CN103926442B - 一种带电容数值测量功能的指针式万用表 - Google Patents

Abstract

一种带电容数值测量功能的指针式万用表，包括万用表表体，所述万用表表体包括表盘、表头、机械调零电位器、转换开关、红表笔和黑表笔，万用表表体内部有常规电路，所述万用表表体内部还设置有RC低频振荡电路，所述RC低频振荡电路包括两个NPN型三极管V1和V2、电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，本发明结构简单、使用方便、能直观显示电容值。

Description

一种带电容数值测量功能的指针式万用表

技术领域

本发明涉及一种电工仪表，尤其指一种带电容数值测量功能的指针式万用表。

背景技术

指针式万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数。目前使用的指针式万用表都不能直接测量电容值，电器工程技术人员要测量电容必须使用专用的测量仪器，此类仪器体积较大、携带不便，在实际运用中显得十分不便。当今世界随着科技的发展和生产力的不断向前推进，电气工程及其自动化的应用将不断普及和扩大。作为元器件的电容器在电路中应用的广泛性和重要性是不言而喻的。因此熟练掌握一种简单灵活的测量电容的方法是非常必要的。

由河南理工大学岳玲玲发表在《时代报告（学术版）》2011年12月（上）中的《浅谈指针式万用表测量常用电容》（中图分类号：TM533文献标识码：A文章编号：41-1413（2011）12-0000-01）介绍了指针式万用表判别电容好坏的方法和测量电容器容量的方法，介绍了用万用表判别电容的好坏，介绍了用万用表电阻档测量电解电容，介绍了用50型万用表交流电压档检测电容器的方法。虽然文章中介绍了利用电阻档或者电压档来测量电容值的方法，但是此种方法是利用了万用表上电阻或者电压档的读数来间接的反映所测电容的电容值，不直观而且测量存在较大误差，对电容的测量范围也比较小。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中指针式万用表不能直接测量电容值的问题，提供一种结构简单、使用方便、能直观显示电容值的带电容数值测量功能的指针式万用表。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案为：一种带电容数值测量功能的指针式万用表，包括万用表表体，所述万用表表体包括表盘、表头、机械调零电位器、转换开关、红表笔和黑表笔，万用表表体内部有常规电路，所述万用表表体内部还设置有RC低频振荡电路，所述RC低频振荡电路包括两个NPN型三极管V1和V2、电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，V1的集电极与V2的基极相连，V1的集电极与电源正极之间连接有电阻R1,V1的发射极与V2的发射极之间连接有电阻R2，V2的发射极与V1的基极之间连接有电阻R4，V1的发射极与基极之间连接有电阻R3和电容C1，电阻R3和电容C1串联，电阻R3与电容C1的相接处与电源负极连接，其中R1、R2、R3、R4的取值范围分别为：5.6千欧至15千欧、2.7千欧至8.2千欧、330欧至1.2千欧、100千欧至1.5兆欧，电容C1的取值范围为：1微法至10微法，所述表盘内还设置有电容值刻度条。

所述万用表表体内部还设置有兆欧测量电路，包括电阻R5和调零电阻RL和NPN型三极管V3,V3的发射极与电源负极相连，电源正极依次与电阻R5、调零电阻RL串联，V3的集电极与调零电阻RL的一侧相连。

所述NPN型三极管V1、V2的型号为9013硅管。

所述NPN型三极管V3的型号为9013硅管。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、由于本设计在表体的内部加设了一个RC低频振荡电路，采用容抗法，让低频信号通过被测电容，由此得出不同数值并反映在表头内的电容值刻度条上，结构简单、使用方便、能直观显示电容值。

2、由于本设计在表体的内部加设了一个兆欧测量电路，可以测量阻值很大的电阻，元件少，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中RC振荡电路的电路图；

图3为本发明中有兆欧测量电路的电路图。

其中，万用表表体1，表盘2，表头3，机械调零电位器4，转换开关5，红表笔6，黑表笔7，电容值刻度条8。

具体实施方式

下面结合示意图1至图3对本发明作进一步说明。

一种带电容数值测量功能的指针式万用表，包括万用表表体1，所述万用表表体1包括表盘2、表头3、机械调零开关4、转换开关5、红表笔6和黑表笔7，万用表表体1内部有常规电路，所述万用表表体1内部还设置有RC低频振荡电路，所述RC低频振荡电路包括两个NPN型三极管V1和V2、电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，V1的集电极与V2的基极相连，V1的集电极与电源正极之间连接有电阻R1,V1的发射极与V2的发射极之间连接有电阻R2，V2的发射极与V1的基极之间连接有电阻R4，V1的发射极与基极之间连接有电阻R3和电容C1，电阻R3和电容C1串联，电阻R3与电容C1的相接处与电源负极连接，其中R1、R2、R3、R4的取值范围分别为：5.6千欧至15千欧、2.7千欧至8.2千欧、340欧至1.2千欧、100千欧至1.5兆欧，电容C1的取值范围为：1微法至10微法，所述表盘2内还设置有电容值刻度条8。

