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測試與量測 Share print

精密的電容測量儀

2014年02月04日  | Francesc Casanellas

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本文將說明一種價格低廉但卻十分精確的電容測量儀。這是一款精度高於1 pF的微量電容測量儀器,專用於電容式油位計。但用戶可以通過修改元件值,任意調整該測量儀的電容適用範圍。由於該測量儀的設計初衷是用於油位測量,因此其電源部件被設計成能夠承受摩托車或汽車供電過程中可能發生的電壓瞬變。





U3A是一種使用陶瓷諧振器(Y1)的振盪器。U3C到U3F的輸出電路以455kHz的頻率給電容器充、放電。充電電流流經R8,差分放大器U4對充電電流進行過濾和放大。放電電流流經D3。R8的平均電流與電容成正比。


電容器的充電電壓等於U2的固定電壓——5.74 V加上D1的壓降數。D1的壓降數取決於溫度,恰好能夠抵消D3的溫度變化。


如果輸出電壓為5 V, 假設放大器增益為AV,則最大電容(C)的計算公式如下:


          C = 5V / (5.74V • AV• R8 • 455,000Hz)


本例中,Av = 10,所以C = 128 pF。如需減小C的值,只要調高R8的值即可。


被測電容器必須滿額充、放電,但是測量大容量電容器時,R8的值不能降的過多。最好的辦法是減小充放電頻率,如使用4060 Hz,再選擇合適的輸出電路。然後,通過調整R8和/或放大器增益進行微調。





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