專利名稱：電容檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供指針式直流電壓表或萬用表使用的電容檢測裝置，尤其能使該表具備測試電容量的電容檢測裝置。
目前公知測試電容量采用電橋法、諧振法、頻率法等，這些方法線路復(fù)雜，且不能和指針式電壓表或萬用表直接連接使用，而萬用表只能定性而不能定量測試電容量。
本發(fā)明的目的在于提供一種供指針式直流電壓表或萬用表使用的電容檢測裝置，使該表具備測試電容量功能。該裝置亦能測試電阻，但主要用作測試電容。
實現(xiàn)本發(fā)明目的方法是調(diào)壓電路兩輸入端接220，輸出一端接地端，另一輸出端接二極管輸入端，二極管輸出端與地端間連接負(fù)載選擇電路，其中所選負(fù)載均構(gòu)成二極管輸出電流通路；負(fù)載選擇電路中非地端片與二極管輸出相連，地端片接地端，非地端片和接地端片為外接電壓表端片；二極管兩端除接向一對測試端片外，還并接有晶體管電路，其中若干三極管ce極性和二極管兩端電壓極性對應(yīng)連接，其bc間為一對測試端。be極間連接電阻阻值由該管測試量程決定。
所述負(fù)載選擇電路可以選擇一種由外接電壓表內(nèi)阻確定的負(fù)載，二極管輸出電流由此內(nèi)阻構(gòu)成通路。
所述負(fù)載選擇電路可以選擇三種負(fù)載，由增設(shè)的檔位開關(guān)選擇三個檔位，檔位開關(guān)動片端和二極管輸出端相連，所選第一檔為空檔，其負(fù)載由外接電壓表內(nèi)阻確定，第二、第三檔對地端分別連接不同阻值的一只電阻。
所述負(fù)載選擇電路，選擇四個檔位，除選擇以上三種負(fù)載外，還可選擇第四種負(fù)載。在上述檔位開關(guān)第四分檔片對地端連接一支電感線圈，該電感線圈次級兩端為一對大容量測試端。
所述和二極管并接的晶體管電路中有一支三極管和二極管并聯(lián)，其bc極間為一對測試端。
所述和二極管并接的晶體管電路，其中用4只三極管，除一只管子外其它管均需在be極間連接一只不同阻值的電阻；所有三極管ce極和二級管并聯(lián)。
所述和二極管并接的晶體管電路中用一只三極管，其ce極和二極管并聯(lián)，b極接波段開關(guān)動片端，be極間不同電阻一端在開關(guān)各分檔定片上順序連接，另一端共同接e極。
所述負(fù)載選擇電路中非地端片和地端片之間及檔位開關(guān)上電阻兩端還可分別并接一只電容。
所述調(diào)壓電路中變壓器初級兩端通過調(diào)壓電路兩輸入端接220，變壓器次級一端通過調(diào)壓電路一輸出端接地端，另一次級端和地端間并接1～2只作串聯(lián)連接的電位器，其中有接地端的那支電位器中心端通過調(diào)壓電路另一輸出端接二極管輸入端。
所述調(diào)壓電路中使用2只各分檔用電阻串聯(lián)連通的波段開關(guān)，這兩開關(guān)作串聯(lián)后又串接在變壓器初級一端與調(diào)壓電路一輸入端之間，變壓器初級另一端連接調(diào)壓電路另一輸入端，調(diào)壓電路兩輸入端接220，變壓器次級一端通過調(diào)壓電路一輸出端接地端，次級另端通過調(diào)壓電路另一輸出端接二極管輸入端。
調(diào)壓電路除以上形式外，還可采用分別選擇變壓器初級匝數(shù)、次級匝數(shù)，或用線繞電位器串聯(lián)，或用可控硅調(diào)壓等方式以及它們之間的組合實現(xiàn)對220變化的控制。
以上結(jié)構(gòu)的電容檢測裝置，當(dāng)調(diào)壓電路接入220后，調(diào)整調(diào)壓電路使變壓器次級二極管整流輸出一穩(wěn)定直流電壓，測量電容選擇適當(dāng)檔位和測試端，不同電容量在負(fù)載中產(chǎn)生不同的負(fù)向電壓，使外接電壓表原指示的直流電壓發(fā)生不同的變化，據(jù)此可區(qū)分電容量。
本發(fā)明對具體實施例和附圖加以說明。


圖1為電容檢測裝置基本量程電路方框圖。
圖2為電容檢測裝置第一實施例電路方框圖。
圖3為電容檢測裝置第二實施例電路方框圖。
圖4為電容檢測裝置第一實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5為所述晶體管電路又一種結(jié)構(gòu)圖。
圖6為電容檢測裝置第二實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1所示的電容檢測裝置基本量程方框圖中，調(diào)壓電路1輸入端接220，輸出端通過二極管整流2接外電壓表，二極管整流輸出端通過外電壓表內(nèi)阻構(gòu)成電流通路。本電路結(jié)構(gòu)圖變壓器次級只由二極管和外電壓表構(gòu)成。在此圖基礎(chǔ)上演變成其它各圖。
