Практическая схема измерения емкости стрелочным мультиметром
Чтобы использовать стрелочный мультиметр для оценки качества конденсатора емкостью 400 микрофарад, вы можете измерить два контакта конденсатора с соответствующим диапазоном сопротивления мультиметра и определить качество конденсатора на основе амплитуды колебания указателя. Как правило, хороший указатель конденсатора может указывать на максимальное значение (или близкое к максимальному значению). Если конденсатор вышел из строя и поврежден, указатель указывает на минимальное значение. Если указатель остается на определенном значении посередине, это указывает на наличие утечки в конденсаторе. Если спрашивающий хочет измерить емкость конденсатора с помощью обычного стрелочного мультиметра, он может использовать операционный усилитель LM358 для подключения схемы, как показано на следующем рисунке, для измерения емкости конденсатора емкостью 400 микрофарад.
На рисунке A — это маломощный двойной операционный усилитель LM358, в котором используется внутренний операционный усилитель, подключенный для формирования инвертирующего пропорционального усилителя. Коэффициент усиления замкнутого контура этой схемы равен – (R/Xc), где Xc – емкостное сопротивление измеряемого конденсатора. Мы знаем, что импеданс емкости Xc конденсатора равен 1/2 π fC. Если частота f равна 50 Гц, а C составляет 400 микрофарад, сопротивление емкости Xc составляет 7,96 Ом.
При измерении емкости конденсатора емкостью 400 микрофарад мы можем использовать силовой трансформатор на 6 В, чтобы разделить выходное напряжение переменного тока 6 В со вторичной обмотки на синусоидальную волну 100 мВ/50 Гц через резистор в качестве источника сигнала. Подключите конденсатор емкостью 400 мкФ к позиции C на схеме и с помощью стрелочного мультиметра измерьте выходное напряжение Vout операционного усилителя в диапазоне переменного напряжения. Тогда путем несложных расчетов можно определить емкость измеряемого конденсатора. Предполагая, что Vin составляет стабильное значение 100 мВ, а измеренное значение Vout составляет 1000 мВ, в соответствии с приведенной выше формулой импеданс емкости Xc конденсатора составляет 7,96 Ом, а затем емкость конденсатора можно рассчитать на основе формулы импеданса емкости.
Большинство современных цифровых мультиметров используют описанный выше метод для измерения емкости. Из-за разницы в значениях частоты, амплитуды и сопротивления R между источником синусоидального сигнала в этой схеме и диапазоном емкости цифрового мультиметра невозможно напрямую измерить емкость. Источник сигнала, используемый для типичного цифрового мультиметра, представляет собой синусоидальный сигнал 40 мВ/400 Гц, а значение R также отличается от значения сопротивления, упомянутого выше. Следовательно, выходное напряжение усилителя такое же, как измеренная емкость, и его можно считывать напрямую. Напряжение питания для вышеуказанной схемы измерения может быть выбрано как напряжение ± 5 В.
