Skaitmeninio multimetro talpos matavimo funkcijos išplėtimas
Įprasti trijų su puse skaitmenų arba keturių su puse skaitmenų skaitmeniniai multimetrai aprūpinti talpos matavimo funkcijomis, tačiau matavimo diapazonas yra siauras ir matavimo tikslumas mažas, be to, jie paprastai neturi internetinio matavimo. funkcijas. Šiame straipsnyje aptariama, kaip išplėsti šias galimybes.
1. Internetinis talpos matavimas
Atsižvelgiant į diferencialinės ir integrinės grandinės savybes, talpos matavimas gali būti konvertuojamas į įtampos matavimą.
Pagrindinė grandinės dalis, CX/V, naudoja paprastą aktyvų RC invertuojantį diferencialą ir integravimo grandinę. Venturi generatorius generuoja fiksuoto dažnio kintamosios srovės signalą Vr, kuris sužadina CX/V konversijos grandinę ir gauna kintamosios srovės įtampą V0 (V1), proporcingą CX. Jis filtruojamas antros eilės pralaidiniu filtru, kad būtų galima filtruoti ne fiksuoto dažnio įtampą. Pašalinus netvarką, po AC/DC gaunama CX proporcinga nuolatinės srovės išėjimo įtampa V. Kai kintamosios srovės signalas Vr sužadina CX/V grandinę, invertuojančio integratoriaus išėjimo įtampa
Tai reiškia, kad išmatuota talpa CX yra proporcinga išėjimo įtampai C{{0}}, taip pasiekiama CX→V konversija. Kad pagrindinis kondensatoriaus diapazonas atitiktų skaitmeninio multimetro 2 V diapazoną, Venturi generatoriaus virpesių dažnį pasirinkite 400 Hz, efektyviosios įtampos vertę 1 V, R1 20 kΩ ir C1 0,1 μF. R2 pasikeičia nuo 200Ω-2kΩ-20kΩ-200kΩ-2MΩ, o atitinkamas matavimo talpos diapazonas yra 20 μF-2μF-200nF{ {18}}nF-2nF.
2. Išmatuokite mažą talpą
Bendras trijų su puse skaitmenų skaitmeninio multimetro matavimo diapazonas talpai matuoti yra 2000pF ~ 20μF. Neįmanoma išmatuoti mažų talpų, mažesnės nei 1 pF. Pagal talpinės reaktyvumo metodą ir naudojant aukšto dažnio signalus, galima išmatuoti mažą talpą. Matavimo grandinės schema parodyta 2 paveiksle. CX yra išmatuota talpa, Rf yra invertuojamojo gnybto grįžtamojo ryšio rezistorius. Kai įvedamas sinusinis signalas Vi, kurio dažnis f, CX rodoma varža ir operacinio stiprintuvo stiprinimas yra: Kai A ir Rf yra pastovūs, sinusinio signalo dažnis f yra atvirkščiai proporcingas išmatuotai talpai CX. Mažesnėms talpoms matuoti naudojami aukšto dažnio signalo matavimai.
Matavimo realizavimo grandinės principo blokinė schema parodyta 2(b) paveiksle. Matavimo procesas yra toks: aukšto dažnio sinusoidinis signalas, generuojamas aukšto dažnio signalo generatoriaus, yra taikomas išmatuotam kondensatoriui, CX paverčiamas talpine reaktyvine varža Xc, o tada Xc paverčiamas kintamosios srovės įtampos signalu per C/ACV konvertavimą, kurį sustiprina stiprintuvas ir išveda izoliacinis transformatorius. Jis siunčiamas į fazei jautrų demoduliatorių demoduliuoti; kita fazei jautraus demoduliatoriaus įvestis yra kvadratinė banga (ty demoduliavimo signalas), kurią generuoja aukšto dažnio sinusinė banga per bangos formos keitiklį. Du įvesties signalai turi tą patį dažnį ir fazę. Demoduliuotas signalas filtruojamas žemųjų dažnių filtru, kad būtų gauta nuolatinės srovės įtampa, proporcinga išmatuotai talpos CX vertei, ir siunčiamas į nuolatinės srovės voltmetrą, kad būtų tiesiogiai rodomas matavimo rezultatas. Bangos formos keitiklis susideda iš nulio kirtimo lygintuvo su invertuojamuoju įėjimu, kuris paverčia standartinę 1 MHz aukšto dažnio sinusinę bangą iš Wien generatoriaus į standartinę apverstą kvadratinę bangą. Kadangi fazei jautraus demoduliatoriaus išvestis yra pulsuojanti nuolatinė įtampa, turinti aukšto dažnio harmonikų, norint gauti stabilią ir pastovią nuolatinės srovės įtampos išėjimą, harmonikų komponentams filtruoti naudojamas π tipo filtras. Galiausiai atitinkama vidutinė įtampa siunčiama į nuolatinės srovės voltmetrą. Kad pagrindinis kondensatoriaus diapazonas atitiktų skaitmeninio multimetro 2V diapazoną, aukšto dažnio sinusinio signalo dažnis pasirenkamas 1MHz (jei dažnis per didelis, reikia atsižvelgti į paskirstymo parametrą), efektyvioji vertė. įtampos yra 1 V, o grandinės stiprinimo koeficiento ir grįžtamojo ryšio rezistoriaus Rf sandauga yra, todėl skaitmeninio multimetro nuolatinės srovės įtampos diapazonas 200 mV atitinka 0,2 pF talpos diapazoną, o talpos diapazonas 200V atitinka 200pF. Matavimo diapazonas yra 10-4~102 pF, o skiriamoji geba yra 10-4pF.
