Ampliació de la funció de mesura de la capacitat del multímetre digital
1. Mesura en línia de la capacitat
Segons les propietats dels circuits integrals diferencials, la mesura de la capacitat es pot convertir en mesura de tensió.
La part central del circuit CX/V adopta un circuit d'integració i diferenciació inversa RC actiu senzill. L'oscil·lador Wen genera un senyal de CA de freqüència fixa Vr, que excita el circuit de conversió CX/V per obtenir una tensió CA V0 (V1) proporcional a CX. Després de ser filtrat per un filtre de pas de banda de segon ordre per eliminar impureses fora de la freqüència fixa, s'obté la tensió de sortida AC/DC V proporcional a CX. Quan el senyal de CA Vr excita el circuit CX/V, la tensió de sortida de l'integrador inversor és
És a dir, la capacitat mesurada CX és proporcional a la tensió de sortida C0, aconseguint així la conversió CX → V. Per tal de fer coincidir el nivell bàsic de capacitat amb el nivell de 2 V del multímetre digital, la freqüència d'oscil·lació de l'oscil·lador Wen es selecciona com a 400 Hz, el valor de tensió efectiu és 1 V, R1 s'estableix en 20k Ω i C1 s'estableix en 0,1 μ F. R2 varia de 200 Ω -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ -20kΩ, a un rang de capacitat mesurat de 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Mesura petits condensadors
L'interval d'un multímetre típic de tres dígits i mig per mesurar la capacitat és de 2000pF a 20 μF, i és impotent per mesurar condensadors petits per sota d'1pF. Segons el mètode d'impedància de la capacitat i utilitzant senyals d'alta freqüència, és possible mesurar petits condensadors. El diagrama del circuit de mesura es mostra a la figura 2. CX és la capacitat mesurada i Rf és la resistència de retroalimentació a l'extrem inversor. Quan la freqüència d'entrada del senyal sinusoïdal Vi és f, la impedància presentada a CX i el guany de l'amplificador operacional són: quan A i Rf són constants, la freqüència del senyal sinusoïdal f és inversament proporcional a la capacitat mesurada CX. Per mesurar condensadors més petits, utilitzeu senyals d'alta freqüència per a la mesura.
El diagrama de blocs del principi del circuit per mesurar es mostra a la figura 2 (b). El procés de mesura és el següent: el senyal sinusoïdal d'alta freqüència generat pel generador de senyal d'alta freqüència s'aplica al condensador mesurat, CX es converteix en una impedància de capacitat Xc, i després Xc es converteix en un senyal de tensió CA mitjançant la conversió C/ACV, amplificada per un amplificador, i la sortida d'un transformador d'aïllament per demodulació de fase sensible s'envia a una demodulació de fase d'aïllament; L'altra entrada del demodulador sensible a la fase és una ona quadrada (és a dir, senyal de demodulació) generada per una ona sinusoïdal d'alta freqüència a través d'un convertidor de forma d'ona, i els dos senyals d'entrada són de la mateixa freqüència i fase. El senyal demodulat es filtra mitjançant un filtre de pas baix per obtenir una tensió de CC proporcional al valor CX de la capacitat mesurada, que després s'envia a un voltímetre de CC per a la visualització directa del resultat de la mesura. El convertidor de forma d'ona consisteix en un comparador de creuament zero amb entrada inversora, que converteix l'ona sinusoïdal d'alta freqüència estàndard d'1 MHz de l'oscil·lador Wen en una ona quadrada invertida estàndard. A causa del fet que la sortida del demodulador sensible a la fase és una tensió de corrent continu pulsada que conté harmònics d'alta freqüència, s'utilitza un filtre de tipus π per filtrar components harmònics per tal d'obtenir una sortida de tensió de CC estable i constant.
A continuació, envieu el valor de tensió mitjana corresponent al voltímetre de CC. Per tal de correspondre el rang de capacitat bàsica amb el rang de 2V del multímetre digital, la freqüència del senyal sinusoïdal d'alta freqüència es selecciona com a 1MHz (s'han de tenir en compte els paràmetres de distribució si la freqüència és massa alta), el valor efectiu de la tensió és 1V i el producte del factor d'amplificació del circuit i la resistència de retroalimentació Rf és. Per tant, el rang de tensió de CC del multímetre digital és de 200 mV, que correspon a un rang de capacitat de 0,2 pF, i 200 V correspon a un rang de capacitat de 200 pF. El rang de mesura és de 10-4-102pF i la resolució és de 10-4pF.
