[实用新型]一种具有精确测量电容功能的万用表

说明书

技术领域

本实用新型一般涉及万用表测量工作领域，更特别涉及高效率、高精确度的万用表电容测量的领域。

背景技术

电容测量是万用表的一个所希望的特征。该特征允许用户方便的测量出被测电容的容值，并将所测值显示在屏幕上可以读取、查看或者保存。

在现有技术中已经使用了很多方法来实现这种功能。目前公知的有谐振法、频率法等测试电容的方法。这些方法虽然成本低廉，但是测量精度不高、测量时间长，只能用于泛泛的电容值的测量。

图1所示的为谐振法测量电容的原理：

电路的核心部分Cx→V转换电路采用简单的有源RC反相微分和积分电路。文氏振荡器产生一固定频率的交流信号Vr，它激励Cx→V转换电路，得到一个与Cx成正比的交流电压V0(V1)，经二阶带通滤波器滤波，滤除固定频率以外的杂波后，再经AC/DC转换后得到与Cx成正比的直流输出电压V。测量直流输出电压V，就可以计算出Cx。

除此之外，还有采用电压源充电、RC电路放电，利用电压比较器和计数器来测量充电时间的方法来测量电容值。这种充放电的方法与本发明方法有类似之处，但是这种测量电容的方法依然具有精确度不高，放电时间长的缺点。而且，不同容值的电容接入的时候，放电的时间是随电容的增大而增大的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具备高精确度、测量时间短的电容测量功能的万用表。

本实用新型提出一种具有镜像恒流源测电容功能的万用表，包括：镜像恒流源充放电模块2、电压检测模块3、控制模块4、时钟发生器1，原理框图如图2所示。

上述的镜像恒流源充放电模块2，与被测电容5的一端A相连，用于给被测电容5充、放电。

上述的电压检测模块3，输入与被测电容5的一端A相连，用于检测被测电容5A端的电压值。

上述的控制模块4，与镜像恒流源充放电模块2的控制端连接，控制充电回路的通断以及放电回路的通断；所述控制模块4还与电压检测模块3相连，获得被测电容5上的电压信息。

上述的镜像恒流源充放电模块2包括恒流源11、镜像电路13、充放电电路12、充放电开关控制电路14。

上述的恒流源11为充电电路、放电电路提供电源；

上述的充放电电路12用以给被测电容5充电、放电；

上述的镜像电路13使得被测电容5的充电电流I1与放电电流I2成比例关系，即I1＝K×I2，其中K为一常数；

上述的充放电开关控制电路14用以控制充电电路的通断以及放电电路的通断。

控制模块4可以固定充电时间，测量电容的充电以前的电压和充电以后的电压的差值，从而计算出电容值。

控制模块4也可以固定充电的电压值，当电容上的电压达到预定值的时候，测量充电过程的时间，从而计算出电容值。

本实用新型与现有技术相比较有如下有益效果：

1.提高万用表测量电容的精度。

2.缩短测量电容的时间，尤其是测量大容值的电容的时候，测量时间不增加。

附图说明

图1显示了谐振法测量电容的原理图

图2的简化方框图显示了本实用新型的原理框图

图3显示了本实用新型实施例1的原理框图

图4显示了实施例1的被测电容上的电压波形图

图5显示了本实用新型实施例2的原理框图

图6显示了实施例2的测电容上的电压、比较电压器CV1与比较电压器CV2的波形时序图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

本实施例的测电容的原理框图如图3所示，包括：镜像恒流源充放电模块24、电压检测模块23、控制模块22、一个时钟发生器21。

所述的镜像恒流源充放电模块24包括一个恒流源、一个充放电电路、一个镜像电路、一个充放电开关控制电路。

所述的充放电电路由两个二极管D1、D2构成，通过D1向被测电容Cx充电，为充电电路；  通过D2从被测电容Cx放电，为放电电路；

所述镜像电路由三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R构成，对于本技术领域熟知的人知道，还可以有许多其他方式组成的镜像电路，此处仅举一例。其中，调节电阻R1与R2的比值就可以改变充电电流I1与放电电流I2的比值，此处，我们让R1＝R2，这样就有I1＝I2。