[實用新型]電容測量電路及裝置

有效

• 申請號: 201720299336.1
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206684233U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 張升義;彭祺;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
• 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

技術領域

本實用新型涉及電容測量技術領域，具體而言，涉及一種電容測量電路及裝置。

背景技術

隨著電子技術的快速發展，便捷的電容測量方法的需求越來越迫切，市場上大多常見的電容容量多在納法級，目前常用的電容測量儀器，大多是模擬電路，如電橋電路等，其測量方法主要時通過電感耦合交流電橋、雙T網絡等。這些方法雖然能進行精密電容測量，但是需要有高精度的標準電容和熟練的調節平衡，儀器結構復雜，操作不便，難以滿足實際的應用需求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種電容測量電路及裝置，以解決上述問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種電容測量電路，包括方波產生電路、波形整形電路、單片機最小系統及顯示器，所述方波產生電路包括NE555芯片、振蕩電阻和參考電容，所述單片機最小系統包括電性連接的單片機、時鐘電路、復位電路和擴展按鍵；

待測電容的一端與所述NE555芯片的2引腳和6引腳連接、另一端接地，所述振蕩電阻的一端與所述NE555芯片的2引腳和6引腳連接、另一端與電源連接，所述參考電容的一端與所述NE555芯片的5引腳連接、另一端接地，所述NE555芯片的8引腳和4引腳與所述電源連接，所述NE555芯片的3引腳與所述波形整形電路連接，所述單片機最小系統與所述波形整形電路和所述顯示器分別連接。

可選地，所述方波產生電路的輸出頻率在500Hz到50KHz之間。

可選地，所述波形整形電路包括六路施密特觸發反向器74LS14。

可選地，所述單片機為STC51單片機。

可選地，所述單片機采用LQFP-44封裝的STC12C5A60S2。

可選地，所述顯示器為NOKIA5110顯示屏。

可選地，所述擴展按鍵采用標準4×4鍵盤。

一種電容測量裝置，所述電容測量裝置包括封裝外殼、PCB板和上述的電容測量電路，所述封裝外殼是由頂面、底面、第一側面、第二側面、第三側面和第四側面圍合而成的立方體結構，所述方波產生電路、波形整形電路、單片機最小系統通過PCB板連接并設置在所述封裝外殼內，所述顯示器和擴展按鍵設置于所述頂面；

所述第三側面上設置有第一引腳和第二引腳，所述第一引腳與所述NE555芯片的2引腳和6引腳分別連接，所述第二引腳接地，所述待測電容通過所述第一引腳和第二引腳連接在所述NE555芯片的2引腳和6引腳與地之間。

可選地，所述第二側面開設有多個第一散熱孔，所述第四側面開設有多個第二散熱孔，所述多個第二散熱孔與所述多個第一散熱孔相對設置，所述第一側面設置有充電接頭。

可選地，所述底面設置有多個第三散熱孔、多個第四散熱孔和多個減震橡膠墊，所述多個第三散熱孔沿所述第二側面和底面的公共邊的延伸方向設置，所述多個第四散熱孔沿所述第四側面和底面的公共邊的延伸方向設置，所述多個減震橡膠墊沿所述第一側面和底面的公共邊以及所述第三側面和底面的公共邊的延伸方向設置。

本實用新型提供的電容測量電路及裝置，通過設置振蕩電阻的阻值，可使NE555芯片輸出不同頻率的方波信號，以測量不同電容值的待測電容。方波信號從NE555芯片的3腳輸出，經波形整形電路進行波形整形后，送至單片機。由單片機對整形后的方波信號的上升沿捕獲定時計數，并根據計數時間間隔和計數值計算方波脈沖的頻率。最后，根據方波脈沖的頻率與待測電容的電容值的函數關系，即可計算出待測電容的電容值，并發送至顯示器進行顯示。該電容測量電路及裝置，電路簡單，操作簡便，測量范圍可調，滿足實際的應用需要。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種電容測量電路的方框示意圖。

圖2為圖1中方波產生電路的電路連接圖。

圖3為圖1中單片機最小系統的方框示意圖。

圖4為本實用新型實施例提供的一種電容測量裝置的結構示意圖。

圖5為本實用新型實施例提供的一種電容測量裝置的另一視角的結構示意圖。