Измерение емкости фотоприемных устройств

Емкость фотоприемников измеряют на частоте, указанной в технической документации, но не ниже 0.1 МГц. Максимальную частоту измерения емкости f _макс выбирают из условия

f _макс ≤ (0.01/L_s×c)^1/2/2π, (12.2.3)

где L_s – индуктивность выводов относительно точек подключения в установку для измерения емкости.

Особенности измерения емкости вытекает из наличия присущей полупроводниковым приборам нелинейной зависимости емкости от напряжения постоянного обратного смещения на нем. В этой связи предъявляют повышенные требования к точности поддержания напряжения смещения.

Схема измерения емкости мостовым методом должна соответствовать показанной на рисунке 12.4

В основу этого метода положено выполнение условия для полных сопротивлений мостовой схемы

Z ₁×Z ₄=Z ₂×Z ₃. (12.2.4)

Напряжение высокой частоты генератора (Г) в диагонали БД мостовой схемы, контролируемое индикатором (Ин), равно нулю. При подключении измеряемого прибора ИП в плечо АБ возникший разбаланс мостовой схемы компенсируют откалиброванным в значениях емкости изменением полного сопротивления плеч.

Рисунок 12.4 – схема измерения емкости мостовым методом

Чувствительность индикатора и калибровка мостовой схемы должны иметь такие значения, чтобы основная погрешность измерения соответствовала данным

δc≤100×(0.05+0.02_пф/с) (12.2.5)

Измерение емкости и обработку результатов осуществляют в следующем порядке:

- перед измерением балансируют мостовую схему по минимальным показаниям индикатора, при этом измеряемый прибор отключен;

- подключают измеряемый прибор, задают необходимое смещение и вновь балансируют мост по минимальным показаниям индикатора, после чего отсчитывают значение измеряемой емкости.

Допускается использование устройств, позволяющих производить автоматическую балансировку мостовой схемы и отсчет измеряемого значения емкости.

Схема измерения емкости частотным методом представлена на рисунке 12.5

Рисунок 12.5 – схема измерения емкости частотным методом

Частотный метод основан на измерении ухода частоты генератора при подключении

измеряемого прибора к клеммам АБ и на дальнейшем пересчете частоты в емкость. Стабильность частоты генератора (без измеряемого прибора) и погрешность измерения частоты должны удовлетворять условию (12.2.12.) Измерения осуществляют в следующем порядке:

- определяют емкость кондуктора (без измеряемого прибора) относительно клемм АБ;

- к клеммам АБ подключают калибровочный конденсатор, емкость которого должна быть близка к максимальной емкости измеряемого прибора, и измеряют частоты генератора;

- проверяют емкость калибровочного конденсатора С_к на частоте измерения f с погрешностью ±1% или на другой частоте при условии L≤0.01/(2πf´)²C_к , где L – последовательная индуктивность выводов калибровочного конденсатора С_к; f´ – большая из частот измерения емкости и проверки емкости С_к ;

- отключают калибровочный конденсатор и вновь измеряют частоту генератора f_з

Значение емкости контура находят из выражения

С₀=С_кf²_a/(f²_в-f²_a),

а значение емкости измеряемого прибора С рассчитывают по формуле

С=С₀(f²₂-f²₁)/f²_1. (12.2.6)