Узел на микросхеме Di можно использовать как приставку для измерения емкостей к цифровому вольтметру постоянного тока. Его подключают в точку А через делитель с интегрирующим конденсатором (рис. 1, б). Вольтметр постоянного тока должен иметь предел измерения 1 В. Калибровку приставки производят в этом случае подстроечным резистором R12.

Прибор позволяет измерять емкости конденсаторов от 100 пФ до 1 мкФ на четырех полдиапазонах с верхними пределами 1000 пф, 0,01, 0,1 и 1 мкФ. Точность измерений определяется в первую очередь разбросом сопротазлений резисторов R1-R3 и R5-R6. Если имеется такая возможность, то их желательно подобрать так, чтобы отнощение сопротивлений было кратно 10 с минимальной погрепшостью (не хуже 5%). Тогда калибровка прибора на одном из поддиапазонов подстроечным резистором R8 автоматически обеспечит указанную точность измерентШ на всех остальных поддиапазонах. Шкалу миллиамперметра РА1 градуируют непосредственно в единицах емкости. Она линейна за исключением начальной нерабочей области. Ток полного отклонения миллиамперметра РА1 1 мА. Поскольку ток, потребляемый прибором, крайне мал, то питать его можно от батареи.

Избежать 11еобходимости подбора резисторов в подобном измерителе емкости можно введением цифровых делителей частоты. Принципиальная схема же такого варианта прибора для измерения емкости приведена на рис. 2. Генератор на микросхеме D1 вырабатывает импульсы с частотой повторения 1 МГц. На выходе четырех последовательно включенных делителей D2--D5 выходные импульсы будут иметь частоты повторения соответственно 100, 10,1 и 0,1 кГц. Эти импульсы (с какого

Л1 MiCTi-ni- лг-MS MMJit-so

п . г\ С! ±Г 150 И

RW Юк

- CI -

-и -Т

R9 Юк

R1 /70

RS 27к

7 Z1

<i7

Sl.Z

R 500

именно выхода зависит от положения переключателя пределов измерения S1) запускают одновнбратор на микросхеме DD6. Длительность вырабатьшаемых им импульсов определяется емкостью измеряемого конденсатора С, который подключают к зажимам XI и Х2. Среднее значение выходного напряжения одновибратора, которое, как и в предьщущем варианте прибора, пропорционально емкости измеряемого конденсатора, регистрирует стрелочный вольтметр (ток полного отклонения микроамперметра РА1 - 100 мкА). Подстроечные резисторы R3 и R4 предназначены для установки нулевых показаний прибора в отсутствие конденсатора С. Дело в том, что и в этом случае одновибратор вырабатывает короткие (длительностью примерно 50 не) импульсы из-за наличия паразитных емкостей. Это вызьтает отклонение стрелки микроамперметра РА1. Наибольшая погрешность при этом вносится на первом поддиапазоне (измерение емкости до 100 пФ), поэтому для него введен отдельный подстроечный резистор R4. На всех остальных поддиапазонах для установки нулевых показаний микроамперметра РА1 использован общий резистор R3, которым балансируют мостовую схему вольтметра на втором поддиапазоне (измерение емкости до 1000 пФ). При этом на всех остальных поддиапазонах баланс моста будет сохраняться. Калибровку прибора осуществляют подстроечным резистором R5 на первом потиапазоне, подключив к зажимам XI и Х2 конденсатор емкостью 100 пФ.

В данном варианте прибора точность измерений заметно выше, чем в предыдущем, и зависит, по существу, лишь от точности его калибровки и от временной стабильности частоты генератора на микросхеме D1. Для ее повышения конденсаторы Ci и С2 необходимо использовать с малыми значениями температурного коэффициента емкости. На точность измерений влияет также и напряжение питания, поэтому здесь целесообразно применить стабилизированный источник питания. Ток, потребляемый прибором, не превышает 200 мА.

Оба эти прибора для измерения емкости иллюстрируют, по существу, применение цифровых микросхем в аналоговых измерительных приборах. Прибор, упрощенная функциональная схема которого показана на рис. 3, а принципиальная -на рис. 4 и 5, представляет собой устройство иного класса - прямопоказьтающий цифровой измеритель емкости. Метод измерения емкости в этом приборе основан на генерации последовательности импульсов, число которых пропорционально ёмкости измеряемого конденсатора. Регистрация этих импульсов осуществляется счетчиком с соответствующим дисплеем.

От прецизионного генератора тактовых импульсов 1 (рис. 3) импульсы поступают через узел управления 2 в одновибратор 3, который будет находиться в квазистабильном состоянии на протяжении интержала времени т - RC In 2. В течение этого

интервала времени счетные им-

I А счетчику

Управление памятью

. Усгланодка счетчика В нупевое состояние

пульсы могут проходить через логический элемент 2И - НЕ (4) иа счетчик импульсов (на рис. 3 не показан). Как только одновибратор вернется в исходное состояние, то закончится прохождение счетных импульсов через элемент 4, а узел управления выработает импульс управления памятью (для переписи в нее текущего значения содержания счетчика) и затем импульс установки счетчика в нуле-

ю-т МН7Ш

-X X X X jlromk

сз 1000 к* sb

Рис.4