Praktische pointer-multimeter capaciteitsmeetcircuit
Om een wijzermultimeter te gebruiken om de kwaliteit van een condensator van 400 microfarad te beoordelen, kunt u de twee pinnen van de condensator meten met het juiste weerstandsbereik van de multimeter, en de kwaliteit van de condensator bepalen op basis van de amplitude van de wijzerzwaai. Over het algemeen kan een goede condensatorwijzer naar de maximale waarde wijzen (of dichtbij de maximale waarde). Als de condensator kapot gaat en beschadigd raakt, wijst de wijzer naar de minimumwaarde. Als de wijzer op een bepaalde waarde in het midden blijft staan, geeft dit aan dat de condensator enige lekkage heeft. Als de vraagsteller de capaciteit van de condensator wil meten met een gewone wijzermultimeter, kan hij de operationele versterker LM358 gebruiken om het circuit aan te sluiten, zoals weergegeven in de volgende afbeelding, om de capaciteit van een condensator van 400 microfarad te meten.
In de figuur is A de dubbele operationele versterker LM358 met laag vermogen, die gebruik maakt van een interne operationele versterker die is aangesloten om een inverterende proportionele versterker te vormen. De versterkingsfactor met gesloten lus van dit circuit is - (R/Xc), waarbij Xc de capaciteitsimpedantie van de gemeten condensator is. We weten dat de capaciteitsimpedantie Xc van een condensator 1/2 π fC is. Als de frequentie f 50 Hz is en C 400 microfarad, is de capaciteitsimpedantie Xc 7,96 Ω.
Bij het meten van de capaciteit van een condensator van 400 microfarad kunnen we een 6V-vermogenstransformator gebruiken om de 6V AC-spanningsuitgang van de secundaire spanning te verdelen in een sinusgolf van 100 mV/50 Hz, via een weerstand als signaalbron. Sluit de condensator van 400 microfarad aan op positie C in het diagram en gebruik een pointer-multimeter om de uitgangsspanning Vout van de operationele versterker in het wisselspanningsbereik te meten. Vervolgens kunnen we door eenvoudige berekeningen de capaciteit van de gemeten condensator bepalen. Ervan uitgaande dat Vin een stabiele 100 mV is en de gemeten Vout 1000 mV is, is volgens de bovenstaande formule de capaciteitsimpedantie Xc van de condensator 7,96 Ω, en kan de capaciteit van de condensator worden berekend op basis van de capaciteitsimpedantieformule.
De meeste huidige digitale multimeters gebruiken de bovenstaande methode om de capaciteit te meten. Vanwege het verschil in frequentie, amplitude en weerstand R-waarden tussen de sinusgolfsignaalbron in dit circuit en het capaciteitsbereik van de digitale multimeter, is het niet mogelijk om de capaciteit direct af te lezen. De signaalbron die voor een typische digitale multimeter wordt gebruikt, is een sinusgolfsignaal van 40 mV/400 Hz, en de waarde van R verschilt ook van de hierboven genoemde weerstandswaarde. Daarom is de uitgangsspanning van de versterker hetzelfde als de gemeten capaciteit en kan deze direct worden uitgelezen. De voedingsspanning voor het bovenstaande meetcircuit kan worden geselecteerd als ± 5V spanning.
