Расширение функции измерения емкости цифровых мультиметров
1. Онлайн измерение емкости
Согласно свойствам дифференциальных интегральных схем измерение емкости можно преобразовать в измерение напряжения.
Основная часть схемы CX/V представляет собой простую активную RC-схему обратного дифференцирования и интегрирования. Генератор Вэня генерирует сигнал переменного тока фиксированной частоты Vr, который возбуждает схему преобразования CX/V для получения переменного напряжения V0 (V1), пропорционального CX. После фильтрации полосовым фильтром второго-порядка для удаления примесей за пределами фиксированной частоты получается выходное напряжение переменного/постоянного тока V, пропорциональное CX. Когда сигнал переменного тока Vr возбуждает цепь CX/V, выходное напряжение инвертирующего интегратора равно
То есть измеренная емкость CX пропорциональна выходному напряжению C0, что обеспечивает преобразование CX → V. Чтобы согласовать базовый уровень емкости с уровнем 2 В цифрового мультиметра, частота колебаний генератора Вэна выбирается равной 400 Гц, эффективное значение напряжения составляет 1 В, R1 устанавливается на 20 кОм, а C1 устанавливается на 0,1 мкФ. диапазон емкости 20 мкФ-2 мкФ-200нФ-20нФ-2нФ.
2. Измерьте маленькие конденсаторы
Диапазон типичного трех с половиной разрядного мультиметра для измерения емкости составляет от 2000 пФ до 20 мкФ, и он бессилен для измерения небольших конденсаторов емкостью менее 1 пФ. Методом емкостного импеданса и использованием высокочастотных сигналов можно измерить конденсаторы небольшой емкости. Принципиальная схема измерения показана на рисунке 2. CX — измеряемая емкость, а Rf — резистор обратной связи на инвертирующем конце. Когда входная частота синусоидального сигнала Vi равна f, импеданс, представленный на CX, и коэффициент усиления операционного усилителя равны: когда A и Rf постоянны, частота синусоидального сигнала f обратно пропорциональна измеренной емкости CX. Для измерения конденсаторов меньшего размера используйте для измерения высокочастотные-сигналы.
