一种电容值测量电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电容测量技术领域，涉及一种电容值测量电路及方法，适用于测量各种类型电容的容值，本发明结构简单，操作简单，可以测量所有电容的电容值，测量精度高。
【背景技术】
[0002]电容作为电子电路中一种必不可少的器件，分布在各种电路中各个角落，与电阻一样，应用非常普遍。电容的类型很多，根据材料可以分为瓷片电容、CBB电容、电解电容等等，电容的容值范围也很大，以适应不同电路的需求。
[0003]在日常的电路设计过程中，要使用电容，主要考虑的电容参数包括耐压值和容值，对于一般的信号处理方面，电子工程师一般能判断某些类型的电容是否能承受电路的电压，在特殊的场合一般会选用特殊的电容，相对于电容的容值，耐压值相对是个容易判断的参数。现在市场上的万用表基本上没有电容值测量这个功能，这就给很多电路设计者带来困扰，因为并不是每种电容都标注有容值大小的，而且电容的容值误差一般也比较大，在需要高精度的场合，由于测量工具的缺失很难拣选出更符合要求的电容(为了更高精度的电路，拣选电阻是经常用到的)，从而给电路设计带来麻烦。
[0004]针对这种情况，本发明一种电容值测量电路及方法，提供了一种简单的电容测量电路，结构简单，操作简单，可以测量所有电容的电容值，测量精度高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于设计一种电容值测量电路及方法，可以方便的测量各种类型的电容值，同时误差小。
[0006]为此，本发明提供了一种电容测量电路，包括恒流源、第一控制电路、第二控制电路、处理器、按键，恒流源与第一控制电路的输入端口相连接，第一控制电路的控制端口与处理器的某一 I/o相连接,第一控制电路的输出端口与待测电容的一端相连接，同时与第二控制电路的输入端口相连接，并且连接至处理器的ADC管脚，待测电容的另外一端接地；第二控制电路的控制端口与处理器的某一 I/O相连接，第二控制电路的输出端口接地；按键与处理器相连接。
[0007]上述一种电容值测量电路，所述的第一控制电路、第二控制电路结构相同，均由一个单刀双掷继电器、一个三极管和一个二极管构成。
[0008]上述一种电容值测量电路，所述的处理器内部至少包含一个定时器、一路ADC。
[0009]一种电容值测量方法，包括恒流源、第一控制电路、第二控制电路、处理器，初始状态第一控制电路断开，恒流源产生的恒定电流I不输出给待测电容，第二控制电路断开；当接收到测量指令时，第一控制电路接通，同时处理器内部定时器启动，定时t ;定时时间到，触发处理器中断，切断第一控制电路，启动ADC测量待测电容上的电压值U;通过时间t、充电电流I及电压U，计算出待测电容值；处理器控制第二控制电路接通，泄放待测电容上的电荷，完成测量。
[0010]本发明的有益效果:一种电容测量电路及方法，包括恒流源、第一控制电路、第二控制电路、处理器、按键，结构简单，操作简单，可以测量所有电容的电容值，测量精度高。
【附图说明】
[0011]下面结合设计图对本发明作进一步说明:
图1是本发明一种电容值测量电路的设计框图；
附图标记说明:1、恒流源；2、第一控制电路；3、第二控制电路；4、处理器；5、按键。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示一种电容值测量电路的设计框图，包括恒流源1、第一控制电路2、第二控制电路3、处理器4、按键5，恒流源I与第一控制电路2的输入端口相连接，第一控制电路2的控制端口与处理器4的某一 I/O相连接，第一控制电路2的输出端口与待测电容的一端相连接，同时与第二控制电路(3)的输入端口相连接，并且连接至处理器4的ADC管脚，待测电容的另外一端接地；第二控制电路3的控制端口与处理器4的某一 I/O相连接，第二控制电路(3)的输出端口接地；按键5与处理器4相连接。
[0013]第一控制电路2、第二控制电路3结构相同,均由一个单刀双掷继电器、一个三极管和一个二极管构成；处理器4内部至少包含一个定时器、一路ADC，这里我们选用的是TI公司的MSP430系列单片机，该系列单片机集成了丰富的片内外设，可以极大的简化外围电路，包含定时器、ADC模块。
[0014]工作时，初始状态第一控制电路2断开，恒流源I产生的恒定电流I不输出给待测电容，第二控制电路3断开；当接收到测量指令时，第一控制电路2接通，同时处理器内部定时器启动，定时t ;定时时间到，触发处理器4中断，切断第一控制电路2，启动ADC测量待测电容上的电压值U ;通过时间t、充电电流I及电压U，计算出待测电容值；处理器4控制第二控制电路3接通，泄放待测电容上的电荷，完成测量。
[0015]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电容值测量电路，包括恒流源(I)、第一控制电路(2)、第二控制电路(3)、处理器(4 )、按键(5 )，其特征在于:恒流源(I)与第一控制电路(2 )的输入端口相连接，第一控制电路(2)的控制端口与处理器(4)的某一 I/O相连接，第一控制电路(2)的输出端口与待测电容的一端相连接，同时与第二控制电路(3)的输入端口相连接，并且连接至处理器(4)的ADC管脚，待测电容的另外一端接地；第二控制电路(3)的控制端口与处理器(4)的某一 I/O相连接，第二控制电路(3)的输出端口接地；按键(5)与处理器(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电容值测量电路，其特征在于:所述的第一控制电路(2)、第二控制电路(3)结构相同，均由一个单刀双掷继电器、一个三极管和一个二极管构成。
3.根据权利要求1所述的一种电容值测量电路，其特征在于:所述的处理器(4)内部至少包含一个定时器、一路ADC。
4.一种电容值测量方法，包括恒流源(I)、第一控制电路(2)、第二控制电路(3)、处理器(4)，其特征在于:初始状态第一控制电路(2)断开，恒流源(I)产生的恒定电流I不输出给待测电容，第二控制电路(3 )断开；当接收到测量指令时，第一控制电路(2 )接通，同时处理器内部定时器启动，定时t ;定时时间到，触发处理器(4)中断，切断第一控制电路(2)，启动ADC测量待测电容上的电压值U ;通过时间t、充电电流I及电压U，计算出待测电容值；处理器(4 )控制第二控制电路(3 )接通，泄放待测电容上的电荷，完成测量。
【专利摘要】本发明属于电容测量技术领域，提供了一种电容值测量电路及方法，包括恒流源（1）、第一控制电路（2）、第二控制电路（3）、处理器（4）、按键（5），利用恒流源与定时器，可以计算出通过的电荷量，然后利用ADC测量待测电容上的电压，从而根据电荷、电压与电容值之间的关系计算出待测电容的电容值；本发明结构简单，操作简单，可以测量所有电容的电容值，测量精度高。
【IPC分类】G01R27-26
【公开号】CN104655934
【申请号】CN201310588252
【发明人】石强
【申请人】西安丁子电子信息科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日