A digitális multiméterek kapacitásmérési képességének bővítése
1. A kapacitás online mérése
A differenciális integrált áramkörök tulajdonságainak megfelelően a kapacitás mérése feszültségméréssé alakítható.
A CX/V áramkör központi része egy egyszerű aktív RC inverz differenciáló és integráló áramkört alkalmaz. A Wen oszcillátor fix frekvenciájú Vr váltóáramú jelet állít elő, amely gerjeszti a CX/V átalakító áramkört, hogy a CX-szel arányos V0 (V1) váltakozó feszültséget kapjon. A rögzített frekvencián kívüli szennyeződések eltávolítása érdekében egy második-rendű sávszűrővel történő szűrés után a CX-szel arányos V AC/DC kimeneti feszültséget kapjuk. Amikor a Vr váltóáramú jel gerjeszti a CX/V áramkört, az invertáló integrátor kimeneti feszültsége
Vagyis a mért CX kapacitás arányos a C0 kimeneti feszültséggel, így CX → V konverzió érhető el. Annak érdekében, hogy a kapacitás alapszintjét a digitális multiméter 2 V-os szintjéhez igazítsák, a Wen oszcillátor rezgési frekvenciája 400 Hz, az effektív feszültség értéke 1 V, az R1 értéke 20 k Ω, a C1 pedig 0,1 μ F. R2 -200 kΩ -200 kΩ között változik. Ω -2M Ω, ami 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF mért kapacitástartománynak felel meg.
2. Mérje meg a kis kondenzátorokat
A kapacitás mérésére szolgáló tipikus három és fél számjegyű multiméter tartománya 2000pF és 20 μF között van, 1pF alatti kis kondenzátorok mérésére pedig tehetetlen. A kapacitás-impedancia módszer szerint és nagyfrekvenciás jelek{4}}felhasználásával lehetséges a kis kondenzátorok mérése. A mérési kapcsolási rajz a 2. ábrán látható. CX a mért kapacitás, Rf pedig a visszacsatoló ellenállás az invertáló végén. Ha a Vi szinuszjel bemeneti frekvenciája f, akkor a CX-en megjelenő impedancia és a műveleti erősítő erősítése: ha A és Rf állandó, az f szinuszjel frekvenciája fordítottan arányos a mért CX kapacitással. Kisebb kondenzátorok méréséhez használjon nagy-frekvenciás jeleket a méréshez.
A méréshez szükséges kapcsolási elv blokkvázlata a 2. (b) ábrán látható. A mérési folyamat a következő: a nagy-frekvenciás szinuszos jelet, amelyet a nagy-frekvenciás jelgenerátor generál, ráadjuk a mért kondenzátorra, a CX-t Xc kapacitásimpedanciává alakítjuk, majd az Xc-t C/ACV konverzión keresztül váltakozó feszültségű jellé alakítjuk, az erősítőt erősítjük, a kimenetet pedig egy erősítővel továbbítjuk. demodulátor demodulációhoz; A fázisérzékeny demodulátor másik bemenete egy négyszöghullám (azaz demodulációs jel), amelyet nagy-frekvenciás szinuszhullám generál egy hullámforma-átalakítón keresztül, és a két bemeneti jel azonos frekvenciájú és fázisú. A demodulált jelet egy aluláteresztő szűrő szűri, hogy a mért kapacitás CX értékével arányos egyenfeszültséget kapjon, amelyet azután egy egyenáramú voltmérőre küld a mérési eredmény közvetlen megjelenítéséhez. A hullámforma-átalakító egy invertáló bemenettel rendelkező, nulla kereszteződésű komparátorból áll, amely a Wen-oszcillátorból származó szabványos 1 MHz-es nagy{11}}frekvenciás szinuszhullámot szabványos fordított négyzethullámmá alakítja. Tekintettel arra, hogy a fázisérzékeny demodulátor kimenete egy pulzáló egyenfeszültség, amely nagy-frekvenciás felharmonikusokat tartalmaz, π - típusú szűrőt használnak a harmonikus komponensek kiszűrésére, hogy stabil és állandó egyenfeszültségű kimenetet kapjunk. Végül küldje el a megfelelő átlagos feszültségértéket a DC voltmérőre. Annak érdekében, hogy az alapkapacitás-tartomány megfeleljen a digitális multiméter 2V-os tartományának, a nagy-frekvenciás szinuszjel frekvenciája 1MHz (túl nagy frekvencia esetén figyelembe kell venni az eloszlási paramétereket), a feszültség effektív értéke 1V, az áramköri erősítési tényező és a visszacsatoló ellenállás szorzata pedig Rf. Ezért a digitális multiméter egyenfeszültség-tartománya 200 mV, ami 0,2 pF kapacitástartománynak felel meg, a 200 V pedig 200 pF kapacitástartománynak felel meg. A mérési tartomány 10-4-102pF, a felbontás 10-4pF. A mérési pontosság az
