[发明专利]电容测量装置及其方法

权利要求书

1.一种电容测量装置，包括可变增益的放大器、微处理器及显示 器，其特征在于所述微处理器接收四门限数字比较器和快速模 拟/数字转换器的输出信号，并输出经处理的测量结果到所述显 示器；所述微处理器根据被测电容的容量选择正负恒流源大小 和所述可变增益的放大器的放大倍数，并通过所述快速模拟/ 数字转换器测量经所述可变增益的放大器放大的被测电容上的 电压；所述快速模拟/数字转换器的测量结果输出到所述四门限 数字比较器；所述快速模拟/数字转换器的输出分别与四个不同 的数字值进行比较，所述四个不同的数字值分别设定充电数字 门限值V1，放电数字门限值V2作为充放电门限；在V1与V2 之间设置V3和V4两个数字门限值作为测量被测电容充放电时 间的区间，以消除电容器吸收效应对电容测量带来的影响。

2.根据权利要求1所述的电容测量装置，其特征在于所述微处理 器设定所述的四门限数字比较器设定四个门限值组合，改变电 容测量时的充、放电门限，以改变测量电容值所取的电压变化 范围，同时也改变电容测量时的偏置电压。

3.根据权利要求1或2所述的电容测量装置，其特征在于所述快 速模拟/数字转换器把经过所述可变增益的放大器放大后的被 测电容上的电压快速转换成数字量，送到所述四门限数字比较 器与四个预设的门限进行数字比较，把比较结果送到微处理器 进行处理。

4.根据权利要求3所述的电容测量装置，其特征在于所述快速模 拟/数字转换器把经过所述可变增益放大器放大后的被测电容 上的电压数值，提供给所述四门限数字比较器与四个门限值进 行比较，比较结果送所述微处理器进行处理；当放电电压小于 V1数字门限值时，所述微处理器控制恒流源变为正向恒流源向 被测电容充电；当充电电压大于V2数字门限值时，所述微处 理器控制恒流源变为负向恒流源使被测电容放电；所述微处理 器对充电或放电处于V3和V4两个数字门限值间的时间间隔进 行测量，计算出被测电容的容量大小，并进行显示。

5.根据权利要求1所述的电容测量装置，其特征在于所述正负恒 流源受所述微处理器的控制输出不同大小和方向的恒定电流。

6.根据权利要求1所述的电容测量装置，其特征在于在测量开始 阶段，利用对电容上的电压变化情况的快速测量，快速自动选 择电容测量量程，通过改变所述正负恒流源的大小和所述可变 增益的放大器的放大倍数来改变电容测量量程。

7.根据权利要求6所述的电容测量装置，其特征在于所述微处理 器能够改变四门限数字比较器的四个门限值设置，改变电容测 量时充电和放电的门限值V1、V2以及实际测量电容量的门限 值V3、V4，以获得适当的测量偏置电压、充放电范围和更好 的吸收效应消除效果。

8.根据权利要求6所述的电容测量装置，通过对被测电容的恒流 正向充电和反向放电，所述微处理器根据正向充电和反向放电 经过所述四门限数字比较器预定的两个门限值V3、V4之间的 时间，以及所述正负恒流源的数值大小，计算并各得到一次电 容值的测量结果，加快了测量速度。

9.根据权利要求6所述的电容测量装置，其特征在于所述可变增 益的放大器把电容上的电压放大到适合快速模拟/数字转换器 测量的范围。