ডিজিটাল মাল্টিমিটারের ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ ফাংশন সম্প্রসারণ
1. ক্যাপাসিট্যান্সের অনলাইন পরিমাপ
ডিফারেনশিয়াল ইন্টিগ্রাল সার্কিটের বৈশিষ্ট্য অনুসারে, ক্যাপাসিট্যান্সের পরিমাপকে ভোল্টেজ পরিমাপে রূপান্তর করা যেতে পারে।
সার্কিটের মূল অংশ CX/V একটি সাধারণ সক্রিয় RC বিপরীত পার্থক্য এবং ইন্টিগ্রেশন সার্কিট গ্রহণ করে। ওয়েন অসিলেটর একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি AC সিগন্যাল Vr তৈরি করে, যা CX-এর সমানুপাতিক একটি AC ভোল্টেজ V0 (V1) পেতে CX/V রূপান্তর সার্কিটকে উত্তেজিত করে। স্থির ফ্রিকোয়েন্সির বাইরে অমেধ্য অপসারণের জন্য দ্বিতীয়-ক্রম ব্যান্ডপাস ফিল্টার দ্বারা ফিল্টার করার পরে, AC/DC আউটপুট ভোল্টেজ V CX-এর সমানুপাতিক প্রাপ্ত হয়। যখন AC সিগন্যাল Vr CX/V সার্কিটকে উত্তেজিত করে, তখন ইনভার্টিং ইন্টিগ্রেটরের আউটপুট ভোল্টেজ হয়
অর্থাৎ, পরিমাপ করা ক্যাপাসিট্যান্স CX আউটপুট ভোল্টেজ C0 এর সমানুপাতিক, এইভাবে CX → V রূপান্তর অর্জন করে। ডিজিটাল মাল্টিমিটারের 2V স্তরের সাথে ক্যাপ্যাসিট্যান্স বেসিক স্তরের সাথে মিল করার জন্য, ওয়েন অসিলেটরের দোলন ফ্রিকোয়েন্সি 400Hz হিসাবে নির্বাচন করা হয়েছে, কার্যকর ভোল্টেজের মান 1V, R1 20k Ω এ সেট করা হয়েছে এবং C1 0.1 μF সেট করা হয়েছে। R2 -20kΩ -20kΩ থেকে পরিবর্তিত হয় -200k Ω -2M Ω, 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF পরিমাপ করা ক্যাপাসিট্যান্স পরিসরের সাথে সম্পর্কিত।
2. ছোট ক্যাপাসিটার পরিমাপ
ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপের জন্য একটি সাধারণ সাড়ে তিন অঙ্কের মাল্টিমিটারের পরিসর হল 2000pF থেকে 20 μF, এবং এটি 1pF-এর নীচে ছোট ক্যাপাসিটারগুলি পরিমাপের জন্য শক্তিহীন। ক্যাপাসিট্যান্স ইম্পিডেন্স পদ্ধতি অনুসারে এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ব্যবহার করে, ছোট ক্যাপাসিটারগুলি পরিমাপ করা সম্ভব। পরিমাপ সার্কিট ডায়াগ্রামটি চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে। CX হল পরিমাপ করা ক্যাপাসিট্যান্স, এবং Rf হল ইনভার্টিং শেষে ফিডব্যাক প্রতিরোধক। যখন সাইন সিগন্যাল Vi-এর ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি f হয়, তখন CX-এ উপস্থাপিত প্রতিবন্ধকতা এবং অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ হল: যখন A এবং Rf স্থির থাকে, তখন সাইন সিগন্যাল f-এর ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপকৃত ক্যাপাসিট্যান্স CX-এর বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হয়। ছোট ক্যাপাসিটার পরিমাপ করতে, পরিমাপের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ব্যবহার করুন।
পরিমাপের জন্য সার্কিট নীতির ব্লক ডায়াগ্রাম চিত্র 2 (b) এ দেখানো হয়েছে। পরিমাপ প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল জেনারেটর দ্বারা উত্পন্ন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সাইন সংকেত পরিমাপ করা ক্যাপাসিটরে প্রয়োগ করা হয়, CX কে ক্যাপাসিট্যান্স ইম্পিডেন্স Xc-তে রূপান্তরিত করা হয়, এবং তারপর Xc-কে C/ACV রূপান্তরের মাধ্যমে একটি AC ভোল্টেজ সংকেতে রূপান্তরিত করা হয়, একটি পরিবর্ধক ট্রান্সফরম দ্বারা প্রেরণ করা হয় এবং ট্রান্সল্যাম্প আউট করে। demodulation জন্য একটি ফেজ সংবেদনশীল demodulator থেকে; ফেজ সংবেদনশীল ডিমোডুলেটরের অন্য ইনপুট হল একটি বর্গাকার তরঙ্গ (অর্থাৎ ডিমোডুলেশন সিগন্যাল) যা একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সাইন তরঙ্গ দ্বারা একটি তরঙ্গরূপ রূপান্তরকারীর মাধ্যমে তৈরি হয় এবং দুটি ইনপুট সংকেত একই ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফেজের। পরিমাপকৃত ক্যাপাসিট্যান্স CX মানের সাথে সমানুপাতিক একটি DC ভোল্টেজ পেতে কম-পাস ফিল্টার দ্বারা ডিমোডুলেটেড সংকেত ফিল্টার করা হয়, যা পরিমাপের ফলাফলের সরাসরি প্রদর্শনের জন্য একটি DC ভোল্টমিটারে পাঠানো হয়। ওয়েভফর্ম কনভার্টারটিতে ইনভার্টিং ইনপুট সহ একটি জিরো ক্রসিং কম্প্যারেটর থাকে, যা ওয়েন অসিলেটর থেকে স্ট্যান্ডার্ড 1MHz হাই-ফ্রিকোয়েন্সি সাইন ওয়েভকে একটি স্ট্যান্ডার্ড ইনভার্টেড বর্গ তরঙ্গে রূপান্তর করে। ফেজ সংবেদনশীল ডিমোডুলেটরের আউটপুট উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্স ধারণকারী একটি স্পন্দনশীল ডিসি ভোল্টেজ হওয়ার কারণে, একটি স্থিতিশীল এবং ধ্রুবক ডিসি ভোল্টেজ আউটপুট পাওয়ার জন্য সুরেলা উপাদানগুলিকে ফিল্টার করার জন্য একটি π - টাইপ ফিল্টার ব্যবহার করা হয়।
তারপর ডিসি ভোল্টমিটারে সংশ্লিষ্ট গড় ভোল্টেজের মান পাঠান। ডিজিটাল মাল্টিমিটারের 2V রেঞ্জের সাথে বেসিক ক্যাপ্যাসিট্যান্স রেঞ্জের সাথে সামঞ্জস্য করার জন্য, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সাইন সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি 1MHz হিসাবে নির্বাচন করা হয়েছে (ফ্রিকোয়েন্সি খুব বেশি হলে বিতরণের পরামিতি বিবেচনা করা উচিত), ভোল্টেজের কার্যকরী মান হল 1V, এবং সার্কিট অ্যামপ্লিফিকেশন ফ্যাক্টর এবং ফিড ব্যাক রেঞ্জের গুণফল হল। তাই, ডিজিটাল মাল্টিমিটারের ডিসি ভোল্টেজের পরিসর হল 200mV, 0.2pF এর ক্যাপাসিট্যান্স পরিসরের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, এবং 200V 200pF ক্যাপাসিট্যান্স পরিসরের সাথে মিলে যায়। পরিমাপের পরিসর হল 10-4-102pF, এবং রেজোলিউশন হল 10-4pF।
