如何能够测量0-200pf的电容初始值?
问题描述:
我正在设计一个电容测量系统,该系统将测量0-200 pf范围内的电容,中所有这些的可测量范围都小于20 pf,我建议一种ic或方法测量0-200 pf的电容值
问题回答:
你听说过Tau吗?
包含电阻和电容元件的电子电路的时间常数由希腊字母tau(τ)表示。这个以秒为单位的时间常数等于以欧姆为单位的电路电阻乘以以法拉为单位的电路电容,τ=RC。Tau是将与电阻器串联的电容器充电到初始值的63.2%(通常为0 V)所需的时间。
数字存储示波器可以很容易地显示电容器通过电阻器充电或放电时的电压与时间的关系图.然后可以计算电路的时间常数,从中可以找到电容器的值。
如果将直流电压施加到与电阻串联的电容器上,它的电荷首先会迅速上升,然后随着接近电源电压而上升。绘制电压随时间变化的曲线,在示波器显示器上看到的曲线被称为指数上升。相反,与电阻串联的电容器的放电称为指数衰减。
从理论上讲,电容器两端的电压永远不会等于完整的电池电压,因为变化率会随着接近该水平而下降。根据定义,时间常数是在电容器端子处测得的电荷等于施加电压的63.2%所需的时间(以秒为单位)。
为了使用示波器确定未知电容,直流电源(例如9 V电池)、已知电阻、开关和电容器都串联连接。示波器探头尖端和接地线连接在电容器两端。此外,您需要一个短线跨接器来分流电容器。
当开关移到打开位置时,示波器显示屏会显示电容器两端的电压。由于仪器处于时域模式,因此Y轴上显示以伏特为单位的幅度,X轴上显示经过的时间。我们面前的任务是找到串联的电阻器和电容器的时间常数。为此,请确定电容器的最终充电量,该充电量应基本等于标称电池电压。然后,将该数量乘以0.632,因为根据定义,时间常数是基于电容器最大电荷的63.2%。
使用Y轴的水平线在示波器轨迹上定位该点。接下来,从充电曲线上的那个点,在X轴上画一条垂直线,必须在几秒钟内校准。(为此可以使用光标。)这提供了RC组合的时间常数,。已知时间常数,找到未知电容就很简单了。
t=RC
转置,
C=t/R
回想一下,在时间常数方程中,C以法拉为单位表示,分母中已知的大的R值产生了一个合理的电容值,以微法表示,百万分之一法拉。这是更常用的单位。