Ampliación de la función de medición de capacitancia para multímetros digitales
1. Medición en línea de capacitancia
Según las propiedades de los circuitos integrales diferenciales, la medición de capacitancia se puede convertir en medición de voltaje.
La parte central del circuito CX/V adopta un circuito de integración y diferenciación inversa RC activo simple. El oscilador Wen genera una señal CA de frecuencia fija Vr, que excita el circuito de conversión CX/V para obtener un voltaje CA V0 (V1) proporcional a CX. Después de ser filtrado por un filtro de paso de banda de segundo-orden para eliminar impurezas fuera de la frecuencia fija, se obtiene el voltaje de salida CA/CC V proporcional a CX. Cuando la señal de CA Vr excita el circuito CX/V, el voltaje de salida del integrador inversor es
Es decir, la capacitancia CX medida es proporcional al voltaje de salida C0, logrando así la conversión CX → V. Para hacer coincidir el nivel básico de capacitancia con el nivel de 2 V del multímetro digital, la frecuencia de oscilación del oscilador Wen se selecciona como 400 Hz, el valor de voltaje efectivo es 1 V, R1 se establece en 20 k Ω y C1 se establece en 0,1 μ F. R2 varía de 200 Ω -2 k Ω -20 k Ω -200 k Ω -2 M Ω, correspondiente a un rango de capacitancia medido de 20 μ F-2 μ F-200 nF-20 nF-2 nF.
2. Mida condensadores pequeños
El rango de un multímetro típico de tres dígitos y medio para medir capacitancia es de 2000 pF a 20 μ F, y no tiene potencia para medir capacitores pequeños por debajo de 1 pF. Según el método de impedancia de capacitancia y utilizando señales de alta-frecuencia, es posible medir condensadores pequeños. El diagrama del circuito de medición se muestra en la Figura 2. CX es la capacitancia medida y Rf es la resistencia de retroalimentación en el extremo inversor. Cuando la frecuencia de entrada de la señal sinusoidal Vi es f, la impedancia presentada en CX y la ganancia del amplificador operacional son: cuando A y Rf son constantes, la frecuencia de la señal sinusoidal f es inversamente proporcional a la capacitancia CX medida. Para medir condensadores más pequeños, utilice señales de alta-frecuencia para la medición.
