CN210572495U

CN210572495U - 自测量电路

Info

Publication number: CN210572495U
Application number: CN201920985554.XU
Authority: CN
Inventors: 曹志广; 张珽; 李铁; 孙富钦; 李玥
Original assignee: Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-06-27

Abstract

本实用新型提供了一种自测量电路，包括：微分电路，用于接收输入的交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为标准器件的情况下根据输入的交流电压信号产生标准交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为待测器件的情况下根据输入的交流电压信号产生待测交流电压信号；交直流转换电路，用于将标准交流电压信号转换为标准直流电压信号，且还用于将待测交流电压信号转换为待测直流电压信号；计算电路，用于根据标准直流电压信号、待测直流电压信号以及与待测器件对应的标准器件的电气参数值计算出待测器件的电气参数值。本实用新型的自测量电路电路结构简单，成本较低，易于大规模生产应用，具有很好的实用性。

Description

自测量电路

技术领域

本实用新型属于测试电路技术领域，具体地讲，涉及一种能够对电容器的电容值或电阻器的电阻值进行测量的自测量电路。

背景技术

现有的电子元器件的测量方法，例如电容器的电容值的测量方法包括谐振法、充放电法、电桥法等。

谐振法是将待测电容器接入LC电路或RC电路中，并将待测电容器的应变转化为谐振频率的变化，通过频率变化来计算待测电容器电容值。但是，这种方法不适于自动测量和在线测量，因此不便于生产化使用。

充放电法是利用交流信号对待测电容器进行充电，然后将充电完成的待测电容器接入放电电路，通过测量待测电容器的放电时间来计算待测电容器的电容值。但是，这种方法因接入开关容易受寄生电容的干扰，从而导致待测电容器的电容值测量不准确。

电桥法是将待测电容器接入交流电桥，通过调整电阻值已知的可变电阻和电容值已知的可调电容(非待测电容)使交流电桥平衡，从而根据平衡条件计算出待测电容器的电容值。但是，这种方法成本较高且非线性输出，其中，非线性输出指的是待测电容与可调电阻或可调电容为非线性关系，从而导致待测电容不易计算。

因此，鉴于上述各测量方法存在的不足，迫切需要提供一种能够解决上述现有各测量方法存在的不足的测量方法。

实用新型内容

为了解决上述各测量方法存在的不足，本申请提供了一种自测量电路。

根据本实用新型的一方面，提供了一种自测量电路，所述自测量电路包括：微分电路，用于接收输入的交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为标准器件的情况下根据输入的交流电压信号产生标准交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为待测器件的情况下根据输入的交流电压信号产生待测交流电压信号；交直流转换电路，用于将标准交流电压信号转换为标准直流电压信号，且还用于将待测交流电压信号转换为待测直流电压信号；计算电路，用于根据标准直流电压信号、待测直流电压信号以及与待测器件对应的标准器件的电气参数值计算出待测器件的电气参数值。

进一步地，所述自测量电路还包括：信号源，用于产生具有稳定频率的所述输入的交流电压信号。

进一步地，所述自测量电路还包括：缓冲电路，用于对所述信号源向所述微分电路提供的所述输入的交流电压信号进行稳幅。

进一步地，所述标准器件包括电容值已知的标准电容器以及电阻值已知的标准电阻器；所述待测器件为电容值待测的待测电容器，所述电气参数值为电容值；或者所述待测器件为电阻值待测的待测电阻器，所述电气参数值为电阻值。

进一步地，所述微分电路包括：第三运算放大器、第一器件、第二器件和第八电阻器，第一器件的第一端用于接收输入的交流电压信号，第一器件的第二端连接第三运算放大器的反相输入端，第二器件的第一端连接第一器件的第二端，第二器件的第二端连接第三运算放大器的输出端并连接至交直流转换电路，第八电阻器的第一端电性接地，第八电阻器的第二端连接第三运算放大器的正向输入端；其中，第一器件为标准电容器，第二器件为标准电阻器，或者第一器件为待测电容器，第二器件为标准电阻器，或者第一器件为标准电容器，第二器件为待测电阻器。

