一种电容测量装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种电容测量装置，包括测量模块、计数模块和显示模块，所述计数模块分别与测量模块和显示模块电连接，所述测量模块包括单稳态触发器和多谐振荡器，所述被测电容接入测量模块后，所述单稳态触发器产生脉宽与被测电容大小成正比的闸门信号，所述多谐振荡器产生脉冲信号，所述闸门信号与脉冲信号经过门运算，得到时钟信号，再将所述时钟信号送入计算器进行计数。相应地，本发明还公开了一种电容检测方法。本发明的电容测量装置能够非常精确且直观地读取和观察电容值，成本较低、可靠性高。
【专利说明】一种电容测量装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容测量领域，尤其涉及一种电容测量装置及方法。
【背景技术】
[0002]电容器是电子设备中大量使用的基本电子元件。它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。固定电容的容量可以直接从标称容量上读出，而可调电容的容量则不确定。传统的测量方法都采用交流电桥法和谐振法，通常采用刻度读数，此方法不够直观。另外，在教学、科研及电子设备的维修中，常常需要知道电容器的电容值。物理实验中常采用交流电桥法测电容，该方法虽然较为准确，但实验时需反复调整交流电桥使之达到精确平衡，实际操作较为麻烦，独立完成有一定困难。
[0003]数字电路有可靠性高、体积小、成本低等优点，而且现有的数字电路模拟软件比较成熟，这样就可以保证只要软件仿真成功，那么实际电路中可以保证接近100%的成功率，所以要验证数字电路正确与否，只要用软件仿真一下就能确定，避免因电路错误而浪费时间和提闻成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的电容器读数不直观、不准确、成本高、可靠性差等的缺陷。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电容测量装置，包括测量模块、计数模块和显示模块，所述计数模块分别与测量模块和显示模块电连接，所述测量模块包括单稳态触发器和多谐振荡器，所述被测电容接入测量模块后，所述单稳态触发器产生脉宽与被测电容大小成正比的闸门信号，所述多谐振荡器产生脉冲信号，所述闸门信号与脉冲信号经过门运算，得到时钟信号，再将所述时钟信号送入计算器进行计数。
[0006]进一步地，所述计数模块包括第一计数器、第二计数器和锁存器，通过置数法将所述第一计数器和第二计数器连接成百进制计数器，所述计数器计数范围为0?99。
[0007]进一步地，所述第一计数器和第二计数器的输出端连接锁存器的输入端，所述锁存器时钟信号由单稳态触发器输出信号经过反向得到。
[0008]具体地，所述第一计数器和第二计数器的MR端和LOAD端均连接测量模块的单稳态输出端，使得计数器在有效计数范围内计数。
[0009]其中，MR端为异步清零端，接高电位使其保持在工作状态。
[0010]进一步地，所述显示模块包括译码器和数码管，所述计数模块的锁存器输出端分别连接到译码器输入端。
[0011]具体地，接入被测电阻电路工作时，所述计数器计数再通过锁存器将计数结果送入译码器，所述译码器将相应数值译成高低电送入数码管，所述数码管显示相应数值。
[0012]相应地，本发明还提供了一种电容测量方法，所述方法包括以下步骤:
[0013]S1、利用单稳态触发器在被测电容上的充放电规律，将电容容值转换为脉冲宽度；
[0014]S2、与标准脉冲信号相与得到的脉冲数通过计数显示可以得到容值；
[0015]S3、用闸门信号控制时钟信号产生的脉冲个数，使其来反映被测电容的数值。
[0016]本发明的电容测量装置及方法，具有如下有益效果:
[0017]1、本发明的电容测量装置能够非常精确且直观地读取和观察电容值，成本较低、
可靠性高。