圖2為電容檢測裝置第一實施例電路方框圖，它在圖1的基礎(chǔ)上，二極管整流2兩端并接了晶體管電路3。
圖3為電容檢測裝置第二實施例電路方框圖，它由圖1或圖2演變而成。其中調(diào)壓電路1輸入端接220，輸出端接二極管整流2，晶體管電路3和二極管整流2并接，二極管整流2輸出端接負(fù)載選擇電路4，外接電壓表在負(fù)載電路4接入。
圖4中所有的“Φ”標(biāo)記表示測試端片，端片6、7箭頭表示外電壓表連線，晶體管電路3中三極管13ce極和二極管2兩端并聯(lián)。調(diào)壓電路1中兩電位器45、41串聯(lián)后又并接在變壓器5次極端20和地端間，電位器41中心頭通過調(diào)壓電路1輸出端42接二極管2輸入端，變壓器5初級兩端通過調(diào)壓電路1中39、40接220。二極管2輸出端接端片6，端片7接地端，二極管2輸出電流由端片6、7上外接電壓表內(nèi)阻構(gòu)成通路，二極管2兩端端片43、44，三極管13bc極間為兩對測試端，端片6、7兩端并接電容47。該圖第一實施例是圖6第二實施例中的部分電路，其原理完全相同。此處不再重復(fù)。不同之處在于調(diào)壓電路由不同阻值電位器45和41構(gòu)成，當(dāng)220變化后調(diào)整兩電位器阻值使二極管2整流輸出電壓保持不變。
圖5是所述晶體管電路又一種結(jié)構(gòu)圖，三極管13b極接波段開關(guān)46動片端，be極不同電阻15、17、19一端在分檔片上順序連接，另一端共同接e極。晶體管電路3中兩箭頭表示走向和二極管2并聯(lián)。
圖6為第二實施例電路結(jié)構(gòu)圖圖中所有“Φ”標(biāo)記表示連接測試端片。調(diào)壓電路1中的使用兩支各分檔分別用電阻22～29和30～37串聯(lián)連通的波段開關(guān)21和38，兩開關(guān)終端分檔片連接形成串聯(lián)。220接調(diào)壓電路1兩輸入端39、40，輸入端39又接波段開關(guān)38動片端，變壓器5初級一端接波段開關(guān)21動片端，另端接調(diào)壓電路1輸入端40。變壓器5一次級通過調(diào)壓電路1輸出端8接地端，另一次級端20通過輸出端42接二極管2，二極管2兩端接一對測試端片43、44，二極管2兩端并接晶體管電路3中三極管13、14、16、18所有ce極性與二極管2兩端電壓極性對應(yīng)連接，三極管除13外其它14、16、18管be極間連接不同阻值電阻15、17、19這些管子所有c極用一只端片，各b極為單獨測試端片。二極管2輸出端和地端間所連接的負(fù)載選擇電路4中用一只波段開關(guān)9選擇4個檔位，第一檔為空位，其負(fù)載由端片6、7上的外接電壓表內(nèi)阻確定，第二、第三檔對地端分別連接不同電阻10和11，第四檔對地端連接電感線圈12，該電感線圈次級兩端為一對大容量測試端。端片6、7兩端、電阻10和11兩端分別連接電容47、48、49。
對圖6電路詳細(xì)說明先從測試電阻談起，圖中變壓器5初級調(diào)壓電路1接通220V后，次級二極管整流2輸出正半周電壓，此電壓由端片6、7上外接電壓表測試。當(dāng)被測電阻在端片43、44接入后，若設(shè)負(fù)載為RL，二極管整流輸出平均電壓為VL，被測電阻電壓為VR，當(dāng)正半周二極管導(dǎo)通時，負(fù)載RL為正半周平均電壓VL，當(dāng)負(fù)半周二極管截止時，負(fù)載RL和被測RX形成串聯(lián)通路，負(fù)半周電壓在負(fù)載RL中的分壓值為RL·VL/RX+RL，此負(fù)向電壓和負(fù)載中正半周電壓合成為一不對稱的交流電壓，其直流分量減少，由于直流電壓表不顯示交流，故原指示的電壓VL下降，下降值V＝VL-RL·VL/RX+RL＝VL/1+RL/RX，由此式RX阻值越大，V越大，反之V則小。由于電容容抗和電阻值有類似性質(zhì)，且容抗和容量成反比，故測試電容時，則是容量越大，V越小，容量越小，V越大。從上式RL/RX中，還可分析出，相同比值時，RL越大RX也越大，反之則小。據(jù)此將負(fù)載RL取不同阻值，將RX分檔測試。對電容來說，則是RL越大所測容量越小，RL越小所測容量越大。由上式中V與VL成正比，故要求保持VL穩(wěn)定。故調(diào)壓電路1中兩支波段開關(guān)21和38各分檔分別用電阻22～29、30～37串聯(lián)連通后，再用導(dǎo)線接成串聯(lián)。當(dāng)220變化后，調(diào)整兩開關(guān)所串阻值，使變壓器5初次級電壓穩(wěn)定。端片6、7兩端，電阻10和11兩端各并接電容47、48、49，容量分別為5千pf、0.1uf和30uf，作用是提升輸出電壓，這就擴展了變壓器5低電壓的工作范圍。但上述容量不易過大，否則影響測試靈敏度。
