Uitbreiding van de capaciteitsmeetcapaciteit van de digitale multimeter
1 Online capaciteitsmeting
De meting van capaciteit kan worden omgezet in een spanningsmeting, afhankelijk van de kenmerken van differentiële en integrale circuits.
Met behulp van een ongecompliceerd actief RC-inverterend differentieel- en integraalcircuit werkt de centrale component van het circuit, CX/V. Het CX/V-conversiecircuit wordt geactiveerd door een wisselstroomsignaal met vaste frequentie van de Wien-oscillator om een wisselspanning V0 (V1) te produceren die evenredig is met CX. Deze spanning wordt vervolgens gefilterd door een banddoorlaatfilter van de tweede orde om andere signalen dan de vaste frequentie te verwijderen. Na de clutter wordt AC/DC gebruikt om een DC-uitgangsspanning V te leveren die evenredig is met CX. Het CX/V-circuit wordt bekrachtigd door het AC-signaal Vr, en de uitgangsspanning van de inverterende integrator verandert als resultaat.
Met andere woorden, de conversie van CX naar V wordt gerealiseerd aangezien de gemeten capaciteit CX recht evenredig is met de uitgangsspanning C{{0}}. De 400 Hz oscillatiefrequentie van de Wien-oscillator, 1 V effectieve spanning, 20 k weerstand R1 en 0,1 F capaciteit C1 moeten allemaal aanwezig zijn om ervoor te zorgen dat het basiscapaciteitsbereik overeenkomt met het 2 V-bereik van de digitale multimeter. Het meetcapaciteitsbereik voor R2 verandert van 200-2k-200k-200k-2M in 20F-2F-200nF{{17} }nF-2nF.
2 Kleine capaciteit meten
De algemene drie-en-een-half-cijferige digitale multimeter heeft een bereik van 2000pF tot 20μF voor het meten van capaciteit, en het is machteloos om kleine capaciteiten onder 1pF te meten. Volgens de capacitieve reactantiemethode en met behulp van hoogfrequente signalen kan de meting van kleine capaciteit worden gerealiseerd. Het meetcircuitschema wordt getoond in figuur 2. CX is de gemeten capaciteit en Rf is de feedbackweerstand van de inverterende terminal. Wanneer het sinusvormige signaal Vi met frequentie f wordt ingevoerd, zijn de impedantie gepresenteerd op CX en de versterking van de operationele versterker: wanneer A en Rf constant zijn, is de sinusvormige signaalfrequentie f omgekeerd evenredig met de gemeten capaciteit CX. Voor het meten van kleine capaciteiten worden hoogfrequente signaalmetingen gebruikt.
Het hoogfrequente sinusvormige signaal dat door de hoogfrequente signaalgenerator wordt gegenereerd, wordt toegepast op de gemeten condensator en CX wordt omgezet in capacitieve reactantie Xc, en vervolgens wordt Xc omgezet in een wisselspanningssignaal via C/ACV-conversie, die wordt versterkt door de versterker, en de uitvoer van de scheidingstransformator wordt naar de fasegevoelige demodulatordemodulatie gestuurd; de andere ingang van de fasegevoelige demodulator is een blokgolf (dat wil zeggen een gedemoduleerd signaal) gegenereerd door een hoogfrequente sinusgolf door een golfvormomzetter, en de twee ingangssignalen hebben dezelfde frequentie en fase. Het gedemoduleerde signaal wordt gefilterd door een laagdoorlaatfilter om een DC-spanning te verkrijgen die evenredig is met de waarde van de gemeten condensator CX, die naar de DC-voltmeter wordt gestuurd om het meetresultaat direct weer te geven. De golfvormomvormer bestaat uit een nuldoorgangscomparator met een inverterende ingang, die een standaard 1 MHz hoogfrequente sinusgolf van een Wien-oscillator omzet in een standaard inverterende blokgolf. Aangezien de uitgang van de fasegevoelige demodulator een pulserende gelijkspanning is die hoogfrequente harmonischen bevat, wordt een π-type filter gebruikt om de harmonische componenten uit te filteren om een stabiele en constante gelijkspanningsuitgang te verkrijgen. Ten slotte wordt de bijbehorende gemiddelde spanning naar de DC-voltmeter gestuurd. Om ervoor te zorgen dat het basiscapaciteitsniveau overeenkomt met het 2V-niveau van de digitale multimeter, wordt de frequentie van het hoogfrequente sinusvormige signaal geselecteerd als 1 MHz (als de frequentie te hoog is, moeten de distributieparameters worden overwogen), de effectieve waarde van de spanning is 1V, en het product van de circuitversterkingsfactor en de feedbackweerstand Rf is, dus het DC-spanningsbereik van de digitale multimeter van 200mV komt overeen met een capaciteitsbereik van 0,2pF, en 200V komt overeen met een capaciteitsbereik van 200pF. Het meetbereik is 10-4 tot 102pF en de resolutie is 10-4pF.