进一步地，所述信号源包括：第一运算放大器、第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一二极管和第二二极管；第一电阻器的第一端和第一电容器的第一端电性接地，第一电阻器的第二端、第一电容器的第二端、第二电容器的第二端连接在一起并连接至第一运算放大器的反相输入端，第二电容器的第一端连接到第二电阻器的第一端，第二电阻器的第二端连接至第一运算放大器的输出端，以输出所述交流电压信号，第三电阻器的第二端电性接地，第三电阻器的第一端与第四电阻器的第一端连接在一起并连接至第一运算放大器的正相输入端，第五电阻器的第一端、第一二极管的正极以及第二二极管的负极连接在一起并连接至第四电阻器的第二端，第五电阻器的第二端、第一二极管的负极以及第二二极管的正极连接在一起并连接至第一运算放大器的输出端。

进一步地，所述缓冲电路包括：第二运算放大器、第六电阻器和第七电阻器；第六电阻器的第一端连接至信号源，第六电阻器的第二端连接至第二运算放大器的正相输入端，第七电阻器的第一端与第二运算放大器的输出端连接在一起并连接至微分电路，第七电阻器的第二端连接至第二运算放大器的反相输入端。

进一步地，所述第七电阻器的电阻值与所述第六电阻器的电阻值相等。

进一步地，所述输入的交流电压信号为正弦信号。

本实用新型的有益效果：本实用新型的自测量电路采用了微分电路，这样可以测量较小电容值的电容器或者较小电阻值的电阻器，并且可通过调节非待测电阻器的电阻值来改变待测电容器的测量档位(即不同的电容值)，或者可通过调节非待测电容器的电容值来改变待测电阻器的测量档位(即不同的电阻值)。此外，本实用新型的自测量电路的测量过程较为简单，计算电路根据微分电路的输出的交流电压信号就可以直接计算得出待测器件的电学参数值，无需现有技术中的采用复杂数字电路进行频率计算。进一步地，本实用新型的自测量电路电路结构简单，成本较低，易于大规模生产应用，具有很好的实用性。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本实用新型的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本实用新型的第一实施例的自测量电路的原理图；

图2是根据本实用新型的第一实施例的自测量电路的电路图；

图3是根据本实用新型的第二实施例的自测量电路的原理图；

图4是根据本实用新型的第二实施例的自测量电路的电路图；

图5是根据本实用新型的第三实施例的自测量电路的原理图；

图6是根据本实用新型的第三实施例的自测量电路的电路图。

具体实施方式

以下，将参照说明书附图来详细描述本实用新型的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本实用新型，并且本实用新型不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本实用新型的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本实用新型的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

图1是根据本实用新型的第一实施例的自测量电路的原理图。

参照图1，根据本实用新型的第一实施例的自测量电路包括：微分电路100、交直流转换电路200以及计算电路300。

具体地，微分电路100用于接收输入的交流电压信号Ui(t)。这里，交流电压信号Ui(t)可以是正弦信号，但本实用新型并不限制于此。

进一步地，微分电路100还用于在微分电路100中的器件为标准器件的情况下根据输入的交流电压信号Ui(t)产生标准交流电压信号Uo_s(t)。这里，微分电路100中的标准器件包括电容值已知的标准电容器及电阻值已知的标准电阻器。

此外，在测量过程中，可自动化地且在线实时地将标准电容器更换为待测电容器，或者将标准电阻器更换为待测电阻器，以便自动化地且在线实时地测量待测电容器的电容值或者待测电阻器的电阻值。

进一步地，微分电路100还用于在微分电路100中的器件为待测器件的情况下根据输入的交流电压信号Ui(t)产生待测交流电压信号。这里，如上所述，待测器件可以是电容值待测的待测电容器，也可以是电阻值待测的待测电阻器。需要进一步说明的是，当待测器件是待测电容器时，微分电路100中的电阻器为标准电阻器；而当待测器件是待测电阻器时，微分电路100中的电容器为标准电容器。

更进一步地，当待测器件是电容值待测的待测电容器时，微分电路100根据输入的交流电压信号Ui(t)产生第一待测交流电压信号Uo_T1(t)；而当待测器件是电阻值待测的待测电阻器时，微分电路100根据输入的交流电压信号Ui(t)产生第二待测交流电压信号Uo_T2(t)。需要说明的是，由于输入的交流电压信号Ui(t)为正弦信号，因此输入的交流电压信号Ui(t)经微分电路100处理后，相应产生的标准交流电压信号Uo_s(t)或第一待测交流电压信号Uo_T1(t)或第二待测交流电压信号Uo_T2(t)均为正弦信号。

