專利名稱：電容容量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，特別涉及一種用于測(cè)量電容容量的裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備對(duì)其內(nèi)部元件的精度要求也越來(lái)越高，因此一些電 子元件在使用前，經(jīng)常需要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。電容作為無(wú)源器件，在電路中具有儲(chǔ)能、濾 波、去耦等作用，在很多電子產(chǎn)品中，電容都是必不可少的電子元件，電容的容量是表示電 容貯存電能大小的能力，是電容元件的一個(gè)重要參數(shù)，傳統(tǒng)的測(cè)量電容容量的方法是用電橋 法測(cè)量，然而電橋法只適合對(duì)小容量的電容進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量大容量的電容時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大 的誤差，將測(cè)量值誤差較大的電容用在電子設(shè)備中，會(huì)影響電子設(shè)備的性能。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種可以準(zhǔn)確測(cè)量電容容量的裝置。
一種電容容量測(cè)量裝置，包括一微處理器、 一控制電路及一轉(zhuǎn)換電路，所述控制電路用 以與一待測(cè)電容連接，所述控制電路的輸入端接至所述微處理器，輸出端接至所述轉(zhuǎn)換電路 的輸入端，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端接至所述微處理器，所述控制電路根據(jù)所述微處理器所輸 出的電平狀態(tài)對(duì)所述待測(cè)電容進(jìn)行充電或放電，并輸出所述待測(cè)電容兩端的模擬電壓信號(hào)給 所述轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路將所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，反饋至所述微處理器，所 述微處理器根據(jù)所述待測(cè)電容放電的時(shí)間及所述模擬電壓信號(hào)的數(shù)字值計(jì)算所述待測(cè)電容的 容量。
所述電容容量測(cè)量裝置通過(guò)微處理器記錄電容充電的時(shí)間及放電過(guò)程中任一時(shí)刻的電壓 ，并由微處理器根據(jù)公式「f ^^1 —,""自動(dòng)對(duì)電容的容量進(jìn)行計(jì)算，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確， 還可自動(dòng)進(jìn)行顯示。


下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 圖l是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電容容量測(cè)量裝置的模塊圖。 圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電容容量測(cè)量裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)Dl，本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電容容量測(cè)量裝置包括一微處理器IO、 一控制電路20、 一轉(zhuǎn)換電路30及一顯示電路40。
所述控制電路20用以連接一待測(cè)電容60，所述控制電路20的輸入端接至所述微處理器 10，所述控制電路20的輸出端接至所述轉(zhuǎn)換電路30的輸入端，所述轉(zhuǎn)換電路30的輸出端及所 述顯示電路40分別與所述微處理器10相連，本實(shí)施方式中，所述微處理器10為一型號(hào)為8031 的單片機(jī)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述控制電路20包括一三極管T、 一繼電器220、 一二極管D、 一充電電池 240、 一滑動(dòng)變阻器R1、 一電阻R2、 一上拉電阻R3及一開(kāi)關(guān)K。
所述三極管T的基極接至所述微處理器10的一作為控制端的I/0接口P27，并通過(guò)所述上 拉電阻R3接一+5V電源，集電極通過(guò)所述繼電器220接至一+12V電源，發(fā)射極接地，所述上拉 電阻R3可使所述I/0接口P27與所述三極管T的基極的電壓相匹配，以可靠實(shí)現(xiàn)所述I/0接口 P27到所述三極管T的基極的電平轉(zhuǎn)換；所述二極管D的陽(yáng)極和陰極分別接至所述三極管T的集 電極及所述+12V電源；所述繼電器220具有一動(dòng)觸點(diǎn)a及兩個(gè)靜觸點(diǎn)b、 c，所述動(dòng)觸點(diǎn)a接至 所述待測(cè)電容60的正極，所述靜觸點(diǎn)b接至所述滑動(dòng)變阻器Rl的滑動(dòng)端，所述靜觸點(diǎn)c接至 所述電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端接至所述待測(cè)電容60的負(fù)極；所述充電電池240的 正極連接所述滑動(dòng)變阻器R1的一固定端、負(fù)極通過(guò)開(kāi)關(guān)K與所述待測(cè)電容60的負(fù)極相連，所 述滑動(dòng)變阻器R1的另一固定端與所述待測(cè)電容60的負(fù)極相連，所述待測(cè)電容60的負(fù)極接地。
所述轉(zhuǎn)換電路30包括一型號(hào)為ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換器320，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器320包括模擬 信號(hào)輸入端IN(TlN7、數(shù)字信號(hào)輸出端D(TD7及通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC，所述通道選擇 端ADDA、 ADDB、 ADDC的值可被設(shè)定為低電平0或高電平1 ，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器320通過(guò)所述通道 選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC的組合值選擇將所述模擬信號(hào)輸入端IN(TlN7中某一端的模擬信號(hào) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)所述通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC的組合值為000時(shí)，選通所述模擬信號(hào)輸入 端INO，當(dāng)通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC的組合值為OOl時(shí)，選通所述模擬信號(hào)輸入端IN1 ， 以此類推，當(dāng)通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC的組合值為111時(shí)，選通所述模擬信號(hào)輸入端 IN7。