Udvidelse af kapacitansmålingskapacitet i digitale multimetre
1. Online måling af kapacitans
Ifølge egenskaberne af differentielle integrale kredsløb kan måling af kapacitans konverteres til spændingsmåling.
Kernedelen af kredsløbet CX/V anvender et simpelt aktivt RC invers differentierings- og integrationskredsløb. Wen-oscillatoren genererer et AC-signal Vr med fast frekvens, som exciterer CX/V-konverteringskredsløbet for at opnå en AC-spænding V0 (V1) proportional med CX. Efter at være blevet filtreret af et anden -ordens båndpasfilter for at fjerne urenheder uden for den faste frekvens, opnås AC/DC-udgangsspændingen V proportional med CX. Når AC-signalet Vr exciterer CX/V-kredsløbet, er udgangsspændingen for den inverterende integrator
Det vil sige, at den målte kapacitans CX er proportional med udgangsspændingen C0, hvorved der opnås CX → V konvertering. For at matche kapacitans-grundniveauet med 2V-niveauet på det digitale multimeter vælges Wen-oscillatorens oscillationsfrekvens til 400Hz, den effektive spændingsværdi er 1V, R1 er indstillet til 20k Ω, og C1 er indstillet til 0,1 μ F. R2 varierer fra 200 Ω -200 0k Ω -200 Ω. Ω -2M Ω, svarende til et målt kapacitansområde på 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Mål små kondensatorer
Rækkevidden af et typisk tre og et halvt cifret multimeter til måling af kapacitans er 2000pF til 20 μF, og det er magtesløst til måling af små kondensatorer under 1pF. I henhold til kapacitansimpedansmetoden og ved hjælp af højfrekvente-signaler er det muligt at måle små kondensatorer. Målekredsløbsdiagrammet er vist i figur 2. CX er den målte kapacitans, og Rf er feedbackmodstanden i den inverterende ende. Når indgangsfrekvensen af sinussignalet Vi er f, er impedansen præsenteret på CX og forstærkningen af operationsforstærkeren: når A og Rf er konstante, er frekvensen af sinussignalet f omvendt proportional med den målte kapacitans CX. For at måle mindre kondensatorer skal du bruge højfrekvente-signaler til måling.
Blokdiagrammet for kredsløbsprincippet til måling er vist i figur 2 (b). Måleprocessen er som følger: det højfrekvente sinussignal, der genereres af den høje-signalgenerator, påføres den målte kondensator, CX omdannes til kapacitansimpedans Xc, og derefter omdannes Xc til et vekselspændingssignal gennem C/ACV-konvertering, forstærkes af en forstærker, og udgangen fra en isolator sendes til en fase-demodulator. demodulation; Den anden indgang til den fasefølsomme demodulator er en firkantbølge (dvs. demodulationssignal) genereret af en høj-sinusbølge gennem en bølgeformkonverter, og de to indgangssignaler har samme frekvens og fase. Det demodulerede signal filtreres af et lav-pasfilter for at opnå en DC-spænding proportional med den målte kapacitans CX-værdi, som derefter sendes til et DC-voltmeter for direkte visning af måleresultatet. Bølgeformkonverteren består af en nulkrydsningskomparator med inverterende input, som konverterer den standard 1MHz højfrekvente-sinusbølge fra Wen-oscillatoren til en standard inverteret firkantbølge. På grund af den kendsgerning, at outputtet fra den fasefølsomme demodulator er en pulserende jævnspænding, der indeholder højfrekvente harmoniske, bruges et filter af typen π - til at bortfiltrere harmoniske komponenter for at opnå en stabil og konstant jævnspændingsudgang. Send endelig den tilsvarende gennemsnitsspændingsværdi til DC-voltmeteret. For at svare til det grundlæggende kapacitansområde med det digitale multimeters 2V-område, vælges frekvensen af det højfrekvente sinussignal til 1MHz (fordelingsparametre bør tages i betragtning, hvis frekvensen er for høj), den effektive værdi af spændingen er 1V, og produktet af kredsløbets forstærkningsfaktor og feedbackmodstand Rf er. Derfor er DC-spændingsområdet for det digitale multimeter 200mV, svarende til et kapacitansområde på 0,2pF, og 200V svarer til et kapacitansområde på 200pF. Måleområdet er 10-4-102pF, og opløsningen er 10-4pF. Målenøjagtigheden er
