[發(fā)明專利]電容測量裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010121059.8
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN101799496A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧佳菁;臧玉倫
• 申請（專利權(quán)）人: 臧佳菁
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R31/00
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 44254
• 代理人: 王雄杰

1.一種電容測量裝置，包括可變增益的放大器、微處理器及顯示 器，其特征在于所述微處理器接收四門限數(shù)字比較器和快速模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號，并輸出經(jīng)處理的測量結(jié)果到所述顯 示器；所述微處理器根據(jù)被測電容的容量選擇正負恒流源大小 和所述可變增益的放大器的放大倍數(shù)，并通過所述快速模擬/ 數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量經(jīng)所述可變增益的放大器放大的被測電容上的 電壓；所述快速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的測量結(jié)果輸出到所述四門限 數(shù)字比較器；所述快速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出分別與四個不同 的數(shù)字值進行比較，所述四個不同的數(shù)字值分別設(shè)定充電數(shù)字 門限值V1，放電數(shù)字門限值V2作為充放電門限；在V1與V2 之間設(shè)置V3和V4兩個數(shù)字門限值作為測量被測電容充放電時 間的區(qū)間，以消除電容器吸收效應對電容測量帶來的影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測量裝置，其特征在于所述微處理 器設(shè)定所述的四門限數(shù)字比較器設(shè)定四個門限值組合，改變電 容測量時的充、放電門限，以改變測量電容值所取的電壓變化 范圍，同時也改變電容測量時的偏置電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容測量裝置，其特征在于所述快 速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器把經(jīng)過所述可變增益的放大器放大后的被 測電容上的電壓快速轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送到所述四門限數(shù)字比較 器與四個預設(shè)的門限進行數(shù)字比較，把比較結(jié)果送到微處理器 進行處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容測量裝置，其特征在于所述快速模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器把經(jīng)過所述可變增益放大器放大后的被測電容 上的電壓數(shù)值，提供給所述四門限數(shù)字比較器與四個門限值進 行比較，比較結(jié)果送所述微處理器進行處理；當放電電壓小于 V1數(shù)字門限值時，所述微處理器控制恒流源變?yōu)檎蚝懔髟聪? 被測電容充電；當充電電壓大于V2數(shù)字門限值時，所述微處 理器控制恒流源變?yōu)樨撓蚝懔髟词贡粶y電容放電；所述微處理 器對充電或放電處于V3和V4兩個數(shù)字門限值間的時間間隔進 行測量，計算出被測電容的容量大小，并進行顯示。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測量裝置，其特征在于所述正負恒 流源受所述微處理器的控制輸出不同大小和方向的恒定電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測量裝置，其特征在于在測量開始 階段，利用對電容上的電壓變化情況的快速測量，快速自動選 擇電容測量量程，通過改變所述正負恒流源的大小和所述可變 增益的放大器的放大倍數(shù)來改變電容測量量程。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容測量裝置，其特征在于所述微處理 器能夠改變四門限數(shù)字比較器的四個門限值設(shè)置，改變電容測 量時充電和放電的門限值V1、V2以及實際測量電容量的門限 值V3、V4，以獲得適當?shù)臏y量偏置電壓、充放電范圍和更好 的吸收效應消除效果。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容測量裝置，通過對被測電容的恒流 正向充電和反向放電，所述微處理器根據(jù)正向充電和反向放電 經(jīng)過所述四門限數(shù)字比較器預定的兩個門限值V3、V4之間的 時間，以及所述正負恒流源的數(shù)值大小，計算并各得到一次電 容值的測量結(jié)果，加快了測量速度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容測量裝置，其特征在于所述可變增 益的放大器把電容上的電壓放大到適合快速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器 測量的范圍。