本實(shí)施方式中，所述通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC均接地，即所述通道選擇端ADDA、 ADDB及ADDC的組合值為OOO，說(shuō)明所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器320選通所述模擬信號(hào)輸入端IN0的模擬信 號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，也可根據(jù)需要，通過(guò)設(shè)定所述通道選擇端ADDA、 ADDB、 ADDC的值選通所述 模擬信號(hào)輸入端INriN7中的任一端。
所述繼電器220的靜觸點(diǎn)c接至被選通的模擬信號(hào)輸入端，本實(shí)施方式中，所述繼電器 220的靜觸點(diǎn)c接至所述模擬信號(hào)輸入端IN0，所述數(shù)字信號(hào)輸出端D(TD7通過(guò)總線連接的方式 分別對(duì)應(yīng)連接所述微處理器10的作為數(shù)據(jù)輸入端的I/0接口P00 P07，所述微處理器10的作為數(shù)據(jù)輸出端的I/0接口P10 P17分別連接至所述顯示電路40，所述微處理器10的反向振蕩 放大器輸入、輸出端X1、 X2連接一晶體振蕩器50，晶體振蕩器50為所述電容容量測(cè)量裝置提 供一個(gè)穩(wěn)定準(zhǔn)確的工作頻率，所述微處理器10的復(fù)位信號(hào)端RESET接一電容C1的正極，所述 電容C1的正極通過(guò)一電阻R4接一電源VCC，并通過(guò)一電阻R5接地，所述電容C1的負(fù)極通過(guò)一 復(fù)位開(kāi)關(guān)S接所述電源VCC。
當(dāng)未利用所述電容容量測(cè)量裝置測(cè)量所述待測(cè)電容60的容量時(shí)，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)K，所述 控制電路20無(wú)信號(hào)輸出。
當(dāng)利用所述電容容量測(cè)量裝置測(cè)量所述待測(cè)電容60的容量時(shí)，設(shè)置所述微處理器10的 1/0接口P27為低電平，所述三極管T不導(dǎo)通，所述動(dòng)觸點(diǎn)a與所述靜觸點(diǎn)b吸合，閉合所述開(kāi) 關(guān)K，所述待測(cè)電容60、滑動(dòng)變阻器R1及充電電池240組成充電回路，所述充電電池240通過(guò) 所述滑動(dòng)變阻器R1為所述待測(cè)電容60充電，所述充電電池240對(duì)所述待測(cè)電容60充電一段時(shí) 間后，設(shè)置所述微處理器的I/0接口P27為高電平，使所述三極管T導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)所述繼電器 220導(dǎo)通，所述動(dòng)觸點(diǎn)a與所述靜觸點(diǎn)b斷開(kāi)，而與所述靜觸點(diǎn)c吸合。
所述動(dòng)觸點(diǎn)a與所述靜觸點(diǎn)c吸合后，所述待測(cè)電容60及電阻R2組成放電回路，所述待測(cè) 電容60通過(guò)所述電阻R2放電，所述放電回路通過(guò)所述靜觸點(diǎn)c，輸出在放電過(guò)程中任一時(shí)刻 所述待測(cè)電容60兩端的電壓信號(hào)至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器320的模擬信號(hào)輸入端IN0，所述待測(cè)電容 60兩端的電壓信號(hào)經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器320轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出至所述微處理器10，所述微處 理器10記錄所述所述待測(cè)電容60放電的時(shí)間t 。
上述充電、放電的過(guò)程因?yàn)樘厥庠蛐枰Ｖ箷r(shí)，可斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)K，當(dāng)需要重新進(jìn)行 測(cè)量時(shí)，可閉合所述復(fù)位開(kāi)關(guān)S，使整個(gè)電容容量測(cè)量裝置的系統(tǒng)復(fù)位。
所述微處理器10通過(guò)編程方式，利用公式「^ ^^1 —,""對(duì)所述待測(cè)電容60的容量 進(jìn)行計(jì)算，上述公式中R為所述電阻R2的阻值，C為所述待測(cè)電容60的待測(cè)容量，Vc為所述待 測(cè)電容兩端的電壓值，VCC為所述充電電池240兩端的電壓值，t為所述待測(cè)電容60放電的時(shí) 間，e為歐拉常數(shù)，其值為2.718。
所述微處理器10計(jì)算出所述待測(cè)電容60的容量后，將所述待測(cè)電容60容量的值通過(guò)所述 微處理器10的I/0接口P1(TP17輸出至所述顯示電路40進(jìn)行顯示，所述顯示電路40可為一LED 顯示器或其他具有顯示功能的裝置。
所述二極管D為一IN4148型二極管，所述電容容量測(cè)量裝置可對(duì)待測(cè)電容60進(jìn)行多次測(cè) 量以進(jìn)行比較，所述繼電器220由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換為關(guān)斷的瞬間，會(huì)產(chǎn)生較大的反向電流，所述二 極管D用于防止所述反向電流流入所述三極管T，而反向擊穿所述三極管T，使所述三極管T受到損害。
