专利名称：电容检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供指针式直流电压表或万用表使用的电容检测装置，尤其能使该表具备测试电容量的电容检测装置。
目前公知测试电容量采用电桥法、谐振法、频率法等，这些方法线路复杂，且不能和指针式电压表或万用表直接连接使用，而万用表只能定性而不能定量测试电容量。
本发明的目的在于提供一种供指针式直流电压表或万用表使用的电容检测装置，使该表具备测试电容量功能。该装置亦能测试电阻，但主要用作测试电容。
实现本发明目的方法是调压电路两输入端接220，输出一端接地端，另一输出端接二极管输入端，二极管输出端与地端间连接负载选择电路，其中所选负载均构成二极管输出电流通路；负载选择电路中非地端片与二极管输出相连，地端片接地端，非地端片和接地端片为外接电压表端片；二极管两端除接向一对测试端片外，还并接有晶体管电路，其中若干三极管ce极性和二极管两端电压极性对应连接，其bc间为一对测试端。be极间连接电阻阻值由该管测试量程决定。
所述负载选择电路可以选择一种由外接电压表内阻确定的负载，二极管输出电流由此内阻构成通路。
所述负载选择电路可以选择三种负载，由增设的档位开关选择三个档位，档位开关动片端和二极管输出端相连，所选第一档为空档，其负载由外接电压表内阻确定，第二、第三档对地端分别连接不同阻值的一只电阻。
所述负载选择电路，选择四个档位，除选择以上三种负载外，还可选择第四种负载。在上述档位开关第四分档片对地端连接一支电感线圈，该电感线圈次级两端为一对大容量测试端。
所述和二极管并接的晶体管电路中有一支三极管和二极管并联，其bc极间为一对测试端。
所述和二极管并接的晶体管电路，其中用4只三极管，除一只管子外其它管均需在be极间连接一只不同阻值的电阻；所有三极管ce极和二级管并联。
所述和二极管并接的晶体管电路中用一只三极管，其ce极和二极管并联，b极接波段开关动片端，be极间不同电阻一端在开关各分档定片上顺序连接，另一端共同接e极。
所述负载选择电路中非地端片和地端片之间及档位开关上电阻两端还可分别并接一只电容。
所述调压电路中变压器初级两端通过调压电路两输入端接220，变压器次级一端通过调压电路一输出端接地端，另一次级端和地端间并接1～2只作串联连接的电位器，其中有接地端的那支电位器中心端通过调压电路另一输出端接二极管输入端。
所述调压电路中使用2只各分档用电阻串联连通的波段开关，这两开关作串联后又串接在变压器初级一端与调压电路一输入端之间，变压器初级另一端连接调压电路另一输入端，调压电路两输入端接220，变压器次级一端通过调压电路一输出端接地端，次级另端通过调压电路另一输出端接二极管输入端。
调压电路除以上形式外，还可采用分别选择变压器初级匝数、次级匝数，或用线绕电位器串联，或用可控硅调压等方式以及它们之间的组合实现对220变化的控制。
以上结构的电容检测装置，当调压电路接入220后，调整调压电路使变压器次级二极管整流输出一稳定直流电压，测量电容选择适当档位和测试端，不同电容量在负载中产生不同的负向电压，使外接电压表原指示的直流电压发生不同的变化，据此可区分电容量。
本发明对具体实施例和附图加以说明。


图1为电容检测装置基本量程电路方框图。
图2为电容检测装置第一实施例电路方框图。
图3为电容检测装置第二实施例电路方框图。
图4为电容检测装置第一实施例的电路结构图。
图5为所述晶体管电路又一种结构图。
图6为电容检测装置第二实施例的电路结构图。
图1所示的电容检测装置基本量程方框图中，调压电路1输入端接220，输出端通过二极管整流2接外电压表，二极管整流输出端通过外电压表内阻构成电流通路。本电路结构图变压器次级只由二极管和外电压表构成。在此图基础上演变成其它各图。
图2为电容检测装置第一实施例电路方框图，它在图1的基础上，二极管整流2两端并接了晶体管电路3。
图3为电容检测装置第二实施例电路方框图，它由图1或图2演变而成。其中调压电路1输入端接220，输出端接二极管整流2，晶体管电路3和二极管整流2并接，二极管整流2输出端接负载选择电路4，外接电压表在负载电路4接入。
图4中所有的“Φ”标记表示测试端片，端片6、7箭头表示外电压表连线，晶体管电路3中三极管13ce极和二极管2两端并联。调压电路1中两电位器45、41串联后又并接在变压器5次极端20和地端间，电位器41中心头通过调压电路1输出端42接二极管2输入端，变压器5初级两端通过调压电路1中39、40接220。二极管2输出端接端片6，端片7接地端，二极管2输出电流由端片6、7上外接电压表内阻构成通路，二极管2两端端片43、44，三极管13bc极间为两对测试端，端片6、7两端并接电容47。该图第一实施例是图6第二实施例中的部分电路，其原理完全相同。此处不再重复。不同之处在于调压电路由不同阻值电位器45和41构成，当220变化后调整两电位器阻值使二极管2整流输出电压保持不变。
图5是所述晶体管电路又一种结构图，三极管13b极接波段开关46动片端，be极不同电阻15、17、19一端在分档片上顺序连接，另一端共同接e极。晶体管电路3中两箭头表示走向和二极管2并联。
