[实用新型]基于单稳电路的多量程高精度数字电容表

说明书

技术领域

本实用新型属于仪器仪表测量技术领域，具体涉及一种基于单稳电路的多量程高精度数字电容表。

背景技术

近年来，各种测试测量仪器和仪表在国内的需求量每年都以超过30%的速度在快速增长，其中高精度电容表需求的增长速度更为突出。传统测量电容的方法主要采用模拟电路形式，电路环节多，容易受零漂、温漂的影响，尤其对小电容的测量，更难保证测量精度。鉴于此，目前多采用数字化方法测量电容值，这就涌现出了各种类型的数字电容表。数字电容表是测量电容器电容值的专用仪表，设计多量程、高精度的数字电容表对实现电路参数的准确测量、性能的有效分析以及故障的正确诊断具有重要意义。作为一种有效的电容测量方法，充电法是把待测电容转换成与其电容量值成正比的单稳时间作为基本原理来实现电容测量的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于单稳电路的多量程高精度数字电容表，解决现有充电法数字电容表测量精度不高、误差较大和量程选择类型较少的缺点。

本实用新型所采用的技术方案是，基于单稳电路的多量程高精度数字电容表，包括依次连接的基准脉冲发生电路、闸门控制和脉冲计数电路及七段锁存译码与显示电路，闸门控制和脉冲计数电路上还连接有时间转换电路，闸门控制和脉冲计数电路还与七段锁存译码与显示电路相连接，闸门控制和脉冲计数电路中两个MC14553芯片相互级联，七段锁存译码与显示电路中包括两个CD4543译码器和两个三位七段数码管，实现了六位数字的计数和显示。

本实用新型的特点还在于，

其中的闸门控制和脉冲计数电路中，C6接电源VCC，将C5、C6并联后接入第一片IC4的10脚/13脚，C7串联在3脚、4脚之间，8脚、11脚接地，16脚接电源VCC；同时，C5、C6的并联电路外接电阻R10后接地，3脚接第二片IC4的4脚，10脚/13脚接第二片IC4的10脚，14脚接第二片IC4的12脚，第二片IC4的8脚、11脚接地，16脚接电源VCC。

其中的七段锁存译码与显示电路中，IC3的6脚、7脚、8脚接地，9脚～14脚分别通过R13～R19接到第一个三位数码管的a～g端，16脚接电源VCC。第一个三位数码管的左、中、右三部分连在一起后与第二个三位数码管的左端相连，第一个数码管的中间端接第二个数码管的中间端，第一个数码管的右端接第二个数码管的右端，三极管T1的发射极接COM1、基极接电阻R27、集电极接地；三极管T2的发射极接COM2、基极接电阻R28、集电极接地；三极管T3的发射极接COM3、基极接电阻R29、集电极接地。第二个三位数码的a～g端分别通过限流电阻R20～R26连接到第二片IC3的9脚～14脚，第二片IC3的6脚、7脚、8脚接地，而它的1脚与第一片IC3的1脚相连，16脚接电源VCC。

本实用新型的有益效果是：实现了电容器数值的多量程、高精度测量，不仅解决了三位数字电容表小档读数不准的问题（即只能读到较大电容值的余数，干扰了正常数值的读取），而且降低了测量误差，提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型基于单稳电路的多量程高精度数字电容表的结构示意图；

图2是时间转换电路原理图；

图3是基准脉冲发生电路原理图；

图4是闸门控制和脉冲计数电路原理图；

图5是七段锁存译码与显示电路原理图。

图中，1.基准脉冲发生电路，2.闸门控制和脉冲计数电路，3.七段锁存译码与显示电路，4.时间转换电路。

具体实施方式

本实用新型基于单稳电路的多量程高精度数字电容表的结构，如图1所示，包括依次连接的基准脉冲发生电路1、闸门控制和脉冲计数电路2及七段锁存译码与显示电路3，闸门控制和脉冲计数电路2上还连接有时间转换电路4，闸门控制和脉冲计数电路2还与七段锁存译码与显示电路3相连接。

如图2所示，时间转换电路4中，ICIA1脚、2脚相连，通过开关K1a在电阻R3～R6中选择不同阻值的电阻，此电阻与R1并联在4脚和14脚。R1通过反向器、与非门连接到6脚，ICIA的3脚处接C2后与7脚相连，待测电容Cx连在1脚/2脚与7脚之间，按键AN与R2、C1构成闭合回路，经过与非门连接到6脚。

如图3所示，基准脉冲发生电路1是一个无稳多谐振荡器，该电路中IC1B的8脚/12脚连接C3后接地，且8脚/12脚通过开关K1b在R7～R11中选择不同数值的电阻，并将其串联在9脚，10脚接电源VCC，11脚连接C4后接地。