Perluasan Keupayaan Mengukur Kapasitan Multimeter Digital
1 Pengukuran kapasitans dalam talian
Mengikut sifat litar pembezaan dan kamiran, pengukuran kapasitansi boleh ditukar kepada pengukuran voltan.
Bahagian teras litar, CX/V, menggunakan litar pembezaan dan kamiran penyongsangan RC aktif yang mudah. Pengayun Wien menjana isyarat AC frekuensi tetap Vr, yang merangsang litar penukaran CX/V untuk mendapatkan voltan AC V0 (V1) berkadar dengan CX, yang ditapis oleh penapis laluan jalur tertib kedua untuk menapis isyarat selain daripada frekuensi tetap. Selepas kekacauan, 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 terus dengan voltan keluaran C{{0}}, dengan itu merealisasikan penukaran CX→V. Untuk menjadikan julat asas kemuatan sepadan dengan julat 2V multimeter digital, frekuensi ayunan pengayun Wien ialah 400Hz, nilai efektif voltan ialah 1V, R1 ialah 20kΩ, dan C1 ialah 0.1μF. R2 berubah daripada 200Ω-2kΩ-20kΩ-200kΩ-2MΩ, dan julat kemuatan ukuran yang sepadan ialah 20μF-2μF-200nF{ {18}}nF-2nF.
2 Mengukur kapasiti kecil
Multimeter digital tiga setengah digit am mempunyai julat 2000pF hingga 20μF untuk mengukur kemuatan, dan ia tidak berkuasa untuk mengukur kapasitans 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, dan Rf ialah rintangan 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 kecil, pengukuran isyarat frekuensi tinggi digunakan.
Prinsip litar untuk merealisasikan pengukuran. Proses pengukuran ialah: isyarat sinusoidal frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh penjana isyarat frekuensi tinggi digunakan pada kapasitor yang diukur, dan CX ditukar kepada reaktans kapasitif Xc, dan kemudian Xc ditukar kepada isyarat voltan AC melalui penukaran C/ACV, yang dikuatkan oleh penguat dan output oleh pengubah pengasingan. Hantarnya kepada 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, dan kedua-dua isyarat input mempunyai frekuensi dan fasa yang sama. Isyarat demodulasi ditapis oleh penapis laluan rendah untuk mendapatkan voltan DC berkadar dengan nilai kapasitor CX yang diukur, yang dihantar ke voltmeter DC untuk memaparkan hasil pengukuran secara langsung. Penukar bentuk gelombang terdiri daripada pembanding silang sifar dengan input penyongsangan, yang menukar gelombang sinus frekuensi tinggi standard 1MHz daripada pengayun Wien kepada gelombang persegi penyongsangan standard. Memandangkan keluaran penyahmodulator peka 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 tahap kapasitans asas sepadan dengan tahap 2V multimeter digital, frekuensi isyarat sinusoidal frekuensi tinggi dipilih sebagai 1MHz (jika frekuensi terlalu tinggi, parameter pengedaran harus dipertimbangkan), nilai berkesan daripada voltan ialah 1V, dan hasil darab faktor penguatan litar dan rintangan maklum balas Rf ialah, jadi Julat voltan DC multimeter digital 200mV sepadan dengan julat kemuatan 0.2pF, dan 200V sepadan dengan julat kapasiti 200pF. Julat ukuran ialah 10-4 hingga 102pF dan peleraian ialah 10-4pF.
