[发明专利]瞬变小电容测量仪

说明书

技术领域

    本发明公开的瞬变小电容测量仪属电容测试技术领域，具体涉及的是一种测量瞬变小电容的仪器。

背景技术

在传统的微小电容测试技术领域中，大部分测量方法集成化水平低，电路设计复杂,体积大，精度差。如谐振法动态特性差，工作频率较高，电路杂散电容的影响较为明显。再如以MS3110为核心的电容检测系统，需要增加ADC模块，而且采样频率低，所以整个系统的体积比较大。特别是对于瞬变小电容变化的测试精度不高，抗干扰能力差，电路设计复杂，而且测试系统功耗也比较大。

本发明的瞬变小电容测量仪，是为了解决瞬变小电容测量的难题而研制的。瞬变小电容测量的特点是电容变化微小、瞬态、一次性过程居多。因此，在技术要求很高的情况下，该瞬变小电容测量仪把光电转换技术和电容放电测容技术有机地结合起来，该仪器具有响应速度快，充电方便，功耗低，电路体积小，逻辑控制简单以及抗干扰能力强等优点，有很好的发展前景，特别适合用于低功耗，环境恶劣的测试应用中。

发明内容

    本发明的目的是：向社会提供这种瞬变小电容测量仪，该测量仪采用光电与小电容测量相结合的新技术，具有功耗低、体积小、控制简单、操作方便、抗干扰能力强等优点。

本发明的技术方案是这样的：这种瞬变小电容测量仪，包括有仪器壳体与测量电路及软件系统,技术特点在于：所述的测量电路由光电源电路、瞬变小电容测量电路、数据采集存储电路组成。所述的小电容是指电容的微小变化，范围在PF级,所述的瞬变是指电容的动态变化量。

   根据以上所述的瞬变小电容测量仪，技术特点还有：a.所述的光电源电路是一个采用光作电源的电路，该电路构成本瞬变小电容测量仪自身携带的、可接续使用的、靠光自发电、自供电、并且自动控制测量的光电源电路, 所述的光电源电路是一个靠光发电、供电、并自动控制测量的光电源电路。所述的光选择自然光或人造光源的光，所述的自然光如太阳光、原子光等，所述的人造光如电光、烛光、燃气光、燃油光等等。b.所述的瞬变小电容测量电路是一个精密比较测量电路，该精密比较测量电路由光电源电路自动控制测量、并由精密信号输入端、标准比较电路、被测量比较电路、测量放大电路及输出端组成。所述的精密比较测量电路是一个高精度的精细比较、精密测量的电路。c.所述的数据采集存储电路是一个精密数据采集存储电路，该精密数据采集存储电路输入连接测量放大电路输出、并由精密数据采集电路、精密数据存储电路组成、且由光电源电路自动控制运作。 

 根据以上所述的瞬变小电容测量仪，技术特点还有：所述的光电源电路由光电控开关电路、光发电电路、供电电路组成，其中光电控开关电路是一个光控、电控双控制自动切换或转换的开关电路，所述的光电控开关电路是一个光信号、电信号双控制的自动切换或转换的开关电路。光发电电路由硅光电池及其控制的光触发电路组成，供电电路由带稳压电路的升压电路及电压输出端组成。 

   根据以上所述的瞬变小电容测量仪，技术特点还有：a.所述的光发电电路由硅光电池与其控制的光触发电路及光触发信号输出端组成，硅光电池有光照射口作光发电输入和光触发电路的光触发输入，硅光电池的输出联接供电电路的输入，由光触发电路的光触发输出作光电控开关电路的光控自动切换或转换信号。b.所述的供电电路的升压电路输入联接硅光电池的输出，升压电路的输出联接供电电容的输入，供电电容的输出联接光电控开关电路的开关固定端，供电电路的各测量、采集、存储电路供电端是光电控开关电路的另一个开关切换端。c.所述的光电控开关电路是一个光控、电控双控制自动转换的单刀双切换或转换的开关电路，即是一个单刀双掷开关电路，该开关电路的单刀双切换固定端是供电电容的输出电压信号端，单刀双切换的一个切换端是精密信号输入端,该精密信号输入端联接精密比较测量电路的标准比较电路、被测量比较电路的充电输入端，单刀双切换的另一个切换端是供电电路的各测量、采集、存储电路的供电端，当供电电路的电压低于稳压电压时发出电控信号使单刀双切换开关电路的单刀双切换固定端-供电电容的输出电压信号端与另一个切换端-各测量、采集、存储电路的供电端断开并自动切换或转换到一个切换端-精密信号输入端,进而联接精密比较测量电路的标准比较电路、被测量比较电路的充电输入端，当光触发电路的光触发输出发出光控信号使单刀双切换开关电路的单刀双切换固定端供电电容的输出电压信号端与一个切换端-精密信号输入端,进而与精密比较测量电路的标准比较电路、被测量比较电路的充电输入端自动切换或转换断开、而与另一个切换端-各测量、采集、存储电路的供电端通联。