[0018]2、本发明的测量电容的方法比较简单且非常好操作，采用数字电路使得电容测量装置成本降低、体积也较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0020]图1是本发明的电容测量装置的系统框图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]本发明提供了一种电容测量装置，包括测量模块、计数模块和显示模块，所述计数模块分别与测量模块和显示模块电连接，所述测量模块包括单稳态触发器和多谐振荡器，所述被测电容接入测量模块后，所述单稳态触发器产生脉宽与被测电容大小成正比的闸门信号，所述多谐振荡器产生脉冲信号，所述闸门信号与脉冲信号经过门运算，得到时钟信号，再将所述时钟信号送入计算器进行计数。
[0023]所述计数模块包括第一计数器、第二计数器和锁存器，通过置数法将所述第一计数器和第二计数器连接成百进制计数器，所述计数器计数范围为0?99。
[0024]所述第一计数器和第二计数器的输出端连接锁存器的输入端，所述锁存器时钟信号由单稳态触发器输出信号经过反向得到。
[0025]所述第一计数器和第二计数器的MR端和LOAD端均连接测量模块的单稳态输出端，使得计数器在有效计数范围内计数。
[0026]其中，MR端为异步清零端，接高电位使其保持在工作状态。
[0027]所述显示模块包括译码器和数码管，所述计数模块的锁存器输出端分别连接到译码器输入端。
[0028]接入被测电阻电路工作时，所述计数器计数再通过锁存器将计数结果送入译码器，所述译码器将相应数值译成高低电送入数码管，所述数码管显示相应数值。
[0029]相应地，本发明还提供了一种电容测量方法，所述方法包括以下步骤:
[0030]S1、利用单稳态触发器在被测电容上的充放电规律，将电容容值转换为脉冲宽度；
[0031]S2、与标准脉冲信号相与得到的脉冲数通过计数显示可以得到容值；
[0032]S3、用闸门信号控制时钟信号产生的脉冲个数，使其来反映被测电容的数值。
[0033]本发明的电容测量装置及方法，具有如下有益效果:
[0034]1、本发明的电容测量装置能够非常精确且直观地读取和观察电容值，成本较低、
可靠性高。
[0035]2、本发明的测量电容的方法比较简单且非常好操作，采用数字电路使得电容测量装置成本降低、体积也较小。
[0036]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种电容测量装置，包括测量模块、计数模块和显示模块，其特征在于，所述计数模块分别与测量模块和显示模块电连接，所述测量模块包括单稳态触发器和多谐振荡器， 所述被测电容接入测量模块后，所述单稳态触发器产生脉宽与被测电容大小成正比的闸门信号，所述多谐振荡器产生脉冲信号，所述闸门信号与脉冲信号经过门运算，得到时钟信号，再将所述时钟信号送入计算器进行计数。
2.根据权利要求1所述的电容测量装置，其特征在于，所述计数模块包括第一计数器、第二计数器和锁存器，通过置数法将所述第一计数器和第二计数器连接成百进制计数器，所述计数器计数范围为O?99。
3.根据权利要求2所述的电容测量装置，其特征在于，所述第一计数器和第二计数器的输出端连接锁存器的输入端，所述锁存器时钟信号由单稳态触发器输出信号经过反向得到。
4.根据权利要求3所述的电容测量装置，其特征在于，所述第一计数器和第二计数器的MR端和LOAD端均连接测量模块的单稳态输出端，使得计数器在有效计数范围内计数。
5.根据权利要求4所述的电容测量装置，其特征在于，所述显示模块包括译码器和数码管，所述计数模块的锁存器输出端分别连接到译码器输入端。
6.根据权利要求5所述的电容测量装置，其特征在于，接入被测电阻电路工作时，所述计数器计数再通过锁存器将计数结果送入译码器，所述译码器将相应数值译成高低电送入数码管，所述数码管显示相应数值。
7.一种电容测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: S1、利用单稳态触发器在被测电容上的充放电规律，将电容容值转换为脉冲宽度； S2、与标准脉冲信号相与得到的脉冲数通过计数显示可以得到容值； S3、用闸门信号控制时钟信号产生的脉冲个数，使其来反映被测电容的数值。
【文档编号】G01R27/26GK104407231SQ201410673489
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】陈佰炜, 李军安 申请人:广西智通节能环保科技有限公司