Peluasan fungsi pengukuran kapasitans multimeter digital
Multimeter digital tiga setengah digit atau empat setengah digit biasa dilengkapi dengan fungsi pengukuran kemuatan, tetapi julat pengukuran adalah sempit dan ketepatan pengukuran adalah rendah, dan secara amnya ia tidak mempunyai pengukuran dalam talian fungsi. Artikel ini membincangkan cara untuk melanjutkan keupayaan ini.
1. Pengukuran kapasiti dalam talian
Mengikut sifat litar pembezaan dan kamiran, pengukuran kapasitansi boleh ditukar kepada pengukuran voltan.
Bahagian teras litar, CX/V, menggunakan litar pembezaan dan penyepaduan penyongsangan RC aktif yang mudah. Pengayun Venturi menjana isyarat AC frekuensi tetap Vr, yang merangsang litar penukaran CX/V dan memperoleh voltan AC V0 (V1) yang berkadar dengan CX. Ia ditapis oleh penapis laluan jalur tertib kedua untuk menapis voltan selain daripada frekuensi tetap. Selepas kekusutan dikeluarkan, voltan keluaran DC V berkadar dengan CX diperoleh selepas AC/DC. Apabila isyarat AC Vr mengujakan litar CX/V, voltan keluaran penyepadu penyongsangan
Iaitu, kapasitans yang diukur CX adalah berkadar dengan voltan keluaran C{{0}}, dengan itu mencapai penukaran CX→V. Untuk menjadikan julat kapasitor asas sepadan dengan julat 2V multimeter digital, pilih frekuensi ayunan pengayun Venturi sebagai 400Hz, nilai voltan berkesan sebagai 1V, R1 sebagai 20kΩ, dan C1 sebagai 0.1μF. R2 berubah daripada 200Ω-2kΩ-20kΩ-200kΩ-2MΩ, dan julat kemuatan ukuran yang sepadan ialah 20μF-2μF-200nF{ {18}}nF-2nF.
2. Ukur kapasiti kecil
Julat pengukur multimeter digital umum tiga setengah digit untuk mengukur kemuatan ialah 2000pF ~ 20μF. Ia tidak berkuasa untuk mengukur kapasiti kecil di bawah 1pF. Mengikut kaedah reaktans kapasitif dan menggunakan isyarat frekuensi tinggi, pengukuran kapasiti kecil boleh direalisasikan. Gambar rajah litar pengukuran ditunjukkan dalam Rajah 2. CX ialah kapasitansi yang diukur, Rf ialah perintang suap balik terminal penyongsangan. Apabila isyarat sinusoidal Vi dengan frekuensi f adalah input, impedans yang ditunjukkan pada CX dan keuntungan penguat kendalian ialah: Apabila A dan Rf adalah malar, frekuensi isyarat sinusoidal f adalah berkadar songsang dengan kapasitans yang diukur CX. Untuk mengukur kapasiti yang lebih kecil, pengukuran isyarat frekuensi tinggi digunakan.
Gambar rajah blok prinsip litar untuk merealisasikan ukuran ditunjukkan dalam Rajah 2(b). Proses pengukuran ialah: isyarat sinusoidal frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh penjana isyarat frekuensi tinggi digunakan pada kapasitor yang diukur, CX ditukar kepada reaktans kapasitif Xc, dan kemudian Xc ditukar menjadi isyarat voltan AC melalui penukaran C/ACV, yang dikuatkan oleh penguat dan output oleh pengubah pengasingan. Ia dihantar ke penyahmodulasi sensitif fasa untuk penyahmodulasi; input lain bagi penyahmodulasi sensitif fasa ialah gelombang segi empat sama (iaitu, isyarat penyahmodulasi) yang dihasilkan oleh gelombang sinus frekuensi tinggi melalui penukar bentuk gelombang. Kedua-dua isyarat input mempunyai frekuensi dan fasa yang sama. Isyarat demodulasi ditapis oleh penapis laluan rendah untuk mendapatkan voltan DC yang berkadar dengan nilai CX kemuatan yang diukur, dan dihantar ke voltmeter DC untuk memaparkan hasil pengukuran secara langsung. Penukar bentuk gelombang terdiri daripada pembanding sifar silang dengan input penyongsangan, yang menukar gelombang sinus frekuensi tinggi standard 1MHz daripada pengayun Wien kepada gelombang persegi terbalik standard. Memandangkan keluaran penyahmodulator sensitif fasa ialah voltan DC berdenyut yang mengandungi harmonik frekuensi tinggi, untuk mendapatkan keluaran voltan DC yang stabil dan malar, penapis jenis π digunakan untuk menapis komponen harmonik. Akhirnya, voltan purata yang sepadan dihantar ke voltmeter DC. Untuk menjadikan julat kapasitor asas sepadan dengan julat 2V multimeter digital, frekuensi isyarat sinusoidal frekuensi tinggi dipilih sebagai 1MHz (jika frekuensi terlalu tinggi, parameter pengedaran mesti dipertimbangkan), nilai berkesan daripada voltan ialah 1V, dan hasil darab faktor penguatan litar dan perintang maklum balas Rf ialah, jadi Julat voltan DC multimeter digital 200mV sepadan dengan julat kemuatan 0.2pF, dan julat kemuatan 200V sepadan dengan 200pF. Julat ukuran ialah 10-4~102pF, dan peleraian ialah 10-4pF.