所述微處理器10也可為其他具有數(shù)據(jù)處理功能的微處理器代替，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器也可為 其他具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能且與所述微處理器相兼容的裝置代替。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種電容容量測(cè)量裝置，包括一微處理器、一控制電路及一轉(zhuǎn)換電路，所述控制電路用以與一待測(cè)電容連接，所述控制電路的輸入端接至所述微處理器，輸出端接至所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端接至所述微處理器，所述控制電路根據(jù)所述微處理器所輸出的電平狀態(tài)對(duì)所述待測(cè)電容進(jìn)行充電或放電，并輸出所述待測(cè)電容兩端的模擬電壓信號(hào)給所述轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路將所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，反饋至所述微處理器，所述微處理器根據(jù)所述待測(cè)電容放電的時(shí)間及所述模擬電壓信號(hào)的數(shù)字值計(jì)算所述待測(cè)電容的容量。
2 如權(quán)利要求l所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述電容 容量測(cè)量裝置還包括一顯示電路，所述顯示電路連接至所述微處理器，用以顯示所述微處理 器計(jì)算出的待測(cè)電容的容量。
3 如權(quán)利要求l所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述微處 理器包括一控制端及若干數(shù)據(jù)輸入端，所述控制端用以連接所述控制電路的輸入端，所述若 干數(shù)據(jù)輸入端用于連接所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端。
4 如權(quán)利要求3所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換 電路包括一具有若干通道選擇端、若干模擬信號(hào)輸入端及若干數(shù)字信號(hào)輸出端的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器根據(jù)其通道選擇端的電平組合值選通一模擬信號(hào)輸入端作為所述轉(zhuǎn)換電路 的輸入端，與所述控制電路相連，所述若干數(shù)字信號(hào)輸出端作為所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端，分 別一一對(duì)應(yīng)地接至所述的微處理器的若干數(shù)據(jù)輸入端。
5 如權(quán)利要求4所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述控制 電路包括一三極管、 一繼電器、一二極管、 一充電電池、 一滑動(dòng)變阻器、 一上拉電阻及一開(kāi) 關(guān)，所述三極管的基極作為所述控制電路的輸入端，接至所述微處理器的控制端，集電極通 過(guò)所述繼電器接一電源，發(fā)射極接地，所述充電電池的正極連接所述滑動(dòng)變阻器的一固定端 ，所述滑動(dòng)變阻器的另一固定端接至所述待測(cè)電容的負(fù)極，所述充電電池的負(fù)極通過(guò)所述開(kāi) 關(guān)接至所述待測(cè)電容的負(fù)極，所述待測(cè)電容的負(fù)極接地，并通過(guò)一電阻與所述繼電器相連，所述二極管的負(fù)極與所述電源相連，所述二極管的正極接至所述三極管的集電極，所述三極 管的基極還通過(guò)所述上拉電阻接另一電源，所述待測(cè)電容的正極及所述滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端 接至所述繼電器。
6 如權(quán)利要求5所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述繼電 器包括一動(dòng)觸點(diǎn)、 一第一靜觸點(diǎn)及一第二靜觸點(diǎn)，所述動(dòng)觸點(diǎn)用以連接所述待測(cè)電容的正極 ，所述第一靜觸點(diǎn)用以連接所述滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端，所述第二靜觸點(diǎn)作為所述控制電路的 輸出端，用以連接所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述繼電器通過(guò)其第二靜觸點(diǎn)與所述電阻相連。
7 如權(quán)利要求5所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述微處理器根據(jù)公式「f ^^1 —,""對(duì)所述待測(cè)電容的容量進(jìn)行計(jì)算，所述公式中R為所述電阻 的阻值，C為所述待測(cè)電容的待測(cè)容量，VC為所述待測(cè)電容兩端的電壓值，VCC為所述充電 電池兩端的電壓值，t為所述待測(cè)電容放電的時(shí)間，e為歐拉常數(shù)，其值為2.718。
8 如權(quán)利要求3所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述微處 理器的控制端及數(shù)據(jù)輸入端均為所述微處理器的I/0接口 。
9 如權(quán)利要求2所述的電容容量測(cè)量裝置，其特征在于，所述顯示 電路為一LED顯示器。
全文摘要
一種電容容量測(cè)量裝置，包括一微處理器、一控制電路及一轉(zhuǎn)換電路，所述控制電路用以與一待測(cè)電容連接，所述控制電路的輸入端接至所述微處理器，輸出端接至所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端接至所述微處理器，所述控制電路根據(jù)所述微處理器所輸出的電平狀態(tài)對(duì)所述待測(cè)電容進(jìn)行充電或放電，并輸出所述待測(cè)電容兩端的模擬電壓信號(hào)給所述轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路將所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，反饋至所述微處理器，所述微處理器根據(jù)所述待測(cè)電容放電的時(shí)間及所述模擬電壓信號(hào)的數(shù)字值計(jì)算所述待測(cè)電容的容量。所述電容容量測(cè)量裝置對(duì)電容的容量進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，還可自動(dòng)進(jìn)行顯示。
文檔編號(hào)G01R27/26GK101435838SQ20071020256
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者沛 唐, 俊 聶 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司