Erweiterung der Kapazitätsmessfunktion für Digitalmultimeter
1. Online-Messung der Kapazität
Entsprechend den Eigenschaften differenzieller Integralschaltungen kann die Kapazitätsmessung in eine Spannungsmessung umgewandelt werden.
Der Kernteil der Schaltung CX/V verwendet eine einfache aktive RC-Invers-Differenzierungs- und Integrationsschaltung. Der Wen-Oszillator erzeugt ein Wechselstromsignal Vr mit fester Frequenz, das die CX/V-Umwandlungsschaltung anregt, um eine Wechselspannung V0 (V1) proportional zu CX zu erhalten. Nach der Filterung durch einen Bandpassfilter zweiter --Ordnung zur Entfernung von Verunreinigungen außerhalb der festen Frequenz wird die AC/DC-Ausgangsspannung V proportional zu CX erhalten. Wenn das Wechselstromsignal Vr die CX/V-Schaltung anregt, beträgt die Ausgangsspannung des invertierenden Integrators
Das heißt, die gemessene Kapazität CX ist proportional zur Ausgangsspannung C0, wodurch eine CX → V-Umwandlung erreicht wird. Um den Kapazitätsgrundpegel an den 2-V-Pegel des Digitalmultimeters anzupassen, wird die Schwingungsfrequenz des Wen-Oszillators auf 400 Hz eingestellt, der effektive Spannungswert beträgt 1 V, R1 ist auf 20 kΩ eingestellt und C1 ist auf 0,1 μF eingestellt gemessener Kapazitätsbereich von 20 μF-2 μF-200nF-20nF-2nF.
2. Kleine Kondensatoren messen
Der Bereich eines typischen dreieinhalbstelligen Multimeters zur Kapazitätsmessung liegt zwischen 2000 pF und 20 μF und ist für die Messung kleiner Kondensatoren unter 1 pF leistungslos. Mit der Kapazitätsimpedanzmethode und der Verwendung von Hochfrequenzsignalen ist es möglich, kleine Kondensatoren zu messen. Das Messschaltbild ist in Abbildung 2 dargestellt. CX ist die gemessene Kapazität und Rf ist der Rückkopplungswiderstand am invertierenden Ende. Wenn die Eingangsfrequenz des Sinussignals Vi f ist, betragen die an CX dargestellte Impedanz und die Verstärkung des Operationsverstärkers: Wenn A und Rf konstant sind, ist die Frequenz des Sinussignals f umgekehrt proportional zur gemessenen Kapazität CX. Um kleinere Kondensatoren zu messen, verwenden Sie Hochfrequenzsignale zur Messung.
