디지털 멀티미터의 정전 용량 측정 기능 확장
1 온라인 커패시턴스 측정
차동 및 적분 회로의 특성에 따라 커패시턴스 측정은 전압 측정으로 변환될 수 있습니다.
간단한 활성 RC 반전 차동 및 적분 회로를 사용하여 회로의 중앙 구성 요소인 CX/V가 작동합니다. CX/V 변환 회로는 Wien 발진기의 고정 주파수 AC 신호에 의해 여기되어 CX에 비례하는 AC 전압 V0(V1)을 생성합니다. 이 전압은 2차 대역 통과 필터로 필터링되어 고정 주파수 이외의 신호를 제거합니다. 클러터 후에 AC/DC는 CX에 비례하는 DC 출력 전압 V를 제공하는 데 사용됩니다. CX/V 회로는 AC 신호 Vr에 의해 여기되고 결과적으로 반전 적분기의 출력 전압이 변경됩니다.
즉, 측정된 커패시턴스 CX가 출력 전압 C{{0}}에 정비례하기 때문에 CX에서 V로의 변환이 실현됩니다. Wien 발진기의 발진 주파수 400Hz, 유효 전압 1V, 저항 R1 20k, 정전 용량 C1 0.1F가 모두 있어야 디지털 멀티미터의 2V 범위와 일치하는 정전 용량의 기본 범위가 됩니다. R2의 측정 정전 용량 범위는 200-2k-200k-200k-2M에서 20F-2F-200nF{{17}로 변경됩니다. }nF-2nF.
2 작은 정전 용량 측정
일반적인 3자릿수 디지털 멀티미터는 2000pF ~ 20μF의 정전용량 측정 범위를 가지며 1pF 미만의 작은 정전용량을 측정하는 데는 무력합니다. 용량성 리액턴스 방식과 고주파 신호를 사용하여 작은 정전 용량 측정을 실현할 수 있습니다. 측정 회로 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. CX는 측정된 정전 용량이고 Rf는 반전 단자의 피드백 저항입니다. 주파수가 f인 정현파 신호 Vi가 입력되면 CX에 나타나는 임피던스와 연산 증폭기의 이득은 다음과 같습니다. A와 Rf가 일정할 때 정현파 신호 주파수 f는 측정된 정전 용량 CX에 반비례합니다. 작은 커패시턴스를 측정하기 위해 고주파 신호 측정이 사용됩니다.
고주파 신호 발생기에서 생성된 고주파 정현파 신호는 측정된 커패시터에 인가되고 CX는 용량성 리액턴스 Xc로 변환된 다음 Xc는 C/ACV 변환을 통해 AC 전압 신호로 변환되며 이는 증폭기 및 절연 변압기의 출력은 위상에 민감한 복조기 복조로 전송됩니다. 위상에 민감한 복조기의 다른 입력은 파형 변환기를 통해 고주파 정현파에 의해 생성된 구형파(즉, 복조된 신호)이며 두 입력 신호는 동일한 주파수와 위상을 갖습니다. 복조된 신호는 저역 통과 필터에 의해 필터링되어 측정된 커패시터 CX 값에 비례하는 DC 전압을 얻습니다. 이 전압은 DC 전압계로 전송되어 측정 결과를 직접 표시합니다. 파형 변환기는 Wien 발진기의 표준 1MHz 고주파 사인파를 표준 반전 구형파로 변환하는 반전 입력이 있는 제로 크로싱 비교기로 구성됩니다. 위상 민감 복조기의 출력은 고주파 고조파를 포함하는 맥동 직류 전압이므로 안정적이고 일정한 직류 전압 출력을 얻기 위해 고조파 성분을 필터링하기 위해 π 유형 필터가 사용됩니다. 마지막으로 해당 평균 전압이 DC 전압계로 전송됩니다. 기본 커패시턴스 레벨을 디지털 멀티미터의 2V 레벨에 일치시키기 위해 고주파 정현파 신호의 주파수를 1MHz로 선택하고(주파수가 너무 높으면 분포 매개변수를 고려해야 함) 유효 값 의 전압은 1V이고 회로 증폭률과 피드백 저항 Rf의 곱은 200pF의 커패시턴스 범위. 측정 범위는 10-4 ~ 102pF이고 분해능은 10-4pF입니다.
