电容表*概述

　　数字电容表是一种智能型、性能稳定、高可靠性、3 5/6数字多用表，仪表采用33mm字高LCD显示器，读数清晰，显示直观，操作方便,可用来测量电阻、电容、二极管及通断测试;同时还设有单位符号显示、数据保持、*大*小値测量，自动/手动量程转换、自动断电、自动识别及报警功能。整机采用了一个能直接驱动LCD微处理器和双积分A/D转换集成电路，一个提供高分辨力、高精度的数字显示驱动，该表功能齐全，测量准确度高，使用方便，是实验室、工厂、无线电爱好者及家庭的理想工具。

　　电容表*技术指标

　　测量方法：双积分模/数转换器

　　显示方法：液晶显示

　　*大显示：1999(3半位数字)，自动极性显示

　　过载指示：仅在*高位显示“1”

　　低压指示：自动检测，并在屏幕显示“”符号

　　测量速率：约每秒更新2~3次

　　零值调校：手动，约在±20pF左右

　　操作环境：0℃～40℃ 0～80% R.H.

　　存储环境：-10℃～+50℃ 0～70% R.H.

　　电池型号：9V方形电池(IEC 6F22, NEDA 1604, JIS 006p)

　　外形尺寸： CM7115A 135 ×72 ×36 mm

　　电容表*制作方法

　　很多贴片电容都没有标明电容值，而我又舍不得扔了它们;自己做电路玩时，经常看到一些废电路板上有很多贴片电容，可以拆下来用，但是却看不到容量，很郁闷。所以我决定做一个电容表来测试它们的容量。

　　我用单片机8952和电压比较器339做了一个简单的电容容量测量表，参数大致如下：

　　电容测量范围为1pF-9999.99uF，*小分辨力为1pF。分为5个量程，可以自动切换量程，也可手动切换。另外，有简单的频率计功能，能测量0-60MHz的数字信号频率(TTL电平);还可以产生几个单点频率的方波信号(比如1KHz)。采用1602LCD作为显示器;4个按键控制;使用24C01保存当前设置值，不用每次开机重新设置。可单5V供电，也可9V交流供电。

　　电容测试原理简介：根据电容的充电公式，可以计算出电容在充电到1/nVcc(其中n>1，Vcc为充电电源电压)电压时充电时间跟电容的容量和电阻成正比，跟充电电源电压无关。(通过一个微分方程即可求得，具体的计算步骤这里省略，一般的电路教材上都有讲解)。

　　工作过程如下：首先，通过单片机选通放电三极管Q9，将电容上的电放掉，放电完毕之后，选通Q1-Q5中的一个三极管，经过一定的电阻，对电容进行充电;同时，打开单片机的计数器0，开始计数。然后单片机等待外部中断0的发生。当电容充电达到参考电压值时，比较器翻转，发出充电完成信号到中断0端口，单片机响应中断，停止计数器0，并关闭充电电路，接通放电电路。接着读出计数器0的值，进行计算，适当的调整后，输出到LCD上显示。然后又开始一次新的测试，如此循环。

　　本电路通过一个电压比较器(LM339)来检测电容充电的终止。由电阻R31，R32及RW1构成一个分压器，产生一个基准电压。当电容两端电压超过比较电压时，比较器翻转，产生一个低电平到单片机的中断0(INT0)引脚，通知单片机电容充电完成。

　　RW1是精密可调电阻，用来调整电压比较器的参考电压。调整RW1，使P点电压为电源电压的0.632倍(理论值，实际值可能有点不一样，见调试部分)。C0是并联在测量端的一个小电容(30pF)，用来减少电路分布电容的影响。因为在单片机内部做了软件调零，所以有一个固定的偏移量，对结果的显示不会造成影响。

　　Q8和Q10是用来平衡电路和温度补偿。作用不是很大，如果觉得麻烦，可以省掉这个两个三极管，把集电极和发射极直接连接起来，基极那个位置悬空就行了。U4是一个计数器，测量频率时，先做一个预分频。因为52的计数器频率不够高。

　　调试：

　　先把HEX文件烧入到单片机中，然后将全部零件装好，检查确认无误后，接通电源。调整RW1，使P点电压约为电源电压的0.632倍。然后进入主菜单，选择校准0点，确定，等待校准完成。然后退回到主菜单，选择电容测量，自动模式。用几个质量比较好的电容(或者用另一块电容表先测量出来)，检查电容值是否显示正确。如果不正确，可适当微调RW1，使其正确。然后依次检查其它量程，是否正确。如果各个量程不能同时调准，则需要适当微调一下R11、R13、R15、R18、R20等量程电阻的阻值(可以通过采用并联电阻等方式，不过一般要求不严格的情况下，这些电阻都是可以满足要求的)。当调试完成后，可用热熔胶将RW1固定下来，避免使用时不小心改变了它的阻值。