交直流转换电路200用于将标准交流电压信号Uo_s(t)转换为标准直流电压信号Uo_s。进一步地，交直流转换电路200还用于将待测交流电压信号转换为待测直流电压信号。

这里，当待测器件是电容值待测的待测电容器时，交直流转换电路200还用于将第一待测交流电压信号Uo_T1(t)转换为第一待测直流电压信号Uo_T1；当待测器件是电阻值待测的待测电阻器时，交直流转换电路200还用于将第二待测交流电压信号Uo_T2(t)转换为第二待测直流电压信号Uo_T2。

计算电路300用于根据标准直流电压信号、待测直流电压信号以及与待测器件对应的标准器件的电气参数值计算出待测器件的电气参数值。这里，与待测器件对应的标准器件指的是：如果待测器件为待测电容器，则对应的标准器件为标准电容器，即标准电容器的电气参数值(即标准电容器的电容器值)；而如果待测器件为待测电阻器，则对应的标准器件为标准电阻器，即标准电阻器的电气参数值(即标准电阻器的电阻器值)。

因此，当待测器件是电容值待测的待测电容器时，计算电路300用于根据标准直流电压信号Uo_s、第一待测直流电压信号Uo_T1以及与标准电容器的电容器值计算出待测电容器的电容值；而当待测器件是电阻值待测的待测电阻器时，计算电路300用于根据标准直流电压信号Uo_s、第二待测直流电压信号Uo_T2以及与标准电阻器的电阻器值计算出待测电阻器的电阻值。具体的计算过程将在下面论述。

以下，将参照第一实施例的具体电路图对第一实施例的自测量电路的工作过程进行详细描述。图2是根据本实用新型的第一实施例的自测量电路的电路图。

参照图2，微分电路100包括：第三运算放大器A3、第一器件Cx、第二器件Rx和第八电阻器R8。

第一器件Cx的第一端用于接收输入的交流电压信号Ui(t)，第一器件Cx的第二端连接第三运算放大器A3的反相输入端，第二器件Rx的第一端连接第一器件Cx的第二端，第二器件Rx的第二端连接第三运算放大器A3的输出端并连接至交直流转换电路200，第八电阻器R8的第一端电性接地，第八电阻器R8的第二端连接第三运算放大器A3的正向输入端。

当微分电路100的第三运算放大器A3的输出端需要输出标准交流电压信号Uo_s(t)时，第一器件Cx为标准电容器，第二器件Rx为标准电阻器；当微分电路100的第三运算放大器A3的输出端需要输出第一待测交流电压信号Uo_T1(t)时，第一器件Cx为待测电容器，第二器件Rx为标准电阻器；当微分电路100的第三运算放大器A3的输出端需要输出第二待测交流电压信号Uo_T2(t)时，第一器件Cx为标准电容器，第二器件Rx为待测电阻器。

在本实施例中，标准电阻器可以是可变电阻器，即电阻值可动态调节的电阻器，但本实用新型并不限制于此。另外，标准电容器也可以是可变电容器，即电容值可动态调节的电容器，但本实用新型并不限制于此。

此外，如上所述，在测量过程中，第一器件Cx或者第二器件Rx均可以被自动化的替换，从而可以自动化的测量第一器件Cx或者第二器件Rx的电学参数值。

进一步地，微分电路100的第三运算放大器A3的输出端输出的交流电压(标准交流电压信号Uo_s(t)或者第一待测交流电压信号Uo_T1(t)或者第二待测交流电压信号Uo_T2(t))与第一器件Cx的电学参数值成正比，且与第二器件Rx的电学参数值成正比，且与输入的交流电压信号Ui(t)对时间t的微分dUi(t)/dt成正比，而输入的交流电压信号Ui(t)不变，即输入的交流电压信号Ui(t)对时间t的微分dUi(t)/dt不变，那么第三运算放大器A3的输出端输出的交流电压就随第一器件Cx或第二器件Rx的改变而在线实时地改变，从而可以在线实时地测量第一器件Cx或者第二器件Rx的电学参数值。也就是说，第三运算放大器A3的输出端输出的交流电压为线性输出，从而可以保证后续的计算电路300的线性计算的准确度。