現(xiàn)以一支2×9V電源變壓器，當(dāng)二極管2輸出電壓調(diào)為8.0V，并用500型萬用表10V直流電壓檔測試，說明圖6各檔測試容量。由于500型表10V電壓檔內(nèi)阻200K，故檔位開關(guān)第一檔負(fù)載為200K，第二、第三檔連接電阻10和11，阻值各為5K和88Ω。由前對RL/RX的分析，則上述三種阻值對應(yīng)的容量測試分別為5千pf～0.3uf，0.2uf～10uf，10uf～680uf。當(dāng)選向第四檔時，該檔對地端連接起阻抗變換作用的電感線圈12，在線圈自感和移相作用下，使二極管2輸出的正半周電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻咏也ㄐ蔚慕涣麟妷?，使原直流電?.0V降為0.1V，此即為大容量的測試零點。線圈次級感應(yīng)出1.8的交流電壓，可測1千uf～6.8千uf容量。測試中不同容量使直流電壓上升的數(shù)值也不同。電感線圈可采用黑白電視機電源電壓器。
要測試更小容量需利用三極管的放大原理，此時檔位開關(guān)9選第一檔即空位檔。圖6中有4只C1815型三極管13、14、16，18和二極管2并聯(lián)。靜態(tài)時各管均無電流，萬用表指示8.0V。當(dāng)不同電容接在不同bc極間后，三極管ce極間就有不同負(fù)向電流通過，此時該管就類似一可變電阻，據(jù)前述，萬用表指示的電壓就有不同下降，據(jù)此區(qū)分電容量。圖6中三極管14、16bc極間連接電阻15、17各為93K、380K，而管18be極間19約為數(shù)拾MΩ。這些連接電阻值大小與管子所獲偏壓成正比，從而有不同工作點，這些電阻值決定該管測試量程。上述三種阻值對應(yīng)的容量測試分別為0.01uf～1千pf，3千pf～200pf，500pf～3.3pf。三極管13be極間無連接電阻，此管作高阻值測試，可測至800MΩ或作小容量定性測試。
上述測試中由于電容規(guī)格有限，容量對應(yīng)的電壓值可由實驗求出。再將試驗值繪成坐標(biāo)曲線，可繼續(xù)求出其它規(guī)格的容量電壓值，將這些電壓值在表盤繪成曲線，由指針直接指示容量值，或匯成表格根據(jù)指針?biāo)鸽妷涸俨楸砬蟪鋈萘俊?br> 上述電阻值雖與測試量程有關(guān)，但各測試量程容量值相互重復(fù)較多，故允許各阻值有較大取值范圍。且各量程是在圖1方框圖基本量程上再確定的，而基本量程與變壓器次級電壓有關(guān)但主要由電壓表內(nèi)阻確定，故電壓表內(nèi)阻和變壓器次級電壓不同時，測試量程及各阻值均要作變化，以免各量程重復(fù)太多。各圖中三極管、檔位開關(guān)上所連電阻數(shù)量也是靈活的，如圖4、圖6中還可增如三極管及相應(yīng)be極間電阻，管子數(shù)量越多，檔位開關(guān)所選檔位負(fù)載越多，量程分的也越細(xì)，測試精度也越高，卻會使體積增加。為減小體積結(jié)構(gòu)，可將圖6中電感線圈去掉，只選三個檔位，進一步減少為二個或取消檔位開關(guān)9就成圖4電路。甚至也可將調(diào)壓電路中的調(diào)壓元件全部取消，只保留電源變壓器，此時只作電容量的定性測試。在零件選用中，圖5所示晶體管電路結(jié)構(gòu)圖中波段開關(guān)46可和檔位開關(guān)9可共用一雙層波段開關(guān)，調(diào)壓電路1中波段開關(guān)21和38可用一支更多檔位波段開關(guān)或用一支雙層波段開關(guān)加鈕子開關(guān)代替，檔位開關(guān)9可用鈕子開關(guān)組合代替，調(diào)壓電路還可用交流穩(wěn)壓器代替。
權(quán)利要求1.一種電容檢測裝置，包括電源變壓器和整流二極管，其特征是帶變壓器的調(diào)壓電路(1)兩輸入端(39)、(40)接220，輸出端(8)接地端，另輸出端(42)接二極管(2)輸入端，二極管(2)輸出端與地端(7)間連接負(fù)載選擇電路(4)，其中所選負(fù)載均構(gòu)成二極管(2)輸出電流通路；負(fù)載選擇電路(4)中端片(6)與二極管(2)輸出端相連，端片(7)接地端，端片(6)、(7)為外接電壓表端片；二極管(2)兩端除接測試端片(43)、(44)，還并接有晶體管電路(3)，其中若干三極管ce極性和二極管(2)兩端電壓極性對應(yīng)連接，bc極間為一對測試端，be極間連接電阻阻值由該管測試量程決