[發明專利]多量程電容測量電路、裝置及方法

有效

• 申請號: 201710181065.4
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106841820B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 楚錦霞;張升義;屠禮芬;李衛中;肖永軍;方天紅
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R15/08
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 唐維虎

1.一種多量程電容測量電路，其特征在于，包括方波產生電路(10)、波形整形電路(30)、單片機最小系統(50)及顯示器(70)，所述方波產生電路(10)包括NE555芯片(11)、電阻網絡(12)和參考電容(C)，所述單片機最小系統(50)包括電性連接的單片機(51)、時鐘電路(52)、復位電路(53)和擴展按鍵(54),所述電阻網絡(12)包括電阻矩陣(121)及與所述電阻矩陣(121)連接的第一多路開關(123)，所述電阻矩陣(121)包括多個阻值不同的電阻，所述第一多路開關(123)包括多個與所述電阻一一連接的第一開關及控制多個所述第一開關的第一控制芯片，多個所述電阻并聯；

待測電容(Cx)的一端與所述NE555芯片(11)的2引腳和6引腳連接、另一端接地，所述電阻網絡(12)的一端與所述NE555芯片(11)的2引腳和6引腳連接、另一端與電源(VCC)連接，所述第一多路開關(123)的第一控制芯片與所述單片機(51)連接，所述參考電容(C)的一端與所述NE555芯片(11)的5引腳連接、另一端接地，所述NE555芯片(11)的8引腳和4引腳與所述電源(VCC)連接，所述NE555芯片(11)的3引腳與所述波形整形電路(30)連接，所述單片機最小系統(50)與所述波形整形電路(30)和所述顯示器(70)分別連接；

所述單片機(51)控制所述第一控制芯片選擇閉合不同的所述第一開關，繼而改變所述電阻矩陣(121)接入的電阻，從而調整所述多量程電容測量電路的量程。

2.根據權利要求1所述的多量程電容測量電路，其特征在于，所述方波產生電路(10)還包括誤差補償模塊(13)，所誤差補償模塊(13)包括電容矩陣(131)及與所述電容矩陣(131)連接的第二多路開關(133)，所述電容矩陣(131)包括多個電容值不同的標準電容，所述第二多路開關(133)包括多個與所述標準電容一一對應的第二開關及控制多個所述第二開關的第二控制芯片，多個所述標準電容并聯；

所誤差補償模塊(13)一端與所述NE555芯片(11)的2引腳和6引腳連接、另一端接地，所述第二多路開關(133)的第二控制芯片與所述單片機(51)連接；

所述單片機(51)預存有與多個所述標準電容一一對應的理論脈沖頻率，所述單片機(51)控制所述第二控制芯片選擇閉合不同的所述第二開關，繼而改變所述電容矩陣(131)接入的標準電容，獲得多個實際脈沖頻率，根據實際脈沖頻率與所述理論脈沖頻率的函數關系進行誤差補償。

3.根據權利要求2所述的多量程電容測量電路，其特征在于，所述第一多路開關(123)和所述第二多路開關(133)為單8通道數字控制模擬電子開關CD4051。

4.根據權利要求3所述的多量程電容測量電路，其特征在于，所述方波產生電路(10)的輸出頻率范圍為500Hz到50KHz之間。

5.根據權利要求4所述的多量程電容測量電路，其特征在于，所述電阻矩陣(121)包括八個所述電阻，其中，六個所述電阻的阻值分別為14Ω、140Ω、1.4KΩ、14KΩ、140KΩ和1.4MΩ。

6.根據權利要求4所述的多量程電容測量電路，其特征在于，所述電容矩陣(131)包括八個電容值不同的標準電容，八個所述標準電容的電容值分別為20pF、100pF、500pF、5nF、50nF、500nF、5uF和50uF。