डिजिटल मल्टीमीटर (डीएमएम) के लिए कैपेसिटेंस मापन फ़ंक्शन का विस्तार
1. धारिता का ऑनलाइन माप
विभेदक इंटीग्रल सर्किट के गुणों के अनुसार, कैपेसिटेंस के माप को वोल्टेज माप में परिवर्तित किया जा सकता है।
सर्किट CX/V का मुख्य भाग एक सरल सक्रिय RC व्युत्क्रम विभेदन और एकीकरण सर्किट को अपनाता है। वेन ऑसिलेटर एक निश्चित आवृत्ति एसी सिग्नल वीआर उत्पन्न करता है, जो सीएक्स के आनुपातिक एसी वोल्टेज वी0 (वी1) प्राप्त करने के लिए सीएक्स/वी रूपांतरण सर्किट को उत्तेजित करता है। निश्चित आवृत्ति के बाहर की अशुद्धियों को दूर करने के लिए दूसरे ऑर्डर बैंडपास फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किए जाने के बाद, सीएक्स के आनुपातिक एसी/डीसी आउटपुट वोल्टेज वी प्राप्त होता है। जब एसी सिग्नल वीआर सीएक्स/वी सर्किट को उत्तेजित करता है, तो इनवर्टिंग इंटीग्रेटर का आउटपुट वोल्टेज होता है
अर्थात्, मापी गई धारिता CX आउटपुट वोल्टेज C0 के समानुपाती होती है, इस प्रकार CX → V रूपांतरण प्राप्त होता है। डिजिटल मल्टीमीटर के 2V स्तर के साथ कैपेसिटेंस बुनियादी स्तर से मेल खाने के लिए, वेन ऑसिलेटर की दोलन आवृत्ति को 400Hz के रूप में चुना जाता है, प्रभावी वोल्टेज मान 1V है, R1 को 20k Ω पर सेट किया गया है, और C1 को 0.1 μF पर सेट किया गया है। R2 200 Ω -2k Ω -20k Ω -200k Ω से भिन्न होता है -2M Ω, 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF की मापी गई कैपेसिटेंस रेंज के अनुरूप।
2. छोटे कैपेसिटर को मापें
कैपेसिटेंस मापने के लिए एक सामान्य साढ़े तीन अंकों वाले मल्टीमीटर की सीमा 2000pF से 20 μF है, और यह 1pF से कम छोटे कैपेसिटर को मापने के लिए शक्तिहीन है। कैपेसिटेंस प्रतिबाधा विधि के अनुसार और उच्च आवृत्ति संकेतों का उपयोग करके, छोटे कैपेसिटर को मापना संभव है। माप सर्किट आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है। सीएक्स मापा कैपेसिटेंस है, और आरएफ इनवर्टिंग छोर पर फीडबैक अवरोधक है। जब साइन सिग्नल Vi की इनपुट आवृत्ति f होती है, तो CX पर प्रस्तुत प्रतिबाधा और परिचालन एम्पलीफायर का लाभ होता है: जब A और Rf स्थिर होते हैं, तो साइन सिग्नल f की आवृत्ति मापा कैपेसिटेंस CX के व्युत्क्रमानुपाती होती है। छोटे कैपेसिटर को मापने के लिए, माप के लिए उच्च आवृत्ति संकेतों का उपयोग करें।
मापने के लिए सर्किट सिद्धांत का ब्लॉक आरेख चित्र 2 (बी) में दिखाया गया है। माप प्रक्रिया इस प्रकार है: उच्च आवृत्ति सिग्नल जनरेटर द्वारा उत्पन्न उच्च आवृत्ति साइन सिग्नल को मापा संधारित्र पर लागू किया जाता है, सीएक्स को कैपेसिटेंस प्रतिबाधा एक्ससी में परिवर्तित किया जाता है, और फिर एक्ससी को सी/एसीवी रूपांतरण के माध्यम से एसी वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, एक एम्पलीफायर द्वारा बढ़ाया जाता है, और एक अलगाव ट्रांसफार्मर का आउटपुट डिमॉड्यूलेशन के लिए एक चरण संवेदनशील डेमोडुलेटर में भेजा जाता है; चरण संवेदनशील डेमोडुलेटर का अन्य इनपुट एक वर्गाकार तरंग (यानी डिमोड्यूलेशन सिग्नल) है जो एक तरंगरूप कनवर्टर के माध्यम से उच्च आवृत्ति साइन तरंग द्वारा उत्पन्न होता है, और दो इनपुट सिग्नल समान आवृत्ति और चरण के होते हैं। मापी गई कैपेसिटेंस सीएक्स मान के आनुपातिक डीसी वोल्टेज प्राप्त करने के लिए डिमोड्युलेटेड सिग्नल को कम -पास फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है, जिसे माप परिणाम के प्रत्यक्ष प्रदर्शन के लिए डीसी वोल्टमीटर पर भेजा जाता है। वेवफॉर्म कनवर्टर में इनवर्टिंग इनपुट के साथ एक शून्य क्रॉसिंग तुलनित्र होता है, जो वेन ऑसिलेटर से मानक 1 मेगाहर्ट्ज उच्च आवृत्ति साइन तरंग को एक मानक उल्टे वर्ग तरंग में परिवर्तित करता है। इस तथ्य के कारण कि चरण संवेदनशील डेमोडुलेटर का आउटपुट एक स्पंदित डीसी वोल्टेज है जिसमें उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स होता है, 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।
फिर डीसी वोल्टमीटर को संबंधित औसत वोल्टेज मान भेजें। डिजिटल मल्टीमीटर की 2V रेंज के साथ मूल कैपेसिटेंस रेंज को अनुरूप करने के लिए, उच्च आवृत्ति साइन सिग्नल की आवृत्ति को 1 मेगाहर्ट्ज के रूप में चुना जाता है (यदि आवृत्ति बहुत अधिक है तो वितरण पैरामीटर पर विचार किया जाना चाहिए), वोल्टेज का प्रभावी मूल्य 1V है, और सर्किट प्रवर्धन कारक और फीडबैक प्रतिरोध आरएफ का उत्पाद है। इसलिए, डिजिटल मल्टीमीटर की डीसी वोल्टेज रेंज 200mV है, जो 0.2pF की कैपेसिटेंस रेंज के अनुरूप है, और 200V 200pF की कैपेसिटेंस रेंज के अनुरूप है।
माप सीमा 10-4-102pF है, और रिज़ॉल्यूशन 10-4pF है। माप सटीकता है
