精密電容測量儀

本例展示的是一種價格低廉但卻十分精確的電容測量儀。這是一款精度高于1pF的微量電容測量儀器，專用于電容式油位計(jì)。用戶可以通過修改元件值，任意調(diào)整該測量儀的電容適用范圍。由于該測量儀的設(shè)計(jì)初衷是用于油位測量，因此其電源部件被設(shè)計(jì)為能夠承受摩托車或汽車供電過程中可能發(fā)生的電壓瞬變。

U3A是一種使用陶瓷諧振器(Y1)的振蕩器。U3C到U3F的輸出電路以455kHz的頻率給電容器充放電。充電電流流經(jīng)R8，差分放大器U4對充電電流進(jìn)行濾波和放大。放電電流流經(jīng)D3。R8的平均電流與電容成正比。

電容器的充電電壓等于U2的固定電壓—5.74V加上D1的壓降數(shù)。D1的壓降數(shù)取決于溫度，恰好能夠抵消D3的溫度變化。

如果輸出電壓為5V,假設(shè)放大器增益為AV，則最大電容(C)的計(jì)算公式如下：

C=5V/(5.74V×AV×R8×455,000Hz)

本例中，AV=10，所以C=128pF。如需減小C的值，僅調(diào)高R8的值即可。

被測電容器必須滿額充放電，但是測量大容量電容器時，R8的值不能降得過多。最好的辦法是減小充放電頻率，如使用4060Hz，再選擇合適的輸出電路。然后，通過調(diào)整R8放大器增益進(jìn)行微調(diào)。