Практична схема вимірювання ємності стрілочного мультиметра
Щоб за допомогою стрілочного мультиметра оцінити якість конденсатора ємністю 400 мікрофарад, ви можете виміряти два контакти конденсатора з відповідним діапазоном опору мультиметра та визначити якість конденсатора на основі амплітуди коливання покажчика. Як правило, покажчик хорошого конденсатора може вказувати на максимальне значення (або близько до максимального значення). Якщо конденсатор виходить з ладу і пошкоджений, покажчик вказує на мінімальне значення. Якщо покажчик залишається на певному значенні посередині, це означає, що конденсатор має витік. Якщо запитувач хоче виміряти ємність конденсатора звичайним стрілочним мультиметром, він може використати операційний підсилювач LM358, щоб підключити схему, як показано на наступному малюнку, щоб виміряти ємність конденсатора 400 мікрофарад.
На малюнку A — подвійний операційний підсилювач малої потужності LM358, у якому використовується внутрішній операційний підсилювач, з’єднаний з інвертуючим пропорційним підсилювачем. Коефіцієнт підсилення замкнутого контуру цієї схеми дорівнює - (R/Xc), де Xc — це імпеданс ємності вимірюваного конденсатора. Ми знаємо, що опір ємності Xc конденсатора дорівнює 1/2 π fC. Якщо частота f дорівнює 50 Гц і C дорівнює 400 мікрофарад, імпеданс ємності Xc дорівнює 7,96 Ом.
Вимірюючи ємність конденсатора ємністю 400 мікрофарад, ми можемо використати силовий трансформатор 6 В, щоб розділити вихідну напругу змінного струму 6 В від вторинної обмотки на синусоїду 100 мВ/50 Гц через резистор як джерело сигналу. Підключіть конденсатор ємністю 400 мікрофарад до позиції C на схемі та за допомогою стрілочного мультиметра виміряйте вихідну напругу Vout операційного підсилювача в діапазоні змінної напруги. Потім за допомогою простих розрахунків ми можемо визначити ємність вимірюваного конденсатора. Припускаючи, що Vin є стабільним 100 мВ, а виміряне Vout дорівнює 1000 мВ, відповідно до наведеної вище формули імпеданс ємності Xc конденсатора становить 7,96 Ом, а потім ємність конденсатора можна розрахувати на основі формули імпедансу ємності.
Більшість сучасних цифрових мультиметрів використовують вищевказаний метод для вимірювання ємності. Через різницю в частоті, амплітуді та значеннях опору R між джерелом синусоїдального сигналу в цій схемі та діапазоном ємності цифрового мультиметра неможливо безпосередньо зчитати ємність. Джерелом сигналу, що використовується для типового цифрового мультиметра, є синусоїда 40 мВ/400 Гц, і значення R також відрізняється від значення опору, згаданого вище. Таким чином, вихідна напруга підсилювача така ж, як виміряна ємність, і її можна зчитувати безпосередньо. Напруга джерела живлення для наведеної вище схеми вимірювання може бути обрана як напруга ± 5 В.