继续参照图2，交直流转换电路200包括芯片LTC1968、第三电容器C3以及平均电容器Cave。在本实施例中，芯片LTC1968仅是一种示例，本实用新型并不限制于此。

第三电容器C3的第一端连接到微分电路100的第三运算放大器A3的输出端，以接收第三运算放大器A3的输出端输出的交流电压；第三电容器C3的第二端连接到芯片LTC1968的IN1端。芯片LTC1968的IN2端和GND端连接在一起并电性接地，芯片LTC1968的Vout端连接到计算电路300，芯片LTC1968的EN端、芯片LTC1968的OUTRNT端以及平均电容器Cave的第一端连接在一起并电性接地，平均电容器Cave的第二端连接到芯片LTC1968的Vout端，芯片LTC1968的V+端用于接收供电电压VCC。

继续参照图2，计算电路300包括：芯片NRF51822、第一电感器L1、第二电感器L2、第三电感器L3、第四电容器C4、第五电容器C5、第六电容器C6、第七电容器C7、第八电容器C8、第九电容器C9、第十电容器C10、第十一电容器C11。

第七电容器C7的第一端电性接地，第七电容器C7的第二端连接到第一电感器L1的第一端，第一电感器L1的第二端连接到第二电感器L2的第一端，第二电感器L2的第二端连接到第六电容器C6的第一端，第六电容器C6的第二端连接到第三电感器L3的第一端，第三电感器L3的第二端连接到天线Antenna，第四电容器C4的第一端连接到第三电感器L3的第二端，第四电容器C4的第二端电性接地，第五电容器C5的第一端连接到第三电感器L3的第一端，第五电容器C5的第二端电性接地。

芯片NRF51822的两个AVDD端与第九电容器的第一端连接在一起并接收供电电压VCC，芯片NRF51822的两个VSS端与第九电容器的第二端连接在一起并电性接地。芯片NRF51822的ANT2端连接到第二电感器L2的第二端，芯片NRF51822的ANT1端连接到第二电感器L2的第一端。芯片NRF51822的VDD_PA端连接到第一电感器L1的第一端，芯片NRF51822的DEC2端连接到第八电容器C8的第一端，第八电容器C8的第二端电性接地。

芯片NRF51822的一VDD端与第十电容器C10的第一端连接在一起并接收供电电压VCC，第十电容器C10的第二端电性接地。芯片NRF51822的另一VDD端与第十一电容器C11的第一端连接在一起并接收供电电压VCC，第十一电容器C11的第二端电性接地。芯片NRF51822的P0.00端连接到交直流转换电路200的芯片LTC1968的Vout端。

需要说明的是，本申请构造的第一实施例的计算电路300可以提高待测器件的电学参数值的计算速度以及计算准确度。此外，本申请构造的第一实施例的计算电路300在计算待测器件的电学参数值所采用的计算方法是线性计算方法，因此解决了现有技术中的非线性输出的问题。

以下将结合参展图1和图2对根据本实用新型的第一实施例的自测量电路的工作过程进行详细地描述。

测试电容值：

在根据本实用新型的第一实施例的自测量电路进行工作，并且是对待测电容器进行电容值的测试时，第一器件Cx为待测电容器，其待测电容值可被表示为C_x，第二器件Rx为电阻值R_xb已知的标准电阻器。电容值的具体测试过程如下：

首先，利用微分电路100根据输入的交流电压信号Ui(t)产生第一待测交流电压信号Uo_T1(t)。根据微分电路的计算原则，交流电压信号Ui(t)和第一待测交流电压信号Uo_T1(t)的关系被表示为：Uo_T1(t)＝R_xbC_x(dUi(t)/dt)，其中，dUi(t)/dt表示输入的交流电压信号Ui(t)对时间t的微分。从这个关系式可以看出，第一待测交流电压信号Uo_T1(t)与第二器件Rx的电阻值R_xb和第一器件Cx的待测电容值C_x均成线性关系。

其次，利用交直流转换电路200将第一待测交流电压信号Uo_T1(t)转换为第一待测直流电压信号Uo_T1。因此，转换成的第一待测直流电压信号Uo_T1亦与第二器件Rx的电阻值R_xb和第一器件Cx的待测电容值C_x均成线性关系。

