Kapasitansmålingsfunksjon Utvidelse av digitalt multimeter
1. Online måling av kapasitans
I henhold til egenskapene til differensielle integrerte kretser, kan måling av kapasitans konverteres til spenningsmåling.
Kjernedelen av kretsen CX/V bruker en enkel aktiv RC invers differensierings- og integrasjonskrets. Wen-oscillatoren genererer et fast frekvens AC-signal Vr, som eksiterer CX/V-konverteringskretsen for å oppnå en AC-spenning V0 (V1) proporsjonal med CX. Etter å ha blitt filtrert av et andreordens båndpassfilter for å fjerne urenheter utenfor den faste frekvensen, oppnås AC/DC-utgangsspenningen V proporsjonal med CX. Når AC-signalet Vr eksiterer CX/V-kretsen, er utgangsspenningen til den inverterende integratoren
Det vil si at den målte kapasitansen CX er proporsjonal med utgangsspenningen C0, og oppnår dermed CX → V-konvertering. For å matche kapasitansens grunnnivå med 2V-nivået til det digitale multimeteret, velges oscillasjonsfrekvensen til Wen-oscillatoren til 400Hz, den effektive spenningsverdien er 1V, R1 er satt til 20k Ω, og C1 er satt til 0,1 μ F. R2 varierer fra 200 Ω -200 Ω -200k0k. Ω -2M Ω, tilsvarende et målt kapasitansområde på 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Mål små kondensatorer
Rekkevidden til et typisk tre og et halvt sifret multimeter for måling av kapasitans er 2000pF til 20 μF, og det er kraftløst for måling av små kondensatorer under 1pF. I henhold til kapasitansimpedansmetoden og ved bruk av høyfrekvente signaler er det mulig å måle små kondensatorer. Målekretsdiagrammet er vist i figur 2. CX er den målte kapasitansen, og Rf er tilbakekoblingsmotstanden i den inverterende enden. Når inngangsfrekvensen til sinussignalet Vi er f, er impedansen presentert på CX og forsterkningen til operasjonsforsterkeren: når A og Rf er konstante, er frekvensen til sinussignalet f omvendt proporsjonal med den målte kapasitansen CX. For å måle mindre kondensatorer, bruk høyfrekvente signaler for måling.
The block diagram of the circuit principle for measuring is shown in Figure 2 (b). Måleprosessen er som følger: det høyfrekvente sinussignalet generert av høyfrekvente signalgeneratoren tilføres den målte kondensatoren, CX konverteres til kapasitansimpedans Xc, og deretter konverteres Xc til et AC-spenningssignal gjennom C/ACV-konvertering, forsterket av en forsterker, og utgangen fra en isolasjonsfasetransformator sendes til en isolasjonsfasetransformator for demodulering; Den andre inngangen til den fasefølsomme demodulatoren er en firkantbølge (dvs. demodulasjonssignal) 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 den målte kapasitansen CX-verdien, som deretter sendes til et likespenningsvoltmeter for direkte visning av måleresultatet. Bølgeformomformeren består av en nullkryssingskomparator med inverterende inngang, som konverterer standard 1MHz høyfrekvent sinusbølge fra Wen-oscillatoren til en standard invertert firkantbølge. På grunn av det faktum at utgangen fra den fasefølsomme demodulatoren er en pulserende likespenning som inneholder høyfrekvente harmoniske, brukes et filter av π-typen for å filtrere ut harmoniske komponenter for å oppnå en stabil og konstant likespenningsutgang.
Send deretter tilsvarende gjennomsnittlig spenningsverdi til DC-voltmeteret. For å samsvare med det grunnleggende kapasitansområdet med 2V-området til det digitale multimeteret, velges frekvensen til det høyfrekvente sinussignalet som 1MHz (distribusjonsparametere bør vurderes hvis frekvensen er for høy), den effektive verdien av spenningen er 1V, og produktet av kretsens forsterkningsfaktor og tilbakekoblingsmotstand Rf er. Derfor er likespenningsområdet til det digitale multimeteret 200mV, tilsvarende et kapasitansområde på 0,2pF, og 200V tilsvarer et kapasitansområde på 200pF. Måleområdet er 10-4-102pF, og oppløsningen er 10-4pF.
