с три и половина цифри за измерване на капацитет е 2000pF до 20 μF и той е безсилен за измерване на малки кондензатори под 1pF. Съгласно метода на импеданса на капацитета и използването на високо-честотни сигнали е възможно да се измерват малки кондензатори. Схемата на веригата за измерване е показана на фигура 2. CX е измереният капацитет, а Rf е резисторът за обратна връзка в края на инвертирането. Когато входната честота на синусоидалния сигнал Vi е f, импедансът, представен на CX, и усилването на операционния усилвател са: когато A и Rf са постоянни, честотата на синусоидалния сигнал f е обратно пропорционална на измерения капацитет CX. За измерване на по-малки кондензатори използвайте високо{9}}честотни сигнали за измерване.
Блоковата схема на принципа на веригата за измерване е показана на фигура 2 (b). Процесът на измерване е както следва: високо-честотният синусоидален сигнал, генериран от високо-честотния генератор на сигнали, се прилага към измерения кондензатор, CX се преобразува в импеданс на капацитет Xc и след това Xc се преобразува в сигнал за променливо напрежение чрез C/ACV преобразуване, усилва се от усилвател и изходът на изолационен трансформатор се изпраща към фазово чувствителен демодулатор за демодулация; Другият вход на фазово чувствителния демодулатор е квадратна вълна (т.е. демодулационен сигнал), генерирана от високо-честотна синусоида през преобразувател на формата на вълната, като двата входни сигнала са с еднаква честота и фаза. Демодулираният сигнал се филтрира от ниско-филтър, за да се получи постояннотоково напрежение, пропорционално на измерената CX стойност на капацитета, което след това се изпраща към постоянен волтметър за директно показване на резултата от измерването. Преобразувателят на формата на вълната се състои от компаратор за преминаване през нула с инвертиращ вход, който преобразува стандартната синусоида с висока{11}}честота от 1MHz от осцилатора Wen в стандартна обърната правоъгълна вълна. Поради факта, че изходът на фазово чувствителния демодулатор е пулсиращо постоянно напрежение, съдържащо високо-честотни хармоници, филтър от тип π - се използва за филтриране на хармонични компоненти, за да се получи стабилно и постоянно изходно постоянно напрежение.
След това изпратете съответната средна стойност на напрежението към DC волтметъра. За да съответства на основния обхват на капацитет с обхвата от 2 V на цифровия мултицет, честотата на високо-честотния синусоидален сигнал е избрана като 1MHz (трябва да се имат предвид параметрите на разпределение, ако честотата е твърде висока), ефективната стойност на напрежението е 1V, а произведението от фактора на усилване на веригата и съпротивлението на обратната връзка Rf е. Следователно обхватът на постоянно напрежение на цифровия мултицет е 200 mV, съответстващ на обхват на капацитет от 0,2 pF, а 200 V съответства на обхват на капацитет от 200 pF.
Диапазонът на измерване е 10-4-102pF, а разделителната способност е 10-4pF. Точността на измерване е
