精密電容測(cè)量?jī)x
本例展示的是一種價(jià)格低廉但卻十分精確的電容測(cè)量?jī)x。這是一款精度高于1pF的微量電容測(cè)量?jī)x器,專用于電容式油位計(jì)。用戶可以通過(guò)修改元件值,任意調(diào)整該測(cè)量?jī)x的電容適用范圍。由于該測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)初衷是用于油位測(cè)量,因此其電源部件被設(shè)計(jì)為能夠承受摩托車(chē)或汽車(chē)供電過(guò)程中可能發(fā)生的電壓瞬變。
U3A是一種使用陶瓷諧振器(Y1)的振蕩器。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(jīng)R8,差分放大器U4對(duì)充電電流進(jìn)行濾波和放大。放電電流流經(jīng)D3.R8的平均電流與電容成正比。
電容器的充電電壓等于U2的固定電壓—5.74V加上D1的壓降數(shù)。D1的壓降數(shù)取決于溫度,恰好能夠抵消D3的溫度變化。
如果輸出電壓為5V,假設(shè)放大器增益為AV,則最大電容(C)的計(jì)算公式如下:
C=5V/(5.74V×AV×R8×455,000Hz)
本例中,AV=10,所以C=128pF.如需減小C的值,僅調(diào)高R8的值即可。
被測(cè)電容器必須滿額充放電,但是測(cè)量大容量電容器時(shí),R8的值不能降得過(guò)多。最好的辦法是減小充放電頻率,如使用4060Hz,再選擇合適的輸出電路。然后,通過(guò)調(diào)整R8放大器增益進(jìn)行微調(diào)。