如何能夠測(cè)量0-200pf的電容初始值?
問題描述:
我正在設(shè)計(jì)一個(gè)電容測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)將測(cè)量0-200 pf范圍內(nèi)的電容,中所有這些的可測(cè)量范圍都小于20 pf,我建議一種ic或方法測(cè)量0-200 pf的電容值
問題回答:
你聽說過Tau嗎?
包含電阻和電容元件的電子電路的時(shí)間常數(shù)由希臘字母tau(τ)表示。這個(gè)以秒為單位的時(shí)間常數(shù)等于以歐姆為單位的電路電阻乘以以法拉為單位的電路電容,τ=RC。Tau是將與電阻器串聯(lián)的電容器充電到初始值的63.2%(通常為0 V)所需的時(shí)間。
數(shù)字存儲(chǔ)示波器可以很容易地顯示電容器通過電阻器充電或放電時(shí)的電壓與時(shí)間的關(guān)系圖.然后可以計(jì)算電路的時(shí)間常數(shù),從中可以找到電容器的值。
如果將直流電壓施加到與電阻串聯(lián)的電容器上,它的電荷首先會(huì)迅速上升,然后隨著接近電源電壓而上升。繪制電壓隨時(shí)間變化的曲線,在示波器顯示器上看到的曲線被稱為指數(shù)上升。相反,與電阻串聯(lián)的電容器的放電稱為指數(shù)衰減。
從理論上講,電容器兩端的電壓永遠(yuǎn)不會(huì)等于完整的電池電壓,因?yàn)樽兓蕰?huì)隨著接近該水平而下降。根據(jù)定義,時(shí)間常數(shù)是在電容器端子處測(cè)得的電荷等于施加電壓的63.2%所需的時(shí)間(以秒為單位)。
為了使用示波器確定未知電容,直流電源(例如9 V電池)、已知電阻、開關(guān)和電容器都串聯(lián)連接。示波器探頭尖端和接地線連接在電容器兩端。此外,您需要一個(gè)短線跨接器來分流電容器。
當(dāng)開關(guān)移到打開位置時(shí),示波器顯示屏?xí)@示電容器兩端的電壓。由于儀器處于時(shí)域模式,因此Y軸上顯示以伏特為單位的幅度,X軸上顯示經(jīng)過的時(shí)間。我們面前的任務(wù)是找到串聯(lián)的電阻器和電容器的時(shí)間常數(shù)。為此,請(qǐng)確定電容器的最終充電量,該充電量應(yīng)基本等于標(biāo)稱電池電壓。然后,將該數(shù)量乘以0.632,因?yàn)楦鶕?jù)定義,時(shí)間常數(shù)是基于電容器最大電荷的63.2%。
使用Y軸的水平線在示波器軌跡上定位該點(diǎn)。接下來,從充電曲線上的那個(gè)點(diǎn),在X軸上畫一條垂直線,必須在幾秒鐘內(nèi)校準(zhǔn)。(為此可以使用光標(biāo)。)這提供了RC組合的時(shí)間常數(shù),。已知時(shí)間常數(shù),找到未知電容就很簡單了。
t=RC
轉(zhuǎn)置,
C=t/R
回想一下,在時(shí)間常數(shù)方程中,C以法拉為單位表示,分母中已知的大的R值產(chǎn)生了一個(gè)合理的電容值,以微法表示,百萬分之一法拉。這是更常用的單位。


