הרחבת פונקציית מדידת הקיבול של מודד דיגיטלי

הרחבת פונקציית מדידת הקיבול של מודד דיגיטלי

1. מדידה מקוונת של קיבול

על פי המאפיינים של מעגלים דיפרנציאליים ואינטגרליים, ניתן להמיר מדידת קיבול למדידת מתח.

חלק הליבה של המעגל, CX/V, מאמץ פשוט RC הפוך דיפרנציאלי ומעגל אינטגרלי. מתנד Wen מייצר אות AC בתדר קבוע Vr, אשר מעורר את מעגל ההמרה CX/V כדי להשיג מתח AC V0 (V1) פרופורציונלי ל-CX. לאחר סינון על ידי מסנן פס פס מסדר שני כדי להסיר עומס מחוץ לתדר הקבוע, הוא נתון לאחר מכן ל-AC/DC כדי להשיג מתח מוצא DC V פרופורציונלי ל-CX. כאשר אות AC Vr מעורר את מעגל ה-CX/V, מתח המוצא של אינטגרטור המהפך

כלומר, הקיבול הנמדד CX פרופורציונלי למתח המוצא C{{0}}, ובכך משיג המרה של CX →V. על מנת להתאים את הרמה הבסיסית של הקבל לרמת 2V של המולטימטר הדיגיטלי, תדר התנודה של מתנד ונטורי נבחר כ-400Hz, ערך המתח האפקטיבי הוא 1V, R1 נלקח כ-20k Ω, ו-C1 נלקח כ- 0.1 μ F. R2 משתנה מ-200 Ω -2k Ω -20k Ω -200k Ω -2M Ω, המתאים לטווח קיבולות מדידה של 20 μ F{{ 16}} μ F-200nF-20nF-2nF.

2. למדוד קיבול קטן

הטווח למדידת קיבול עם מולטימטר שלוש וחצי ספרות טיפוסי הוא 2000pF~20 μF. נראה חסר אונים למדוד קבלים קטנים מתחת ל-1pF. על פי שיטת העכבה הקיבולית והשימוש באותות בתדר גבוה, ניתן להשיג מדידה של קבלים קטנים. דיאגרמת מעגל המדידה מוצגת באיור 2. CX הוא הקיבול הנמדד, ו-Rf הוא התנגדות המשוב בקצה הפאזה ההפוכה. כאשר תדר הכניסה של אות הסינוס Vi הוא f, העכבה המוצגת ב-CX וההגבר של המגבר התפעולי הם: כאשר A ו-Rf קבועים, תדר אות הסינוס f הוא ביחס הפוך לקיבול הנמדד CX. כדי למדוד קבלים קטנים יותר, משתמשים באותות בתדר גבוה למדידה.