專利名稱：一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域，涉及一種電子元件參數(shù)的測(cè)量裝置，具體為一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
電容器是電子設(shè)備中大量使用的基本電子元件。在教學(xué)、科研及電子設(shè)備的維修中，常常需要知道電容器的電容值。物理實(shí)驗(yàn)中常采用交流電橋法測(cè)電容，該方法雖然較為準(zhǔn)確，但實(shí)驗(yàn)時(shí)需反復(fù)調(diào)整交流電橋使之達(dá)到精確平衡，實(shí)際操作較為麻煩，學(xué)生獨(dú)立完成有一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，是開發(fā)一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置，它能利用示波器方便地測(cè)量電容值。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置包含信號(hào)發(fā)生器、電容測(cè)量?jī)x、示波器和待測(cè)電容，所述電容測(cè)量?jī)x的面板上設(shè)有信號(hào)輸入接口、可調(diào)電阻、電容接口、電阻端電壓輸出接口和電容端電壓輸出接口，所述電容接口與所述待測(cè)電容的兩端相連，所述信號(hào)輸入接口用導(dǎo)線連接所述信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)輸出端，所述電阻端電壓輸出接口和所述電容端電壓輸出接口分別用導(dǎo)線連接所述示波器的信號(hào)輸入端；所述可調(diào)電阻與所述待測(cè)電容串聯(lián)連接后接所述電容測(cè)量?jī)x的信號(hào)輸入接口，所述可調(diào)電阻的兩端通過(guò)導(dǎo)線與所述電阻端電壓輸出接口相連，所述電容接口通過(guò)導(dǎo)線與所述電容端電壓輸出接口相連。所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)為頻率可調(diào)的正弦電信號(hào)。實(shí)際測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)生器使其輸出頻率為f的正弦電信號(hào)，調(diào)節(jié)所述可調(diào)電阻的阻值為R，在示波器上分別測(cè)出所述可調(diào)電阻兩端電壓的峰-峰值\和所述待測(cè)
電容兩端電壓的峰-峰值V。，由公式C = 即可求出待測(cè)電容的電容值C(式中ω =
2 π f)。本發(fā)明產(chǎn)生以下有益效果與傳統(tǒng)交流電橋法測(cè)電容相比實(shí)驗(yàn)操作更為簡(jiǎn)便，通過(guò)簡(jiǎn)單測(cè)量就能得出待測(cè)電容值，有利于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果，提高測(cè)量效率，并與大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)緊密銜接，有利于學(xué)生熟練掌握示波器的使用，拓展示波器的應(yīng)用領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本發(fā)明的一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)成示意圖。圖2是本發(fā)明所述電容測(cè)量?jī)x的線路原理圖。圖中1.信號(hào)發(fā)生器，2.電容測(cè)量?jī)x，3.示波器，4.待測(cè)電容，5.信號(hào)輸入接口，6.可調(diào)電阻，7.電容接口，8.電阻端電壓輸出接口，9.電容端電壓輸出接口。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置包含信號(hào)發(fā)生器I、電容測(cè)量?jī)x2、示波器3和待測(cè)電容4，所述電容測(cè)量?jī)x2的面板上設(shè)有信號(hào)輸入接口 5、可調(diào)電阻6、電容接口 7、電阻端電壓輸出接口 8和電容端電壓輸出接口 9，所述電容接口 7與所述待測(cè)電容4的兩端相連，所述信號(hào)輸入接口 5用導(dǎo)線連接所述信號(hào)發(fā)生器I的信號(hào)輸出端，所述電阻端電壓輸出接口 8和所述電容端電壓輸出接口 9分別用導(dǎo)線連接所述示波器3的信號(hào)輸入端。如圖2所示，可調(diào)電阻6與待測(cè)電容4串聯(lián)連接后接電容測(cè)量?jī)x2的信號(hào)輸入接口 5，可調(diào)電阻6的兩端通過(guò)導(dǎo)線與電阻端電壓輸出接口 8相連，電容接口 7通過(guò)導(dǎo)線與電 容端電壓輸出接口 9相連。所述信號(hào)發(fā)生器I發(fā)出的信號(hào)為頻率可調(diào)的正弦電信號(hào)。實(shí)際測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器I使其輸出頻率為f的正弦電信號(hào)，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻6的阻值為R，在示波器3上分別測(cè)出可調(diào)電阻6兩端的電壓的峰-峰值Vk和待測(cè)電容4兩
端電壓的峰-峰值V。，則待測(cè)電容4的電容值為C = g廠，式中ω = 2 Jif0改變信號(hào)發(fā)生器I的輸出頻率和可調(diào)電阻6的阻值，重復(fù)上述測(cè)量，并求出電容的平均值。電容C計(jì)算公式的理論推導(dǎo)如下設(shè)i = IniCOSCot為通過(guò)待測(cè)電容的電流，式中Ini為電流的最大值，f為電流的頻率，ω = 2Jif為電流的圓頻率，則電容器極板上的電量為q= f idt = — sin ω = q sin cot
J ω式中 =&·為電量的最大值。
ω設(shè)電阻R兩端電壓的最大值和峰-峰值分別為Vrh^P Vr，電容C兩端電壓的最大值和峰-峰值分別為Vqii和V。，由于待測(cè)電容C與電阻R串聯(lián)，有Tm = & ,并且= ^，根據(jù)電容器電容的定義式，得待測(cè)電容值為= = 伽
L 」 Vcm CoVcm RrnVcm RoVc
權(quán)利要求
1.一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包含信號(hào)發(fā)生器(I)、電容測(cè)量?jī)x(2)、示波器(3)和待測(cè)電容(4)，所述電容測(cè)量?jī)x(2)的面板上設(shè)有信號(hào)輸入接口(5)、可調(diào)電阻(6)、電容接口(7)、電阻端電壓輸出接口(8)和電容端電壓輸出接口(9)，所述電容接口(7)與所述待測(cè)電容(4)的兩端相連，所述信號(hào)輸入接口(5)用導(dǎo)線連接所述信號(hào)發(fā)生器(I)的信號(hào)輸出端，所述電阻端電壓輸出接口⑶和所述電容端電壓輸出接口(9)分別用導(dǎo)線連接所述示波器(3)的信號(hào)輸入端，所述可調(diào)電阻(6)與所述待測(cè)電容(4)串聯(lián)連接后接所述電容測(cè)量?jī)x(2)的信號(hào)輸入接口(5)，所述可調(diào)電阻(6)的兩端通過(guò)導(dǎo)線與所述電阻端電壓輸出接口⑶相連，所述電容接口⑵通過(guò)導(dǎo)線與所述電容端電壓輸出接口(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述信號(hào)發(fā)生器(I)發(fā)出的信號(hào)為頻率可調(diào)的正弦電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種示波器法測(cè)電容實(shí)驗(yàn)裝置，包含信號(hào)發(fā)生器、電容測(cè)量?jī)x、示波器和待測(cè)電容，所述電容測(cè)量?jī)x的面板上設(shè)有信號(hào)輸入接口、可調(diào)電阻、電容接口、電阻端電壓輸出接口和電容端電壓輸出接口。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，并與大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)緊密銜接，有利于提高電容的測(cè)量效率和拓展示波器的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01R27/26GK102636700SQ20121011119
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者趙曉曼, 陳健 申請(qǐng)人:江南大學(xué)