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述負(fù)載選擇電路(4)中所選負(fù)載阻值由(6)、(7)端片上外接電壓表內(nèi)阻確定，二極管(2)輸出電流由此內(nèi)阻構(gòu)成通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述負(fù)載電路(4)選三個檔位所選負(fù)載為三種，由增設(shè)的檔位開關(guān)(9)選擇，檔位開關(guān)(9)動片端和二極管(2)輸出端相連，所選第一檔為空檔，其負(fù)載阻值由(6)、(7)端片上外接電壓表內(nèi)阻確定，第二、第三檔對地端分別連接不同阻值的電阻(10)和(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述負(fù)載電路(4)選四個檔位所選負(fù)載有四種，由增設(shè)的檔位開關(guān)(9)選擇，檔位開關(guān)(9)動片端和二極管(2)輸出端相連，所選第一檔為空檔，其負(fù)載阻值由(6)、(7)端片上外接電壓表內(nèi)阻確定，第二、第三檔對地端分別連接不同阻值的電阻(10)和(11)，第四檔對地端連接一只電感線圈(12)，該電感線圈次級兩端接一對大容量測試端片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述和二極管(2)并接的晶體管電路(3)中三極管(13)和二級管(2)并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述和二極管(2)并接的晶體管電路(3)中除三極管(13)外，其它管14、16、18be極間分別連接不同阻值電阻15、17、19，所有三極管ce極和二極管(2)并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容檢測裝置，其特征是所述和二極管(2)并接的晶體管電路(3)中三極管(13)ce極和二極管(2)并聯(lián)，b極接波段開關(guān)(46)動片端，be極間不同電阻15、17、19一端在開關(guān)各分檔片上順序連接，另一端同接e極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的電容檢測裝置，其特征是所述負(fù)載選擇電路(4)中端片(6)、(7)兩端、電阻(10)和(11)兩端各并接電容(47)、(48)、(49)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的電容檢測裝置，其特征是所述調(diào)壓電路(1)中變壓器(5)初級兩端通過調(diào)壓電路兩輸入端(39)(40)接220，變壓器(5)一次級通過調(diào)壓電路(1)一輸出端(8)接地端，另一次級(20)端和地端間并接1～2只以串聯(lián)方式連接的不同阻值電位器(41)、(45)，其中一端接地端的電位器(41)中心端通過調(diào)壓電路(1)輸出端(42)接二極管(2)輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的電容檢測裝置，其特征是所述調(diào)壓電路(1)中有2只各分檔用電阻(22～29)、(30～37)串聯(lián)連通的波段開關(guān)(21)、(38)，此兩開關(guān)作串聯(lián)后又串接在變壓器(5)初級一端與調(diào)壓電路(1)輸入端(39)之間，變壓器(5)初級另端通過調(diào)壓電路(1)輸入端(40)與輸入端(39)接220，變壓器(5)一次級通過調(diào)壓電路(1)輸出端(8)接地端，另一次級(20)通過調(diào)壓電路(1)輸出端(42)接二極管(2)輸入端。
專利摘要一種電容檢測裝置,由調(diào)壓電路、晶體管電路、二極管整流和負(fù)載選擇電路組成。所述晶體管電路中若干三極管和二極管兩端并聯(lián),每管be極間不同連接電阻由該管測試量程決定。所述負(fù)載選擇電路,由檔位開關(guān)分別選擇外接電壓表內(nèi)阻和兩支不同阻值電阻及一只電感線圈。二極管兩端、各三極管bc極間及電感線圈次級兩端均為測試端,測試中不同電容量產(chǎn)生不同的負(fù)向電壓,二極管輸出不同的直流電壓,外接直流電壓表或萬用表據(jù)此區(qū)分電容量。
文檔編號G01N27/22GK2443370SQ0025870
公開日2001年8月15日 申請日期2000年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月19日
發(fā)明者周曉元, 周興歌, 周鶯歌 申請人:周曉元