Proširenje funkcije mjerenja kapaciteta za digitalne multimetre (DMM)
1. Online mjerenje kapacitivnosti
Prema svojstvima diferencijalnih integralnih krugova, mjerenje kapaciteta može se pretvoriti u mjerenje napona.
Glavni dio sklopa CX/V usvaja jednostavan aktivni RC krug inverzne diferencijacije i integracije. Wen oscilator stvara izmjenični signal fiksne frekvencije Vr, koji pobuđuje CX/V pretvorbeni krug da se dobije izmjenični napon V0 (V1) proporcionalan CX. Nakon filtriranja pojasnim filtrom drugog -reda radi uklanjanja nečistoća izvan fiksne frekvencije, dobiva se AC/DC izlazni napon V proporcionalan CX. Kada AC signal Vr pobudi CX/V krug, izlazni napon invertirajućeg integratora je
To jest, izmjereni kapacitet CX proporcionalan je izlaznom naponu C0, čime se postiže pretvorba CX → V. Kako bi se osnovna razina kapacitivnosti uskladila s razinom od 2 V digitalnog multimetra, frekvencija osciliranja Wen oscilatora je odabrana kao 400 Hz, vrijednost efektivnog napona je 1 V, R1 je postavljen na 20 k Ω, a C1 je postavljen na 0,1 μ F. R2 varira od 200 Ω -2k Ω -20k Ω -200k Ω -2M Ω, što odgovara izmjerenom rasponu kapaciteta od 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Izmjerite male kondenzatore
Raspon tipičnog multimetra s tri i pol znamenke za mjerenje kapaciteta je 2000pF do 20 μF, a nemoćan je za mjerenje malih kondenzatora ispod 1pF. Prema metodi impedancije kapacitivnosti i korištenjem visoko-frekventnih signala, moguće je mjeriti male kondenzatore. Dijagram mjernog kruga prikazan je na slici 2. CX je izmjereni kapacitet, a Rf je povratni otpornik na invertirajućem kraju. Kada je ulazna frekvencija sinusnog signala Vi f, impedancija prikazana na CX i pojačanje operacijskog pojačala su: kada su A i Rf konstantni, frekvencija sinusnog signala f je obrnuto proporcionalna izmjerenom kapacitetu CX. Za mjerenje manjih kondenzatora upotrijebite-visokofrekventne signale za mjerenje.
Blok dijagram principa kruga za mjerenje prikazan je na slici 2 (b). Proces mjerenja je sljedeći: sinusni signal visoke-frekventnosti koji generira generator signala visoke-frekventnosti primjenjuje se na izmjereni kondenzator, CX se pretvara u impedanciju kapacitivnosti Xc, a zatim se Xc pretvara u signal izmjeničnog napona putem C/ACV pretvorbe, pojačan pojačalom, a izlaz izolacijskog transformatora šalje se fazno osjetljivom demodulatoru za demodulacija; Drugi ulaz fazno osjetljivog demodulatora je kvadratni val (tj. demodulacijski signal) generiran visoko{6}}frekventnim sinusnim valom kroz pretvarač valnog oblika, a dva ulazna signala su iste frekvencije i faze. Demodulirani signal se filtrira nisko-filterom kako bi se dobio istosmjerni napon proporcionalan izmjerenoj vrijednosti CX kapaciteta, koji se zatim šalje na DC voltmetar za izravan prikaz rezultata mjerenja. Pretvarač valnog oblika sastoji se od komparatora prelaska nule s invertirajućim ulazom, koji pretvara standardni sinusni val visoke{11}}frekvencije Wena od 1 MHz iz Wen oscilatora u standardni invertirani kvadratni val. Zbog činjenice da je izlaz fazno osjetljivog demodulatora pulsirajući istosmjerni napon koji sadrži visoko{13}}frekventne harmonike, filtar tipa π - koristi se za filtriranje harmoničkih komponenti kako bi se dobio stabilan i konstantan izlazni istosmjerni napon.
Zatim pošaljite odgovarajuću prosječnu vrijednost napona na DC voltmetar. Kako bi odgovarao osnovnom rasponu kapaciteta s rasponom od 2 V digitalnog multimetra, frekvencija visoko-frekventnog sinusnog signala odabrana je kao 1MHz (treba razmotriti parametre distribucije ako je frekvencija previsoka), efektivna vrijednost napona je 1V, a umnožak faktora pojačanja kruga i otpora povratne veze Rf je. Stoga je raspon istosmjernog napona digitalnog multimetra 200 mV, što odgovara rasponu kapaciteta od 0,2 pF, a 200 V odgovara rasponu kapaciteta od 200 pF.
Raspon mjerenja je 10-4-102pF, a rezolucija 10-4pF. Točnost mjerenja je