图6为第二实施例电路结构图图中所有“Φ”标记表示连接测试端片。调压电路1中的使用两支各分档分别用电阻22～29和30～37串联连通的波段开关21和38，两开关终端分档片连接形成串联。220接调压电路1两输入端39、40，输入端39又接波段开关38动片端，变压器5初级一端接波段开关21动片端，另端接调压电路1输入端40。变压器5一次级通过调压电路1输出端8接地端，另一次级端20通过输出端42接二极管2，二极管2两端接一对测试端片43、44，二极管2两端并接晶体管电路3中三极管13、14、16、18所有ce极性与二极管2两端电压极性对应连接，三极管除13外其它14、16、18管be极间连接不同阻值电阻15、17、19这些管子所有c极用一只端片，各b极为单独测试端片。二极管2输出端和地端间所连接的负载选择电路4中用一只波段开关9选择4个档位，第一档为空位，其负载由端片6、7上的外接电压表内阻确定，第二、第三档对地端分别连接不同电阻10和11，第四档对地端连接电感线圈12，该电感线圈次级两端为一对大容量测试端。端片6、7两端、电阻10和11两端分别连接电容47、48、49。
对图6电路详细说明先从测试电阻谈起，图中变压器5初级调压电路1接通220V后，次级二极管整流2输出正半周电压，此电压由端片6、7上外接电压表测试。当被测电阻在端片43、44接入后，若设负载为RL，二极管整流输出平均电压为VL，被测电阻电压为VR，当正半周二极管导通时，负载RL为正半周平均电压VL，当负半周二极管截止时，负载RL和被测RX形成串联通路，负半周电压在负载RL中的分压值为RL·VL/RX+RL，此负向电压和负载中正半周电压合成为一不对称的交流电压，其直流分量减少，由于直流电压表不显示交流，故原指示的电压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则小。由于电容容抗和电阻值有类似性质，且容抗和容量成反比，故测试电容时，则是容量越大，V越小，容量越小，V越大。从上式RL/RX中，还可分析出，相同比值时，RL越大RX也越大，反之则小。据此将负载RL取不同阻值，将RX分档测试。对电容来说，则是RL越大所测容量越小，RL越小所测容量越大。由上式中V与VL成正比，故要求保持VL稳定。故调压电路1中两支波段开关21和38各分档分别用电阻22～29、30～37串联连通后，再用导线接成串联。当220变化后，调整两开关所串阻值，使变压器5初次级电压稳定。端片6、7两端，电阻10和11两端各并接电容47、48、49，容量分别为5千pf、0.1uf和30uf，作用是提升输出电压，这就扩展了变压器5低电压的工作范围。但上述容量不易过大，否则影响测试灵敏度。
现以一支2×9V电源变压器，当二极管2输出电压调为8.0V，并用500型万用表10V直流电压档测试，说明图6各档测试容量。由于500型表10V电压档内阻200K，故档位开关第一档负载为200K，第二、第三档连接电阻10和11，阻值各为5K和88Ω。由前对RL/RX的分析，则上述三种阻值对应的容量测试分别为5千pf～0.3uf，0.2uf～10uf，10uf～680uf。当选向第四档时，该档对地端连接起阻抗变换作用的电感线圈12，在线圈自感和移相作用下，使二极管2输出的正半周电压转变为接近正弦波形的交流电压，使原直流电压8.0V降为0.1V，此即为大容量的测试零点。线圈次级感应出1.8的交流电压，可测1千uf～6.8千uf容量。测试中不同容量使直流电压上升的数值也不同。电感线圈可采用黑白电视机电源电压器。
要测试更小容量需利用三极管的放大原理，此时档位开关9选第一档即空位档。图6中有4只C1815型三极管13、14、16，18和二极管2并联。静态时各管均无电流，万用表指示8.0V。当不同电容接在不同bc极间后，三极管ce极间就有不同负向电流通过，此时该管就类似一可变电阻，据前述，万用表指示的电压就有不同下降，据此区分电容量。图6中三极管14、16bc极间连接电阻15、17各为93K、380K，而管18be极间19约为数拾MΩ。这些连接电阻值大小与管子所获偏压成正比，从而有不同工作点，这些电阻值决定该管测试量程。上述三种阻值对应的容量测试分别为0.01uf～1千pf，3千pf～200pf，500pf～3.3pf。三极管13be极间无连接电阻，此管作高阻值测试，可测至800MΩ或作小容量定性测试。
上述测试中由于电容规格有限，容量对应的电压值可由实验求出。再将试验值绘成坐标曲线，可继续求出其它规格的容量电压值，将这些电压值在表盘绘成曲线，由指针直接指示容量值，或汇成表格根据指针所指电压再查表求出容量。
上述电阻值虽与测试量程有关，但各测试量程容量值相互重复较多，故允许各阻值有较大取值范围。且各量程是在图1方框图基本量程上再确定的，而基本量程与变压器次级电压有关但主要由电压表内阻确定，故电压表内阻和变压器次级电压不同时，测试量程及各阻值均要作变化，以免各量程重复太多。各图中三极管、档位开关上所连电阻数量也是灵活的，如图4、图6中还可增如三极管及相应be极间电阻，管子数量越多，档位开关所选档位负载越多，量程分的也越细，测试精度也越高，却会使体积增加。为减小体积结构，可将图6中电感线圈去掉，只选三个档位，进一步减少为二个或取消档位开关9就成图4电路。甚至也可将调压电路中的调压元件全部取消，只保留电源变压器，此时只作电容量的定性测试。在零件选用中，图5所示晶体管电路结构图中波段开关46可和档位开关9可共用一双层波段开关，调压电路1中波段开关21和38可用一支更多档位波段开关或用一支双层波段开关加钮子开关代替，档位开关9可用钮子开关组合代替，调压电路还可用交流稳压器代替。