所述万用表表体1内部还设置有兆欧测量电路，包括电阻R5和调零电阻RL和NPN型三极管V3，V3的发射极与电源负极相连，电源正极依次与电阻R5、调零电阻RL串联，V3的集电极与调零电阻RL的一侧相连。

所述NPN型三极管V1、V2的型号为9013硅管。

所述NPN型三极管V3的型号为9013硅管。

参见图1和图2，现就RC低频振荡电路进行说明。本发明中电容的测量采用容抗法。众所周知，不同大小的电容通过特定频率的信号时，得到的幅度是不一样的，根据这个特征来测量电容的大小值。使用时，将转换开关5拨到测量电容的档位上，电路启动，由于RC低频振荡电路的两端分别与红表笔6和黑表笔7相连，即将低频信号加到万用表的两只表笔之上，再用红表笔6和黑表笔7接触待测电容两端，使表头3得到偏转，根据电容值刻度条8得出所测电容的电容值。低频振荡电路的原理参见图2，测量时，电流从电池正极通过电阻R1，经由NPN型三极管V2的基极、发射级、R3、R4到地，此时NPN型三极管V2导通，V2的集电极与发射极之间导通，NPN型三极管V2的发射极为高电压，通过R4向电容C1充电；当C1上端的电压大于NPN三极管V1的发射极的电压0.6V时，NPN型三极管V1导通，V2的基极为低电位，NPN型三极管V2截止，完成一个振荡周期，同时在V2的发射极输出振荡信号，加到正表笔，振荡信号通过待测电容加到黑表笔7，由放大电路将信号放大以推动表头3指示读数，此时可以根据表头3在电容值刻度条8上指示的刻度读出所测电容的电容值。在RC振荡电路中，R4和C1为定时元件，R4、C1增大频率会降低，反之振荡频率增高，RC振荡电路中电容和电阻的优选值为：电阻R1为10千欧（欧姆）、R2为5.6千欧、R3为1千欧、R4为1兆欧，电容C1为1微法。兆欧测量电路参见图3，包括电阻R5和NPN型三极管V3。测量时，将转换开关5掷于兆欧档，红表笔6和黑表笔7短接调零后，将待测兆欧电阻置于红表笔6与黑表笔7之间，此时有微弱的电流（大约零点五微安）经由NPN三极管V3的基极流向发射极、电源负极，与此同时，NPN三极管V3的集电极将有被放大的电流输出，即流经待测兆欧电阻的电流被放大，以推动表头3偏转以获得读数。调零电阻RL的两端连接有表头3，兆欧的刻度条与原欧姆刻度条共用。中心值设计为17欧姆，兆欧档是在×10K档的后面增加一个×1M档，使用方法与其他欧姆档方法一样，最大有效值能测量到200兆。电容测量设计为两个量程：即5000PF和5000NF，在选定档位后，电路将自动启动工作，将被测电容接到两表笔之间，在电容值刻度条8上直接读出电容数值。本发明结构简单、使用方便、能直观显示电容值。

Claims (4)

1.一种带电容数值测量功能的指针式万用表，包括万用表表体（1），所述万用表表体（1）包括表盘（2）、表头（3）、机械调零电位器（4）、转换开关（5）、红表笔（6）和黑表笔（7），万用表表体（1）内部有常规电路，其特征在于：所述万用表表体（1）内部还设置有RC低频振荡电路，所述RC低频振荡电路包括两个NPN型三极管V1和V2、电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，V1的集电极与V2的基极相连，V1的集电极与电源正极之间连接有电阻R1,V1的发射极与V2的发射极之间连接有电阻R2，V2的发射极与V1的基极之间连接有电阻R4，V1的发射极与基极之间连接有电阻R3和电容C1，电阻R3和电容C1串联，电阻R3与电容C1的相接处与电源负极连接，其中R1、R2、R3、R4的取值范围分别为：5.6千欧至15千欧、2.7千欧至8.2千欧、330欧至1.2千欧、100千欧至1.5兆欧，电容C1的取值范围为：1微法至10微法，所述表盘（2）内还设置有电容值刻度条（8）。

2.根据权利要求1所述的一种带电容数值测量功能的指针式万用表，其特征在于：所述万用表表体（1）内部还设置有兆欧测量电路，包括电阻R5和调零电阻RL和NPN型三极管V3,V3的发射极与电源负极相连，电源正极依次与电阻R5、调零电阻RL串联，V3的集电极与调零电阻RL的一侧相连。

3.根据权利要求1所述的一种带电容数值测量功能的指针式万用表，其特征在于：所述NPN型三极管V1、V2的型号为9013硅管。

4.根据权利要求2所述的一种带电容数值测量功能的指针式万用表，其特征在于：所述NPN型三极管V3的型号为9013硅管。