डिजिटल मल्टीमीटर के कैपेसिटेंस मापने के कार्य का विस्तार
सार: यह पेपर कैपेसिटेंस को ऑनलाइन मापने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों का परिचय देता है और साधारण डिजिटल मल्टीमीटर के डीसी वोल्टेज रेंज का उपयोग करके कैपेसिटेंस की माप सीमा का विस्तार करता है। कुंजी शब्द:
सामान्य-उद्देश्य साढ़े तीन अंकों या साढ़े चार अंकों के मल्टीमीटर कैपेसिटेंस माप फ़ंक्शन से लैस हैं, लेकिन माप सीमा संकीर्ण है और माप सटीकता कम है, और आम तौर पर कोई ऑनलाइन माप फ़ंक्शन नहीं है . यह आलेख चर्चा करता है कि इन क्षमताओं को कैसे बढ़ाया जाए।
1 ऑनलाइन समाई माप
अंतर और अभिन्न सर्किट की प्रकृति के अनुसार, समाई की माप को वोल्टेज माप में परिवर्तित किया जा सकता है।
सर्किट का मुख्य भाग, सीएक्स / वी, एक साधारण सक्रिय आरसी इन्वर्टिंग डिफरेंशियल और इंटीग्रल सर्किट का उपयोग करता है। वीन ऑसिलेटर एक निश्चित-आवृत्ति एसी सिग्नल वीआर उत्पन्न करता है, जो सीएक्स के आनुपातिक एसी वोल्टेज वी 0 (वी 1) प्राप्त करने के लिए सीएक्स / वी रूपांतरण सर्किट को उत्तेजित करता है, जिसे दूसरे क्रम के बैंड-पास फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। निश्चित आवृत्ति के अलावा अन्य संकेतों को फ़िल्टर करने के लिए। अव्यवस्था के बाद, एसी / डीसी के बाद सीएक्स के आनुपातिक डीसी आउटपुट वोल्टेज वी प्राप्त किया जाता है। जब AC सिग्नल Vr, CX/V सर्किट को उत्तेजित करता है, तो इन्वर्टिंग इंटीग्रेटर का आउटपुट वोल्टेज
अर्थात्, मापा समाई CX आउटपुट वोल्टेज C {{0}} के सीधे आनुपातिक है, इस प्रकार CX→V के रूपांतरण को साकार करता है। समाई की मूल श्रेणी को डिजिटल मल्टीमीटर की 2V श्रेणी के अनुरूप बनाने के लिए, वीन ऑसिलेटर की दोलन आवृत्ति 400Hz है, वोल्टेज का प्रभावी मान 1V है, R1 20kΩ है, और C1 0.1μF है। R2 200Ω-2kΩ-20kΩ-200kΩ-2MΩ से बदलता है, और संबंधित माप क्षमता रेंज 20μF-2μF-200nF{ है {18}}एनएफ-2एनएफ।
2 छोटी समाई को मापना
समाई को मापने के लिए सामान्य साढ़े तीन अंकों के डिजिटल मल्टीमीटर में 2000pF से 20μF की सीमा होती है, और यह 1pF से नीचे की छोटी धारिता को मापने के लिए शक्तिहीन है। कैपेसिटिव रिएक्शन विधि और उच्च-आवृत्ति संकेतों का उपयोग करके, छोटे कैपेसिटेंस के माप को महसूस किया जा सकता है। माप सर्किट आरेख चित्रा 2 में दिखाया गया है। सीएक्स मापा समाई है, और आरएफ इनवर्टिंग टर्मिनल का फीडबैक प्रतिरोध है। जब आवृत्ति एफ के साथ साइनसोइडल सिग्नल वी इनपुट होता है, तो सीएक्स पर प्रस्तुत प्रतिबाधा और परिचालन एम्पलीफायर का लाभ होता है: जब ए और आरएफ स्थिर होते हैं, तो साइनसोइडल सिग्नल फ्रीक्वेंसी एफ मापा कैपेसिटेंस सीएक्स के व्युत्क्रमानुपाती होता है। छोटे समाई को मापने के लिए, उच्च आवृत्ति संकेत माप का उपयोग किया जाता है।
माप का एहसास करने के लिए सर्किट सिद्धांत का ब्लॉक आरेख चित्र 2 (बी) में दिखाया गया है। माप प्रक्रिया है: उच्च-आवृत्ति सिग्नल जनरेटर द्वारा उत्पन्न उच्च-आवृत्ति साइनसॉइडल सिग्नल को मापा संधारित्र पर लागू किया जाता है, और CX को कैपेसिटिव रिएक्शन Xc में परिवर्तित किया जाता है, और फिर Xc को C / ACV रूपांतरण के माध्यम से AC वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, जिसे प्रवर्धक द्वारा प्रवर्धित किया जाता है और अलगाव ट्रांसफार्मर द्वारा आउटपुट। डिमॉड्यूलेशन के लिए इसे फेज-सेंसिटिव डेमोडुलेटर को भेजें; चरण-संवेदी डेमोडुलेटर का अन्य इनपुट एक तरंग कनवर्टर के माध्यम से एक उच्च-आवृत्ति साइन लहर द्वारा उत्पन्न एक स्क्वायर वेव (यानी, एक डिमॉड्यूलेटेड सिग्नल) है, और दो इनपुट सिग्नल में एक ही आवृत्ति और चरण होता है। डिमॉड्युलेटेड सिग्नल को मापा कैपेसिटर सीएक्स के मान के आनुपातिक डीसी वोल्टेज प्राप्त करने के लिए एक कम-पास फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है, जो माप परिणाम को सीधे प्रदर्शित करने के लिए डीसी वाल्टमीटर को भेजा जाता है। वेवफ़ॉर्म कन्वर्टर में एक इनवर्टिंग इनपुट के साथ एक शून्य-क्रॉसिंग तुलनित्र होता है, जो एक मानक 1MHz उच्च-आवृत्ति साइन लहर को एक वियन ऑसिलेटर से एक मानक इनवर्टिंग स्क्वायर वेव में परिवर्तित करता है। चूंकि चरण-संवेदी डेमोडुलेटर का आउटपुट उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक्स युक्त एक स्पंदित डीसी वोल्टेज है, एक स्थिर और निरंतर डीसी वोल्टेज आउटपुट प्राप्त करने के लिए, हार्मोनिक घटकों को फ़िल्टर करने के लिए **π-प्रकार फ़िल्टर का उपयोग किया जाता है। अंत में, संबंधित औसत वोल्टेज डीसी वाल्टमीटर को भेजा जाता है। बुनियादी समाई स्तर को डिजिटल मल्टीमीटर के 2V स्तर के अनुरूप बनाने के लिए, उच्च-आवृत्ति वाले साइनसोइडल सिग्नल की आवृत्ति को 1MHz के रूप में चुना जाता है (यदि आवृत्ति बहुत अधिक है, तो वितरण मापदंडों पर विचार किया जाना चाहिए), प्रभावी मूल्य वोल्टेज 1V है, और सर्किट प्रवर्धन कारक और प्रतिक्रिया प्रतिरोध Rf का उत्पाद है, इसलिए डिजिटल मल्टीमीटर की DC वोल्टेज रेंज 200mV की कैपेसिटेंस रेंज 0.2pF से मेल खाती है, और 200V से मेल खाती है 200pF की समाई सीमा। माप सीमा 10-4-102pF है, रेज़ोल्यूशन 10-4pF है, और माप सटीकता है
