Proširenje funkcije mjerenja kapaciteta za digitalne multimetre (DMM)
1. Online mjerenje kapacitivnosti
Prema svojstvima diferencijalnih integralnih kola, mjerenje kapacitivnosti se može pretvoriti u mjerenje napona.
Jezgro sklopa CX/V usvaja jednostavno aktivno RC inverzno kolo za diferencijaciju i integraciju. Wen oscilator generiše AC signal Vr fiksne frekvencije, koji pobuđuje CX/V konverziono kolo kako bi se dobio AC napon V0 (V1) proporcionalan CX. Nakon što se filtrira pomoću drugog-pojasni filtera za uklanjanje nečistoća izvan fiksne frekvencije, dobija se AC/DC izlazni napon V proporcionalan CX. Kada AC signal Vr pobuđuje CX/V kolo, izlazni napon invertnog integratora je
Odnosno, izmjereni kapacitet CX je proporcionalan izlaznom naponu C0, čime se postiže konverzija CX → V. Da bi se osnovni nivo kapacitivnosti uskladio sa nivoom od 2V digitalnog multimetra, frekvencija oscilatora Wen oscilatora je odabrana kao 400Hz, efektivna vrijednost napona je 1V, R1 je postavljen na 20k Ω, a C1 je postavljen na 0,1 μF. R2 varira od 200 Ω -2k Ω -2k Ω -2k Ω Ω, što odgovara izmjerenom rasponu kapacitivnosti od 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Izmjerite male kondenzatore
Opseg tipičnog troipoznamenkastog multimetra za mjerenje kapacitivnosti je od 2000pF do 20 μF, a nemoćan je za mjerenje malih kondenzatora ispod 1pF. Prema metodi kapacitivne impedanse i korištenjem visokofrekventnih signala, moguće je mjeriti male kondenzatore. Dijagram mjernog kola prikazan je na slici 2. CX je izmjereni kapacitet, a Rf je povratni otpornik na invertirajućem kraju. Kada je ulazna frekvencija sinusnog signala Vi f, impedansa prikazana na CX i pojačanje operacionog pojačala su: kada su A i Rf konstantni, frekvencija sinusnog signala f je obrnuto proporcionalna izmjerenoj kapacitivnosti CX. Za mjerenje manjih kondenzatora, koristite visokofrekventne-signale za mjerenje.
Blok dijagram principa strujnog kola za mjerenje prikazan je na slici 2 (b). Proces mjerenja je sljedeći: visoko-sinusni signal visoke -generacije generatora visokofrekventnog signala se primjenjuje na izmjereni kondenzator, CX se pretvara u kapacitivnu impedanciju Xc, a zatim se Xc pretvara u signal naizmjeničnog napona kroz C/ACV konverziju, pojačava pojačalo, a fazna transformacija se šalje u sedufazni izlaz. za demodulaciju; Drugi ulaz fazno osjetljivog demodulatora je kvadratni val (tj. demodulacijski signal) generiran visokofrekventnim sinusnim talasom kroz pretvarač valnog oblika, a dva ulazna signala su iste frekvencije i faze. Demodulirani signal se filtrira niskoprolaznim-filterom kako bi se dobio DC napon proporcionalan izmjerenoj vrijednosti CX kapacitivnosti, koji se zatim šalje na DC voltmetar za direktan prikaz rezultata mjerenja. Konvertor valnog oblika sastoji se od komparatora ukrštanja nule sa invertirajućim ulazom, koji pretvara standardni sinusni val od 1MHz visoke{11}}frekvencije iz Wen oscilatora u standardni obrnuti kvadratni val. Zbog činjenice da je izlaz fazno osjetljivog demodulatora pulsirajući DC napon koji sadrži visoko-harmonike visoke frekvencije, filter tipa π - se koristi za filtriranje harmonijskih komponenti kako bi se dobio stabilan i konstantan izlaz istosmjernog napona.
Zatim pošaljite odgovarajuću prosječnu vrijednost napona na DC voltmetar. Kako bi se osnovni raspon kapacitivnosti uskladio sa opsegom od 2V digitalnog multimetra, frekvencija visoko-sinusnog signala je odabrana kao 1MHz (parametri distribucije treba uzeti u obzir ako je frekvencija previsoka), efektivna vrijednost napona je 1V, a proizvod faktora pojačanja kola i otpora povratne sprege Rf je. Stoga je raspon istosmjernog napona digitalnog multimetra 200mV, što odgovara rasponu kapacitivnosti od 0,2pF, a 200V odgovara rasponu kapacitivnosti od 200pF.
Opseg mjerenja je 10-4-102pF, a rezolucija 10-4pF. Tačnost mjerenja je