最后，利用计算电路300根据标准直流电压信号Uo_s、第一待测直流电压信号Uo_T1以及与标准电容器的电容器值计算出待测电容器(即第一器件Cx)的电容值C_x。这里，通过计算电路300能够获得标准直流电压信号Uo_s和第一待测直流电压信号Uo_T1的具体值。由上可知，第一待测直流电压信号与第一器件Cx的待测电容值C_x成线性关系，而标准直流电压信号Uo_s与标准电容器的电容器值C_xb成线性关系，因此第一器件Cx的待测电容值C_x＝(Uo_T1/Uo_s)*C_xb，从而计算出第一器件Cx的电容值C_x。

测试电阻值：

在根据本实用新型的第一实施例的自测量电路进行工作，并且是对待测电阻器进行电容值的测试时，第一器件Cx为电容值C_xb已知的标准电容器，第二器件Rx为待测电阻器，其待测电阻值可以被表示为R_x。电阻值的具体测试过程如下：

首先，利用微分电路100根据输入的交流电压信号Ui(t)产生第二待测交流电压信号Uo_T2(t)。根据微分电路的计算原则，交流电压信号Ui(t)和第二待测交流电压信号Uo_T2(t)的关系被表示为：Uo_T2(t)＝R_xC_xb(dUi(t)/dt)，其中，dUi(t)/dt表示输入的交流电压信号Ui(t)对时间t的微分。从这个关系式可以看出，第二待测交流电压信号Uo_T2(t)与第一器件Cx的电容值C_xb和第二器件Rx的待测电阻值R_x均成线性关系。

其次，利用交直流转换电路200将第二待测交流电压信号Uo_T2(t)转换为第二待测直流电压信号Uo_T2。因此，转换成的第二待测直流电压信号Uo_T2亦与第一器件Cx的电容值C_xb和第二器件Rx的待测电阻值R_x均成线性关系。

最后，利用计算电路300根据标准直流电压信号Uo_s、第二待测直流电压信号Uo_T2以及与标准电阻器的电阻值计算出待测电阻器(即第二器件Rx)的电阻值R_x。这里，通过计算电路300能够获得标准直流电压信号Uo_s和第二待测直流电压信号Uo_T2的具体值。由上可知，第二待测直流电压信号Uo_T2与第二器件Rx的待测电阻值R_x成线性关系，而标准直流电压信号Uo_s与标准电阻器的电阻值R_xb成线性关系，因此第二器件Rx的待测电容值R_x＝(Uo_T2/Uo_s)*R_xb，从而计算出第二器件Rx的电阻值R_x。

这里，需要详细地说明标准直流电压信号Uo_s的获取方式。其中，在获取标准直流电压信号Uo_s时，第一器件Cx为电容值C_xb已知的标准电容器，第二器件Rx为电阻值R_xb已知的标准电阻器。具体地获取方式为：首先，利用微分电路100根据输入的交流电压信号Ui(t)产生标准交流电压信号Uo_s(t)。根据微分电路的计算原则，交流电压信号Ui(t)和标准交流电压信号Uo_s(t)的关系被表示为：Uo_s(t)＝R_xbC_xb(dUi(t)/dt)，其中，dUi(t)/dt表示输入的交流电压信号Ui(t)对时间t的微分。从这个关系式可以看出，标准交流电压信号Uo_s(t)与第二器件Rx的电阻值R_xb和第一器件Cx的电容值C_xb均成线性关系；其次，利用交直流转换电路200将标准交流电压信号Uo_s(t)转换为标准直流电压信号Uo_s。因此，转换成的标准直流电压信号Uo_s亦与第二器件Rx的电阻值R_xb和第一器件Cx的电容值C_xb均成线性关系。

此外，还需要说明的是，标准直流电压信号Uo_s的获取方式的时间前后与测量电容值或者测量电阻值的过程并无绝对的先后关系，也就是说，标准直流电压信号Uo_s的获取时间可以在测量电容值或者测量电阻值的过程之前，也可以在测量电容值或者测量电阻值的过程之后。

进一步地，还需要说明的是，标准电容器和/或标准电阻器可以是可变的。当标准电容器是可变的，且对待测电阻器进行测量时，可以调节标准电容器的电容值来对不同电阻值的待测电阻器进行测量，尤其可以测量电阻值较小的待测电阻器；同样地，当标准电阻器是可变的，且对待测电容器进行测量时，可以调节标准电阻器的电阻值来对不同电容值的待测电容器进行测量，尤其可以测量电容值较小的待测电容器。