　　使用方法：

　　板上总共有四个按键：MENU键，UP键，DOWN键和ENTER键。可以使用MENU键，退回到主菜单或者上**菜单。使用ENTER键，来确认选用的功能。UP和DOWN键用来移动菜单和切换量程用。主菜单包括以下几项：

　　1. Capacity 电容测量;2. Frequency 频率测量;

　　3. Square Wave 方波发生;4. Settings 设置。1.0版本的Settings里边只有一个选项——调整电容测试0点。5. Help 帮助选项。在电容测量的手动模式下，按动MENU键，将返回到主菜单;按动UP键，将增大量程;按动DOWN键，将减少量程;按动ENTER键，将保存当前量程状态，下次进入电容测试时，将会自动选择该量程。在频率测量模式下，按下MENU键，返回主菜单。其它按键无效。在方波发生模式下，按下MENU键，返回主菜单;UP键，升高输出频率;DOWN键，降低输出频率;ENTER键，保存当前频率值，下次再进入方波发生模式时，会自动选则该频率值。

　　注意：上边的按动，指的均为短按键。短按键——按键时间大于20ms，小于1S。长按键——按住按键大于1S。在1.0版本中，未使用长按键功能。如果您长按键，系统则会忽略本次按键。

　　电容表*测量方法

　　1) 测量前准备

　　确认电池和保险丝已正确安装;要测量的电容在测量前已充分放电;要测量的电容，其极性要与测量端子的极性一致;请一定注意，不要在测量端子加载电压，否则将导致严重的损害;不要尝试短接两个输入端子，否则将极大的浪费电池电量，并以过载显示;如果被测量的电容器是未知的，请从*小量程开始测量，并逐步加大直到得到合适的值;

　　2) 测量

　　将量程拨到合适的位置;测量电容值较小的电容时，需要调整“ZERO ADJ”旋钮来校零，以提高精度;将电容器按极性连接到电容输入插座或端子;当仅显示“1”时，仪表已过载，请将量程拨到更高的量程;当在*高位有“0”显示时，以提高测量分辩力和精度;

　　电容表*使用注意事项

　　1.在使用仪表前请仔细阅读使用说明书。

　　2.检查仪表壳体，应无破裂损坏现象;表笔绝缘应完好无损，无断线脱头和铜线裸露现象。

　　3.按测量需要，应将量程功能开关置于正确位置。

　　4.测量时表笔接入被测电路应先接黑表笔，表笔与被测电路分离时应先断开红表笔。

　　5.当改变量程或功能时任何一根表笔均要与被测电路断开。

　　6.为避免损坏仪表，不要输入超过各量程档所规定的*大值。

　　7.当使用仪表进行测量时，**不要打开后盖， 以免有触电的危险。

　　8.在测量高于60V直流和30V交流以上电压时，应谨慎小心避免触电。

　　9.在更换电池前，应使表笔脱离被测电路。

　　10.不要改变仪表内部电路，以免损坏仪表危及**。

　　11.应避免在直射阳光，高温高湿，易燃易爆以及蒸汽和粉尘大的环境中使用和存放。

　　电容表*保养指南

　　该仪表是一台精密仪器，使用者不要随意更改电路。

　　1.请注意防水，防尘、防摔。

　　2.不宜在高温高湿、易燃易爆和强的环境下存放、使用仪表;

　　3.请使用湿布和温和的清洁剂清洁仪表外表，不要使用研磨剂及酒精等烈性溶剂。

　　4.如果长时间不使用，应取出电池，防止电池漏液腐蚀仪表;

　　5.注意电池使用情况，当LCD显示出“ ”符号闪烁时，应更换电池;

　　电容表*更换电池

　　1)拧出后盖上固定电池门的螺丝，退出电池门;

　　2)取下1.5V电池，换上两个新的电池，虽然任何标准1.5V电池都可使用，但为加长使用时间，*好使用碱性电池;

　　3)装上电池门，上紧螺丝;

　　电容表*发展趋势

　　随着集成电路技术和数字电路技术的飞速发展，电容测量技术也得到了很好的发展。由于传统的检测电路已经不能满足现代测量的需要，研制更高精度和快响应速度的检测电路成为必要。同时，随着测控系统自动化、智能化的发展，要求数据采集和处理系统的准确度更高，可靠性更强，并具有一定的自校验、自补偿功能。传统测控方式已不能满足这些要求。近几年来，伴随着单片机以及ARM嵌入式处理器的发展而产生功能强大的数据采集系统可以准确及时地获得并处理信息，提高了收集环境信息的有效性和速度。智能化、数字化数据采集系统已成为当今科技界研究的热门话题。

　　目前，国内外在电容检测方面的研究重点是：

　　(1)电容检测电路的抗干扰和抗杂散电容的研究。

　　(2)提高测量电路的测量精度，尽量满足工业检测和控制的需要。

　　(3)进一步使测量系统朝着智能式，便携式，模块化发展。

　　电容测量会随着测量技术的发展朝着精密化、高速化、自动化、集成化、智能化、经济化、非接触化和多功能化发展。