[實用新型]一種具有精確測量電容功能的萬用表

無效

• 申請號: 200720002915.1
• 申請日: 2007-01-30
• 公開（公告）號: CN201057533Y
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12;G01R27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型一般涉及萬用表測量工作領域，更特別涉及高效率、高精確度的萬用表電容測量的領域。

背景技術

電容測量是萬用表的一個所希望的特征。該特征允許用戶方便的測量出被測電容的容值，并將所測值顯示在屏幕上可以讀取、查看或者保存。

在現有技術中已經使用了很多方法來實現這種功能。目前公知的有諧振法、頻率法等測試電容的方法。這些方法雖然成本低廉，但是測量精度不高、測量時間長，只能用于泛泛的電容值的測量。

圖1所示的為諧振法測量電容的原理：

電路的核心部分Cx→V轉換電路采用簡單的有源RC反相微分和積分電路。文氏振蕩器產生一固定頻率的交流信號Vr，它激勵Cx→V轉換電路，得到一個與Cx成正比的交流電壓V0(V1)，經二階帶通濾波器濾波，濾除固定頻率以外的雜波后，再經AC/DC轉換后得到與Cx成正比的直流輸出電壓V。測量直流輸出電壓V，就可以計算出Cx。

除此之外，還有采用電壓源充電、RC電路放電，利用電壓比較器和計數器來測量充電時間的方法來測量電容值。這種充放電的方法與本發明方法有類似之處，但是這種測量電容的方法依然具有精確度不高，放電時間長的缺點。而且，不同容值的電容接入的時候，放電的時間是隨電容的增大而增大的。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種具備高精確度、測量時間短的電容測量功能的萬用表。

本實用新型提出一種具有鏡像恒流源測電容功能的萬用表，包括：鏡像恒流源充放電模塊2、電壓檢測模塊3、控制模塊4、時鐘發生器1，原理框圖如圖2所示。

上述的鏡像恒流源充放電模塊2，與被測電容5的一端A相連，用于給被測電容5充、放電。

上述的電壓檢測模塊3，輸入與被測電容5的一端A相連，用于檢測被測電容5A端的電壓值。

上述的控制模塊4，與鏡像恒流源充放電模塊2的控制端連接，控制充電回路的通斷以及放電回路的通斷；所述控制模塊4還與電壓檢測模塊3相連，獲得被測電容5上的電壓信息。

上述的鏡像恒流源充放電模塊2包括恒流源11、鏡像電路13、充放電電路12、充放電開關控制電路14。

上述的恒流源11為充電電路、放電電路提供電源；

上述的充放電電路12用以給被測電容5充電、放電；

上述的鏡像電路13使得被測電容5的充電電流I1與放電電流I2成比例關系，即I1＝K×I2，其中K為一常數；

上述的充放電開關控制電路14用以控制充電電路的通斷以及放電電路的通斷。

控制模塊4可以固定充電時間，測量電容的充電以前的電壓和充電以后的電壓的差值，從而計算出電容值。

控制模塊4也可以固定充電的電壓值，當電容上的電壓達到預定值的時候，測量充電過程的時間，從而計算出電容值。

本實用新型與現有技術相比較有如下有益效果：

1.提高萬用表測量電容的精度。

2.縮短測量電容的時間，尤其是測量大容值的電容的時候，測量時間不增加。

附圖說明

圖1顯示了諧振法測量電容的原理圖

圖2的簡化方框圖顯示了本實用新型的原理框圖

圖3顯示了本實用新型實施例1的原理框圖

圖4顯示了實施例1的被測電容上的電壓波形圖

圖5顯示了本實用新型實施例2的原理框圖

圖6顯示了實施例2的測電容上的電壓、比較電壓器CV1與比較電壓器CV2的波形時序圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

實施例1

本實施例的測電容的原理框圖如圖3所示，包括：鏡像恒流源充放電模塊24、電壓檢測模塊23、控制模塊22、一個時鐘發生器21。

所述的鏡像恒流源充放電模塊24包括一個恒流源、一個充放電電路、一個鏡像電路、一個充放電開關控制電路。

所述的充放電電路由兩個二極管D1、D2構成，通過D1向被測電容Cx充電，為充電電路；??通過D2從被測電容Cx放電，為放電電路；

所述鏡像電路由三極管Q1、三極管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R構成，對于本技術領域熟知的人知道，還可以有許多其他方式組成的鏡像電路，此處僅舉一例。其中，調節電阻R1與R2的比值就可以改變充電電流I1與放電電流I2的比值，此處，我們讓R1＝R2，這樣就有I1＝I2。