另外，在上述自测量电路中，由于没有接入开关，因此不容易受寄生电容的干扰，从而提高待测器件的电学参数值的测量精确度。进一步地，由于本实用新型的自测量电路中没有接入交流电桥，因此测试成本能够被降低。

图3是根据本实用新型的第二实施例的自测量电路的原理图。

参照图3，与图1所示的第一实施例的自测量电路的不同之处在于：根据本实用新型的第二实施例的自测量电路还包括：信号源400。

具体地，该信号源400用于产生具有稳定频率的所述输入的交流电压信号Ui(t)。这里，信号源400的交流电压信号Ui(t)可以是正弦信号，但本实用新型并不限制于此。图4是根据本实用新型的第二实施例的自测量电路的电路图。

图4中的微分电路100、交直流转换电路200以及计算电路300的电路结构和工作过程均与图2所示的微分电路100、交直流转换电路200以及计算电路300的电路结构和工作过程相同，因此在此不再进行赘述。下面主要对信号源400的电路结构和工作过程进行详细描述。

参照图3和图4，信号源400包括：第一运算放大器A1、第一电阻器R1、第一电容器C1、第二电阻器R2、第二电容器C2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第一二极管D1和第二二极管D2。

具体地，第一电阻器R1的第一端和第一电容器C1的第一端电性接地，第一电阻器R1的第二端、第一电容器C1的第二端、第二电容器C2的第二端连接在一起并连接至第一运算放大器A1的反相输入端，第二电容器C2的第一端连接到第二电阻器R2的第一端，第二电阻器R2的第二端连接至第一运算放大器A1的输出端，以输出交流电压信号Ui(t)，第三电阻器R3的第二端电性接地，第三电阻器R3的第一端与第四电阻器R4的第一端连接在一起并连接至第一运算放大器A1的正相输入端，第五电阻器R5的第一端、第一二极管D1的正极以及第二二极管D2的负极连接在一起并连接至第四电阻器R4的第二端，第五电阻器R5的第二端、第一二极管D1的负极以及第二二极管D2的正极连接在一起并连接至第一运算放大器A1的输出端。

由信号源400输出的交流电压信号Ui(t)的频率f可被表示为：

由上述构造成的信号源400的稳定性高、非线性失真小，并且信号源400的输出的交流电压信号Ui(t)的振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。此外，由于第二实施例的自测量电路包含了信号源，因此不需要接入外部的激励信号源。并且在信号源400中，电阻器和/或电容器可以是可变的，从而信号源400的振荡电路的阻抗值可以被调节，从而信号源400输出的交流电压信号Ui(t)的频率f可以被调节。

此外，应当说明的是，在本实施例的自测量电路的工作过程中，最先利用信号源400产生交流电压信号Ui(t)。

图5是根据本实用新型的第三实施例的自测量电路的原理图。

参照图5，与图3所示的第二实施例的自测量电路的不同之处在于：根据本实用新型的第三实施例的自测量电路还包括：缓冲电路500。

具体地，该缓冲电路500用于对信号源400向微分电路100提供的所述输入的交流电压信号Ui(t)进行稳幅。图6是根据本实用新型的第三实施例的自测量电路的电路图。

图6中的微分电路100、交直流转换电路200、计算电路300以及信号源400的电路结构和工作过程均与图2所示的微分电路100、交直流转换电路200、计算电路300以及信号源400的电路结构和工作过程相同，因此在此不再进行赘述。下面主要对缓冲电路500的电路结构和工作过程进行详细描述。

参照图6，缓冲电路500包括：第二运算放大器A2、第六电阻器R6和第七电阻器R7。

具体地，第六电阻器R6的第一端连接至信号源400，第六电阻器R6的第二端连接至第二运算放大器A2的正相输入端，第七电阻器R7的第一端与第二运算放大器A2的输出端连接在一起并连接至微分电路100，第七电阻器R7的第二端连接至第二运算放大器A2的反相输入端。进一步地，第六电阻器R6的电阻值和第七电阻器R7的电阻值相同。如此构造的缓冲电路500可对交流电压信号Ui(t)进行稳幅。

