CN2286525Y - 一种改进型数字电容表 - Google Patents

Abstract

本实用新型对已有的CM－8601型数字电容表进行改进。它用ICL7106和石英晶体构成时钟振荡电路,彻底根除了时钟停振的毛病;扩大了测量范围,在原机8个按键式量程开关的基础上,用2μF,2000μ,两组按键组合,增加一个20000μF的量程;实现9个测量档位:200pF,2nF,20nF,200nF,2μF,20μF,200μF,2000μF,20000μF;把所使用的印刷板由两片减小到一片;消除了接插件造成的隐患,降低整机的生产成本四分之一左右。提高了整机工作稳定性、可靠性。适合于大批量生产。

Description

一种改进型数字电容表

本实用新型涉及一种电抗参数测量仪器。

已有的CM-8601型数字电容表为31/2位液晶显示电容表。它采用8档按键式量程开关，有8个测量档位：200pF，2nF，20nF，2gnF，2μF，20μF，200μF，2000μF；基本准确度为±0.5％Cx。CM-8601型数字电容表使用的元件主要有大规模集成电路A/D转换器ICL7106，中、小规模集成电路：CMOS数字电路CD4518、CD4017、CD4070、CD4069、CD4066，双运放TL062。整机电路由时序脉冲发生器、被测电容充、放电电路，RC积分电路，参考电压形成电路，A/D转换器组成。整机电路如附图1，工作原理方框图如附图2。其工作过程是：在时序脉冲控制下，先将被测电容充电至某一数值，然后通过模拟开关控制，用量程电阻Rd对已充电的电容放电；并由RC积分电路将放电压曲线积分，成为输入电压Vi；同时，参考电压形成电路生成一个与放电电压曲线的峰值与谷值之差成比例的参考电压Vr；输入电压Vi与参考电压Vr在A/D转换器中进行除法运算及A/D转换；最后由液晶显示器显示出被测电容的电容值。根据电路特性分析可以得到以下关系式： $N=250\frac{R}{\mathrm{KT}}C---\left(1\right)$

式中：N—液晶显示器读数

      R—放电电阻阻值

      K—分压系数，K＝R27/(R26+R27+RP2)

      T—时序脉冲宽度

      C—被测电容容量

实际使用的效果表明，CM-8601型数字电容表存在以下三个缺陷：一、它的时钟振荡源是由CD4069两个非门与晶振构成，而CD4069等数字电路又是靠ICL7106的数字地输出(第37脚TEST端)与正电源(ICL7106的第1脚V+端)来供电的。由于ICL7106的数字地输出与其芯片内的数字地之间串联了一个500Ω的电阻，造成数字电源阻大的毛病。结果造成振荡不稳定，经常会出现停振现象，使仪器不能正常工作。二、CM-8601型数字电容表的最大量程为2000μF，不能满足大电容测量的需要。三、CM-8601型数字电容表使用两块双面印刷板，两块板之间采用接插件联接。使用的元、器件较多，生产成本较高，又容易造成接触不良的毛病。

本实用新型的目的在于提供一种克服了以上缺陷的，时钟振荡稳定、量程宽、生产成本低、无接插件毛病的，可靠性好的数字电容表。

本实用新型是这样实现的：

用ICL7106内部的两个反相器与石英晶体组成可靠的振荡器；将原有8档按键或量程开关中的两个档位进行组合，增加一个20000uF档的大电容测量档位；不用接插件来联接两块板，而是全部元件都安装在一块双面印刷板上。采用以上几项措施可以彻底根除时钟停振的毛病；提高整机工作稳定性、可靠性，还扩大了测量范围，使测量档位增加到9个：200pF，2nF，20nF，200nF，2μF，20μF，200μF，2000μF，20000μF；基本准确度为±0.5％Cx。同时，还可降低的成本四分之一左右，简化生产过程，便于大批量生产。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明(参考以下附图)

图1.原CM8601电原理图。

图2.整机工作原理方框图。

图3.时钟振荡电路。

图4.非门电路。

图5.量程扩展电路。

图6.印刷板图(元件面)。

图7.印刷板图(焊接面)。

图3为本是用新型的时钟振荡电路，直接由ICL7106内部的两个反相器与外接的石英晶体振荡器组成振荡电路。产生频率为32768Hz的时钟信号，供A/ID转换器及数字分频器使用。原CD4069另一个有用的非门采用三极管替代，如图4所示。这样，既节省了一个CD4069集成电路，又彻底根除了时钟停振的毛病。用原有8档按键式量程开关的2μF与2000μF档进行组合，增设一个20000μF的大电容测量档位。其电路如图5所示。图中，RP是微调电位器，用于调整分压系数K。当2μF与2000μF档同时按下时，(RP2+RP26)就并联在(RP2+R26)上，使参考电压形成电路分压比由原来的0.08上升到0.8，所测量的电容量也扩展了10倍，由2000μF扩展到20000μF。全部元器件均安装在一片双面印刷板上，减少接插件所造成的接触不良的隐患。既节省成本，又便于大批量生产。

Claims (3)

1.本实用新型所述改进型数字电容表。采用8档按键式量程开关，基本准确度为±0.5％Cx；其特征在于：有一个量程扩展电路，可以将量程扩展到20000μF档，实现9个测量档位：200pF，2nF，20nF，200nF，2μF，20μF，200μF，2000μF，20000μF；有一个与A/D转换器结合在一起的时钟振荡器；全部元器件都安装在一片双面印刷板上。

2.如权利要求1所述电容表，其特征在于：时钟振荡器由ICL7106 A/D转换器内部的两个反相器与外接的石英晶体组成。

3.如权利要求1所述电容表，其特征在于：量程扩展是通过将2μF与2000μF档按键同时按下实现的。

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