Utvidelse av det digitale multimeterets evne til å måle kapasitans
1 Online kapasitansmåling
I henhold til arten av differensielle og integrerte kretser, kan måling av kapasitans konverteres til spenningsmåling.
Kjernedelen av kretsen, CX/V, bruker en enkel aktiv RC-inverterende differensial og integrert krets. Wien Oscillatoren genererer et fastfrekvent AC-signal Vr, som eksiterer CX/V-konverteringskretsen for å oppnå en AC-spenning V0 (V1) proporsjonal med CX, som filtreres av et andreordens båndpassfilter for å filtrere ut andre signaler enn den faste frekvensen. Etter rotet oppnås DC-utgangsspenningen V proporsjonal med CX etter AC/DC. Når AC-signalet Vr eksiterer CX/V-kretsen, vil utgangsspenningen til den inverterende integratoren
Det vil si at den målte kapasitansen CX er direkte proporsjonal med utgangsspenningen C{{0}}, og realiserer dermed konverteringen av CX→V. For å få det grunnleggende kapasitansområdet til å svare til 2V-området til det digitale multimeteret, er oscillasjonsfrekvensen til Wien-oscillatoren 400Hz, den effektive verdien av spenningen er 1V, R1 er 20kΩ, og C1 er 0,1μF. R2 endres fra 200Ω-2kΩ-20kΩ-200kΩ-2MΩ, og det tilsvarende målekapasitansområdet er 20μF-2μF-200nF{ {18}}nF-2nF.
2 Måler liten kapasitans
Det generelle tre-og-et-halvsifrede digitale multimeteret har en rekkevidde på 2000pF til 20μF for å måle kapasitans, og det er maktesløst å måle små kapasitanser under 1pF. I henhold til den kapasitive reaktansmetoden og ved bruk av høyfrekvente signaler, kan målingen av liten kapasitans realiseres. Målekretsdiagrammet er vist i figur 2. CX er den målte kapasitansen, og Rf er tilbakekoblingsmotstanden til den inverterende terminalen. Når det sinusformede signalet Vi med frekvens f er inngang, er impedansen presentert på CX og forsterkningen til operasjonsforsterkeren: når A og Rf er konstante, er den sinusformede signalfrekvensen f omvendt proporsjonal med den målte kapasitansen CX. For å måle små kapasitanser brukes høyfrekvente signalmålinger.
Kretsprinsippet for å realisere målingen. Måleprosessen er: det høyfrekvente sinusformede signalet generert av høyfrekvente signalgeneratoren påføres den målte kondensatoren, og CX konverteres til kapasitiv reaktans Xc, og deretter konverteres Xc til AC-spenningssignal gjennom C/ACV-konvertering, som forsterkes av forsterkeren og sendes ut av isolasjonstransformatoren. Send den til den fasefølsomme demodulatoren for demodulering; den andre inngangen til den fasefølsomme demodulatoren er en firkantbølge (det vil si et demodulert signal) generert av en høyfrekvent sinusbølge gjennom en bølgeformomformer, og de to inngangssignalene har samme frekvens og fase. Det demodulerte signalet filtreres av et lavpassfilter for å oppnå en likespenning proporsjonal med verdien til den målte kondensatoren CX, som sendes til likestrømsvoltmeteret for å vise måleresultatet direkte. Bølgeform-omformeren består av en nullkryss-komparator med en inverterende inngang, som konverterer en standard 1MHz høyfrekvent sinusbølge fra en Wien-oscillator til en standard inverterende firkantbølge. Siden utgangen fra den fasefølsomme demodulatoren er en pulserende likespenning som inneholder høyfrekvente harmoniske, for å oppnå en stabil og konstant likespenningsutgang, brukes et filter av π-typen for å filtrere ut de harmoniske komponentene. Til slutt sendes den tilsvarende gjennomsnittsspenningen til DC-voltmeteret. For å få det grunnleggende kapasitansnivået til å samsvare med 2V-nivået til det digitale multimeteret, velges frekvensen til det høyfrekvente sinusformede signalet som 1MHz (hvis frekvensen er for høy, bør distribusjonsparametrene vurderes), den effektive verdien av spenningen er 1V, og produktet av kretsforsterkningsfaktoren og tilbakekoblingsmotstanden Rf er, så Det digitale multimeterets likespenningsområde på 200mV tilsvarer et kapasitansområde på 0,2pF, og 200V tilsvarer en kapasitansområde på 200pF. Måleområdet er 10-4 til 102pF, og oppløsningen er 10-4pF.