权利要求1.一种电容检测装置，包括电源变压器和整流二极管，其特征是带变压器的调压电路(1)两输入端(39)、(40)接220，输出端(8)接地端，另输出端(42)接二极管(2)输入端，二极管(2)输出端与地端(7)间连接负载选择电路(4)，其中所选负载均构成二极管(2)输出电流通路；负载选择电路(4)中端片(6)与二极管(2)输出端相连，端片(7)接地端，端片(6)、(7)为外接电压表端片；二极管(2)两端除接测试端片(43)、(44)，还并接有晶体管电路(3)，其中若干三极管ce极性和二极管(2)两端电压极性对应连接，bc极间为一对测试端，be极间连接电阻阻值由该管测试量程决定。
2.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述负载选择电路(4)中所选负载阻值由(6)、(7)端片上外接电压表内阻确定，二极管(2)输出电流由此内阻构成通路。
3.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述负载电路(4)选三个档位所选负载为三种，由增设的档位开关(9)选择，档位开关(9)动片端和二极管(2)输出端相连，所选第一档为空档，其负载阻值由(6)、(7)端片上外接电压表内阻确定，第二、第三档对地端分别连接不同阻值的电阻(10)和(11)。
4.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述负载电路(4)选四个档位所选负载有四种，由增设的档位开关(9)选择，档位开关(9)动片端和二极管(2)输出端相连，所选第一档为空档，其负载阻值由(6)、(7)端片上外接电压表内阻确定，第二、第三档对地端分别连接不同阻值的电阻(10)和(11)，第四档对地端连接一只电感线圈(12)，该电感线圈次级两端接一对大容量测试端片。
5.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述和二极管(2)并接的晶体管电路(3)中三极管(13)和二级管(2)并联。
6.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述和二极管(2)并接的晶体管电路(3)中除三极管(13)外，其它管14、16、18be极间分别连接不同阻值电阻15、17、19，所有三极管ce极和二极管(2)并联。
7.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征是所述和二极管(2)并接的晶体管电路(3)中三极管(13)ce极和二极管(2)并联，b极接波段开关(46)动片端，be极间不同电阻15、17、19一端在开关各分档片上顺序连接，另一端同接e极。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的电容检测装置，其特征是所述负载选择电路(4)中端片(6)、(7)两端、电阻(10)和(11)两端各并接电容(47)、(48)、(49)。
9.根据权利要求1至7中任何一项所述的电容检测装置，其特征是所述调压电路(1)中变压器(5)初级两端通过调压电路两输入端(39)(40)接220，变压器(5)一次级通过调压电路(1)一输出端(8)接地端，另一次级(20)端和地端间并接1～2只以串联方式连接的不同阻值电位器(41)、(45)，其中一端接地端的电位器(41)中心端通过调压电路(1)输出端(42)接二极管(2)输入端。
10.根据权利要求1至7中任何一项所述的电容检测装置，其特征是所述调压电路(1)中有2只各分档用电阻(22～29)、(30～37)串联连通的波段开关(21)、(38)，此两开关作串联后又串接在变压器(5)初级一端与调压电路(1)输入端(39)之间，变压器(5)初级另端通过调压电路(1)输入端(40)与输入端(39)接220，变压器(5)一次级通过调压电路(1)输出端(8)接地端，另一次级(20)通过调压电路(1)输出端(42)接二极管(2)输入端。
专利摘要一种电容检测装置,由调压电路、晶体管电路、二极管整流和负载选择电路组成。所述晶体管电路中若干三极管和二极管两端并联,每管be极间不同连接电阻由该管测试量程决定。所述负载选择电路,由档位开关分别选择外接电压表内阻和两支不同阻值电阻及一只电感线圈。二极管两端、各三极管bc极间及电感线圈次级两端均为测试端,测试中不同电容量产生不同的负向电压,二极管输出不同的直流电压,外接直流电压表或万用表据此区分电容量。
文档编号G01N27/22GK2443370SQ0025870
公开日2001年8月15日 申请日期2000年10月19日 优先权日2000年10月19日
发明者周晓元, 周兴歌, 周莺歌 申请人:周晓元