[实用新型]多量程电容测量电路及装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容测量技术领域，具体而言，涉及一种多量程电容测量电路及装置。

背景技术

随着超精密制造及精密仪器和现代工业信息技术的发展，通过电容的测量以获取极板电容器的其它物理属性，在化工、农业、材料、机械、过程控制以及管道检测等领域有着广泛的应用。现有的电容测量方法，一般针对较小范围内的电容测量是十分有效的，但是当待测电容不处于测量范围内之时，会产生较大的测量误差，甚至测量仪器无法给出测量值，难易满足测量需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多量程电容测量电路及装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多量程电容测量电路，包括方波产生电路、波形整形电路、单片机最小系统及显示器，所述方波产生电路包括NE555芯片、电阻网络和参考电容，所述单片机最小系统包括电性连接的单片机、时钟电路、复位电路和扩展按键，所述电阻网络包括多个阻值不同的电阻及与多个所述电阻一一连接的多个开关，多个所述电阻并联；

待测电容的一端与所述NE555芯片的2引脚和6引脚连接、另一端接地，所述电阻网络的一端与所述NE555芯片的2引脚和6引脚连接、另一端与电源连接，所述参考电容的一端与所述NE555芯片的5引脚连接、另一端接地，所述NE555芯片的8引脚和4引脚与所述电源连接，所述NE555芯片的3引脚与所述波形整形电路连接，所述单片机最小系统与所述波形整形电路和所述显示器分别连接；

通过闭合不同的开关，改变所述电阻网络接入的电阻，从而调整所述多量程电容测量电路的量程。

可选地，所述方波产生电路的输出频率范围为500Hz到50KHz之间。

可选地，所述电阻有八个，分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述开关有八个，分别为第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；

八个所述开关与八个所述电阻一一对应连接。

可选地，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻的阻值分别14Ω、140Ω、1.4KΩ、14KΩ、140KΩ和1.4MΩ。

可选地，所述波形整形电路包括六路施密特触发反向器74LS14。

可选地，所述单片机采用LQFP-44封装的STC12C5A60S2。

可选地，所述显示器为NOKIA5110显示屏。

一种多量程电容测量装置，所述多量程电容测量装置包括封装外壳、PCB板和上述的多量程电容测量电路，所述封装外壳是由顶面、底面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面围合而成的立方体结构，所述方波产生电路、波形整形电路、单片机最小系统通过PCB板连接并设置在所述封装外壳内，所述显示器和扩展按键设置于所述顶面；

所述顶面上还设置有多个开关按钮，所述开关按钮与所述开关的个数相同且一一对应，以通过所述开关按钮控制所述开关断开或闭合；

所述第三侧面上设置有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚与所述NE555芯片的2引脚和6引脚分别连接，所述第二引脚接地，所述待测电容通过所述第一引脚和第二引脚连接在所述NE555芯片的2引脚和6引脚与地之间。

可选地，所述第二侧面开设有多个第一散热孔，所述第四侧面开设有多个第二散热孔，所述多个第二散热孔与所述多个第一散热孔相对设置，所述第一侧面设置有充电接头。

可选地，所述底面设置有多个第三散热孔、多个第四散热孔和多个减震橡胶垫，所述多个第三散热孔沿所述第二侧面和底面的公共边的延伸方向设置，所述多个第四散热孔沿所述第四侧面和底面的公共边的延伸方向设置，所述多个减震橡胶垫沿所述第一侧面和底面的公共边以及所述第三侧面和底面的公共边的延伸方向设置。

本实用新型提供的多量程电容测量电路及装置，通过闭合不同的开关，改变所述电阻网络接入的电阻，调整所述多量程电容测量电路的量程，以测量不同电容值的待测电容。方波信号从NE555芯片的3脚输出，经波形整形电路进行波形整形后，送至单片机。由单片机对整形后的方波信号的上升沿捕获定时计数，并根据计数时间间隔和计数值计算方波脉冲的频率。最后，根据公式即可计算出待测电容的电容值，并发送至显示器进行显示。该多量程电容测量电路及装置，电路简单，操作简便，测量范围可调，满足实际的应用需要。

附图说明