Проширење могућности мерења капацитета дигиталног мултиметра
1 Онлине мерење капацитивности
Мерење капацитивности се може трансформисати у мерење напона у зависности од карактеристика диференцијалних и интегралних кола.
Коришћењем једноставног активног РЦ инвертујућег диференцијалног и интегралног кола, централна компонента кола, ЦКС/В, ради. Коло за конверзију ЦКС/В се побуђује наизменичним сигналом фиксне фреквенције из Виен осцилатора да би се произвео наизменични напон В0 (В1) пропорционалан ЦКС. Овај напон се затим филтрира помоћу пропусног филтера другог реда да би се уклонили сигнали различити од фиксне фреквенције. Након нереда, АЦ/ДЦ се користи да обезбеди једносмерни излазни напон В пропорционалан ЦКС. ЦКС/В коло се побуђује АЦ сигналом Вр, а као резултат тога се мења излазни напон инвертујућег интегратора.
Другим речима, конверзија ЦКС у В се остварује пошто је измерени капацитет ЦКС директно пропорционалан излазном напону Ц{{0}}. Фреквенција осциловања Виен осцилатора од 400Хз, 1В ефективног напона, 20к отпора Р1 и 0.1Ф капацитивности Ц1 морају бити присутни да би основни опсег капацитивности одговарао опсегу од 2В дигиталног мултиметра. Опсег мерног капацитета за Р2 се мења од 200-2к-200к-200к-2М до 20Ф-2Ф-200нФ{{17} }нФ-2нФ.
2 Мерење малог капацитета
Општи дигитални мултиметар са три и по цифре има опсег од 2000пФ до 20μФ за мерење капацитивности и немоћан је да мери мале капацитете испод 1пФ. Према методи капацитивне реактансе и коришћењем високофреквентних сигнала, може се реализовати мерење мале капацитивности. Шема мерног кола је приказана на слици 2. ЦКС је измерени капацитет, а Рф је отпор повратне спреге инвертног терминала. Када се унесе синусни сигнал Ви са фреквенцијом ф, импеданса представљена на ЦКС и појачање операционог појачавача су: када су А и Рф константни, фреквенција синусоидног сигнала ф је обрнуто пропорционална измереној капацитивности ЦКС. За мерење малих капацитета користе се високофреквентна мерења сигнала.
Високофреквентни синусоидни сигнал који генерише високофреквентни генератор сигнала се примењује на измерени кондензатор, а ЦКС се претвара у капацитивну реактансу Ксц, а затим се Ксц претвара у сигнал наизменичног напона кроз Ц/АЦВ конверзију, који се појачава помоћу појачавач, а излаз изолационог трансформатора се шаље на фазно осетљиву демодулациону демодулацију; други улаз фазно осетљивог демодулатора је квадратни талас (тј. демодулисани сигнал) који генерише високофреквентни синусни талас кроз претварач таласног облика, а два улазна сигнала имају исту фреквенцију и фазу. Демодулисани сигнал се филтрира помоћу нископропусног филтера да би се добио једносмерни напон пропорционалан вредности измереног кондензатора ЦКС, који се шаље на ДЦ волтметар да директно прикаже резултат мерења. Конвертор таласног облика се састоји од компаратора са укрштањем нуле са инвертујућим улазом, који претвара стандардни синусни талас високе фреквенције од 1МХз из Виен осцилатора у стандардни инвертујући квадратни талас. Пошто је излаз фазно осетљивог демодулатора пулсирајући једносмерни напон који садржи високофреквентне хармонике, да би се добио стабилан и константан излаз једносмерног напона, за филтрирање хармонијских компоненти користи се филтер типа π. Коначно, одговарајући просечни напон се шаље на ДЦ волтметар. Да би основни ниво капацитивности одговарао нивоу од 2В дигиталног мултиметра, фреквенција високофреквентног синусоидног сигнала се бира као 1МХз (ако је фреквенција превисока, треба узети у обзир параметре дистрибуције), ефективну вредност напона је 1В, а производ фактора појачања кола и отпора повратне спреге Рф је, тако да Опсег једносмерног напона дигиталног мултиметра од 200мВ одговара опсегу капацитивности од 0,2пФ, а 200В одговара опсег капацитивности од 200пФ. Опсег мерења је 10-4 до 102пФ, а резолуција 10-4пФ.
