Expansion de la capacité de mesure de capacité dans les multimètres numériques
1. Mesure en ligne de la capacité
Selon les propriétés des circuits intégrés différentiels, la mesure de capacité peut être convertie en mesure de tension.
La partie centrale du circuit CX/V adopte un simple circuit actif de différenciation et d'intégration inverse RC. L'oscillateur Wen génère un signal alternatif à fréquence fixe Vr, qui excite le circuit de conversion CX/V pour obtenir une tension alternative V0 (V1) proportionnelle à CX. Après avoir été filtrée par un filtre passe-bande du second-ordre pour éliminer les impuretés en dehors de la fréquence fixe, la tension de sortie AC/DC V proportionnelle à CX est obtenue. Lorsque le signal alternatif Vr excite le circuit CX/V, la tension de sortie de l'intégrateur inverseur est
Autrement dit, la capacité mesurée CX est proportionnelle à la tension de sortie C0, réalisant ainsi la conversion CX → V. Afin de faire correspondre le niveau de base de capacité avec le niveau 2 V du multimètre numérique, la fréquence d'oscillation de l'oscillateur Wen est sélectionnée à 400 Hz, la valeur de tension effective est de 1 V, R1 est réglé sur 20 k Ω et C1 est réglé sur 0,1 μ F. R2 varie de 200 Ω -2k Ω -20k Ω -200k Ω -2M Ω, correspondant à une plage de capacité mesurée de 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. Mesurez les petits condensateurs
La plage d'un multimètre typique à trois chiffres et demi pour mesurer la capacité est de 2 000 pF à 20 μF, et il est impuissant pour mesurer de petits condensateurs inférieurs à 1 pF. Selon la méthode de l'impédance capacitive et en utilisant des signaux haute fréquence -, il est possible de mesurer de petits condensateurs. Le schéma du circuit de mesure est illustré à la figure 2. CX est la capacité mesurée et Rf est la résistance de rétroaction à l'extrémité inverseuse. Lorsque la fréquence d'entrée du signal sinusoïdal Vi est f, l'impédance présentée sur CX et le gain de l'amplificateur opérationnel sont : lorsque A et Rf sont constants, la fréquence du signal sinusoïdal f est inversement proportionnelle à la capacité CX mesurée. Pour mesurer des condensateurs plus petits, utilisez des signaux haute fréquence - pour la mesure.
Le schéma fonctionnel du principe du circuit de mesure est illustré à la figure 2 (b). Le processus de mesure est le suivant : le signal sinusoïdal haute-fréquence généré par le générateur de signal haute-est appliqué au condensateur mesuré, CX est converti en impédance de capacité Xc, puis Xc est converti en un signal de tension alternative par conversion C/ACV, amplifié par un amplificateur, et la sortie d'un transformateur d'isolement est envoyée à un démodulateur sensible à la phase pour démodulation ; L'autre entrée du démodulateur sensible à la phase est une onde carrée (c'est-à-dire un signal de démodulation) générée par une onde sinusoïdale haute - via un convertisseur de forme d'onde, et les deux signaux d'entrée sont de même fréquence et phase. Le signal démodulé est filtré par un filtre passe-bas - pour obtenir une tension continue proportionnelle à la valeur de capacité CX mesurée, qui est ensuite envoyée à un voltmètre CC pour un affichage direct du résultat de la mesure. Le convertisseur de forme d'onde se compose d'un comparateur de passage par zéro avec entrée inverseuse, qui convertit l'onde sinusoïdale haute fréquence - standard de 1 MHz de l'oscillateur Wen en une onde carrée inversée standard. Étant donné que la sortie du démodulateur sensible à la phase est une tension continue pulsée contenant des harmoniques à haute fréquence -, un filtre de type π - est utilisé pour filtrer les composants harmoniques afin d'obtenir une sortie de tension continue stable et constante. Enfin, envoyez la valeur de tension moyenne correspondante au voltmètre DC. Afin de faire correspondre la plage de capacité de base avec la plage 2 V du multimètre numérique, la fréquence du signal sinusoïdal haute - fréquence est sélectionnée comme 1 MHz (les paramètres de distribution doivent être pris en compte si la fréquence est trop élevée), la valeur efficace de la tension est de 1 V et le produit du facteur d'amplification du circuit et de la résistance de rétroaction Rf est. Par conséquent, la plage de tension continue du multimètre numérique est de 200 mV, correspondant à une plage de capacité de 0,2 pF, et 200 V correspond à une plage de capacité de 200 pF. La plage de mesure est de 10-4-102pF et la résolution est de 10-4pF. La précision de la mesure est
