خازن سنج ساده با استفاده از IC 741

ترانسدیوسر های خازنی معمولا برای اندازه گیری متغیرهای فیزیکی مثل فشار، سرعت و اندازه جابه جایی به کار می روند. جهت اندازه گیری صحیح این متغیرها، اندازه گیری دقیق ظرفیت خازنی بسیار مهم است.

روش پل اندازه گیری یک روش مرسوم است که جهت اندازه گیری خازن، مقاومت، اندوکتانس و فرکانس به کار می رود. مزیت پل های اندازه گیری مصرف کم توان و دقت آن است.

یک پل ساده الکترونیکی که از یک تقویت کننده عملیاتی، مقاومت ها و خازن های استاندارد استفاده می کند در اینجا نشان داده شده است. مقدار خازن مجهول بر حسب مقاومت های استاندارد به دست می آید.

شکل 1 نقشه شماتیک خازن سنج ساده با استفاده از IC 741

تقویت کننده عملیاتی به عنوان یک تغییر دهنده فاز عمل می کند. خروجی این تغییر دهنده فاز برابر است با:

بنابراین برای تغییر فاز Ø = 90° داریم:

جریان خازن C برابر است با:

جریان i_D گذرنده از آشکارساز D برابر است با:

چنانچه پل متعادل گردد، جریان 0=i_D خواهد شد. در نتیجه از رابطه بالا خواهیم داشت:

اگر فرکانس منبع 50Hz و C=2.2µF باشد، در نتیجه R2=1.446K به دست خواهد آمد.

مقدار خازن مجهول از رابطه زیر به دست می آید:

به ازای C_X=0.22µF ، R_X=14.46KΩ به دست می آید. بنابراین مقدار R_X با توجه به رنج مقدار خازن مجهول C_X انتخاب می شود.