原创 皮法电容表DIY（下）

图5  按键控制流程

这里设计的校准方法很简单，测量状态下长按S1 两秒进入校准模式，若此时接入的标准电容标定容量是0.1uF，但表的显示值是0.0995uf，则可按S1键，使显示的值增加，直到显示的值接近0.1uF，最后长按S1退出校准模式。

 本电路的系统框图如图6所示。

图6  系统框图

 本电路的方案不是最优的，电路是基于目前手头上的资源而设计的。因为我是真正的无产阶级，买不起芯片啊，⊙﹏⊙b汗，芯片基本上都是申请来的样片，感谢MAXIM，感谢TI，感谢LinerTechnology哈。在这里我只是提供一种思路而已。本方案有部分电路是为测量电感或其它电路准备的。

 测量数据：

由于手头上既没有标定好的电容，也没有精度较高的电容表，所以，我只能用别的方法来验证其精度了。我手头上只有个可测电容的万用表，是胜利的VC86E，当采用300pF-1uF量程测量时，300pF-0.1uF，皮法电容表跟VC86E的值比较吻合，一般仅在第4位有差别。而从0.1uF开始，VC86E的测量值将偏大，而皮法电容表的第4位开始跳动，看来从0.1uF开始，皮法电容表只能提供3位有效数字了。下面给出并联电容法测出来的数值表。

  表1  0.1uF测量值比较

注：皮法电容表的分布电容约有14.03pF，上面的值均去掉分布电容

 结论：由此可见，当测量0.1uF以上的电容时，皮法电容表的测量值比VC86E的更接近真实值。

 对于0-300pF量程精度的检验，我也是采用上面的并联电容法，但是，由于分布电容的影响，这种方法可能会使测量出来的结果存在较大的偏差。

表2  0-300pF量程的部分测量值

注：皮法电容表的分布电容约有14.03pF，上面的值均去掉分布电容

 结论：由此可见，当测量0-300puF电容时，皮法电容表的测量值还是比较可靠的。

 当然，这样的测量方法至多可验证该表的线性度，而不能验证其精度。我也说了，这是在缺少标准电容及电容表的情况下的不得已而为之。在前面验证的300pF到1uF的量程下，本表测量值跟VC86E的测量值基本符合，由此可见本表在该量程下的测量精度还是可以的。至于真正的校准，还是等到自己买到标定好的电容再来测吧。

关于温度的影响

在温度稳定性方面，比较关键的电阻R，因为电压比较器MAX995的参数受温度影响也许会很大，但对整个系统的影响确很小，因为在选型的时候我已经把这个因素考虑进来了。而在电阻方面，我用的全部是金属膜，一般来说，图1中的电阻如果温度特性一致的话，R1-R4的温漂应该能抵消或减小，而比较关键的是充放电电阻R。当R采用一般的金属膜电阻时，主板的温度由30度增加到50度时，测量100PF的电容的显示值变化了约0.6pF，而把R换成标准电阻时，在变化同样的温度来测量同样的电容，显示值仅变化了约0.04pF。可见该电阻的重要性了（测量时被测电容的温度没变化）。