Praktický obvod pro měření kapacity ručičkovým multimetrem
Chcete-li použít ukazatelový multimetr k posouzení kvality kondenzátoru 400 mikrofaradů, můžete změřit dva kolíky kondenzátoru s příslušným rozsahem odporu multimetru a určit kvalitu kondenzátoru na základě amplitudy výkyvu ukazatele. Obecně platí, že dobrý ukazatel kondenzátoru může ukazovat na maximální hodnotu (nebo blízko k maximální hodnotě). Pokud se kondenzátor rozbije a poškodí, ukazatel ukazuje na minimální hodnotu. Pokud ukazatel zůstane na určité hodnotě uprostřed, znamená to, že kondenzátor má nějaký únik. Pokud chce tazatel změřit kapacitu kondenzátoru běžným ručičkovým multimetrem, může použít operační zesilovač LM358 k zapojení obvodu, jak je znázorněno na následujícím obrázku, pro měření kapacity kondenzátoru 400 mikrofaradů.
Na obrázku je A nízkopříkonový duální operační zesilovač LM358, který používá interní operační zesilovač připojený k vytvoření invertujícího proporcionálního zesilovače. Zesilovací faktor tohoto obvodu je - (R/Xc), kde Xc je kapacitní impedance měřeného kondenzátoru. Víme, že kapacitní impedance Xc kondenzátoru je 1/2 π fC. Pokud je frekvence f 50Hz a C je 400 mikrofaradů, kapacitní impedance Xc je 7,96 Ω.
Při měření kapacity 400 mikrofaradového kondenzátoru můžeme pomocí 6V výkonového transformátoru rozdělit výstup 6V AC napětí z jeho sekundáru na sinusovou vlnu 100mV/50Hz přes rezistor jako zdroj signálu. Připojte kondenzátor 400 mikrofaradů na pozici C v diagramu a pomocí multimetru změřte výstupní napětí Vout operačního zesilovače v rozsahu střídavého napětí. Jednoduchými výpočty pak můžeme určit kapacitu měřeného kondenzátoru. Za předpokladu, že Vin je stabilních 100 mV a naměřený Vout je 1 000 mV, podle výše uvedeného vzorce je kapacitní impedance Xc kondenzátoru 7,96 Ω, a poté lze kapacitu kondenzátoru vypočítat na základě vzorce kapacitní impedance.
Většina současných digitálních multimetrů používá výše uvedený způsob měření kapacity. Vzhledem k rozdílu v hodnotách frekvence, amplitudy a odporu R mezi zdrojem sinusového signálu v tomto obvodu a kapacitním rozsahem digitálního multimetru není možné přímo odečítat kapacitu. Zdroj signálu používaný pro typický digitální multimetr je sinusový signál 40 mV/400 Hz a hodnota R se také liší od výše uvedené hodnoty odporu. Proto je výstupní napětí zesilovače stejné jako naměřená kapacita a lze jej přímo odečítat. Napájecí napětí pro výše uvedený měřicí obvod lze zvolit jako napětí ± 5V.
