วงจรปฏิบัติสำหรับการวัดความจุด้วยมัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์

วงจรปฏิบัติสำหรับการวัดความจุด้วยมัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์

หากต้องการใช้พอยน์เตอร์มัลติมิเตอร์เพื่อตัดสินคุณภาพของตัวเก็บประจุขนาด 400 ไมโครฟารัด คุณสามารถวัดพินสองตัวของตัวเก็บประจุด้วยช่วงความต้านทานที่เหมาะสมของมัลติมิเตอร์ และกำหนดคุณภาพของตัวเก็บประจุโดยพิจารณาจากแอมพลิจูดของการแกว่งตัวชี้ โดยทั่วไป ตัวชี้ตัวเก็บประจุที่ดีสามารถชี้ไปที่ค่าสูงสุด (หรือใกล้กับค่าสูงสุด) หากตัวเก็บประจุพังและเสียหาย ตัวชี้จะชี้ไปที่ค่าต่ำสุด หากตัวชี้อยู่ที่ค่าใดค่าหนึ่งตรงกลาง แสดงว่าตัวเก็บประจุมีการรั่วไหล หากผู้ถามต้องการวัดความจุของตัวเก็บประจุด้วยมัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์ปกติ ก็สามารถใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ LM358 เชื่อมต่อวงจรดังแสดงในรูปต่อไปนี้เพื่อวัดความจุของตัวเก็บประจุขนาด 400 ไมโครฟารัด

ในรูป A คือแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการคู่กำลังต่ำ LM358 ซึ่งใช้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการภายในที่เชื่อมต่อเพื่อสร้างแอมพลิฟายเออร์ตามสัดส่วนแบบกลับหัว ปัจจัยการขยายวงปิดของวงจรนี้คือ - (R/Xc) โดยที่ Xc คืออิมพีแดนซ์ความจุของตัวเก็บประจุที่วัดได้ เรารู้ว่าความจุอิมพีแดนซ์ Xc ของตัวเก็บประจุคือ 1/2 π fC หากความถี่ f คือ 50Hz และ C คือ 400 ไมโครฟารัด ความต้านทานของความจุไฟฟ้า Xc จะเท่ากับ 7.96 Ω

เมื่อวัดความจุของตัวเก็บประจุขนาด 400 ไมโครฟารัด เราสามารถใช้หม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 6V เพื่อแบ่งเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 6V จากตัวทุติยภูมิให้เป็นคลื่นไซน์ 100mV/50Hz ผ่านตัวต้านทานเป็นแหล่งสัญญาณ เชื่อมต่อตัวเก็บประจุขนาด 400 ไมโครฟารัดเข้ากับตำแหน่ง C ในแผนภาพ และใช้มัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต Vout ของเครื่องขยายสัญญาณการทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ จากนั้น ด้วยการคำนวณง่ายๆ เราสามารถกำหนดความจุของตัวเก็บประจุที่วัดได้ สมมติว่า Vin มีความเสถียร 100mV และ Vout ที่วัดได้คือ 1,000mV ตามสูตรข้างต้น ความต้านทานของความจุ Xc ของตัวเก็บประจุคือ 7.96 Ω จากนั้นสามารถคำนวณความจุของตัวเก็บประจุตามสูตรความต้านทานของความจุได้

มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้วิธีการข้างต้นในการวัดความจุ เนื่องจากค่าความถี่ แอมพลิจูด และความต้านทาน R ที่แตกต่างกันระหว่างแหล่งสัญญาณคลื่นไซน์ในวงจรนี้และช่วงความจุของมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล จึงไม่สามารถอ่านค่าความจุได้โดยตรง แหล่งสัญญาณที่ใช้สำหรับมัลติมิเตอร์แบบดิจิทัลทั่วไปคือสัญญาณคลื่นไซน์ 40mV/400Hz และค่า R ก็แตกต่างจากค่าความต้านทานที่กล่าวไว้ข้างต้นเช่นกัน ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จึงเท่ากับความจุที่วัดได้และสามารถอ่านได้โดยตรง สามารถเลือกแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสำหรับวงจรการวัดข้างต้นเป็นแรงดันไฟฟ้า ± 5V