综上所述，根据本实用新型的各实施例的自测量电路的有益效果包括：自测量电路利用了微分电路，这样可以测量较小电容值的电容器或者较小电阻值的电阻器，并且可通过调节非待测电阻器的电阻值来改变待测电容器的测量档位(即不同的电容值)，或者可通过调节非待测电容器的电容值来改变待测电阻器的测量档位(即不同的电阻值)；此外，自测量电路的测量过程较为简单，计算电路根据微分电路的输出的交流电压信号Ui(t)就可以直接计算得出待测器件的电学参数值，无需现有技术中的采用复杂数字电路进行频率计算；进一步地，本实用新型的自测量电路电路结构简单，成本较低，易于大规模生产应用，具有很好的实用性。

此外，应当说明的是，在本实施例的自测量电路的工作过程中，最先利用信号源400产生交流电压信号Ui(t)，而后缓冲电路500对信号源400提供到微分电路100的交流电压信号Ui(t)进行稳幅操作。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims

1.一种自测量电路，其特征在于，所述自测量电路包括：

微分电路，用于接收输入的交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为标准器件的情况下根据输入的交流电压信号产生标准交流电压信号，且还用于在微分电路中的器件为待测器件的情况下根据输入的交流电压信号产生待测交流电压信号；

交直流转换电路，用于将标准交流电压信号转换为标准直流电压信号，且还用于将待测交流电压信号转换为待测直流电压信号；

计算电路，用于根据标准直流电压信号、待测直流电压信号以及与待测器件对应的标准器件的电气参数值计算出待测器件的电气参数值。

2.根据权利要求1所述的自测量电路，其特征在于，所述自测量电路还包括：信号源，用于产生具有稳定频率的所述输入的交流电压信号。

3.根据权利要求2所述的自测量电路，其特征在于，所述自测量电路还包括：缓冲电路，用于对所述信号源向所述微分电路提供的所述输入的交流电压信号进行稳幅。

4.根据权利要求1所述的自测量电路，其特征在于，所述标准器件包括电容值已知的标准电容器以及电阻值已知的标准电阻器；

所述待测器件为电容值待测的待测电容器，所述电气参数值为电容值；或者所述待测器件为电阻值待测的待测电阻器，所述电气参数值为电阻值。

5.根据权利要求1至3任一项所述的自测量电路，其特征在于，所述微分电路包括：第三运算放大器、第一器件、第二器件和第八电阻器；

其中，第一器件的第一端用于接收输入的交流电压信号，第一器件的第二端连接第三运算放大器的反相输入端，第二器件的第一端连接第一器件的第二端，第二器件的第二端连接第三运算放大器的输出端并连接至交直流转换电路，第八电阻器的第一端电性接地，第八电阻器的第二端连接第三运算放大器的正向输入端；

其中，第一器件为标准电容器，第二器件为标准电阻器，或者第一器件为待测电容器，第二器件为标准电阻器，或者第一器件为标准电容器，第二器件为待测电阻器。

6.根据权利要求2或3所述的自测量电路，其特征在于，所述信号源包括：第一运算放大器、第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一二极管和第二二极管；

其中，第一电阻器的第一端和第一电容器的第一端电性接地，第一电阻器的第二端、第一电容器的第二端、第二电容器的第二端连接在一起并连接至第一运算放大器的反相输入端，第二电容器的第一端连接到第二电阻器的第一端，第二电阻器的第二端连接至第一运算放大器的输出端，以输出所述交流电压信号，第三电阻器的第二端电性接地，第三电阻器的第一端与第四电阻器的第一端连接在一起并连接至第一运算放大器的正相输入端，第五电阻器的第一端、第一二极管的正极以及第二二极管的负极连接在一起并连接至第四电阻器的第二端，第五电阻器的第二端、第一二极管的负极以及第二二极管的正极连接在一起并连接至第一运算放大器的输出端。

7.根据权利要求3所述的自测量电路，其特征在于，所述缓冲电路包括：第二运算放大器、第六电阻器和第七电阻器；

其中，第六电阻器的第一端连接至信号源，第六电阻器的第二端连接至第二运算放大器的正相输入端，第七电阻器的第一端与第二运算放大器的输出端连接在一起并连接至微分电路，第七电阻器的第二端连接至第二运算放大器的反相输入端。

8.根据权利要求7所述的自测量电路，其特征在于，所述第七电阻器的电阻值与所述第六电阻器的电阻值相等。

9.根据权利要求1或2所述的自测量电路，其特征在于，所述输入的交流电压信号为正弦信号。